云存储作为一种提供数据存储服务，是在云计算的基础上进一步扩展和发展的概念。通过在不同的云服务器上存储数据块，可以减少用户的存储负担。为了提高数据的可用性，在分布式系统中存储冗余数据成为保证数据可用性的重要技术手段。然而，现有的冗余技术在保证数据可用性时各有优缺点。其中多副本技术，虽然能够高效的读取数据并对损坏的数据进行恢复，但需要消耗大量的存储空间。而为了提高存储空间利用率和安全考虑引入的纠删码技术，通过计算编码块进行数据冗余存储，虽然降低了存储空间，却在进行损坏数据恢复时，其编码与解码操作造成了较大的计算开销和通信开销，对于资源有限的用户来说，成为一种负担。因此，本文设计了一种基于多级网络编码的多副本云数据存储算法，其主要工作如下：
　　首先，针对如何以最优的数据可用性存储多副本数据问题，本文提出了一种基于多级网络编码的多副本数据生成算法。该算法根据多级网络编码对计算副本数据的编码矩阵进行改进，以构造满秩的多级编码矩阵。通过多级编码矩阵计算得到的编码数据块各不相同却又具有一定的计算关系。此外，由于多级编码矩阵由数据所有者本地生成，而云服务商无法得知生成多级编码矩阵的密钥和计算方式，所以副本生成算法能够抵御伪造攻击。
　　其次，针对如何降低损坏数据恢复时的计算开销与通信开销，即不需要本地下载并解码编码数据块的情况下，对损坏的数据进行恢复问题。本文提出了一种损坏数据恢复的优化算法，以降低数据恢复时的计算开销和通信开销。基于多级网络编码生成的副本数据使得各个副本数据间具有一定的编码计算关系。因此，在数据恢复过程中无需解码运算，只需得到副本间的编码信息，即可实现损坏数据的恢复。算法中首先根据损坏的数据块的编号，生成恢复数据的编码信息，然后对编码信息进行加密处理，最后将数据恢复时的编码计算外包给云，减少了用户的计算开销和通信开销。
　　最后，通过理论分析和实验测试，本文基于多级网络编码的多副本生成与数据恢复算法实现了以最优的数据可用性存储多副本数据。由于每个副本数据都由满秩的多级编码矩阵计算得到，因此任取一定数量的编码数据块即可恢复出原始数据。此外，本文的恢复损坏数据优化算法既保证了恢复后编码数据块的可用性和安全性，并且降低了因下载编码块和恢复损坏数据时的编码计算所带来的通信开销和计算开销。