基于NFS和SATA协议的网络硬盘设计及实现

发布时间：2017-05-06 01:02

  本文关键词：基于NFS和SATA协议的网络硬盘设计及实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：进入二十世纪以来，，科技发展迅速，信息量飞速增长，人们对于信息存储的方便性及快捷性要求越来越高，依赖于网络进行方便快捷的信息存储成为必需，在此背景下，网络硬盘技术诞生并获得迅速发展。目前已有各类基于B/S模式的网络硬盘，但存在一些限制，客户无法对文件进行实时在线操作，需要通过对文件进行下载来实现文件读、写、修改等基本操作；另现有的网络硬盘大多存在限制单个文件大小的问题，超过限制大小的视频文件无法播放等问题。 针对上述问题，本文设计并实现了一个基于NFS和SATA协议的C/S模式网络硬盘，实现了用户访问远程文件同访问本地文件一致，且对单个文件大小无限制。系统以linux虚拟机和FGPA作为平台进行设计，采用软硬件协同设计的方式进行实现。对于软件部分的设计，首先对Linux内核中NFS客户端、服务器端代码以及FAT32文件系统代码分析研究，接着对设计中软件各部分FAT32文件系统、驱动程序、NFS系统利用C语言进行设计并在虚拟机中验证。硬件部分SATA硬盘控制器采用VHDL硬件描述语言在ISE中设计，并基于PLB总线进行IP核封装，在开发板XUPV5_LX110T中进行验证。最后在开发板中将软件部分整合到开发板操作系统镜像中，与硬件部分编译比特流文件一起下载到开发板中进行整体验证。 为满足现代社会对处理速度的要求，本文最后在原设计的基础上进行了优化，首先描述了ACL机制，将ACL功能以应用程序的方式添加到NFS服务器的应用程序链表中，接着对NFS服务器端利用线程池技术增加了多线程设计，最后在多线程的基础上，利用ACL机制，设计了多客户端应用，并描述了多客户端访问冲突的解决办法。 验证结果表明，本文设计的网络硬盘可以实现远程文件访问的基本功能，且可以实现用户在线访问，具有较高的安全性及可靠性。
【关键词】：网络硬盘 SATA协议 NFS ACL 多线程
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333.35
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外发展及研究现状10-14
• 1.2.1 存储10
• 1.2.2 硬盘10-12
• 1.2.3 网络文件系统12-13
• 1.2.4 网络硬盘13-14
• 1.3 设计平台介绍14-15
• 1.4 研究的目的及内容15-16
• 1.5 文章的组织结构16-19
• 第二章 网络硬盘的设计19-49
• 2.1 系统设计及平台介绍19-20
• 2.2 硬件设计20-24
• 2.2.1 SATA 硬盘控制器20-23
• 2.2.2 硬盘控制器 IP 核封装23-24
• 2.2.3 硬件系统搭建24
• 2.3 NFS 系统设计24-39
• 2.3.1 网络文件系统的概念模型24-26
• 2.3.2 客户端26-33
• 2.3.3 服务器设计33-39
• 2.4 FAT32 文件系统设计39-41
• 2.5 驱动程序设计41-44
• 2.6 系统搭建44-47
• 2.7 本章小结47-49
• 第三章 系统验证49-63
• 3.1 SATA 硬盘控制器及其 IP 核驱动验证49-51
• 3.2 FAT32 文件系统验证51-56
• 3.3 驱动程序验证56-57
• 3.4 NFS 服务器验证57-60
• 3.5 网络硬盘整体验证60-62
• 3.6 本章小结62-63
• 第四章 多用户访问分析与设计63-75
• 4.1 文件管理方式63-68
• 4.1.1 传统文件权限管理 UGO63-64
• 4.1.2 ACL 机制64-68
• 4.2 多线程设计68-71
• 4.3 多客户端设计71-73
• 4.3.1 多客户端的多线程应用71-72
• 4.3.2 多客户端的 ACL 应用72-73
• 4.4 本章小结73-75
• 第五章 总结与展望75-77
• 5.1 总结75-76
• 5.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-83
• 攻读硕士学位期间已发表和录用的学术论文83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：基于NFS和SATA协议的网络硬盘设计及实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：347395