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存储系统规模增大导致数据丢失成为常态。纠删码技术由于具有低存储开销的特点,因此被存储系统所广泛采用。然而纠删码的引入也改变了存储系统正常的I/O访问和失效修复方式。本文从性能优化角度,从编码设计、条带内局部写、单盘失效修复和多点协同再生等四个方面对纠删码存储系统展开研究。?提出了一种新的RAID-6编码――横纵码(Horizontal-Vertical Code,HV码)。HV码利用横式校验链优化降级读操作和同行条带内局部写操作,构建纵式校验链以优化跨行条带内局部写操作,并均匀放置校验元素以均衡负载。实验结果表明,相比于其他具有代表性的RAID-6编码,HV码在综合性能上具有更好的表现。?提出了一种基于XOR编码的存储系统的条带内局部写操作优化方法――基于校验转换的数据布局方法(Parity-Switched Data Placement,PDP)。PDP利用连续数据元素生成校验元素,并优化校验元素的生成顺序,以减少条带内局部写操作的额外更新。实验结果表明,PDP虽然需要少量存储开销,但是其能减少31.9%的数据更新并提升27.9%的写速度。?提出了一种单盘失效修复中寻道操作和修复带宽兼顾的优化方法――高效寻道修复算法(Seek-Efficient I/O Recovery,SIOR)。SIOR采用现有的优化方法减少每个条带所需修复带宽,并设计基于禁忌搜索的贪心算法和填充算法进一步减少修复过程中的寻道操作。实验结果表明,SIOR能够明显减少搜索时间并减少31.8%～65.1%的寻道操作。?提出了异构存储网络下的一种新的协同再生框架,并设计了该框架下的路由选择算法――异构协同再生算法(Heterogeneous-aware Cooperative Regeneration,HCR)。该框架根据节点的异构性分离新来节点的再生过程,以减少再生过程中的网络开销。HCR进一步设计贪心算法,高效实现已有再生方案在该框架下的路由选择。实验结果表明,HCR仅引入少量的网络传输数据,并减少高达75.4%的网络开销。