FPGA中個人云存儲系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、隨著高性能網(wǎng)絡技術的不斷進步，不論是大型企業(yè)還是個人用戶，對數(shù)據(jù)存儲、遷移和管理方式都提出了更高要求，需求也越來越強烈，導致相關的云存儲技術快速發(fā)展。然而，個人云存儲技術目前仍處于起步階段，無法滿足用戶需求?，F(xiàn)行的網(wǎng)絡存儲服務都是基于大型服務器的，客戶對用戶存儲空間的訪問受到服務器性能、用戶所擁有的存儲空間大小、用戶讀寫文件的模式以及網(wǎng)絡帶寬等諸多因素的限制，并且需要向服務商繳納一定的費用;另外，市場上現(xiàn)行的帶有網(wǎng)絡接口的網(wǎng)絡硬盤基本都

2、是基于B/S模式的網(wǎng)絡硬盤服務器系統(tǒng)或者是安裝專用的服務軟件，支持文件的一次性上傳與下載以及文本文件與圖片等在線瀏覽等功能，與操作本地存儲系統(tǒng)之間有本質區(qū)別，用戶不能像操作本地文件那樣方便快捷。
　　針對上述一些問題，本研究提出一種新的個人云存儲系統(tǒng)，它區(qū)別于當前國內外網(wǎng)絡公司提供的比較流行的在線存儲服務，除了向用戶提供基于網(wǎng)絡和本地的文件存儲、訪問等文件管理雙重模式外，還提供了比網(wǎng)絡存儲服務提供商更多優(yōu)越的特性:
　　一、

3、基于SUN RPC的NFS協(xié)議。與基于FTP或http協(xié)議等的文件傳輸協(xié)議不同，NFS協(xié)議是目前最成熟的網(wǎng)絡文件系統(tǒng)標準，具有較高的安全性與可靠性。基于NFS的網(wǎng)絡文件系統(tǒng)的訪問與本地文件系統(tǒng)的訪問完全一致，并且支持多用戶、多權限的文件訪問管理。
　　二、FPGA實現(xiàn)關鍵功能單元
　　(1)用FPGA實現(xiàn)存儲介質接口控制器，可針對不同存儲介質設計并行的接口，實現(xiàn)接口可擴展和存儲容量可擴展。本研究采用PATA/SATA硬盤控制

4、器接口，實現(xiàn)對硬盤扇區(qū)數(shù)據(jù)的管理與控制。
　　(2)用FPGA實現(xiàn)SUN RPC協(xié)議以及NFS文件訪問協(xié)議。目前尚沒有用硬件實現(xiàn)NFS整套協(xié)議的系統(tǒng)?；贔PGA的NFS協(xié)議不僅可以利用FPGA速度優(yōu)勢提升NFS服務器性能，，并且可以真正實現(xiàn)多RPC遠程過程請求的并行處理。
　　三、用VHDL硬件描述語言設計了NPI接口控制器，并采用了xilinx的IP核MPMC的NPI接口設計底層NFS服務與內存數(shù)據(jù)的DMA操作，提高了服

5、務程序的執(zhí)行效率。
　　四、獨立的文件系統(tǒng)。本研究設計與操作相分離的文件系統(tǒng)功能模塊，由單獨的處理器完成文件系統(tǒng)的管理。獨立的文件系統(tǒng)不僅可以與NFS服務等網(wǎng)絡功能模塊并行執(zhí)行，提升文件存儲速度，并且可擴展實現(xiàn)不同類型文件系統(tǒng)，增強文件系統(tǒng)兼容性。本研究采用了FAT32以及EXT3兩種文件系統(tǒng)作為實驗方案。
　　本研究設計的個人云存儲系統(tǒng)在提供安全可靠的類似本地文件管理功能外，不僅能夠滿足個人對網(wǎng)絡存儲的需求，更加方便部署，