专利名称：一种网络附接存储设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种网络附接存储设备，是一种用于计算机网络与存储领域的网络存储设备。
背景技术：
随着计算机网络和多媒体产品应用的普及，对数据存储量和存储效率的要求增长很快。目前广泛使用的个人便携式存储设备主要是U盘和移动硬盘，此两种存储设备都是利用计算机所提供的USB总线和该计算机进行数据交换。这种基于USB接口的存储设备存在几个固有的限制首先，这些设备只能作为一个外部设备和计算机同时使用，也就是说它们只能连接在计算机上使用，关闭与之相连的计算机，设备就无法工作；其次，这两种设备不便于供多人同时访问使用。
另一方面，存储还可以基于计算机网络来进行。这种技术系统称为网络附接的存储(“NAS”)。在NAS系统中，一台计算机连接一个或多个存储设备，作为服务器，向网络内部提供存储服务。网络内的用户通过计算机网络来向该服务器提供访问请求。该系统的现有产品目前以服务器级计算机作为存储服务器，以提供长期稳定可靠的存储，并且能提供多种网络服务。其主要的劣势体现在成本高昂，体积庞大，功耗大，不能作为个人便携设备来使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种为个人，家庭和小型企业使用的、价格低廉、体积小巧的便携式网络存储设备。使用户既能通过USB接口总线和计算机进行数据交换存储又能在计算机网络上方便使用的存储设备，同时又能够作到便于携带和操作。
本发明提供的技术解决方案是在于通过采用嵌入式微处理器来代替传统NAS(Network Attached Storage网络附接存储)中的存储服务器作为设备的主控单元，并在单个电路板上集成了网络接口芯片和硬盘控制器，网络接口芯片在嵌入式处理器的控制下完成对网络的通信，网络接口为可以接入以太网的标准接口；硬盘控制器可以是提供并行ATA(PATA)的控制器，也可以是提供串行ATA(SATA)的控制器，硬盘设备支持连接单个硬盘、多个硬盘和不连接硬盘的配置；网络附接存储设备通过FLASH存储器保存系统软件，并可同时保存用户提交的数据信息，并通过嵌入式微处理器来运行FLASH存储器内的软件，协调设备内部各子单元的运作。USB接口芯片在嵌入式处理器的控制下完成对外界USB设备的通信，标准的USB可支持连接USB主设备和从设备；设有键盘和显示板分别用于接收用户的输入和显示系统的信息以及运行状态。
网络附接存储设备的软件运行在Linux操作系统上，可支持多任务运行，允许多用户同时的网络访问；能够提供网络共享、FTP、HTTP等服务；HTTP服务程序不仅能提供普通文件的传送，同时还能接受用户的设置请求；该设备运行中设有权限管理进程，负责对用户的访问进行权限审核，可滤除掉超权限的访问；通过嵌入式微处理器控制协调键盘驱动进程、硬盘驱动进程、USB驱动进程、网卡驱动进程、LCD驱动进程、FLASH驱动进程，分别用于接受用户的键盘输入，并将合法的输入传送给系统其他进程、负责对硬盘的硬件进行管理和操作、负责驱动USB硬件系统，建立USB设备、负责对网络接口芯片进行初始化和操作、负责驱动LCD显示板，显示系统的运行状态、负责驱动FLASH存储器；通过FLASH存储器，保存系统软件，并可同时保存用户提交的数据信息。
本发明的有益效果是价格低廉、体积小巧；可面向TCP/IP网络协议，使用领域广、而且能够提供文件共享、FTP、HTTP等多种服务，并且支持对用户权限的设置，性能优化；同时该设备提供网络接口和USB接口，即插即用，使用方便快捷；跨平台和网络，该设备支持多种客户平台，包括包括Windows XP、Win98/Win2000、Windows NT、Unix/Linux、Macintosh、Netware等。还支持多种流行的网络协议，包括Internet上的许多协议。
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。
图1为本设备的硬件结构框图。
图2为本设备的软件结构框图。
图3为本设备原理结构框图。
图4为网络访问本设备工作原理流程5为网络访问读操作的实施例图6为处理器处理读操作的实施例图7为网络访问写操作的实施例图8为处理器处理写操作的实施例图9为设备在初始化一个新的帐号的实施例具体实施方式
参照附图，图1是本本设备的硬件结构框图，在单个电路板上集成了嵌入式微处理器100、网络接口芯片110、USB接口芯片130、FLASH存储器150、硬盘驱动器160、键盘180、显示等功能模块。并设有网络接口120、USB接口140、硬盘接口170、LCD显示板190等。设备使用过程中可以在嵌入式处理器的控制下完成对外界USB设备的通信。设备提供USB接口140，通过USB接口140连接USB主设备和从设备。当有USB设备插入设备的USB接口140时，USB控制单元产生中断，通知处理器100有USB时间发生。然后处理器100检查USB驱动单元并进行设置，使USB设备可以被处理器读写。然后用户可以通过设备的web操作界面来完成对USB设备的读写文件。方法和读写设备U盘和移动硬盘一致。设备还可以在嵌入式处理器100的控制下完成对网络的通信，通过标准的以太网网络接口120将设备接入网络中使用。通过嵌入式处理器100负责对硬盘进行驱动，控制和数据的传输。该驱动器160可以设成提供并行ATA(PATA)的控制器，也可以设成提供串行ATA(SATA)的控制器。而且该设备流出了外接硬盘接口170，可以根据需要连接若干个硬盘，这样就保证了存储空间的无限扩展，不会象U盘那样容量固定。设备自带的FLASH存储器150也可以实现数据的存储，不过由于容量比较小在需要存储大量数据信息时可以通过使用设备的硬盘接口170，连接硬盘来使用，以使存储空间的扩展。该设备上安装有信息输入的键盘180和具有显示功能的LCD显示板190。键盘180和LCD显示板190为用户直接操作本设备提供接口。系统在能被网络访问之前的所有设置依靠键盘来完成。系统将这些设置保存在Flash存储器内的参数区内。LCD显示板190用于显示设备的运行状态和显示设备的信息。
图2是本设备的软件结构框图，包括Linux操作系统201、可以实现HTTP服务202、FTP服务203、文件共享服务204和用户的权限管理205、并且可实现键盘驱动206、硬盘驱动207、USB驱动208、网卡驱动209、LCD驱动210和FLASH驱动211。该设备的软件运行在Linux操作系统201上，支持多任务运行，允许多用户同时的网络访问。运行在Linux之上的应用程序，响应网络上的HTTP访问请求。HTTP服务进程能够完成向用户文件上传、下载和控制设备的服务。其上传下载的文件可以保存在设备的该用户的文件夹下。而控制信息则被系统保存在系统区域例如Flash存储器的参数区内。HTTP不仅能提供普通文件的传送，同时还能接受用户的设置请求。运行在Linux之上的FTP服务203，可以响应网络上的FTP访问请求，向用户提供文件的上传下载。文件共享服务进程204也可以向用户提供文件的上传下载。用户的权限管理205负责对用户的访问进行权限审核。例如当访问者试图对设备的磁盘或Flash存储器进行“写”操作时，设备程序会检查用户是否有“写”的权限，如果用户在最初登陆时的帐号的权限不足，则要求用户输入具有写权限的帐号，否则写操作被拒绝。这样就可以滤除掉超权限的访问，确保系统和数据的安全。该设备软件中设有键盘驱动206、硬盘驱动207、USB驱动208、网卡驱动209、LCD驱动210和FLASH驱动211等来配合设备硬件的使用。
图3为本设备原理结构框图，图中嵌入式处理器300、网络控制单元301、USB控制单元302、FLASH控制单元303、硬盘控制单元304、LCD控制单元305、键盘306。本设备的工作原理是网络接口接收网络用户的文件操作访问请求，处理器300将设备内的硬盘和Flash存储器内的文件通过网络发送给相应的访问者。系统由核心部分和外围部分组成，。核心组成有三部分嵌入式处理器300和运行在处理器上的程序、网络控制单元301、硬盘控制单元304和硬盘，Flash控制单元303和Flash存储器。此外系统还包括以下提供辅助功能的外围部分USB控制单元302、键盘306和LCD显示板305。设备的系统软件存储在Flash存储器303内，当系统上电后，系统软件被调入内存运行。软件首先对设备进行自检，然后加载Linux操作系统，加载Linux操作系统的过程中，对各个硬件模块进行初始化，使它们处于Linux的管理之下。当操作系统正常建立之后，启动HTTP、FTP和文件共享服务进程，系统进入服务状态。
图4为网络访问本设备工作原理流程图。设备提供三种网络服务，包括HTTP服务，FTP服务和文件共享服务。当有网络访问时，网络控制器接收网络访问IP包401，处理器的程序将这些包恢复成高层协议并检查这些的协议类型402，是HTTP、FTP还是文件共享协议。然后调用相应的服务程序来解释访问的内容403。设备要求用户提供登陆帐号404，这些帐号是设备管理者预先设定的。如果帐号审查失败，访问被拒绝。如果成功，设备在磁盘和Flash存储器的文件系统内搜索访问者帐号相应的文件夹并发送给访问者405。此时访问者可以实现在设备磁盘或Flash存储器与访问者本地之间的数据交换406。
图5显示了一个用户在网络上对本设备的进行一次“读”文件的操作实施例的流程图。首先用户在本设备所在的计算机网络上的任一计算机的网络浏览器内输入本设备的IP地址和连接协议501例如ftp://192.168.1.123，确定之后，该计算机向本设备发出连接请求。本设备接收到用户访问请求后会要求用户输入登陆的帐号和密码502。在用户输入之后，设备进行核查，如果帐号不存在或者密码错误503，设备会拒绝提供服务。而当用户帐号和密码正确时504，用户会接收到设备发来的目标文件夹的列表505。用户可以进行查看操作。当用户发出了“读”某个文件时，设备会将该文件通过网络发送至用户计算机506，用户将其保存在本地计算机507，完成对本设备“读”文件的操作。
图6显示了一个用户在网络上对本设备进行“读”操作时，设备内部运做的流程。首先，设备的网络接口单元接收到网络用户发送来的访问请求601。假设用户是利用的FTP协议，运行在处理器上的软件解析出访问的协议602，确认是FTP协议，然后用FTP服务进程解释用户请求的具体内容。之后设备要求用户用帐号登陆603，在接收到正确的帐号和密码后605，设备在文件系统中检索该帐号对应的文件夹，并将文件夹内容发往用户606。当用户发出“读”文件请求607时，设备在磁盘或Flash内检索到该文件608，并将其发往用户609。当设备要求用户用帐号登陆603，在接收到错误的帐号和密码后604时，设备会拒绝提供服务。
图7显示了一个用户在网络上对本设备进行一次“写”文件操作实施例的流程图。首先用户在自己的计算机的IE浏览器内输入本设备的IP地址和连接协议如ftp://192.168.1.123，确定之后，该计算机向设备发出请求连接的请求701。设备会要求用户输入登陆的帐号和密码702。在用户输入完之后，设备检查帐号和密码。如果帐号和密码非法703，则服务被拒绝。而当帐号和密码正确后704，用户登陆到相应的文件夹下705，当用户发出保存文件到设备时706，设备检查用户登陆帐号的权限707，如果该帐号拥有“写”操作的权限711，则设备接受用户的“写”请求。如果用户无该权限708，则被要求输入拥有该权限的帐号和密码709，若用户输入了拥有该权限的密码，则用户“写”请求被接受712，否则被拒绝710。当用户的“写”请求被接受后，用户可以将本地文件系统上的文件保存到设备的目标文件夹下713。
图8显示了一个用户在网络上对本设备进行“写”操作时设备内部运做的流程。在这个实施例中，用户使用FTP协议。首先设备的网络接口单元接收到网络用户发送来的访问请求801。运行在处理器上的软件解析出访问的协议是FTP协议802，然后用FTP服务进程解释用户请求的内容。之后设备要求用户用帐号登陆803。在接收到正确的帐号和密码805后，设备在文件系统中检索该帐号对应的文件夹806。并将文件夹内容发往用户计算机。当用户发出“写”请求808后，设备核实用户登陆帐号是否具有“写”操作权限809，如果用户没有“写”权限810，则要求用户输入具有“写”权限的帐号811。当用户的登陆帐号具有“写”权限后812，设备接收用户发来的文件，并将其保存在目标文件夹下814。
图9显示了一个设备管理者在设备上创建一个新的FTP帐号的实施例。首先，用户需要在设备所在计算机网络上的一台计算机上利用web浏览器打开设备的web页面，以管理员的帐号登陆901。然后用户创建一个新的帐号名902，然后输入该帐号对应的密码，接下来创建一个新的文件夹903，将该帐号和该文件夹相关联。随后，设置该帐号的权限和该帐号对其他文件夹的管理权限904。接着设置该帐号对应的服务协议是FTP协议905。接下来设置该帐号对应的磁盘配置906，例如该帐号对应存储区域的的大小。设置完成之后，刷新系统，使设置生效907。网络访问者即可利用该帐号登陆FTP服务了。
权利要求
1.一种网络附接存储设备，包括有键盘，作为输入装置；显示板，显示系统的信息和运行状态；USB控制单元，实现存储设备通过USB与其他设备通信和处理器，其特征在于通过采用嵌入式微处理器(100)来代替传统NAS(Network Attached Storage网络附接存储)中的存储服务器作为设备的主控单元，并在单个电路板上集成了网络接口芯片(110)和硬盘控制器(160)，网络接口芯片(110)在嵌入式处理器(100)的控制下完成对网络的通信，网络接口(120)为可以接入以太网的标准接口；硬盘控制器(160)可以是提供并行ATA(PATA)的控制器，也可以是提供串行ATA(SATA)的控制器，硬盘设备支持连接单个硬盘、多个硬盘和不连接硬盘的配置；网络附接存储设备通过FLASH存储器(150)保存系统软件，并可同时保存用户提交的数据信息，并通过嵌入式微处理器(100)来运行FLASH存储器(150)内的软件，协调设备内部各子单元的运作。
2.根据权利要求1所述网络附接存储设备，其特征在于USB接口芯片(130)在嵌入式处理器(100)的控制下完成对外界USB设备的通信，标准的USB(140)可支持连接USB主设备和从设备。
3.根据权利要求1所述网络附接存储设备，其特征在于设有键盘(180)和显示板(190)分别用于接收用户的输入和显示系统的信息以及运行状态。
4.根据权利要求1所述网络附接存储设备，其特征在于该设备的软件运行在Linux操作系统上，可支持多任务运行，允许多用户同时的网络访问。
5.根据权利要求1所述网络附接存储设备，其特征在于该设备能够提供网络共享、FTP、HTTP等服务。
6.根据权利要求5所述的HTTP服务，其特征在于HTTP服务程序不仅能提供普通文件的传送，同时还能接受用户的设置请求。
7.根据权利要求1所述网络附接存储设备，其特征在于该设备运行中设有权限管理进程，负责对用户的访问进行权限审核，可滤除掉超权限的访问。
8.根据权利要求1所述网络附接存储设备，其特征在于通过嵌入式微处理器控制协调键盘驱动进程、硬盘驱动进程、USB驱动进程、网卡驱动进程、LCD驱动进程、FLASH驱动进程，分别用于接受用户的键盘输入，并将合法的输入传送给系统其他进程、负责对硬盘的硬件进行管理和操作、负责驱动USB硬件系统，建立USB设备、负责对网络接口芯片进行初始化和操作、负责驱动LCD显示板，显示系统的运行状态、负责驱动FLASH存储器；通过FLASH存储器，保存系统软件，并可同时保存用户提交的数据信息。
全文摘要
一种用于计算机网络与存储领域的网络存储设备，通过采用嵌入式微处理器来代替传统NAS(Network Attached Storage网络附接存储)中的存储服务器作为设备的主控单元，并在单个电路板上集成了网络接口芯片和硬盘控制器，网络接口芯片在嵌入式处理器的控制下完成对网络的通信，网络接口为可以接入以太网的标准接口；硬盘控制器可以是提供并行ATA(PATA)的控制器，也可以是提供串行ATA(SATA)的控制器，硬盘设备支持连接单个硬盘、多个硬盘和不连接硬盘的配置；网络附接存储设备通过FLASH存储器保存系统软件，并可同时保存用户提交的数据信息，并通过嵌入式微处理器来运行FLASH存储器内的软件，协调设备内部各子单元的运作。该设备价格低廉、体积小巧、便于使用、方便携带。
文档编号H04L12/12GK1908919SQ20061009955
公开日2007年2月7日 申请日期2006年7月28日 优先权日2006年7月28日
发明者李付忠 申请人:李付忠