作为新一代持久化数据存储，新型非易失性内存NVM（Non-Volatile Memory）为存储系统的设计带来了新的机遇与挑战。目前已有多个以NVM为存储介质的非易失内存文件系统。由于未充分考虑NVM存储单元耐受度受限的特点，使得这些文件系统在大量文件操作后，极易造成对NVM设备的磨损不均衡现象，尤其是文件索引节点所在的元数据区域。硬件制程差异导致的耐受度差异使得这一问题更加严峻，即写次数相同时，耐受度低的存储单元更容易被写穿。
　　本文针对导致上述问题的原因进行分析和讨论，将文件系统的索引节点区域划分为多个耐受度不同的存储域，设计并提出制程差异感知的索引节点空间管理策略以及磨损均衡机制Contour。借助索引节点虚拟化技术，在存储域之间以及存储域内部执行索引节点的动态迁移，以在耐受度不同的存储单元之间实现磨损率均衡。主要研究内容可分为如下几个部分：
　　①针对现有索引节点组织结构导致的头尾磨损不均等问题，提出域间差异感知的空间管理策略，使索引节点均匀分布在耐受度不同的存储域之间，进而达到缓解磨损不均衡、降低索引节点迁移开销的目的。
　　②针对存储域之间的耐受度差异，提出域间磨损均衡机制。首先根据文件系统历史运行情况将索引节点与存储域进行动态匹配，以尽可能将访问热度较高的索引节点保存至耐受度较高的存储域。其次以运行周期为单位，对每个存储域的可用写次数加以限制，以达到周期性磨损率均衡的目的。
　　③针对存储域内的索引节点写差异，提出域内磨损均衡机制。设计索引节点迁移算法以在存储域内执行索引节点的动态迁移。存储域最优匹配算法可在相邻存储域之间分散写操作，进而避免对单个存储域造成过度磨损。
　　本文基于真实非易失内存文件系统SIMFS，实现了Contour的原型并编译到Linux内核中。使用标准测试工具Filebench、FIO以及数据库应用程序MySQL对Contour的磨损分布和性能开销进行评估。实验结果表明，Contour在四种不同的负载模式下，以物理页为单位的磨损率标准差平均优于NoWL和当前最优的PCV磨损均衡机制644.8倍和11.0倍，能够有效均衡索引节点区域的磨损分布，且平均性能开销仅为3.85%。