随着内存计算逐渐成为主流的大数据分析方式,内存键值存储系统因其访问速度快、可扩展性强而被广泛应用。但是面对日益增长的大规模数据处理需求,网络性能逐渐成为了键值存储系统的一个主要瓶颈。另一方面,远程直接内存访问(Remote Direct Memory Access,RDMA)技术允许机器从另一台机器的预先注册存储区中读写内存而不涉及远程CPU中断,能够实现低延迟、高吞吐量和低CPU开销,为消除上述瓶颈提供了机遇。然而,现有基于RDMA的键值存储系统大多简单直接地应用RDMA,缺乏对键值存储系统自身特征的考虑,从而难以充分挖掘RDMA的传输性能优势。此外,针对键值存储系统常见的存储节点故障问题,现有系统主要采用多副本备份策略或纠删码容错策略,但前者会造成高额内存开销,而后者会带来高额CPU占用,从而影响系统整体性能。针对内存键值存储系统的上述问题,本文基于RDMA verb通信语义提出了一种传输优化方案,并建立了基于纠删码与RDMA计算卸载的容错机制,从而提高了传输效率、降低了CPU占用与容错冗余开销。具体贡献如下:(1)针对RDMA传输性能未能充分挖掘的问题,本文采用更低时延的单边RDMA write语义重新设计内存键值存储系统的GET指令与PUT指令,使得一次往返传输,即可完成数据访问的GET指令,从而极大地降低传输时延,并释放客户端CPU开销。针对单边write操作旁路远端内核带来的远端读写竞争问题,提出了在服务器端RDMA内存中引入监听线程与优先队列,将多客户端并行指令转成轮询式串行处理的解决方案。(2)针对键值存储系统节点故障常态化问题,建立了基于纠删码与RDMA计算卸载的容错机制。该机制使用存储冗余较小的纠删码方案进行数据冗余与校验,并针对采用纠删码带来的高额CPU计算量的问题,利用RDMA网卡硬件的可编程能力,将纠删码的编解码计算由CPU卸载到网卡进行,与发送端write高性能传输组成流水线交替式工作,从而解放发送端CPU资源,降低服务器端容错存储和恢复解码的开销。基于真实环境的实验结果表明,与原有键值存储系统相比,本文提出的设计能够降低时延32%,提升客户端吞吐率16%,降低客户端CPU负载60%,且减少存储开销65%。