在数据大爆炸的今天,存储系统面临着对文件系统性能和存储设备性能的严峻挑战,新型存储器件的飞速发展,给缓解存储系统的性能瓶颈带来了曙光。本文针对基于闪存的存储系统面临的问题,通过优化文件系统和存储设备两方面的性能,提升基于闪存的存储系统的整体性能。本文的主要工作及创新点包括以下几个方面的内容:1.针对文件系统目录索引性能不能满足大数据处理的性能要求,以及传统文件系统的目录索引结构将过度损耗闪存,造成闪存寿命较短的问题,提出一种对闪存友好的可扩展Hash索引结构Hy Ex-Hash,减少对闪存的过度损耗;基于Hy Ex-Hash提出了一种Hash Tree的目录索引结构,提高了目录索引的性能;2.对于不同大小的文件,所需要的索引量也不相同,因此,针对不同大小文件的数据索引进行不同的优化,既提高大文件的数据索引效率,又降低小文件存储的额外开销;3.基于前两点的优化,设计实现了一个混合索引的闪存文件系统HIFFS,混合索引同时体现在目录索引和文件数据的索引上;4.针对SSD在RAID系统中损耗过快以及写放大突出的问题,设计了一种感知RAID的SSD(RAID-Aware SSD),通过感知上层RAID的访问信息,自动识别出校验数据和普通数据,并将相对较热的校验数据和相对较冷的普通数据分开存储,使校验数据的更新不影响普通数据的存储,从而降低闪存的写放大问题,减少垃圾回收的开销,延长闪存的寿命。