隨 著現代信息社會的高速發展，各種類型的數據也呈幾何指數級地增長，如何更有效、更方便、更完全地存取管理這些數據，成為人們關注的一個問題。新的網絡存儲 技術的出現，給了人們一個很好的解決方案。它把存儲設備直接連接到網絡上，作為一個瘦的網絡客戶終端設備給用戶提供網絡存儲服務，而且，Web技術的發展 也為其方便、可靠的管理提供了技術保障。

1 硬件設計

除CPU單元以外，網絡存儲器的實現主要包括兩個部分：I/O接口和存儲器接口。下面以CPU為中心，說明這兩個接口的主要功能。

①I/O接口。這里指CPU與Ethernet的接口（以太網接口）。它采用PCI的方式與以太網相連，是進入LAN（Local Area Network）的通道，在整個系統中負責發送或接收網絡上的數據包。

②存儲器接口。包括兩個方面：一是RAM接口，主要存儲數據，采用PCI接口方式；二是Flash接口，主要存儲操作系統及應用軟件，采用并口形式與CPU相連。

③磁盤冗余陣列卡（RAID）接口。包括與CPU的接口和與磁盤陣列的接口。磁盤陣列主要用來存儲網絡用戶資料，CPU通過磁盤陣列卡對磁盤陣列進行管理操作，允許一定的冗余來保證用戶數據的安全。

2 軟件設計

在 整個軟件設計中，應選擇一個合適的操作系統。整個操作系統要求體積比較小、網絡功能比較強、適于裁減、能被嵌入到Flash中，并且有網絡管理和磁盤管理 功能。針對這些要求，我們選擇Linux操作系統作為軟件平臺，對其內核進行裁減，從而實現嵌入式網絡存儲器的功能。整個軟件實現可分為以下幾個部分。

2.1 Linux內核的裁減

（1）Linux內核簡介

Linux 內核主要由五部分構成：進程調度、內存管理、虛擬文件系統、網絡接口以及進程間通信。進程調度負責控制進程對CPU的訪問，調度程序使用一種策略確保所有 的進程都能公平地訪問CPU，并且確保內核在任意時刻能執行必要的硬件操作。內存管理負責管理系統的物理內存，實現多進程安全地共享計算機的內存；另外內 存管理支持虛擬內存，使進程可以使用大于實際物理內存的內存地址空間，不用的內存址空間被導出到文件系統中，并在需要使用時再導回到物理內存中。虛擬文件 系統通過將各種設備抽象為一種公共接口，屏蔽了各種硬件設備的細節。網絡接口實現了對各種網絡標準網絡硬件的訪問。進程間通信子系統實現了系統內進程間的 多種通信機制。

（2）Linux內核的配置

Linux 系統的內核采用單塊結構，可以動態地加載和卸載模塊。系統利用內核模塊的可動態裝載和卸載功能，可靈活地在內核中添加新的組件或卸載不再需要的內核組件。 因此在具體實現過程中，可以針對要實現的功能對其內核進行裁減，以縮小體積。根據網絡存儲器的硬件實現框圖可以知道，整個系統的硬件接口只包括PCI和 IDE兩種接口。在對Linux內核進行配置時，可把Floppy、SMP、MTRR、SCSI及所有的Block Device和Character Device移除，只留下old IDE Device、PCI。另外，文件系統在內核中占了相當大的比例，VFS簡化了檔案系統的設計，Buffer cache、Directory cache增加了系統的效率；但這些對嵌入式系統用處不大，可以移除，內核會減小20KB左右，或者跳過整個VFS，直接將文件系統寫成一個Driver 的型式，這樣文件系統可由230KB縮減至50KB左右。在配置Linux內核時，網絡協議的支持是必不可少的。現在，大多數網絡都是以TCP/IP協議 為基礎的，并且一般的工作站所選用的操作系統為Windows或Linux系統，因此，要實現其網絡功能，并能夠在不同平臺下實現文件共享，應該選擇對 TCP/IP協議、NFS以及Samba協議的支持。

2.2 不同平臺下文件共享的實現

現 代PC機中廣為流行的操作系統有兩種：Windows和Linux。這兩種操作系統是依賴于完全不同的技術來提供網絡服務的：Linux操作系統是以傳輸 控制協議/網絡協議（TCP/IP）、網絡文件系統（NFS）以及網絡信息服務（NIS）為基礎，提供網絡服務的；而Microsoft則依賴于 NetBIOS和服務信息塊（SMB）來提供把數據從服務器傳輸至客戶機的服務。因此，我們選用Samba工具來實現這兩種不同平臺下的文件共享。

（1）Samba簡介

Samba 從根本上消除了Windows與Linux之間的屏障，可以提供以下4個方面的服務：共享資源和打印機、名字解析、瀏覽、用戶身份認證。通過讓 NetBIOS(Windows網絡鄰居的通信協議)和SMB（Server Messege Block）兩個協議運行于TCP/IP通信協議之上實現文件共享，并且使用NetBEUI協議，可以讓Windows通過網絡鄰居看到Linux服務 器。