在云计算时代中,用户对于数据的吞吐速度、稳定性和安全性有了更高的要求,然而随着网络服务快速发展,WEB应用系统的数据量不断增加,互联网资源的全球分布日趋分散,在终端用户和网络资源间的“鸿沟”也愈发明显。所以提高WEB应用系统数据存储性能,在用户和数据服务之间建立稳定、快速、高并发的数据通路,提供具有高吞吐率、高可靠性的数据存储系统是十分必要的,也是当前互联网研究领域的前沿方向。分布式文件系统和Web缓存机制的研究是当前互联网领域的两个重要研究内容,两者的最终目的是将网络资源融合,拉近与用户间的距离,并最终消除用户与网络资源间的“鸿沟”,然而很少有研究将两者的优势结合起来,提高Web服务器的性能,从而提高服务效能。本论文着重对文件系统和Web缓存机制的融合做了深入的研究,并以现场可编程门阵列(FPGA)为平台做了相应的实践。提出了文件管理系统单元(FMSU,File Management System Unit)及基于FPGA的面向应用的Web服务系统的体系结构,对硬件传输单元(Hardware Transfer Unit)和专用嵌入式文件系统(ASEFS:Application Specific Embedded File System)做了研究和实现。本论文所做工作是探索网络加速的一种思维方式和实现方法,还有许多值得改进的地方,但是设计思想具有一定的借鉴性和启示性,对于高性能Web服务器和FPGA应用的开发都有一定的参考价值。