网络附加存储系统芯片硬件结构及基于该系统的网络系统的制作方法

专利名称：网络附加存储系统芯片硬件结构及基于该系统的网络系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及网络附加存储器系统，更具体地说，涉及一种网络附加存储系统芯片硬件结构及基于该系统的网络系统。
背景技术：
术语定义在具体说明本实用新型之前，首先对本实用新型中将要出现的技术术语进行一下定义嵌入式具备如下特点的设备或系统称为嵌入式1.根据用户需求针对特定任务而定制的，能够执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统 2.在该硬件系统中运行固化的软件，包括(且不限于)实时或非实时的操作系统或软件系统(该软件系统是针对某类处理器编译)，如Linux各种版本、WinCE、VxWorks、Symbian等，或者更小的系统如TinyOS、uCOS等，在软件系统之上有专门的应用程序软件。本实用新型所描述的对象具备这样的技术特点。
集成化本实用新型基于数字家庭(Digital Home)、网络存储(NetworkStorage)及相关领域的巨大前景，在现有基础上进行功能集成，并最终能够提供符合用户需求的完备产品，使得没有专业和技术背景知识的用户也能享受便捷、高效、新颖的服务。举例而言，现代家庭需要存储数码相片、影像、话音、音乐等数据，如果把数据集中存储并管理起来，在效率和安全性上都很好，集成化的NAS终端将提供统一的功能，如iTune Server或Xstream Server，以及简单操作，而无需专业知识(所有技术和知识隐藏在终端的黑盒里)，而成为今后现代家庭中外表简洁、只有几个按键(包括电源按键)的存储设备(譬如是一块嵌入式主板配一个硬盘或一个小型的硬盘阵)，并可能将成为家电的一个新门类，即插即用，操作简单，可通过以太网有线方式甚至无线方式与家庭网络等连接。
NAS终端NAS即Network Attached Storage，意思是网络附加存储。NAS终端为一种带有网络接口的设备，能够提供网络存储功能。在本权利实用新型中，由于在该设备上集成了多种功能，故此类设备的应用空间得到了大幅提高，不仅仅是纯粹的单方面网络存储，还包括基于存储数据的网络服务等。它可以作为Internet或LAN网络中的一个节点，提供多种多样的服务或应用。
应用背景未来家庭、办公区域、Internet网络等人群活动场所的IT架构将改变以服务器为中心的格局，存储系统将日益成为IT架构的核心，各种应用逐渐移植到存储系统上来。
网络存储是极具魅力和应用前景的技术，NAS(Network AttachedStorage网络附加存储)正逐渐得到接受和普及，大规模的应用即将展开。NAS指将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网)，连接到局域网或者广域网上。它通过网络将存储系统和PC等设备连接，用户可以方便地使用Web界面对存储系统中的数据进行存取和管理。存储系统成为了网络系统中独立的构件。NAS终端设备将继续完善其技术和各方面的性能，并与SAN(Storage Area Network存储区域网络)等技术逐渐走向统一，形成一个融合的系统。这个系统不再对系统内的各种形态所限制，更符合用户的易管理性要求。
工业界提供了多种NAS服务器如IBM公司的NAS系列，为集中式文件服务器，用于存储资源在多平台环境下的集成与共享，适合于企业级应用(如图1所示)；如HP公司的ProLiant系列等。企业级NAS产品价格在几千～几万美元。NAS产品已经广泛应用到教育科研、ISP/ASP、IDC、金融/保险、电信、CAD、网络音视频VOD点播等诸多领域。有些大型应用在速度、容错、性能、连接用户数、系统安全、数据安全方面都有着极高的要求。
使用现有技术实现的NAS系统的框架图可参考图1所示，其中包括一NAS系统100，一基于WINDOWS NT的服务器102，通过CIFS与NAS系统相连，一基于UNIX的服务器104，通过NFS与NAS相连，还包括数个WINDOWS NT客户端106和UNIX客户端108。
在数字智能家庭系统中，适用于家庭的低功耗、静音、低成本、多功能而小型化NAS系统将大有前途。这样的终端将提供专用数据存储服务，支持多种协议(如NFS、CIFS、FTP、HTTP等)，通过任何一台电脑采用IE或Netscape浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理，即插即用，简单或不需要配置IP地址就可被网络上的用户所访问等等功能。
NAS的主要特性技术NAS使用了传统以太网和TCP/IP协议，当进行文件共享时，则利用了NFS和CIFS以沟通NT和UNIX系统。由于NFS和CIFS都是基于操作系统的文件共享协议，所以NAS的性能特点是进行小文件级的共享存取。
从NAS的简单机制可以看出，NAS的部署非常简单，只须与传统交换机连接即可；其次，它的成本较低，因为NAS的投资仅限于一台NAS服务器，而不像SAN是整个存储网络，同时，NAS服务器的价格往往是针对中小企业定位的；第三，NAS服务器的管理非常简单，它一般都支持Web的客户端管理，对熟悉操作系统的网络管理人员来说，其设置既熟悉又简单。从数据安全性看，NAS一般只提供两级用户安全机制，可满足要求安全性不高的使用场合，同时用户也可额外增加适当级别的文件安全手段。
NAS主要应用于文件共享任务在典型的如UNIX环境下NFS和在Windows NT环境下的CIFS提供了高水平的文件同时存取维护。另外，NAS解决方案有助于减少整体存储成本。
提供大型企业级文件服务的NAS价格高昂，采用专用架构，不普及。目前广泛采用的小型NAS终端基于数种架构，包括有基于X86架构/个人电脑形式的NAS。此种NAS通常包括安装有Intel的奔腾CPU的主板，为带有Windows或Linux等操作系统的PC，附带大容量硬盘以供网络存储使用，当然PC还可以除NAS外由操作系统提供其他服务如网络、计算等。价格在几百美元。
用于工控的低成本主板，此种NAS通常采用VIA等低价CPU，带有大容量硬盘，可提供网络存储，价格可以比个人电脑低，但应用领域局限如应用在监控方面。
而采用嵌入式CPU来实现的产品因以其体积小、功耗低、处理能力强等诸多优点，在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。
当前来实现NAS终端设备的方案存在不足1)现有的个人电脑平台成本偏高个人电脑平台的不足对于消费类电子这种对成本敏感的应用来说，采用PC平台需要进行认真考虑，举例来说，需要进行程序控制的微波炉，显然不能使用一台个人电脑作为其控制器。
2)外形、耗电方面都不能与家电相媲美同样，作为可进行家庭、小型活动或办公区域进行网络存储的设备，其本身在外形上更类似一小巧的家电，在平台上如果采用嵌入式系统且能满足其性能要求，这样应用领域是非常合适的。
3)已有产品用途单一，没有发挥多功能、集成化当前的产品只能提供最简单的NFS功能，不能满足不同客户市场的需求，而本专利提出具有集成化的多种服务功能，提供丰富的应用和多种功能。
针对NAS技术的已有SOC技术针对NAS的已有SOC技术方案目前针对NAS已有的SOC芯片分别为Intel公司基于ARM和Xscale的IXP420系列芯片、BroadComm公司基于MIPS处理器的BCM4780P等，其技术分别采用的是Intel的IXP420 SOC架构，在AHB总线上挂接PCI控制器，而IDE再通过PCI总线进行桥接。
BroadComm的BCM4780SOC架构，也是在SOC内部集成PCI 2.2 Host模块，IDE总线在芯片外部通过PCI总线进行桥接后再挂上IDE设备。
已有SOC技术方案的缺点是这样SOC芯片在架构上存在着不足SOC芯片中无论是ARM处理器或MIPS等，都由AHB总线(或MIPS的SOC-IT总线)挂接PCI控制器模块，PCI控制器提供PCI总线接口，再与SOC片外的IDE/ATA控制器芯片相接，增加了中间协议级——PCI协议。这将使得这种SOC结构的造价高、功耗大，并且多了SOC内部总线到PCI再到IDE之间的协议转换的延迟。
已有系统集成技术方案前面已经提到，由于基于PC主板的系统集成方案造价高、功耗大，并且板级噪音大，不静音而无法放入卧室这种对分贝敏感的场所。
Linksys公司提供的NSLU2NAS终端产品在上述情况中已经改善了很多，采用嵌入式板级系统，噪声低、功耗低、成本也低，但软件协议上除了NFS服务没能提供其他服务和应用。
针对现有技术中的下列不足SOC结构的造价高、功耗大，并且多了SOC内部总线到PCI再到IDE之间的协议转换的延迟。基于PC主板的系统集成方案造价高、功耗大，并且板级噪音大。以及目前NAS系统应用方案只是针对存储服务器，故而用途单一的缺陷，本实用新型旨在提供一种新的NAS系统的硬件结构以及基于该种结构的网络系统。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种新的NAS系统硬件结构以及基于该种结构的网络系统。
根据本实用新型的一方面，提供一种网络附加存储系统芯片硬件结构，包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、APB桥接、DMA控制器、存储器以及硬盘总线控制器，其中所述硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且所述IDE/ATA控制器直接挂接在所述系统总线上。
根据本实用新型的一实施例，所述系统总线为AHB总线，所述AHB总线上可挂接一个或多个IDE/ATA控制器。
根据本实用新型的一实施例，所述AHB总线通过所述APB桥接与APB总线相连，所述APB总线上挂接有USB接口，并且所述AHB总线上还可以挂接有加密/解密装置。
根据本实用新型的另一方面，提供一种基于网络附加存储系统的流媒体系统，包括通过以太网相连的网络附加存储系统、显示设备、个人计算机、高清晰度电视机、普通电视机、路由器，所述网络附加存储系统包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、APB桥接、DMA控制器、存储器以及硬盘总线控制器，其中所述硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且所述IDE/ATA控制器直接挂接在所述系统总线上；所述显示设备、个人计算机、高清晰度电视机、普通电视机通过一流媒体盒与所述以太网相连接；所述流媒体盒用于将流媒体转换成视频数据，所述流媒体盒具有用于与以太网相连的RJ45接口、用于与显示设备或者个人计算机相连的VGA接口、用于与高清晰度电视机相连的RGB接口、以及用于与普通电视机相连的射频接口；在所述流媒体系统中，所述网络附加存储系统提供流媒体广播，所述流媒体盒接收所述流媒体广播并转换成相应的视频数据后通过各个接口传输给显示设备、个人计算机、高清晰度电视机以及普通电视机。
根据本实用新型的一实施例，所述网络附加存储系统还可以包括有具有无线路由功能的无线传输模块。
根据本实用新型的一实施例，所述流媒体系统中的路由器可以包括无线路由器。
根据本实用新型的一实施例，所述流媒体盒支持TCP/IP协议，还可以支持应用层协议包括P2P、iTune、Xstream、FTP客户端应用协议。
根据本实用新型的另一发面，提供一种基于网络附加存储系统的集成系统，所述集成系统中的所述网络附加存储系统包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、APB桥接、DMA控制器、存储器以及硬盘总线控制器，其中所述硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且所述IDE/ATA控制器直接挂接在所述系统总线上；所述集成系统可实现NFS局域网、CIFS和Web。
根据本实用新型的一实施例，所述集成系统还可以实现DHCP、Samba局域网、telnet远程登陆、ftp服务和ftp客户端下载、SSH安全防护、SCP、SFTP远程登陆和下载、http、cvs服务器、Blog、BT和BT客户端下载、php-apache、qmail以及iTune网络服务。
本实用新型的NAS系统新结构为那些访问和共享大量文件系统数据的企业环境提供了一个高效、性能价格比优异的解决方案。数据的整合减少了管理需求和开销，而集中化的网络文件服务器和存储环境，包括硬件和软件则确保了可靠的数据访问和数据的高可用性。本实用新型的嵌入式、集成化NAS终端安装、管理容易、功耗低、噪音低，并且可以在家庭中处于永不关机的状态，可使得所有的连接一直有效。本实用新型还针对特定应用定制的方案，如Xstream服务器、iTune服务器、Web Service或Blog服务等，发展了多种服务的集成式终端。


本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过
以下结合附图对实施例的描述而变得更加明显，在附图中相同的特征始终表示相同的特征，其中图1是使用现有技术实现的NAS系统的框架图；图2是本实用新型的网络附加存储系统芯片硬件结构框图；图3是本实用新型的基于网络附加存储系统的流媒体系统的框图；图4是本实用新型的基于网络附加存储系统的流媒体系统的扩展应用系统的框图；图5是根据本实用新型的一种NAS终端的瘦客户机框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
NAS系统硬件结构前面说过，现有技术中的NAS系统的SOC芯片中无论是ARM处理器还是MIPS，都在系统总线上(AMBA的AHB总线或MIPS的SOC-IT总线)挂接PCI控制器模块，PCI控制器提供PCI总线接口，再与SOC片外的IDE/ATA控制器芯片相接，增加了中间协议级——PCI协议。本实用新型的一个改进是在系统总线上(AMBA的AHB总线或MIPS的SOC-IT总线)上挂接IDE/ATA控制器，直接进行IDE/ATA控制，无中间转换级别。
图2示出了本实用新型的网络附加存储系统芯片硬件结构框图，如图所示，本实用新型的网络附加存储系统芯片硬件结构，包括挂接在系统总线200上的中央处理器核心202、APB桥接204、DMA控制器206、存储器208以及数个硬盘总线控制器210，其中，硬盘总线控制器210为IDE/ATA控制器，且IDE/ATA控制器210直接挂接在系统总线200上。通过这种改进，就节省了中间转换级别，简化了处理步骤。相比较于现有的NAS芯片，具有造价低(节省PCI Host IP模块的集成)、转换快的优点。参考图2还可见，在该实施例中，系统总线200采用AHB总线，AHB总线200上可挂接一个或多个IDE/ATA控制器210，此外，AHB总线通过APB桥接204与APB总线212相连，APB总线212上挂接有USB接口214，并且AHB总线200上还可以挂接有加密/解密装置216。
基于NAS系统的流媒体系统根据本实用新型的另一方面，还提供一种基于网络附加存储系统的流媒体系统，其主要的改进点在于采用了上述的网络附加存储系统芯片硬件结构，即该网络附加存储系统包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、APB桥接、DMA控制器、存储器以及硬盘总线控制器，其中硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且IDE/ATA控制器直接挂接在系统总线上。参考图3示出了其一个实施例的流媒体系统网络结构框图，如图示，该流媒体系统300包括通过以太网302相连的网络附加存储系统200、显示设备304、个人计算机306、高清晰度电视机308、普通电视机310、路由器312。参考图3可见，显示设备304、个人计算机306、高清晰度电视机308、普通电视机310均通过一流媒体盒314与以太网302相连接；流媒体盒314用于将流媒体转换成视频数据，流媒体盒具有用于与以太网相连的RJ45接口、用于与显示设备或者个人计算机相连的VGA接口、用于与高清晰度电视机相连的RGB接口、以及用于与普通电视机相连的射频接口、S端子或DVI接口。连接于不同的设备的流媒体盒314使用不同的接口实现与这些设备的互联。
在图3所示的基于NAS系统的流媒体(Xstream)网络技术方案中，NAS系统提供Xstream广播模式(Xstream BroadCast)，在LAN网内的Xstream BOX能够通过以太网口(或者无线方式)接收广播数据，转换成HDTV视频格式数据(提供HDTV视频标准接口1080P/1080i/720P)、或普通电视、或VGA显示器的视频接口模式，也可以由个人电脑接收到NAS系统终端广播的Xstream流，使得在个人电脑上能够得以播放流。
其中所述的流媒体盒(Xstream Box)314是一种用于完成接受Xstream流媒体数据，并通过以太网口将数据转换到视频接口的设备。它基于MCU(Micro Control Unit微控制器)或专用的ASIC芯片(Application SpecificIntegrated Circuit专用集成电路)来实现基于TCP/IP的Xstream多媒体流到视频数据的转换。Xstream Box的功能包括支持TCP/IP协议，可设为被广播方(Client客户端模式)，接受来自于NAS终端的广播多媒体流，支持Xstream格式流，能够将Xstream中的数据转为视频数据。其物理接口包括RJ45的以太网端口、高清晰电视的RGB接口或者普通电视的射频端口或者电脑显示器LCD等所需要的VGA接口等。
通过上述的网络结构的布置，使得NAS终端能够与现有家庭平板/液晶显示融合，平板/液晶电视通过以太网接口和NAS终端相连接，NAS提供XStream流，将Video数据包括JPEG图像或MPEG图像、以及同步好的音频传输给平板/液晶电视，或者通过SlideShow技术，NAS终端的图像文件按Slide方式逐次传输和显示在显示设备上，这样平板/液晶电视也可达到家庭/办公的壁挂画效果。
另外，图3中也描述的流媒体系统也可以通过无线方式进行基于NAS的Xstream方案，包括两种实现方式(1)NAS可以集成无线传输模块(WLAN 802.11a/b/g方式)带无线路由功能；(2)NAS本身没有无线路由功能，在局域网中专有门的无线路由设备，比如路由器312是一个无线路由器。用于无线传输的流媒体盒(Xstream BOX)将数据转成视频格式播放在终端显示上。流媒体盒可以支持TCP/IP协议，还可以支持应用层协议包括P2P、iTune、Xstream、FTP客户端应用协议。关于该种流媒体系统的扩展应用将在下面详细描述。
基于NAS系统的流媒体系统的扩展应用本实用新型的基于NAS系统的流媒体系统可以有如下的扩展应用，例如作为存储服务器或者多媒体服务器。不管是专业人士还是没有任何背景的非专业人士，该NAS终端都可稳定、健壮、广泛地使用，不仅仅用于数码相机、数码摄像机的数据存储、由内嵌软件自动选取照片通过Apache或dhttpd自动发布主页，也可用于数字家电中的家庭平板壁画，通过网络来传播NAS终端内容。以下为该设备可扩展应用的方向，包括但不局限于家庭数据中心、数字音频广播、数字视频广播、监控，控制系统、以及无线应用方向包括无线存储、无线监控、无线监测和控制系统。
此外，NAS系统在家庭存储网络应用中前景广大，按照NAS设备能够实现的功能分为三块一类是娱乐信息存储，就是通常说的数字家庭，包括图片和影音数据的存储；一类是家居安全，包括环境监控、门禁系统和温度传感等数据信息的存储，可以通过NAS终端设备进行监控并存储数据到本地；还有一类是家居生活类，包括厨房电器设备自动控制、灯光照明、保健健身设备数据存储，这些也都可以通过NAS终端设备进行监控并存储数据到本地。
图4示出了根据本实用新型的基于NAS系统的流媒体系统而构建的家庭网络的结构框图，其包括通过以太网402互相连接的NAS系统200、显示器404、电视机406、打印机408、电话410、传真机412、集线器414、摄像机416、笔记本电脑418、台式电脑420、摄像头422、DVD 424、音像设备426等，其中NAS系统200还可以直接连接投影仪428或者个人数字处理终端430。
基于NAS系统的集成系统本实用新型的另一方面是提供一种基于网络附加存储系统的集成系统，集成系统中的NAS系统采用本实用新型的新硬件结构，即包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、APB桥接、DMA控制器、存储器以及硬盘总线控制器，其中硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且IDE/ATA控制器直接挂接在系统总线上。
根据本实用新型，该集成系统可实现NFS局域网、CIFS、Web、DHCP、Samba局域网、telnet远程登陆、ftp服务和ftp客户端下载、SSH安全防护、SCP、SFTP远程登陆和下载、http、cvs服务器、Blog、BT和BT客户端下载、php-apache、qmail以及iTune网络服务的功能，下面详细描述。
首先结合图5说明一下以瘦客户机形式实现的一种NAS终端，其具有本实用新型的NAS系统的硬件结构的特点。
参考图5可见，该种终端500包括放置在SOC片502内的结构AHB系统总线504、ARM CPU 506、EMIF 508、SRAM存储器510、ATA/IDE硬盘总线控制器512、DMA控制器514、以太网控制器516、USB端口518以及APB桥接520，其中上述的ARM CPU 506、EMIF 508、SRAM存储器510、ATA/IDE硬盘总线控制器512、DMA控制器514、以太网控制器516、USB端口518以及APB桥接520都直接挂接在AHB系统总线504上。SOC片502上还包括连接到APB桥接520上的其它低速设备522。
终端500还包括方式在SOC片502外的结构包括连接到EMIF 508上的FLASH存储器524和SDRAM/DDR存储器526以及挂接到ATA/IDE硬盘总线控制器512上的硬盘528。
从图5中可看到，除CPU 506以外，用这种NAS终端进行的网络存储器的实现主要包括两个部分I/O接口和存储器接口。下面以CPU为中心，说明这两个接口的主要功能I/O接口。一是CPU与Ethernet的接口(以太网接口)，它采用AHB(10M/100MBPS)的方式与以太网10Base-T接口(10M/100MBPS自适应)相连，是进入LAN(Local Area Network)的通道，在整个系统中负责发送或接收网络上的数据包。二是和USB接口，采用Host模块，用于连接USB接口的Flash或硬盘存储设备。
存储器接口。包括两个方面一是SDRAM或DDR接口，用作硬件系统内存；二是Flash接口，主要存储操作系统及应用软件。两者都通过EMIF模块与CPU相连。
在整个软件设计中，选择Linux操作系统，因为核心系统体积小、网络功能强、适于裁减、能被嵌入到Flash中，并且有网络管理和磁盘管理功能，从而能实现嵌入式网络存储器的功能。
现代PC机中广为流行的操作系统有两种Windows和Linux。这两种操作系统是依赖于完全不同的技术来提供网络服务的Linux操作系统是以传输控制协议/网络协议(TCP/IP)、网络文件系统(NFS)以及网络信息服务(NIS)为基础，提供网络服务的；而Microsoft则依赖于NetBIOS和服务信息块(SMB)来提供把数据从服务器传输至客户机的服务。因此选用Samba工具来实现这两种不同平台下的文件共享。
通过NFS进行不同结构网络之间文件共享的实现，NFS是Unix系统间实现磁盘文件共享的一种方法，支持应用程序在客户端通过网络存取位于服务器磁盘中数据的一种文件系统协议。现一般在Unix主机之间采用Sun开发的NFS(Sun)，它能够在所有Unix系统之间实现文件数据的互访，逐渐成为主机间共享资源的一个标准。
下面说明在上述的NAS终端上可以集成的网络功能对于NAS终端的使用者来说，所有技术问题都会埋藏在Web(页面模式)友善而简单易用的界面中，譬如说，拥有NAS终端设备的用户根本不需要知道telnet、ftp为何物，就能够进入NA S内部进行Firmware的更新，从而完成固件的升级，增强NAS的使用范围何性能。从这点上来说，可配置的NAS类似可变形金刚或者可穿戴衣服的芭比娃娃，可以根据需求来下载固件(image文件)将NAS变换成需要的类型。
NAS终端具有强大和丰富的网络服务功能，除了NFS/CIFS/Web之外，还可以包括DHCP、打印机管理(包括LPRng系统和CUPS系统)，还有其他特色内置磁盘实用程序(备份、自检、扫描磁盘和整理磁盘碎片)；操作系统在设备中而不在硬盘上，使用户在添加和移除硬盘时不必关闭网络；互联网附加存储功能允许通过Web浏览器远程检索文件；通用即插即用(UPnP)能加快设置和同网络中其他UPnP设备的通信；兼容运行Windows 98、Me和XP的网络。
另外更重要的是，NAS终端能够单独提供如下的任何一种服务和应用，也可以组合使用，而本质只需要升级一下固件或专门刷新一下●telnet服务器NAS内置telnetd的功能，用户能够在其他机器上通过telnet连接进入NAS命令行，并可以用ftp方式传输image文件到NAS终端，使得NAS进行FirmWare的更新，重新升级。并可通过telnet进行远程控制，来关掉不需要的Daemon服务。
●ftp服务器和客户端(提供ftp Service服务和ftp Client下载的基本功能)NAS内置ftpd的功能，并且提供友好和丰富的界面，用户可以和serv-U类似的操作方法来操作设置NAS的ftpd服务，该ftpd为GPL软码，可更新修改。
●通过Web方式设定ftp下载任务(Open SSH/SCP/SFTP)传统的网络服务程序，如ftp、pop和telnet在本质上都是不安全的，因为它们在网络上用明文传送口令和数据，他人非常容易就可以截获这些口令和数据。而且，这些服务程序的安全验证方式也是有其弱点的，就是很容易受到“中间人”(man-in-the-middle)这种方式的攻击。
SSH的英文全称是Secure SHell。通过使用SSH，可以把所有传输的数据进行加密，这样“中间人”这种攻击方式就不可能实现了，而且也能够防止DNS和IP欺骗。还有一个额外的好处就是传输的数据是经过压缩的，所以可以加快传输的速度。SSH有很多功能，它既可以代替telnet，又可以为ftp、pop、甚至ppp提供一个安全的“通道”。
●http服务器提供http服务基本功能。
●cvs服务器提供cvs server服务，CVS为Control Version Service，为Linux版本下的数据管理或版本控制。
●P2P(Peer-to-Peer)Peer-to-Peer为点对点软件，P2P应用主要包括BT服务器和客户端(包括提供BT服务和BT Client下载功能)，也包括P2P软件，如eMule，eMule是一个完全免费且开放源代码的P2P软件，利用其卓越特性，可以与全世界的网友共同分享资源，充分享受自由共享的乐趣！最新版的eMule集成了Kad连接，进一步跨越了服务器的界限，与全世界超过两百万的eMule用户共同分享资源。
BT客户端是以一个服务器循环的形式运行的，它需要监听一个端口，用于接受其它peers的连接请求；在循环过程中，它通过select来实现“I/O多路复用”；并由Encoder类来完成BT对等协议的分析处理。
BitComet是基于BitTorrent协议的p2p免费软件；高效的网络内核，多任务同时下载依然保持很少的CPU内存占用；支持对一个Torrent中的文件有选择的下载；磁盘缓存技术，有效减小高速随机读写对硬盘的损伤；只需一个监听端口即可满足所有下载需要；自动保存下载状态，续传无需再次扫描文件，作种子也无需扫描文件；支持多Tracker协议；对内网用户同样适用；绿色软件，不需安装，仅运行时关联.torrent文件；多语言界面。
●iTune服务器(提供iTune服务，类似iPod的iTune服务)iTune可以让同一局域网络的使用者，分享彼此的音乐，但是并未提供储存功能。MyTune则在读取其它使用者的音乐档案时，增加了储存成MP3的功能。
提供Internet网络广播功能，以及网络下载功能。IPOD从iTune下载或在线播放
●NFS服务器(局域网基本功能)NFS网络文件系统用于在不同的操作系统、不同的网络结构及不同的传输协议之间共享文件。NFS协议组包括NFS、RPC、XDR。NFS本身没提供其它程序可调用的过程，它通过远程过程调用和通用外部数据表示来实现。远程过程调用为远程服务提供一个接口，包括主机地址、程序号及一个远端进程的进程号，而外部数据表示提供了一套通过网络描述数据类型的方法。
在不同的操作系统中，文件系统的管理方式不同，对于目录树的深度、名字的使用以及路径的表示方法也都有不同的规定。有些操作系统的文件系统处于特定的目录下面，而有些操作系统用mount操作使所有的文件系统看起来在一个单独的目录下。尽管目录和文件在很多方面都比较类似，但是访问它们却须调用不同的程序，因此，NFS假定文件系统是分等级的，并且文件处于最低等级，NFS为目录提供一个标准的网络格式以便访问。在远程调用中，每次调用只返回一个目录，这样解决了不同文件系统之间结构不同的问题。
NFS服务器使用了5个守护进程来提供NFS服务。最基本的提供NFS服务的系统至少要运行nfsd用于处理NFS协议，而mountd用于处理客户的mount请求。此外，由于NFS使用RPC远程调用，其它三个RPC守护进程portmap、rpc_lockd、rpc_statd可以用来帮助提供更高效的服务。为了使其它系统也能使用Linux系统上的硬盘空间，在系统启动时，应载入NFS的守护进程。
●Samba服务器(局域网基本功能)SAMBA是LINUX所提供的一种服务，它能够让WINDOWS主机在网络邻居中看到LINUX主机且共享其上的资源。要实现SAMBA的功能必须要添加SAMBA服务，作为SAMBA的设置也较简单它的设置主要集中在SMB.conf中。Samba共享都可以通过Web页面进行设置。
●DHCP服务器
DHCP动态主机配置协议，是Dynamic Host Configuration Protocol的缩写，该协议可以自动为局域网中的每一台计算机自动分配IP地址，并完成每台计算机的TCP/IP协议配置，包括IP地址、子网掩码、网关，以及DNS服务器等。这样在局域网中特别是大型局域网中，管理员就不必为每一台计算机手工配置TCP/IP协议了，也避免了IP地址重复的问题。可在NAS中设置DHCP服务。
●自动备份(Cron功能)服务器Linux带有自动任务执行功能(Cron服务)，其操作如下通过开启Linux下的Crond Service服务，一直开启Crond的Daemon，在Linux下的/etc/crontab中预设任务调度，当调度的时间到时，可进行如下的一些操作存储设备间的自动备份如从活着的A机器读数据和保存到本NAS机，或者将本NAS机数据读出和保存到某台活着的机器。
对于家电来说，可通过网络连接，当调度时间到时，可自动对被监控的设备进行信息数据检测和保存，并可进行相应反应。
对于监视摄像头来说，可以定时进行数据的备份，将摄像来的数据保存到NAS机中。
对于影像来说，可在设定时间到时将当时播放的电视节目录到NAS机中。
对于音频数据来说，可定时录广播、甚至可定时录语音。
自动定时调度都可以通过Web页面进行设置。
●打印机管理(包括LPRng系统和CUPS系统)服务器●远程登陆服务SSH服务器(提供远程登陆服务基本功能)●php-apache服务器●mysql服务器目前比较流行的就是PHP+MySQL+Apache以及Apache+ASP这两组服务结构架设。
●流媒体(Xstream)服务Xstream是在内容和数字媒体传递的一种技术，它为分发流式音频和视频提供了一个伸缩性强、安全可靠的平台，用于提供各种流媒体服务。
Xstream综合采用了当前最先进的多媒体视频技术和网络流媒体技术，应用非常广阔。Xstream除了支持多种格式的文件压缩保存，更提供了三种直播模式方案基于Divx的直播方式基于Xstream内嵌的WMV服务器直播方式基于Windows Media Services 9的直播方式利用XStream可以轻松地实现各种的视频直播方案。基于Divx的高质量的视频直播与软件压缩相比，它支持Full D1(720×576)使画面质量可以真正达到DVD的效果(一般软件压缩都只支持CIF 352×288)而且延时仅低于500毫秒。由于是硬件压缩所以稳定性非常好，而且占用CPU资源非常小。并且服务器和接收端都可以将直播内容保存下来。非常适合用于对画质、延时性、稳定性都要求非常高的视频直播。
●qmail服务器一个小型而且快速的E-MailServer可以用在家里以及办公室内，让所有使用者只要连上网络就可以收发信，支持POP3/SMTP，一次传送大量信件，最高可同时有1024个使用者。NAS系统可支持qmail服务。
●blog服务器(提供Blog服务)Blog可以支持日记功能，包括显示和搜索；支持分类；可以发表评论；支持TrackBack，方便被人引用；有WYSIWYG编辑器；可以上传文件；模板和程序分离，方便修改；可以发草稿，方便以后修改；支持RSS(RSS是“Rich Site Summary”或“Really Simple Syndication”的英文首字母缩写，中文称作“简易信息聚合”。RSS是一种基于XML标准，在互联网上被广泛采用的内容包装和投递协议。)。
本实用新型技术方案带来的有益效果NAS为那些访问和共享大量文件系统数据的企业环境提供了一个高效、性能价格比优异的解决方案。数据的整合减少了管理需求和开销，而集中化的网络文件服务器和存储环境，包括硬件和软件则确保了可靠的数据访问和数据的高可用性。
本实用新型所提出的嵌入式、集成化NAS终端安装、管理容易(NAS无需服务器直接上网，而是采用面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统，内置了与网络连接所需的协议，整个系统的管理和设置较为简单)，因为采用嵌入式软硬件系统，功耗低、噪音低，并且可以在家庭中处于永不关机的状态，可使得所有的连接一直有效。
针对特定应用定制的方案，如Xstream服务器、iTune服务器、WebService或Blog服务等，发展了多种服务的集成式终端。
本实用新型将各种网络服务提供的多种类型的集成系统中，集成了各种类型的软件，不需要客户自己去设计。并且在硬件基础上可更新软件。系统软件采用了Linux内核，采用GPL的软件代码，可编译，可设计。应用软件从服务供应商网上下载，通过Telnet进入到系统放在/etc目录下。并且这种基于NFS、Apache等的NAS系统，价格低。
NAS集成系统可提供如下软件应用，网络服务功能除了NFS/CIFS/Web之外，还有telnet、ftp(提供ftp服务和ftp Client下载功能)基本功能、http(提供http服务)基本功能、blog(提供Blog服务)、cvs(提供cvs server服务)、BT(包括提供BT服务和BT Client下载功能)、iTune网站(提供iTune服务，类似iPod的iTune服务)、NFS(局域网)基本功能、Samba(局域网)基本功能、SSH(提供远程登陆服务)基本功能、php-apache、xstream、qmail。
根据本实用新型可以开发基于本实用新型的NAS硬件结构的各种应用系统例如媒体服务器(MeidaServer)或者存储服务器(StorageServer)。适用场合非常广，可以在家庭、宿舍、办公场所、网吧、广播电视台等，针对数码相机、数码摄像机、家庭平板壁画等都有极大用途，它的卖点也在于价格低、安静、低功耗。还可以继续拓展到无线路由、局域场所的VOIP、数字家庭、数字监控、数字远程医疗、广电方面多媒体等各方面。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求1.一种网络附加存储系统芯片硬件结构，包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、APB桥接、DMA控制器、存储器以及硬盘总线控制器，其特征在于，所述硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且所述IDE/ATA控制器直接挂接在所述系统总线上。
2.如权利要求1所述的芯片硬件结构，其特征在于，所述系统总线为AHB总线，所述AHB总线上可挂接一个或多个IDE/ATA控制器。
3.如权利要求2所述的芯片硬件结构，其特征在于，所述AHB总线通过所述APB桥接与APB总线相连，所述APB总线上挂接有USB接口，并且所述AHB总线上还可以挂接有加密/解密装置。
4.一种基于网络附加存储系统的流媒体系统，包括通过以太网相连的网络附加存储系统、显示设备、个人计算机、高清晰度电视机、普通电视机、路由器，其特征在于，所述网络附加存储系统包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、APB桥接、DMA控制器、存储器以及硬盘总线控制器，其中所述硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且所述IDE/ATA控制器直接挂接在所述系统总线上；所述显示设备、个人计算机、高清晰度电视机、普通电视机通过一流媒体盒与所述以太网相连接；所述流媒体盒用于将流媒体转换成视频数据，所述流媒体盒具有用于与以太网相连的RJ45接口、用于与显示设备或者个人计算机相连的VGA接口、用于与高清晰度电视机相连的RGB接口、以及用于与普通电视机相连的射频接口；在所述流媒体系统中，所述网络附加存储系统提供流媒体广播，所述流媒体盒接收所述流媒体广播并转换成相应的视频数据后通过各个接口传输给显示设备、个人计算机、高清晰度电视机以及普通电视机。
5.如权利要求4所述的流媒体系统，其特征在于，所述网络附加存储系统还可以包括有具有无线路由功能的无线传输模块。
6.如权利要求5所述的流媒体系统，其特征在于，所述流媒体系统中的路由器可以包括无线路由器。
7.如权利要求1所述的流媒体系统，其特征在于，所述流媒体盒支持TCP/IP协议，还可以支持应用层协议包括P2P、iTune、Xstream、FTP客户端应用协议。
8.一种基于网络附加存储系统的集成系统，其特征在于，所述集成系统中的所述网络附加存储系统包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、APB桥接、DMA控制器、存储器以及硬盘总线控制器，其中所述硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且所述IDE/ATA控制器直接挂接在所述系统总线上；所述集成系统可实现NFS局域网、CIFS和Web。
9.如权利要求8所述的集成系统，其特征在于，所述集成系统还可以实现DHCP、Samba局域网、telnet远程登陆、ftp服务和ftp客户端下载、SSH安全防护、SCP、SFTP远程登陆和下载、http、cvs服务器、Blog、BT和BT客户端下载、php-apache、qmail以及iTune网络服务。
专利摘要本实用新型揭示了一种网络附加存储系统芯片硬件结构，包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、APB桥接、DMA控制器、存储器以及硬盘总线控制器，其中硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且IDE/ATA控制器直接挂接在系统总线上。本实用新型还揭示了基于该种网络附加存储系统芯片硬件结构的流媒体系统和集成系统。采用本实用新型的技术方案减少数据的整合，集中网络文件服务器和存储环境，确保可靠的数据访问和数据的高可用性。本实用新型还针对特定应用定制的方案发展了多种服务的集成式终端。
文档编号H04L12/28GK2842562SQ20052004380
公开日2006年11月29日 申请日期2005年7月27日 优先权日2005年7月27日
发明者韩泽耀, 谢凯年 申请人:韩泽耀