哈工大2017本科畢設(shè)開(kāi)題報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題 目：遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程 學(xué) 生 學(xué) 號(hào) 班 號(hào) 指導(dǎo)教師 日 期 2017年1月6日 1課題背景及研究的目的和意義1.1課題背景隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用扮演著不可或缺角色。計(jì)算機(jī)知識(shí)的普及，民眾對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)和理解日益深厚。在二十世紀(jì)末二十一世紀(jì)初期，在PC應(yīng)用領(lǐng)域，微軟的Windows操作系統(tǒng)占據(jù)了操做系統(tǒng)的半壁江山，圖形化的界面，傻瓜式的應(yīng)用，即使計(jì)算機(jī)新手也能用的得心應(yīng)手。但是隨著需求的日益深入，大家漸漸發(fā)現(xiàn)，Windows不像以前那樣好用了，尤其是在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，服務(wù)器構(gòu)建等方面有著不小的缺憾。大家漸漸把目光轉(zhuǎn)向了其他操作系統(tǒng)，Linux成為了他們的首選。Linux是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類(lèi)UNIX操作系統(tǒng)，它具有如下特點(diǎn)：開(kāi)放性，多用戶，多任務(wù)，良好的用戶界面，設(shè)備獨(dú)立性，提供豐富的網(wǎng)絡(luò)功能，可靠的系統(tǒng)安全性，良好的可移植性，兼容其他的UNIX系統(tǒng)，支持多文件系統(tǒng)。自從有了網(wǎng)絡(luò)一來(lái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸文件一直是一項(xiàng)很重要的共組，不但可以實(shí)現(xiàn)文件的上傳下載，而且可以設(shè)置不同的用戶訪問(wèn)權(quán)限，并支持大文件的斷點(diǎn)續(xù)傳功能。例如，把在本地計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)的網(wǎng)站文件，上傳到遠(yuǎn)程的Web服務(wù)器主機(jī)上，就可以使用FTP服務(wù)，根據(jù)用戶名及密碼訪問(wèn)遠(yuǎn)程主機(jī)所提供的FTP目錄。采用這種方法，用戶不需要使用Telnet登陸到遠(yuǎn)程主機(jī)進(jìn)行工作，這樣就使Web服務(wù)器上的文件更新工作變得非常輕松。FTP是Internet上用來(lái)傳送文件的協(xié)議（文件傳輸協(xié)議），是TCP/IP協(xié)議族中的協(xié)議之一，他是為了能夠在Internet上互相傳送文件而制定的文件傳送標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了Internet上文件如何傳送。該協(xié)議是Internet文件傳送的基礎(chǔ)，它是由一系列規(guī)格文檔組成，目標(biāo)是提高文件的共享性，提供非直接使用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的方法，是存儲(chǔ)介質(zhì)對(duì)用戶透明和可靠傳輸數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，通過(guò)FTP協(xié)議，就可以完成兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的復(fù)制，從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)復(fù)制文件至自己的計(jì)算機(jī)上，稱(chēng)下載（download）文件。若將文件從本地計(jì)算機(jī)復(fù)制到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上，則稱(chēng)之為上傳（upload）文件。在TCP/IP協(xié)議中，F(xiàn)TP標(biāo)準(zhǔn)命令TCP端口號(hào)21，PORT方式端口號(hào)20。1.2研究的目的和意義與大多數(shù)Internet服務(wù)一樣，F(xiàn)TP也是一個(gè)客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)。用戶通過(guò)一個(gè)支持FTP協(xié)議的客戶機(jī)程序，連接到在遠(yuǎn)程主機(jī)上的FTP服務(wù)器程序。用戶通過(guò)客戶機(jī)程序向服務(wù)器程序發(fā)出命令，服務(wù)器程序執(zhí)行用戶所發(fā)出的命令，并將執(zhí)行的結(jié)果返回到客戶機(jī)。比如說(shuō)，用戶發(fā)出一條命令，要求服務(wù)器向用戶傳送某一個(gè)文件的一份拷貝，服務(wù)器會(huì)響應(yīng)這條命令，將指定文件送至用戶的機(jī)器上。客戶機(jī)程序代表用戶接收到這個(gè)文件，將其存放在用戶目錄中。本課題的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的解析，校驗(yàn)，存儲(chǔ)，并且使存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)FTP遠(yuǎn)程訪問(wèn)。2國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析2.1國(guó)外現(xiàn)狀及分析FTP是英文File Transfer Protocol(文件傳輸協(xié)議)的縮寫(xiě)。顧名思義，F(xiàn)TP就是專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳輸文件的協(xié)議，也就是說(shuō)通過(guò)FTP我們可以在Internet網(wǎng)上的任意兩臺(tái)計(jì)算機(jī)間互傳文件。 FTP是Internet上最早也是最廣的應(yīng)用，直到今天它仍是最重要和最基本的應(yīng)用之一。用FTP傳輸文件，本來(lái)用戶事先應(yīng)在遠(yuǎn)方系統(tǒng)注冊(cè)，但后來(lái)為了便于大家獲取資源，F(xiàn)TP在互聯(lián)網(wǎng)上有一種特殊的也是非常廣泛的應(yīng)用是匿名FTP (anonymous FTP)。通過(guò)Internet,任何用戶可以使用FTP和一個(gè)公用賬號(hào)（通常賬號(hào)名是anonymous）去獲得一些公用資源。在Internet上目前有許許多多的這種公用計(jì)算機(jī)，我們把這種用來(lái)做匿名FTP服務(wù)的計(jì)算機(jī)稱(chēng)作FTP服務(wù)器（ftpsite），對(duì)每一個(gè)聯(lián)入Internet的用戶，只要知道這些FTP服務(wù)器的地址,就可以與它們連接并獲取上面各種資源。由于FTP操作簡(jiǎn)單實(shí)用，開(kāi)放性強(qiáng)，且能充分利用Internet來(lái)進(jìn)行信息傳遞與交流，所以目前越來(lái)越多的FTP服務(wù)器連入Internet，這樣越來(lái)越多的資源就可以通過(guò)匿名FTP來(lái)獲得2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及分析由于企業(yè)信息化的目的就是要以現(xiàn)代信息技術(shù)為手段，對(duì)伴隨著企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)過(guò)程而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、加工、管理和利用，以改善企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的整體效率，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。所以，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是企業(yè)信息化不可缺少的工具，是絕大部分企業(yè)信息系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)硬件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，這三者推動(dòng)著遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展。當(dāng)今社會(huì)所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)的復(fù)雜度和數(shù)據(jù)量都在迅速增長(zhǎng)；計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)的發(fā)展仍然實(shí)踐著摩爾定律；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)迅速向深度、廣度擴(kuò)展。尤其是互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，極大地改變了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的應(yīng)用環(huán)境，向信息儲(chǔ)存提出了前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。這些因素的變化推動(dòng)著遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。在手持設(shè)備發(fā)展迅猛的時(shí)代，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為日常生活一部分的時(shí)代，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享成為人們辦公作業(yè)必不可少的工具的時(shí)代，我們有理由相信這三者的結(jié)合必將給我們帶來(lái)不同的享受和體驗(yàn)。3研究?jī)?nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題3.1研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容有：(1) 搜集相應(yīng)背景，基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)及選型。(2) 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建。(3) Linux內(nèi)核移植。(4) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的實(shí)現(xiàn)(5) 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能的實(shí)現(xiàn)。3.2擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，是指外部信號(hào)源通過(guò)串口通信，將數(shù)據(jù)存入FTP服務(wù)器，再通過(guò)網(wǎng)口通信，使得計(jì)算機(jī)可以遠(yuǎn)程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)?？傮w設(shè)計(jì)方案的架構(gòu)如圖3-1所示。 串口通信 網(wǎng)口通信 信號(hào)源 服務(wù)器 客戶端 圖3-1 基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器圖采用的是服務(wù)器與客戶端的結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)口通信中實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端與客戶端的數(shù)據(jù)交互，并通過(guò)串口通信對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收?？蛻舳瞬捎肞C機(jī)，通過(guò)FTP協(xié)議查看數(shù)據(jù)。服務(wù)器采用樹(shù)莓派三代處理器并使用操作系統(tǒng)，通過(guò)有線網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)并與網(wǎng)絡(luò)中的其它計(jì)算機(jī)（客戶端）進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。4. 擬采取的研究方法和技術(shù)路線、進(jìn)度安排、預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)4.1擬采取的研究方法和技術(shù)路線本設(shè)計(jì)想實(shí)現(xiàn)基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，服務(wù)器實(shí)時(shí)接收并存儲(chǔ)來(lái)自串口的數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程FTP訪問(wèn)，測(cè)試各種情況，都可以到達(dá)預(yù)期效果。但本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能僅為遠(yuǎn)程存儲(chǔ)服務(wù)器的基本功能，系統(tǒng)還存在不完善之處：(1) 存儲(chǔ)文件格式的優(yōu)化。本服務(wù)器接收數(shù)據(jù)后以記事本格式將數(shù)據(jù)保存，但記事本格式文件在Windows操作系統(tǒng)下，不能直接顯示十六進(jìn)制數(shù)據(jù)，需借助其他軟件打開(kāi)查看，可對(duì)文件存儲(chǔ)的格式進(jìn)行優(yōu)化，提高查看的便利性。(2)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募用堋７?wù)器雖然是通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，但同時(shí)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)于傳輸?shù)男畔?，可進(jìn)行加密處理，以防止互聯(lián)網(wǎng)病毒對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行竊取，需要注意網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題。(3)對(duì)其它傳輸方式的支持。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的服務(wù)器通過(guò)串口接收數(shù)據(jù)，也可以進(jìn)行改進(jìn)通過(guò)USB，網(wǎng)口其他方式進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，提高遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器的應(yīng)用范圍。4.2進(jìn)度安排表格 4-1 進(jìn)度安排階段時(shí)間進(jìn)度第一階段2017.1初 了解題目指標(biāo)要求，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告及查找資料第二階段2017.1-2017.3進(jìn)行交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建第三階段2017.3-2017.4進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的實(shí)現(xiàn)第四階段2017.4-結(jié)束進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能的實(shí)現(xiàn)4.3預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器采用的是服務(wù)器與客戶端的結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)口通信中實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端與客戶端的數(shù)據(jù)交互，并通過(guò)串口通信對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收。客戶端采用PC機(jī)，通過(guò)FTP協(xié)議查看數(shù)據(jù)。服務(wù)器采用樹(shù)莓派三代處理器并使用操作系統(tǒng)，通過(guò)有線網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)并與網(wǎng)絡(luò)中的其它計(jì)算機(jī)（客戶端）進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。5課題已具備和所需的條件通過(guò)研究目前的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展以及其使用情況,提出了研究本課題的意義及發(fā)展前景。通過(guò)研究實(shí)現(xiàn)的原理，設(shè)計(jì)出整體控制方案，并完成方案的選型。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，分為服務(wù)器和客戶（PC機(jī)）兩部分，服務(wù)器與客戶之間的數(shù)據(jù)傳輸采用網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器接收并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)串口通信實(shí)現(xiàn)。服務(wù)器的硬件平臺(tái)選用的是樹(shù)莓派三代開(kāi)發(fā)板，通過(guò)安裝共享文件夾、交叉編譯工具、Eclipse完成了嵌入式終端開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建，通過(guò)u-boot、內(nèi)核、文件系統(tǒng)的安裝及配置完成了終端上系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)?？蛻舳丝梢酝ㄟ^(guò)有線網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器上數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。6研究過(guò)程中可能遇到的困難和問(wèn)題，解決的措施虛擬機(jī)與宿主機(jī)之間的文件交換難題。解決辦法為創(chuàng)建共享文件夾，實(shí)現(xiàn)文件共享。7參考文獻(xiàn)1 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