基于闪存的固态硬盘SSD(solid state drives)现在已经被广泛使用在各种存储系统中。为了容忍整块SSD盘错误,可以像HDD一样在多个SSD上组建冗余磁盘阵列RAID(Redundant Array of Independent Disks),比如RAID5。但是RAID5机制数据映射位置固定,扩容代价昂贵,恢复代价高。此外,RAID5机制下校验数据更新会带来相当大的数据读写开销,在随机写情况下,一次数据写入,需要四次随机IO才能完成。直接在多块SSD盘上组建RAID5同样会有这些问题。最新的SSD技术Open-Channel SSD把内部细节暴露给上层软件,使得上层软件可以控制数据存放和IO调度。这给SSD上的存储系统设计带来了新思路。本文基于传统SSD上直接组建RAID存在的问题,在多块Open-Channel SSD上设计实现了新型数据可靠的存储系统NROCS(New Reliable Storage System on Open-Channel SSDs)。NROCS将上层的盘间数据可靠性机制与底层的硬件特性结合,消除了在传统SSD上直接组建RAID5方法存在的问题,在增强盘间数据可靠性的同时,提高了存储系统的性能,保护了硬件使用寿命。本文的主要贡献有:·据本文调研,NROCS是首个在多块Open-Channel SSD盘上设计实现数据可靠的存储系统的工作。·NROCS不固定数据存放位置,采用日志型写入的方式,因此校验数据更新不需要读任何数据,校验数据写操作能被均摊,从而消除了RAID5机制存在的校验数据更新开销大的问题;NROCS灵活的数据存放策略,使得NROCS可以自定义磨损均衡策略;NROCS扩容时新盘的加入不改变已有数据的映射位置,不需要任何数据移动,因此扩容过程更加简单;NROCS还支持更细粒度的硬件损坏情况的数据恢复,恢复成本低,不影响系统的可用性。·本文在Linux内核中实现了NROCS,并分别使用FIO,Filebench和Rocks DB等任务场景对NROCS进行实验评估。与在传统SSD上直接组建RAID5相比,NROCS5最多可减少33%的数据写入,实现了127%×～905%×的性能加速。