基于校验保护的RAID存储阵列是常用的存储方案,广泛应用于数据中心、云平台和超算中心中。传统的基于机械硬盘构建的存储阵列系统已经无法满足现代应用对性能的要求。基于闪存的固态盘(SSD)因为其低延迟、高吞吐和低功耗已被广泛使用。但是简单将RAID机制应用于固态盘上存在严重的性能波动问题。固态盘因为内部后台的写缓存回刷和垃圾回收等操作会表现出严重的延迟抖动,RAID处理写请求冗长的流程进一步放大了这种性能波动。同时应用的I/O负载存在短时间内大量请求突发,造成长排队而延迟增加。现有对固态盘阵列构建方法的研究缺少对性能波动原因的全面分析以及对性能波动做针对性的改进。本文探索了能够提供稳定低延迟的固态盘阵列的构建方法,通过打破存储服务器多个RAID组之间的资源隔离,构建资源共享的存储池来降低排队时延,引入副本写缓存提高小写请求性能,并通过请求重定向机制来使I/O请求避开出现延迟抖动的固态盘,从而显著降低固态盘阵列的平均延迟和尾部延迟。主要研究工作包括:(1)通过大量实验对影响性能波动的因素进行研究和分析,为稳定低延迟固态盘阵列的构建提供参考。通过对大量实际负载的统计分析发现负载的请求突发普遍存在,并且多个负载的请求突发极少发生互相干扰;对SSD因为后台操作而引发的延迟抖动的原因和现象进行总结分析;对RAID处理写请求的流程深入分析发现RAID会引入较高的软件开销,并且增加延迟的波动。(2)提出一种新的固态盘阵列架构Fusion RAID,能够显著地降低平均延迟和尾部延迟。通过存储服务器上多个RAID组之间进行资源共享形成一个支持数据灵活放置的存储池,使得其上每个RAID组都能利用整个盘池的资源,从而有更强的应对请求突发的能力;在存储池上构建一个副本写缓存,将小写请求先以多副本的形式写入,再在后台逐步转换成RAID条带的形式提高存储效率;引入一个轻量的机制来检测发生延迟抖动的固态盘,并且提供有效的请求重定向机制来使得应用I/O请求避开发生延迟抖动的固态盘。(3)以一个Linux内核驱动模块的形式实现了Fusion RAID的系统原型,并进行全面的性能测试。实验表明,Fusion RAID平均能降低59.15%的平均延迟和88.08%的p99尾部延迟。