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[導(dǎo)讀] 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的使用進(jìn)一步邁進(jìn),目前在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)領(lǐng)域,內(nèi)商用市場(chǎng)上的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)NAS系統(tǒng)大都采用x86等成熟的硬件平臺(tái)和商業(yè)化操作系統(tǒng),成本昂貴、核心技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)受保護(hù)。

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的使用進(jìn)一步邁進(jìn),目前在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)領(lǐng)域,內(nèi)商用市場(chǎng)上的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)NAS系統(tǒng)大都采用x86等成熟的硬件平臺(tái)和商業(yè)化操作系統(tǒng),成本昂貴、核心技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)受保護(hù)。本文將介紹網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)NAS系統(tǒng)的設(shè)計(jì),以及把ARM9微處理器和源碼開放的嵌入式Linux操作系統(tǒng)應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)領(lǐng)域,構(gòu)建一個(gè)附網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)NAS系統(tǒng),拓展了ARM9微處理器的應(yīng)用,也為NAS系統(tǒng)的發(fā)展提供了方向。


網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)NAS系統(tǒng)是一個(gè)具有專一功能的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直接連接,使客戶機(jī)與存儲(chǔ)器之間直接傳送數(shù)據(jù);結(jié)合具有開放式、強(qiáng)大和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)性能的嵌入式Linux操作系統(tǒng),內(nèi)置與網(wǎng)絡(luò)連接所需的協(xié)議,能實(shí)現(xiàn)低成本、即插即用、管理和設(shè)置簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)系統(tǒng)。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)NAS系統(tǒng)把存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)接口集成在一起,直接通過網(wǎng)絡(luò)存取數(shù)據(jù),使其成為專用的網(wǎng)絡(luò)文件存儲(chǔ)及文件備份設(shè)備。因此,一個(gè)基本的NAS系統(tǒng)應(yīng)包括基本的硬件設(shè)備、接口,操作系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)通信和上層應(yīng)用程序4個(gè)部分。

在硬件方面,系統(tǒng)采用32位的嵌入式微處理器EP9315作為主CPU。由于EP9315集成1/10/100Mbps的以太網(wǎng)LAN控制器,因此只需外接物理層(PHY)接口芯片,即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效率的以太網(wǎng)接入。在操作系統(tǒng)方面,作為一個(gè)只需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和文件管理的系統(tǒng),應(yīng)該采用面向存儲(chǔ)的專用操作系統(tǒng)?;贚inux強(qiáng)大和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)功能、源代碼的開放性,系統(tǒng)選用嵌入式Linux作為NAS的操作系統(tǒng);通過對(duì)Linux的裁剪,去掉許多通用的功能,能大大提高設(shè)備的性能。

網(wǎng)絡(luò)通信方面:由于NAS服務(wù)器采用Linux操作系統(tǒng),客戶機(jī)PC一般都是Windows系統(tǒng),Linux系統(tǒng)支持TCP/IP協(xié)議,但是不支持NetBIOS(NetworkBasICInputandOutputSystem),因此兩者之間的通信需要一個(gè)中介。本系統(tǒng)利用Samba來實(shí)現(xiàn)個(gè)功能。

在應(yīng)用程序方面:NAS設(shè)備的遠(yuǎn)程訪問和管理以及數(shù)據(jù)傳輸,都需要相應(yīng)的應(yīng)用程序來支持;否則,即使將NAS接入網(wǎng)絡(luò)中,對(duì)用戶來說它也只是個(gè)無(wú)法訪問的“黑箱”。本系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了硬盤管理、用戶和組管理、網(wǎng)絡(luò)配置、系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)共享管理等。NAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

系統(tǒng)硬件設(shè)技

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)NAS系統(tǒng)采用CirrusLogic公司的ARM9系列的32位微處理器EP9315作為主控制器。

EP9315主要特性介紹

EP9315內(nèi)嵌先進(jìn)的運(yùn)行于200MHz的ARM920T微處理器內(nèi)核,內(nèi)核工作電壓為1.8V,輸入/輸出電壓為3.3V;內(nèi)部集成了一個(gè)高性能的1/10/100Mbps以太網(wǎng)媒體訪問控制器(MAC),通過與支持MII接口的外置PHY(物理層接口)簡(jiǎn)單連接,系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)高性能、低開銷的Internet訪問功能。

在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)NAS系統(tǒng)中,EP9315的IDE接口可以支持與兩個(gè)ATAPI工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兼容設(shè)備的連接,支持主模式和從模式,其內(nèi)部的DMA控制器支持MultiwordDMA和UltraDMA模式的數(shù)據(jù)傳輸。EP9315的其他特性還有:通用存儲(chǔ)器接口(SDRAM、SRAM、ROM和Flash),Raster/LCD接口,帶12位A/D轉(zhuǎn)換器的觸摸屏接口,鍵盤接口,UART接口,3通道USB2.0全速主口,12通道DMA控制器等。其豐富的外圍接口大大降低了系統(tǒng)開發(fā)費(fèi)用。


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