随着大数据、云计算等概念的提出与兴起,分布式存储技术的价值和重要性日渐凸显。相比于传统的集中式存储系统,分布式存储系统具有低成本、易扩展、高可用等优势。然而,分布式存储的架构体系也为数据复制和同步带来了诸多挑战。首先,由于分布式存储系统建立在异步通信环境之上,且系统中各数据节点存在发生不可预计故障的情况,使得分布式存储系统实现数据一致非常困难。其次,根据CAP理论,数据强一致性和系统可用性、分区容错性之间存在相互制约的关系,如何在保证数据一致性的前提下综合与其他因素间的权衡是一项极具挑战的课题。针对上述问题,本文根据分布式存储系统的特点,在现有数据一致性理论的基础上,实现了基于Paxos协议的分布式数据一致性模块。然后,通过对一致性过程的优化和改进,提出了流程简化、可用性高且读写同步的数据一致性协议设计。本文的主要研究内容和结果归纳如下:(1)基于经典的Paxos协议,实现了分布式存储系统数据一致性模块。该模块可以同时接收多个客户端并行发送的数据操作请求,生成系统各个数据节点可获取的相同的数据操作序列。各数据节点顺序执行序列中数据操作请求,就可以实现分布式存储系统的数据最终一致性。(2)针对Paxos协议中消息传递次数因提议者抢占接受者访问权而增多,导致协议延迟增大的问题,通过延长提案编号有效范围的方式优化了Paxos协议的运行过程,进而提高了数据一致性模块的每秒查询率。(3)针对基于Paxos协议实现的分布式存储系统数据一致性模块只能达到数据的最终一致性程度,而无法实现数据的同步读写的问题,通过选举分布式存储系统中的一个数据节点作为唯一接受客户端请求节点的方式,为数据一致性模块提供了数据同步读写的功能。最后,本文对提出的数据一致性协议进行了实验,通过对若干关键指标的检测,证明了本文所提方法的正确性和有效性。