北京涵鑫盛科技有限公司刘佳获国家专利权
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龙图腾网获悉北京涵鑫盛科技有限公司申请的专利一种分布式数据存储的数据索引构建方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119829551B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510308247.8,技术领域涉及:G06F16/21;该发明授权一种分布式数据存储的数据索引构建方法是由刘佳;赵帅设计研发完成,并于2025-03-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种分布式数据存储的数据索引构建方法在说明书摘要公布了:本发明涉及分布式数据存储技术领域,公开了一种分布式数据存储的数据索引构建方法,包括以下步骤:通过高阶图论构建分布式存储系统的超图模型,该超图模型包括多个存储节点、多个数据块以及多个查询请求,基于高阶图模型中的最小割定理对存储节点和查询请求进行负载均衡优化,根据一致性哈希算法将数据块和存储节点映射到一致性哈希环上,通过虚拟节点机制减少数据迁移,采用冗余编码方法将数据块冗余存储在多个存储节点上,通过博弈论模型调节存储节点的负载分配策略,采用最优控制方法优化负载调整。本发明能够在提高数据存储系统效率的同时,保证系统的高可用性、扩展性和可靠性,适用于大规模分布式数据存储系统。
本发明授权一种分布式数据存储的数据索引构建方法在权利要求书中公布了:1.一种分布式数据存储的数据索引构建方法,其特征在于,包括以下步骤:通过高阶图论构建分布式存储系统的超图模型,该超图模型包括多个存储节点、多个数据块以及多个查询请求;基于高阶图模型中的最小割定理对存储节点和查询请求进行负载均衡优化;根据一致性哈希算法将数据块和存储节点映射到一致性哈希环上,通过虚拟节点机制减少数据迁移;采用冗余编码方法将数据块冗余存储在多个存储节点上;通过博弈论模型调节存储节点的负载分配策略,采用最优控制方法优化负载调整;在系统扩展时,结合一致性哈希算法和高阶图模型,最小化数据迁移;最优控制方法包括以下步骤:定义系统的负载状态变量xit,表示在时刻t各存储节点的负载状态,假设系统包含N个存储节点,负载状态变量xit表示节点i在时刻t的负载状态,负载状态的更新依据节点处理的请求数量、存储的数据量以及查询负载因素,具体为:xit=fNi,Qi,Di;其中,Ni为存储节点的计算能力,Qi为节点i的查询请求量,Di为节点i存储的数据量;设定系统的负载优化目标函数J,该目标函数描述了所有节点的负载分配情况,并通过调整节点负载以最小化整个系统的负载不均衡,负载优化目标函数J表示在时间窗T内的累计负载成本,具体为: 其中,积分符号为在时间区间[0,T]内对整个系统负载成本的累积,Cxitdt为节点的负载成本函数,反映节点负载越高的成本增加,T为优化的时间窗;通过最优控制理论求解负载分配的最优控制策略uit,uit其中为存储节点i在时刻t的负载调整量,控制目标是通过动态调整uit,使得系统在给定时间窗内负载最小化,并且满足负载均衡的约束条件: 约束条件包括: 且其中,Ctotal为系统总负载,表示所有存储节点负载的总和,Lmax为单个节点的负载上限,约束条件xit≤Lmax为每个存储节点i的负载必须小于等于最大负载上限Lmax,表示约束条件对每一个存储节点i都适用;基于拉格朗日乘数法或变分法,通过求解上式中的最优控制问题,得到各存储节点i的最优负载调整策略uit,使得系统在全局范围内达到负载均衡,并最小化整体负载成本;根据求解出的最优控制策略uit,动态调整各存储节点的负载分配,使得每个存储节点在负载均衡和性能优化的约束下执行相应的负载调整,进而实现系统的全局最优负载分配。
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