一种分布式云存储系统中的中央控制节点技术方案

本发明专利技术提供一种分布式云存储系统中的中央控制节点，该中央控制节点管理文件索引，并可根据上传文件计算存储参数，保证了整个系统分工明确，业务逻辑清晰，使客户端可以快速获取所需信息并与存储节点进行高效的交互。该中央控制节点一方面由于只存索引不存具体数据，系统运转流程得以监控，外界对于控制节点的获取数据攻击将失效。另一方面经过安全编码分块后的数据由控制节点智能分配到不同存储节点，分配方式经过加密后保存于中央控制节点，所以针对存储节点的网络攻击也将无从下手，这两方面相互配合实现了系统的安全性。同时，中央控制节点采取多主机方式，并结合储节点的“定时报告信息”实时监控存储节点状态，保证了系统的高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式云存储系统中的中央控制节点
本专利技术涉及分布式云存储系统的管理控制
，尤其涉及一种分布式云存储系统中的中央控制节点。
技术介绍
云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是一种新兴的网络存储技术，是指通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说，云存储就是将储存资源放到云上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方，透过任何可连网的装置连接到云上方便地存取数据。云存储系统的出现极大改变了当前数据存储的方式，使得个人或单位可靠地存储大容量的文件成为可能。当前主流的存储方式中，文件不再集中存储于某个数据中心，而是分散存储到多个数据中心。假如某几个数据中心出现数据丢失，用户所存文件仍能由其余健康的数据中心恢复。目前市场上的云存储系统多采取两种方式进行数据的分散存储：1.简单增加文件拷贝数，每个数据中心均存有完整文件拷贝；2.采用reed-solomon码对源文件进行编码，将编码后的文件分割存于不同数据中心。对于方式1，其缺点在于存储效率过低，而且必须采用一定的加密算法才能保证数据不被泄漏；对于方式2，虽然存储效率有一定程度提高，但修复损坏节点以及恢复文件时的带宽占用仍离理论极限差距较大。安全分布式云存储系统可以很好解决这些问题。而且在云存储系统中，对于整个系统的管理与控制必须高效安全且可靠，通过控制功能明确且具有安全及可靠性设计的中央控制节点实现此功能非常合适。因此，提出一种安全分布式云存储系统中央控制节点是十分有必要的。
技术实现思路
本专利技术为了克服云存储系统中业务的复杂多变及外部网络攻击频繁的问题，通过只存储索引，提供数据的分配方式并加密来实现系统的安全性，并通过多主机及“定时报告信息”方法，实现云存储系统高效可靠运转。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：本专利技术提供了一种分布式云存储系统中的中央控制节点，其具体如下：所述中央控制节点只存储索引，客户端的服务请求以及与存储节点的交互均由所述中央控制节点通过索引控制调度，所述中央控制节点对分布式云存储系统进行流程监控。进一步地，所述中央控制节点将上传文件分配N个存储节点；将上传文件分成k块，分块编码后存到所述N个存储节点中，每个存储节点存储α个符号，作为文件编码块。进一步地，所述中央控制节点根据定时报告信息监控存储节点状态，当某个存储节点发生故障时，所述中央控制节点建立新存储节点，所述新存储节点向其它部分正常存储节点发送修复请求，具体如下：在修复故障存储节点的单个文件编码块时，从所述N个存储节点中选取d个正常存储节点，所述d个正常节点各向新存储节点发送β个符号；在重建源文件时，从所述N个存储节点中选取k个正常存储节点，所述k个正常存储节点各向文件请求端发送α个符号。进一步地，重新生成故障节点单个文件编码块所需的总带宽为γ＝dβ，存储节点参数满足如下关系：其中，α和β为设定值，α表示每个存储节点中所存的符号数，β表示在修复故障节点的单个文件编码块时，从单个正常存储节点下载的符号数；k＝(α+β)/β，k表示在重建源文件时需要连接的最少节点数和表示分块数量；d＝2(α+β)/β-2，d表示修复损坏节点时需要连接的最少节点数；B＝kα，B表示上传文件的大小，γ表示在修复故障节点的单个文件编码块时所需的总带宽。进一步地，该中央控制节点为多主机模式，所述主机为控制服务器。进一步地，该中央控制节点实时监控存储节点状态，当某个存储节点发生故障时，该中央控制节点自动建立新存储节点，并向其他正常存储节点发送修复请求，进行修复。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术通过只存储索引，提供数据的分配方式并加密来实现系统的安全性，并通过多主机及“定时报告信息”方法，实现系统高效可靠运转。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的分布式云存储系统的架构图；图2为本专利技术实施例提供的分布式云存储系统中存储参数计算步骤流程图；图3为本专利技术实施例提供的分布式云存储系统中定时报告消息算法流程图；图4为本专利技术实施例提供的分布式云存储系统中定时报告消息检测结果示意图；图5为本专利技术实施例提供的分布式云存储系统中多主机模式的中央控制节点布局示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本专利技术实施例的限定。实施例一本专利技术实施例提供一种安全分布式云存储系统，在该系统中加入中央控制节点，客户端的不同用户的不同文件存储于大量的存储节点之中。客户文件结构复杂，客户端与不同存储节点通信频繁。为了克服系统中业务的复杂多变及外部网络攻击频繁的问题，本专利技术实施例通过只存储索引，提供数据的分配方式并加密来实现系统的安全性，并通过多主机及“定时报告信息”方法，实现系统高效可靠运转。本专利技术实施例所述系统的具体架构如图1所示。本专利技术实施例具有两种安全性设计，两种设计相互作用，使中央控制节点在系统的安全体系搭建方面有着举足轻重的作用。安全性设计一：本专利技术实施例通过只存储索引，完成对系统整个业务流程的控制，并提升系统安全性，1、客户端的服务请求以及与存储节点的交互都经由控制节点通过索引控制调度，实现了对整个系统的流程监控。2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式云存储系统中的中央控制节点，其特征在于，所述中央控制节点只存储索引，客户端的服务请求以及与存储节点的交互均由所述中央控制节点通过索引控制调度，所述中央控制节点对分布式云存储系统进行流程监控。

【技术特征摘要】
1.一种分布式云存储系统中的中央控制节点，其特征在于，所述中央控制节点只存储索引，客户端的服务请求以及与存储节点的交互均由所述中央控制节点通过索引控制调度，所述中央控制节点对分布式云存储系统进行流程监控。2.根据权利要求1所述的中央控制节点，其特征在于，所述中央控制节点将上传文件分配N个存储节点；将上传文件分成k块，分块编码后存到所述N个存储节点中，每个存储节点存储α个符号，作为文件编码块。3.根据权利要求2所述的中央控制节点，其特征在于，所述中央控制节点根据定时报告信息监控存储节点状态，当某个存储节点发生故障时，所述中央控制节点建立新存储节点，所述新存储节点向其它部分正常存储节点发送修复请求，具体如下：在修复故障存储节点的单个文件编码块时，从所述N个存储节点中选取d个正常存储节点，所述d个正常节点各向新存储节点发送β个符号；在重建源文件时，从所述N个存储节点中选取k个正常存储节点，所述k个正常存...

【专利技术属性】
技术研发人员：李坚，刘云，张振江，周文彬，雷秋雨，马鸣，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11