基于uC/OS-Ⅱ的智能网络磁盘文件系统的开发

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传统的以服务器为中心的存储体系,由于存在“存储瓶颈”和“单点失效”问题,正在向以资料为中心的存储体系转变。SAN(Storage Area Network)就是这种存储体系的优秀代表,但它的实施代价高昂。一种以数据为中心的较低成本的新型存储体系被建立。这种存储体系由多个仅具有IDE及高速以太网接口,使用ARM7以上的高性能微控制器的嵌入式计算机系统组成。这些嵌入式系统挂接廉价的大容量IDE硬盘,直接接入网络,以高速以太网形式组建存储局域网络。然后在每一个嵌入式计算机系统单元上移植入实时操作系统,建立精简的嵌入式文件系统,运行智能化的存储管理和调度软件,使所有直接接入网络的存储单元形成一个逻辑上完全为一体的,能实现快速存取的,具有数据容错和负载均衡功能的文件服务器集群。这种具有智能化、网络化、微型化的嵌入式计算机系统存储单元被称为智能网络磁盘(Intelligent Network Disk,IND),组成的存储系统就是智能网络磁盘存储系统。 为实现该存储系统,作者和他的科研团队选用并移植了性能优良、源码公开、科研免费的uC/OS-Ⅱ作为IND的操作系统,而其网络通讯模块、文件系统、智能化的存储管理调度软件则自主开发。本文的工作就是文件系统的开发,即完成基于uC/OS-Ⅱ的智能网络磁盘文件系统(IND File System,INDFS)的设计和建立。 为此,作者从IND的特性出发,在对FAT文件系统进行大量分析研究,发现了FAT32存在巨大信息冗余问题的基础上,提出并成功设计了一种精简的、能满足IND需要的、基于FAT24的类FAT文件系统INDFS,并开发了为实现对大容量硬盘读写的IDE接口驱动。 作者最终结合ARM7为核心的IND硬件平台,移植入uC/OS-Ⅱ和自己开发的INDFS和IDE接口驱动,完成了IND对大容量IDE硬盘读写的性能测试与比较,从实践上检验了INDFS的成功建立。
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