哈工大2017本科畢設(shè)開題報告.doc

畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目：遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器設(shè)計專 業(yè) 電子信息工程 學(xué) 生 學(xué) 號 班 號 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。計算機(jī)知識的普及，民眾對計算機(jī)的認(rèn)識和理解日益深厚。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是一套免費使用和自由傳播的類UNIX操作系統(tǒng)，它具有如下特點：開放性，多用戶，多任務(wù)，良好的用戶界面，設(shè)備獨立性，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，通過網(wǎng)絡(luò)來傳輸文件一直是一項很重要的共組，不但可以實現(xiàn)文件的上傳下載，而且可以設(shè)置不同的用戶訪問權(quán)限，并支持大文件的斷點續(xù)傳功能。例如，把在本地計算機(jī)上設(shè)計的網(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)程計算機(jī)的方法，是存儲介質(zhì)對用戶透明和可靠傳輸數(shù)據(jù)。也就是說，通過FTP協(xié)議，就可以完成兩臺計算機(jī)之間的復(fù)制，從遠(yuǎn)程計算機(jī)復(fù)制文件至自己的計算機(jī)上，稱下載（download）文件。若將文件從本地計算機(jī)復(fù)制到遠(yuǎn)程計算機(jī)上，則稱之為上傳（upload）文件。在TCP/IP協(xié)議中，F(xiàn)TP標(biāo)準(zhǔn)命令TCP端口號21，PORT方式端口號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也是一個客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)。用戶通過一個支持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，用戶發(fā)出一條命令，要求服務(wù)器向用戶傳送某一個文件的一份拷貝，服務(wù)器會響應(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文件，將其存放在用戶目錄中。本課題的目的是設(shè)計一個基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的解析，校驗，存儲，并且使存儲的數(shù)據(jù)可以通過FTP遠(yuǎn)程訪問。2國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析2.1國外現(xiàn)狀及分析FTP是英文File Transfer Protocol(文件傳輸協(xié)議)的縮寫。顧名思義，F(xiàn)TP就是專門用來傳輸文件的協(xié)議，也就是說通過FTP我們可以在Internet網(wǎng)上的任意兩臺計算機(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，本來用戶事先應(yīng)在遠(yuǎn)方系統(tǒng)注冊，但后來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Internet,任何用戶可以使用FTP和一個公用賬號（通常賬號名是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算機(jī)，我們把這種用來做匿名FTP服務(wù)的計算機(jī)稱作FTP服務(wù)器（ftpsite），對每一個聯(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操作簡單實用，開放性強，且能充分利用Internet來進(jìn)行信息傳遞與交流，所以目前越來越多的FTP服務(wù)器連入Internet，這樣越來越多的資源就可以通過匿名FTP來獲得2.2國內(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，對伴隨著企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營過程而產(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)營的整體效率，增強企業(yè)的競爭力。所以，數(shù)據(jù)存儲是企業(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)、計算機(jī)硬件和數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，這三者推動著遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的發(fā)展。當(dāng)今社會所產(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；計算機(jī)硬件平臺的發(fā)展仍然實踐著摩爾定律；數(shù)據(jù)存儲技術(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)存儲的應(yīng)用環(huán)境，向信息儲存提出了前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。這些因素的變化推動著遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。在手持設(shè)備發(fā)展迅猛的時代，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為日常生活一部分的時代，在數(shù)據(jù)存儲與共享成為人們辦公作業(yè)必不可少的工具的時代，我們有理由相信這三者的結(jié)合必將給我們帶來不同的享受和體驗。3研究內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題3.1研究內(nèi)容本設(shè)計的主要研究內(nèi)容有：(1) 搜集相應(yīng)背景，基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器的實現(xiàn)方案的設(shè)計及選型。(2) 軟件開發(fā)環(huán)境的搭建。(3) Linux內(nèi)核移植。(4) 數(shù)據(jù)存儲功能的實現(xiàn)(5) 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問功能的實現(xiàn)。3.2擬解決的關(guān)鍵問題基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，是指外部信號源通過串口通信，將數(shù)據(jù)存入FTP服務(wù)器，再通過網(wǎng)口通信，使得計算機(jī)可以遠(yuǎn)程對數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。總體設(shè)計方案的架構(gòu)如圖3-1所示。 串口通信 網(wǎng)口通信 信號源 服務(wù)器 客戶端 圖3-1 基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器圖采用的是服務(wù)器與客戶端的結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)口通信中實現(xiàn)服務(wù)器端與客戶端的數(shù)據(jù)交互，并通過串口通信對數(shù)據(jù)進(jìn)行接收?？蛻舳瞬捎肞C機(jī)，通過FTP協(xié)議查看數(shù)據(jù)。服務(wù)器采用樹莓派三代處理器并使用操作系統(tǒng)，通過有線網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)并與網(wǎng)絡(luò)中的其它計算機(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)計想實現(xiàn)基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，服務(wù)器實時接收并存儲來自串口的數(shù)據(jù)，同時進(jìn)行遠(yuǎn)程FTP訪問，測試各種情況，都可以到達(dá)預(yù)期效果。但本設(shè)計實現(xiàn)的功能僅為遠(yuǎn)程存儲服務(wù)器的基本功能，系統(tǒng)還存在不完善之處：(1) 存儲文件格式的優(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查看，可對文件存儲的格式進(jìn)行優(yōu)化，提高查看的便利性。(2)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募用?。服?wù)器雖然是通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，但同時通過有線網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，對于傳輸?shù)男畔?，可進(jìn)行加密處理，以防止互聯(lián)網(wǎng)病毒對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行竊取，需要注意網(wǎng)絡(luò)安全問題。(3)對其它傳輸方式的支持。本設(shè)計實現(xiàn)的服務(wù)器通過串口接收數(shù)據(jù)，也可以進(jìn)行改進(jìn)通過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)度安排階段時間進(jìn)度第一階段2017.1初 了解題目指標(biāo)要求，撰寫開題報告及查找資料第二階段2017.1-2017.3進(jìn)行交叉開發(fā)環(huán)境的搭建第三階段2017.3-2017.4進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲功能的實現(xiàn)第四階段2017.4-結(jié)束進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問功能的實現(xiàn)4.3預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器采用的是服務(wù)器與客戶端的結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)口通信中實現(xiàn)服務(wù)器端與客戶端的數(shù)據(jù)交互，并通過串口通信對數(shù)據(jù)進(jìn)行接收?？蛻舳瞬捎肞C機(jī)，通過FTP協(xié)議查看數(shù)據(jù)。服務(wù)器采用樹莓派三代處理器并使用操作系統(tǒng)，通過有線網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)并與網(wǎng)絡(luò)中的其它計算機(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研究目前的數(shù)據(jù)存儲技術(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。通過研究實現(xiàn)的原理，設(shè)計出整體控制方案，并完成方案的選型。本文設(shè)計并實現(xiàn)的基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲服務(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)通信實現(xiàn)，服務(wù)器接收并存儲數(shù)據(jù)通過串口通信實現(xiàn)。服務(wù)器的硬件平臺選用的是樹莓派三代開發(fā)板，通過安裝共享文件夾、交叉編譯工具、Eclipse完成了嵌入式終端開發(fā)環(huán)境的搭建，通過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)平臺的設(shè)計?？蛻舳丝梢酝ㄟ^有線網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對服務(wù)器上數(shù)據(jù)的訪問。6研究過程中可能遇到的困難和問題，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，實現(xiàn)文件共享。7參考文獻(xiàn)1 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