随着民航业的快速发展,民航数据量增速迅猛,民航存储系统的规模也越来越大。然而,在大规模的民航存储系统中,硬盘故障,节点和机架组件失效导致故障发生的频率也越来越高。采用副本技术来保障系统可靠性还远远不够,这种被动容错的方式不仅会增加系统冗余,而且数据恢复窗口较大极易造成系统数据丢失。论文基于主动容错的多副本民航存储系统可靠性研究,通过实现硬盘潜在故障的提前预测和主动处理,一定程度上弥补被动容错的缺陷,从根本上提高民航存储系统的可靠性。针对存储系统故障类型考虑不全的问题,本文全面考虑硬盘,节点和机架故障三个因素,基于硬盘故障预测模型构建了民航存储系统状态转换模型。根据该模型,本文使用了改进的基于事件驱动的蒙特卡洛仿真方法,对民航存储系统进行了全面的可靠性分析。仿真过程中采用韦布分布模拟民航存储系统事件的发生,并统计了系统在一定运行周期内发生数据丢失事件的期望次数。实验结果表明,通过全面考虑故障因素,二副本和三副本民航存储系统的可靠性分别提高了2.6倍和6.3倍。与此同时,该模型还有效节约了网络带宽资源。针对副本策略存储空间有效利用率低的问题,本文首先对不同容错机制性能进行了对比分析。利用主动容错技术的优势,基于硬盘故障预测模型构建了民航存储系统副本策略自适应切换模型。该模型在全面考虑故障因素的情况下,结合硬盘故障发生频率,可以为民航数据选择不同的副本存储策略。同时设计基于事件驱动的蒙特卡洛可靠性仿真方法成功实现了该模型。实验结果表明,该模型具有更低的容错成本、更合理的存储空间和更高的容错质量。