随着大数据(Big Data)时代的来临,个人、企业、政府以及科学研究无时无刻不在产生与使用数据,数据已经不单单是0和1的组合,更成了整个社会发展的基石。这种发展势必对存储设备的容量、传输率、可靠性提出了更高的要求。持续数据保护(CDP)能够提供粒度无限的恢复点(RPO)和接近即时的恢复时间(RTO),得到广泛的应用。但是CDP对存储系统的性能需求有较大的波动,当系统访问活跃时(通常为白天),需要较高的存储带宽;系统访问不活跃时(夜间),存储带宽要求较低。面对此类动态负载,传统的RAID布局可能造成性能瓶颈或者更高的能耗。针对这一问题,在S-RAID的基础上提出一种存储空间多级映射的节能数据布局:Multiple S-RAID。MS-RAID根据存储系统对性能的不同需求,采用适应性更强的多级别分组策略,通过调整并行磁盘数量使存储系统性能满足实时动态负载需求。具体研究内容如下:首先,对存储技术进行介绍,分析了备份技术、快照技术和CDP技术的原理及优缺点;进一步分析常见RAID方案的原理及可靠性,为根据具体需求采用适当的RAID方案提出理论依据。并且在对CDP存储系统的实际观测与分析中,存在高时间相关的负载波动,例如证券公司,其对数据安全要求极高,在业务期间(白天)要做到实时备份,产生的负载要远远高于业务空窗期(晚上),需要提出一种适应于此种时间相关负载的数据布局;其次,在CDP技术为应用场景下,提出多级分组策略,设计并实现了多级映射的数据布局:MS-RAID。MS-RAID对存储系统内相同条带上的数据块进行了多级分组,不同级别磁盘组内数据块数量不同,可提供多级别的访问性能。低性能磁盘组内数据块数量较少,能耗低;高性能磁盘组内数据块多,能耗高。当系统访问活跃时,对性能要求较高,启动高性能磁盘组,低性能磁盘组处于待机状态以节省能耗;反之,当系统访问非活跃时,存储系统对性能要求较低,启动低性能磁盘组而将高性能组调至待机状态,既保证了系统对性能的要求,又减少了能耗。并且通过DIP算法对写性能进行优化,结合磁盘节能调度实现了存储系统较高的能效比;最后,通过实验分析,在40%、60%、80%与100%连续写请求下,6磁盘/2级MSRAID5比双盘组S-RAID5性能分别提升15.9%、29.0%、31.4%与33.6%,比三盘组SRAID5能耗节省24.0%,证明了MS-RAID是一种更加高效节能的数据布局。