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基于Linux的嵌入式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)
摘要：在簡(jiǎn)要介紹網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器硬件原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)說(shuō)明軟件平臺(tái)的構(gòu)建，并對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)、不同平臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)文件存儲(chǔ)提出了相應(yīng)的解決方法。關(guān)鍵詞：Linux 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器 Samba NFS
隨著現(xiàn)代信息社會(huì)的高速發(fā)展，各種類型的數(shù)據(jù)也呈幾何指數(shù)級(jí)地增長(zhǎng)，如何更有效、更方便、更完全地存取管理這些數(shù)據(jù)，成為人們關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。新的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的出現(xiàn)，給了人們一個(gè)很好的解決方案。它把存儲(chǔ)設(shè)備直接連接到網(wǎng)絡(luò)上，作為一個(gè)瘦的網(wǎng)絡(luò)客戶終端設(shè)備給用戶提供網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)，而且，Web技術(shù)的發(fā)展也為其方便、可靠的管理提供了技術(shù)保障。
1 硬件設(shè)計(jì)
硬件設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示。
從圖1可看到，除CPU單元以外，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)主要包括兩個(gè)部分：I/O接口和存儲(chǔ)器接口。下面以CPU為中心，說(shuō)明這兩個(gè)接口的主要功能。
①I/O接口。這里指CPU與Ethernet的接口（以太網(wǎng)接口）。它采用PCI的方式與以太網(wǎng)相連，是進(jìn)入LAN（Local Area Network）的通道，在整個(gè)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)發(fā)送或接收網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包。
②存儲(chǔ)器接口。包括兩個(gè)方面：一是RAM接口，主要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采用PCI接口方式；二是Flash接口，主要存儲(chǔ)操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，采用并口形式與CPU相連。
③磁盤(pán)冗余陣列卡（RAID）接口。包括與CPU的接口和與磁盤(pán)陣列的接口。磁盤(pán)陣列主要用來(lái)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)用戶資料，CPU通過(guò)磁盤(pán)陣列卡對(duì)磁盤(pán)陣列進(jìn)行管理操作，允許一定的冗余來(lái)保證用戶數(shù)據(jù)的安全。
2 軟件設(shè)計(jì)
在整個(gè)軟件設(shè)計(jì)中，應(yīng)選擇一個(gè)合適的操作系統(tǒng)。整個(gè)操作系統(tǒng)要求體積比較小、網(wǎng)絡(luò)功能比較強(qiáng)、適于裁減、能被嵌入到Flash中，并且有網(wǎng)絡(luò)管理和磁盤(pán)管理功能。針對(duì)這些要求，我們選擇Linux操作系統(tǒng)作為軟件平臺(tái)，對(duì)其內(nèi)核進(jìn)行裁減，從而實(shí)現(xiàn)嵌入式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的功能。整個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)可分為以下幾個(gè)部分。
2.1 Linux內(nèi)核的裁減
（1）Linux內(nèi)核簡(jiǎn)介
Linux內(nèi)核主要由五部分構(gòu)成：進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理、虛擬文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口以及進(jìn)程間通信。進(jìn)程調(diào)度負(fù)責(zé)控制進(jìn)程對(duì)CPU的訪問(wèn)，調(diào)度程序使用一種策略確保所有的進(jìn)程都能公平地訪問(wèn)CPU，并且確保內(nèi)核在任意時(shí)刻能執(zhí)行必要的硬件操作。內(nèi)存管理負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的物理內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程安全地共享計(jì)算機(jī)的
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