磁盘阵列通过并行技术和冗余机制大大提高了磁盘存储子系统的可用性(包括可靠性和性能),并得到了广泛的应用。随着计算机技术的快速发展,现代社会产生和需要处理的数据量激增,对数据的存储和处理提出了更高的要求。虽然计算机硬件技术的迅速发展大大提高了存储系统的容量,但是在可用性方面还有待改善。由于现代数据的价值已经远远超过了软硬件的价值,意外的宕机或数据损坏都会给企业带来巨大的经济损失。因而,如何提高磁盘阵列的可用性成为人们关注的焦点之一,也成为存储领域中亟需解决的重要课题。经过理论分析、实际开发与性能评估取得了下列一些成果。针对用户I/O负载强度对磁盘阵列在线重建性能的影响,提出一种基于I/O负载重定向的重建优化算法WorkOut,将重建中磁盘阵列收到的写请求和热点读请求重定向到代理磁盘阵列,降低了重建中磁盘阵列上用户I/O负载的强度,加快了磁盘阵列的在线重建速度,同时减轻了重建过程对用户性能的负面影响,提高了磁盘阵列存储系统的可靠性和性能。由于大部分磁盘阵列重建算法需要花费大量时间重建块级未被使用的存储空间,影响了存储系统的可用性。为此,提出一种基于日志的重建优化策略JOR,通过在块级实时地监控磁盘阵列的磁盘空间使用情况指导数据重建,只重建已使用的条带,大大减少了重建过程带来的物理磁盘访问次数,减少了重建时间,同时也缩短了用户性能降级的时间。基于降级模式下RAID6磁盘阵列的数据访问方式和实际I/O负载的热点特征,提出一种降级RAID6的数据重新组织方法SOSRAID6,在首次访问故障磁盘上某块数据时将其放置到该条带上相应的校验位置,对该数据的再次访问可以直接重定向到该校验位置而不再需要读取剩下所有非故障磁盘的数据进行重构,从而减少了每次读写请求所产生的磁盘I/O次数,大大提高了降级模式下RAID6磁盘阵列的性能和可用性。由于RAID5/6磁盘阵列控制器中写缓存的容量无法满足应用程序的性能需求,非易失性存储器的高成本和后备电池的有限容量又限制了写缓存容量的增长,在磁盘阵列控制器中提出一种适用于RAID5/6的自适应写缓存压缩算法CWC,采用无损压缩算法压缩写数据后再将其写入缓存中,在不改变写缓存物理大小的前提下扩展了其逻辑大小,提高了写缓存的存储能力,从而显著提高磁盘阵列存储系统的性能和可用性。在磁盘阵列可用性方面进行了深入的研究,提出了一些创新性的方案,为构建下一代大规模的高可用磁盘阵列存储系统打下了良好的基础。