互联网时代下,传统行业的数字化转型步伐越发加快,传统数据管理中心已无法满足当前爆发式增长的数据存储需求。分布式存储系统因其低成本、高容错性、扩展性好、存储容量大等优势成为了当前存储技术的发展趋势。但分布式存储系统搭建在廉价的PC节点上,随着系统节点规模的不断扩大,节点失效问题也越发严重,因此如何高效地保障分布式存储系统的可靠性成为学术界和工业界重点研究的问题之一。当前主要的两种保障系统可靠性的技术包括副本存储技术和纠删码存储技术。纠删码存储技术因其具有高存储效率、高容错能力、高可靠性等特点而被广泛应用在分布式存储系统中。为了降低计算开销,完全基于异或运算的阵列码被引入到纠删码中以提供更好的存储、计算性能。但阵列码相比于其他纠删码仍有一些问题,例如容错能力低、更新开销大。因此本文从阵列码的容错能力、更新开销等方面对基于阵列码的分布式存储系统展开研究。本文的主要研究内容和创新点如下:（1）针对纵式阵列码X-码的低容错问题,本文提出一种基于子条带编码的高容错方案X-code+,通过将多个X-码结合进行二层编码可以使得它的容错能力从2提升至4。同时,我们针对多节点失效的情况提出了一种基于校验矩阵的修复方案,通过构造唯一的失效矩阵和存活矩阵并进行GF（2）下的矩阵运算可以有效修复失效数据。最后,经过理论分析,X-code+在提高了容错能力的同时,保持了最优的编码效率和更新效率。（2）针对阵列码更新过程中产生的跨机架传输等问题,本文提出了一种跨机架感知的高效更新机制（Cross-rack Update,CRU）,CRU主要针对纵式阵列码并优化其更新效率。CRU更新机制主要包括两部分:节点组合算法和选择性日志追加策略。CRU通过节点组合算法匹配出最佳的节点组合,同时结合基于机架感知的日志追加策略来选择性追加日志,可以降低更新过程中的跨机架流量和磁盘I/O次数来提升更新效率。实验结果表明,CRU与基准方法相比,可以减少46.08%的跨机架流量,并提高17.89%的更新吞吐率。（3）EVENODD+码在拓展其容错能力后需要解决多节点同时失效等问题,本文针对各种失效情况总结了对应的解码方案,而且针对两数据节点和水平校验节点同时失效的情况提出了一种基于修复链的高效修复方案,通过构造特殊数据块来迭代修复其余失效数据块,可以有效地修复所有失效数据。