随着纠删码存储系统规模不断增大,庞大的节点规模导致其节点失效成为一种常态。传统失效数据重构方法导致恢复时间长和更高的前端I/O延迟。因此,为了保证纠删码存储系统中数据的高可用性以及在线响应性能,设计纠删码存储系统下同时提高恢复性能和恢复时前端I/O性能的优化方案具有重要科研意义的研究。针对上述问题,以基于纠删码的存储集群为研究对象,以优化重构性能和用户访问性能为目标,提出了基于流水线I/O方式的离线重构优化方案和基于内存I/O重定向的在线重构优化方案。基于流水线I/O方式的离线重构优化方案(PUSH)利用纠删码的编解码特性,将重构过程分解成一组线性组合计算操作,将各计算操作分派到各存活节点上,并按流水线I/O方式来完成整体重构过程。借助该流水线式重构链,使得替换节点接收带宽不再成为重构过程性能提升的瓶颈,也可以提高重构时存活节点中磁盘的响应性能。实验结果表明,与传统集中式重构方案相比,PUSH能够至少加速系统重构速度92%。基于I/O重定向的在线重构优化方案(RAM-RS)采用I/O分离策略,将失效用户请求重定向到由多个存活节点预分配内存所组成的内存区域,对重构工作流和用户访问流进行分离,减少用户访问对重构请求的干扰;利用内存区域中所缓存的已恢复用户访问数据,可以响应后续的用户访问请求,以加速用户响应过程。实验结果表明,与传统基于混合I/O流的在线重构相比,RAM-RS能够至少加速系统重构速度20%,并减少平均响应时间达78%。