基于NAS的智能家用服务器的设计与实现

基于NAS的智能家用服务器的与实现 基于NAS的智能家用服务器的设计与实现 学术论坛SOtKNOE&TECHN0L0GY 基于NAS的智能家用服务器的设计与实现 王斐 (辽宁省大连市大连交通大学辽宁大连116052) 摘要:随着互联网技术的发展和数码产品的普及,越来越多的家庭进入了数字化时代.各种数字文件也相应急剧增加.如何安全,高 效,可靠地存储,分享这些文件成为用户亟待解决的问.基-~-NAS的智能家用服务器是利用网络附加存储(NAS)体系结构,在嵌入式 Linux系统上提供Web管理系统,为家庭用户提供了一种良好的存储解决 关键词:网络附加存储网络文件系统嵌入式LinuxWEB 中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1672—3791(2009)ll(b)一020l一01 图灵奖获得者JimGray提出了一个新 的经验定律:网络环境下每18个月产生的 数据量等于有史以来数据量之和….为了解 决在家庭环境中存在的存储容量上升和存 储安全问题,本课题旨在开发一款家用网 络存储设备,它基于NAS网络存储技术,在 嵌入式设备上为用户提供多种文件共享和 数据远程备份的硬软件解决方案. 1关键技术比较与选择 1.1网络存储技术 目前,服务器与存储设备的连接主要 有三种形式:DAS,NAS和SAN. DAS是较早且比较成熟的存储技术,可 以使用与其连接的服务器上的网络操作系 统来管理存储设备,是许多小型企事业单 位的首选【. NAS是一种可以直接连到网络上,向 用户提供文件级服务的专用存储设备[31. NAS架构简单,成本较低,技术相对成熟, 可应用到多平台的区域,是一种便宜,快速 的方案. SAN是一种特殊的高速网络,连接网 络服务器和诸如大磁盘阵列或备份磁带库 的存储设备…. 综合考量,利用NAs架构开发家用网 络存储设备是一种比较好的选择. 1.2操作系统 目前NAS产品内核主要有三类:Linux 内核,Windows内核,FreeBSD或PowerOS 等专有系统. Linux内核的NAS操作系统因源码开 放,成本较低,性能较好,受到用户欢迎; Windows内核的NAs能较轻易的和第三方 存储管理软件及备份软件集成,但可能增 加用户的软件成本;FreeBSD或PowerOS 等专有系统的NAS也可能增加用户的软件 成本. 所以本文采用Iinux作为智能家用服务 器的操作系统. 2NAS系统软件的架构 NAS系统软件架构划分为四个模块: 操作系统,文件系统,网络文件共享;~NWeb 管理模块. 操作系统中包含网络设备,存储设备 的驱动模块,保留一些基本网络协议栈(如 TCP/IP). 文件系统提供持久性存储和管理数据 的手段,具备日志文件系统功能,以使系统 在崩溃或掉电重启后能迅速恢复文件系统 的一般性和完整性. 网络文件共享支持常见文件传输和共 享协议:FTP,HTTP,NFS,CIFS等,因此 NAs设备具有较好的协议独立性. web管理使系统管理员仅通过浏览器 就能远程监视和管理NAS设备的系统参 数. 3Web管理系统的详细设计 整个Web管理系统由web服务器,PHP 和底层系统信息来架构.管理模式采用B/S 模式. 3.1Web框架的设计及实现 框架由以下三个主要模块组成. (1)基本框架层. 为Web应用层提供了运行环境,实现页 面跳转,展现. 主要包括三个子模块: 页面分发:用来处理HTTP请求,根据 请求的参数调用相关的功能模块,并调用 页面模块进行显示. 页面框架:定义用来显示页面的框架, 提供获得当前页面主题及当前页面显示语 言类型等基本的框架元数据的访问接口. 通过将页面框架类的实例注入到页面转发 器中实现页面的显示. 功能框架:通过模块调用实现具体的 业务逻辑. (2)通用函数库. 为开发人员和框架提供一个基础的函 数库,可减少开发工作量. (3)元数据层. 主要包括运行元数据,应用元数据以 及页面元数据. 鉴于本次课题的硬件环境资源有限, 只选取了框架中比较重要的部分功能,如 对HTTP请求的统一处理,对模块的统一配 置和自动化建立,对日志,错误处理的统一 处理等. 3.2Web管理系统功能模块的实现 Web管理系统的作用是使管理员通过 浏览器对NAS设备的相关服务进行设置, 包括:快速安装,用户管理,文件共享,数据 同步,FTP设置,系统设置,系统更新,邮件 设置等模块. 快速安装:该模块包括如下功能:设定 系统名称,修改系统管理员密码,设置时 间,设定界面显示语言,修改IP地址,设定 邮件服务器等信息. 用户管理:分为用户和用户组的管理. 主要是为了Windows共享时为指定的文件 夹提供用户权限的控制. 文件共享:主要包括了Windows共享和 Unix共享.这里主要应用Samba协议和NFS 协议. 在数据同步备份模块,主要利用了 Linux下的开源软件——Rsync. FTP设置:文件传输协议(FTP)在最初 的设计过程中没有充分考虑到网络安全性 问题,因而存在很大的安全隐患.在本次的 设计开发中,选用vsftpd(VerySecureFTP Daemon)来构建安全的FTP应用. 系统设置:主要设置系统的IP地址,网 关,子网掩码,域名服务器DNS~N主机名, 通过web页面来实现相应操作. 系统更新:用户可以利用页面上的上 传功能,将最新的更新包上传到指定路径 下,之后解压,拷贝到指定目录下,从而达 到升级系统的目的. 邮件设置:基于SMTP协议,利用底层 的mail命令向指定的邮箱发送email. 4结语与展望 目前本系统已经实现了比较全面的文 件共享功能,在功能上能够成为一款比较 良好的家用文件服务器,基本能够为家庭 用户提供比较完备的数据存储功能,但是 在娱乐方面还有很大的开发和扩展空间. 通过不断扩展系统的功能,最终将真正成 为一款功能完备,性能优越的家用服务器. 参考文献 [1]韩德志,刘吴.智能存储及管理技术探 析[J】.计算机应用研究,2005(2):5,7, 13. [2]赵文辉,徐俊,周加林,等.网络存储技 术【M】.北京:清华大学出版社,2005: 77,87. [3]RobertSpalding.StorageNetworks:The CompleteReference[M1.McGraw—Hill Companies,Inc,2004:24,32. 【4】MarcFarley.BundinaStorageNetworks 【M】.McGraw—HillCompanies,Inc,2000. 科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION20