随着存储系统中数据量的不断增长,存储系统会面临存储容量不足这一挑战,通常的应对措施是为存储系统增加新的存储设备,即存储扩容。对纠删码存储集群而言,存储扩容涉及两方面操作:数据迁移和校验更新。在数据中心等场景下,存储系统需要全天候向外提供数据存储服务,即存储系统正在进行扩容时也不能中断存储服务。本文针对纠删码存储集群的在线扩容问题进行研究。本文针对纠删码存储集群,提出一种背包式在线扩容方案PiggySS(Piggybacked Scaling Scheme),利用已有用户请求数据来减少扩容I/O。PiggySS有三个主要特征:首先,方案利用已有用户请求的数据来降低扩容操作对用户请求响应的影响;其次,方案根据节点的负载和扩容I/O,重新分布了相关节点上了数据分块和校验分块的读写,实现扩容过程中的I/O均衡;最后,PiggySS将一部分被请求过的数据分块迁移到新增节点上,提高了存储集群的读并行性,并使用整条带填充的方式向存储集群写入新数据,数据的写入过程具有高写性能。PiggySS方案中用到了四个算法来处理用户I/O和扩容I/O,并提出了三种对PiggSS方案的优化方法。在实际的纠删码集群环境中实现了PiggySS方案和其他三种可替代的扩容方案(即,Scale-RS、McPod、RR),通过重放真实的I/O记录来对这四种扩容方案进行定量化评估。实验结果表明,在扩容过程中和扩容完成后,PiggySS具有更好的用户访问性能,其平均用户响应时间分别是Scale-RS、McPod、RR的33.5%、29.92%、19.34%和87.09%、94.53%、85.87%。