基于PowerPC的网络存储系统

发布时间：2017-09-15 06:31

  本文关键词：基于PowerPC的网络存储系统

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【摘要】：随着全球数字化建设的高速发展,每年产生越来越多的海量数据信息。磁盘等主要存储设备已经很难满足大量数据对存储空间和数据安全性的要求了。基于目前硬盘技术的发展速度,很难在短期内大幅提高磁盘的性能,尤其在存储容量和数据安全性方面很难有大的突破。广泛应用的网络存储技术(Network Storage Technologies)在数据存储空间、数据安全性等方面可以很好的弥补传统磁盘存储技术的不足。 目前,在网络存储领域,国内网络存储系统大都采用x86等成熟的硬件平台和商业化操作系统,价格昂贵,知识产权受保护。基于x86的网络存储系统因为体积大、功耗高、对环境要求较高,不适用于一些部署空间小、环境恶劣、对湿热性能要求较高和需要经常移动的应用场合。与此同时,嵌入式Linux系统在日常生活中的应用越来越普遍,尤其在一些恶劣的工作环境中表现出比PC系统优越得多的性能。 本设计基于在恶劣应用环境下系统运行的稳定可靠性、功耗等方面的要求,开发了一套由嵌入式PowerPC微处理器P2020和嵌入式Linux操作系统组成的网络存储系统。首先,本论文介绍网络存储系统发展现状和主流嵌入式微处理器,提出本网络存储系统的总体设计规划。然后,本论文详细介绍基于Freescale PowerPC的P2020设计的网络存储系统的硬件平台,包括最小系统、PCI Express转SATA接口模块、PCI Express接口的FPGA网卡板模块和CPLD控制指示灯和B码对时等模块。随后,本论文介绍基于嵌入式Linux操作系统设计的网络存储系统的系统软件设计,包括软RAID阵列实现和管理、NAS和PIP-SAN的混合支持和VVebUI用户系统管理接口三部分。最后,本论文详细描述系统的性能测试,包括各种应用场合下的带宽和IOPS。 本设计将嵌入式Linux和网络存储技术相结合,基于PowerPC微处理器和嵌入式Linux操作系统设计的网络存储系统,对嵌入式Linux操作系统的推广和网络存储系统的普及有积极的作用,也为网络存储领域提供了一套高性能的网络存储设备的设计方法。
【关键词】：Freescale PowerPC 嵌入式Linux 网络存储 PCI Express
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• CONTENTS7-10
• 摘要10-11
• ABSTRACT11-12
• 第一章 绪论12-15
• 1.1 课题背景12
• 1.2 网络存储系统的研究现状12-13
• 1.2.1 网络存储系统概述12-13
• 1.2.2 网络存储系统的发展13
• 1.3 课题意义和论文内容13-15
• 第二章 基于PowerPC的网络存储系统总体规划15-18
• 2.1 系统结构分析15-16
• 2.2 系统硬件结构16-17
• 2.3 系统软件结构17-18
• 第三章 基于PowerPC的网络存储系统硬件设计18-52
• 3.1 硬件平台总体结构概述18-19
• 3.2 主控制板模块19-39
• 3.2.1 嵌入式处理器19-21
• 3.2.2 时钟电路21-24
• 3.2.3 内存24-25
• 3.2.4 闪存25-31
• 3.2.5 双网卡31-32
• 3.2.6 CPLD32-35
• 3.2.7 RTC35-37
• 3.2.8 RS232 串口37-38
• 3.2.9 JTAG 口38-39
• 3.3 SATA硬盘组模块39-45
• 3.3.1 SATA控制器88SE912541-44
• 3.3.2 SATA桥芯片88SM414044-45
• 3.4 千兆网卡组模块45-50
• 3.4.1 PCI Express驱动设计48-50
• 3.5 电源模块50-52
• 第四章 基于PowerPC的网络存储系统软件设计52-81
• 4.1 RAID52-60
• 4.1.1 RAID的级别和特点53-54
• 4.1.2 Linux 软 RAID54-55
• 4.1.3 建立磁盘阵列55-60
• 4.2 网络文件共享60-61
• 4.3 NAS支持61-67
• 4.3.1 Samba支持61-66
• 4.3.2 NFS支持66-67
• 4.4 IP-SAN支持67-71
• 4.4.1 iSCSI的实现68-69
• 4.4.2 iSCSI配置69-70
• 4.4.3 iSCSI使用70-71
• 4.4.4 iSCSI与NAS的区别71
• 4.5 WebUI系统管理71-81
• 4.5.1 Boa服务器配置71-73
• 4.5.2 Boa服务器使用73-81
• 第五章 系统性能测试81-88
• 5.1 本地带宽测试81-83
• 5.1.1 dd本地带宽测试方法82
• 5.1.2 dd本地带宽测试结果82
• 5.1.3 iozone本地带宽测试方法82-83
• 5.1.4 iozone本地带宽测试结果83
• 5.2 网络带宽测试83-85
• 5.2.1 NAS网络带宽测试方法83
• 5.2.2 NAS网络带宽测试结果83-84
• 5.2.3 IP-SAN网络带宽测试方法84
• 5.2.4 IP-SAN网络带宽测试结果84-85
• 5.3 本地IOPS测试85-86
• 5.4 网络IOPS测试86-87
• 5.5 本章总结87-88
• 总结与展望88-89
• 参考文献89-92
• 致谢92-93
• 攻读硕士期间科研成果及参与项目93-94
• 学位论文评阅及答辩情况表94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李波;袁霞;;STM32和CC2520的TinyOS移植与驱动分析[J];单片机与嵌入式系统应用;2012年11期

2 鲁玺梦;;基于CC2430的TinyOS移植[J];山东电力高等专科学校学报;2010年01期

3 张Y，

本文编号：854872