一种机载文件网络化实现方法技术

本发明专利技术属于计算机系统软件专业技术领域，涉及一种机载文件网络化实现方法。使用全局目录结构和统一的文件接口，将各节点分散的本地文件资源组织成为一个逻辑上统一的整体，针对机载网络环境下文件的安全共享和高效访问问题，本发明专利技术的目的是提出一种机载文件网络化管理方法，通过全局目录组织结构和统一的文件接口，提高了用户对机载文件的易用性和易管理性；通过无状态服务器机制，确保了系统的容错和服务的可用性；通过静态资源池机制，提高了系统的确定性和安全性；通过多通道并行消息传输机制，提高了文件系统的访问效率。最终，能够满足综合化航空电子系统在易用性、安全性以及系统资源的利用率等方面的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种机载文件网络化实现方法
本专利技术属于计算机系统软件专业
，涉及一种机载文件网络化实现方法。
技术介绍
新一代分布式航空电子系统采用综合化、模块化的设计思想，通过资源共享的方式实现航电功能综合，迫切需要使用网络化方式共享和使用文件资源，面临用户对机载文件的易用性易管理性、服务可用性、系统确定性、系统安全性、文件访问效率等诸多问题。
技术实现思路
本专利技术的目的：本专利技术的目的是提出一种机载文件网络化实现方法，通过全局目录组织结构和统一的文件接口，提高了用户对机载文件的易用性和易管理性；通过无状态服务器机制，确保了系统的容错和服务的可用性；通过静态资源池机制，提高了系统的确定性和安全性；通过多通道并行消息传输机制，提高了文件系统的访问效率。最终，能够满足综合化航空电子系统在易用性、安全性以及系统资源的利用率等方面的要求。本专利技术的技术方案：主要包括：逻辑功能单元、虚拟目录结构、统一文件接口、客户端、服务器、并行传输协议、资源管理、配置工具等。如图1所示。资源管理在配置文件中定义资源的使用上限，资源类型包括：信号量、队列和内存三种资源；为每类资源提供资源申请和释放接口，允许按需动态申请和释放资源。配置工具用于生成关于客户端和服务器的资源和参数的配置文件，配置文件内容包括：系统参数配置、文件系统路径配置和部署配置等信息。逻辑功能单元(LFU)是文件管理的基本单元，是一个具有独立资源、特定应用处理功能和独立输入输出的逻辑实体，应用软件是逻辑功能单元的一部分，应用号和应用名称是逻辑功能单元的全局唯一地址。虚拟目录结构定义的路径名格式为：由逻辑功能单元名、存储介质和其余路径组成；其中逻辑功能单元名、存储介质构成虚拟层，其余路径构成文件实际路径层；存储介质和本地文件目录映射关系在配置表中静态配置，逻辑功能单元名为文件访问提供地址入口，存储介质提供介质特性信息。统一网络文件操作接口提供针对本地或远程文件访问的常用接口，如打开、关闭、读、写、指针定位、目录创建、删除、读等。客户端和服务器是逻辑功能单元的一部分和应用共享全局唯一地址，在不同逻辑功能单元中，根据需要，可以独立配置部署。每个逻辑功能单元既可以是客户端，也可以是服务器端，也可以是二者的组合。客户端向用户提供文件管理接口(API)，路由本地/远程访问。当进行本地文件访问时，检查文件访问权限，并进行文件操作，将处理结果返回给用户；当进行远程文件访问时，向服务器端发送文件操作请求，并将服务器端发回的处理结果返回给用户。服务器端驻留在提供共享文件资源的处理节点，其功能是接收客户端的请求，检查文件访问权限，实现本地文件访问，将结果传回客户端。为对重复文件请求进行容错处理，服务器端建立一张历史表，每个表项包括：访问源逻辑单元号和请求号、请求结果等信息；当请求为首次到达，则申请新表项并插入处理信息，当请求为非首次到达时执行重复请求处理，从历史表中直接取出结果返回，利用源逻辑单元和请求组合编号的全局唯一性，判断是否为首次到达。传输协议是客户端-服务器间交互的纽带，提供基于请求-响应机制的高性能文件传输功能，客户端每次访问服务器上文件的时候，都要在协议消息中携带必要的文件状态信息，服务器利用该信息操作文件，并返回结果，客户端利用结果信息修改文件的实时状态，文件状态信息包括：文件名称、文件描述符、文件指针、物理位置等信息。在服务器重启的短暂间歇文件访问服务将不可用，客户端内部逻辑利用重传算法，容忍短暂服务不可用，此过程对逻辑功能单元中的应用透明；文件消息可根据需要被拆分为多个分组，分组是连接传输的基本单元，分组包含消息号和分组号等信息；在发送时，从并行连接列表中选择一个可用的连接，发送分组，在接收时：遍历并行连接列表中可用连接，取出分组，缓存分组，并组合称一个完整的消息；对每个文件消息，建立文件消息的分组接收链表；对每个到达的分组，按照分组号依次插入链表；当分组全部到达，恢复文件消息；对重复分组，采取丢弃策略；每个链表均带有定时器，如果在规定时限内，缺失分组，则拆除该链表。本专利技术具有的优点效果：本专利技术提供了一种网络化共享机载文件资源的方式，提高了文件的共享程度和利用率；通过全局目录组织结构和统一的文件接口，提高了用户的易用性和易管理性；通过无状态服务器机制，确保了系统的容错和服务的可用性；通过静态资源池机制，提高了系统的确定性和安全性；通过多通道并行消息传输机制，提高了文件系统的访问效率。附图说明图1是机载文件网络化实现图图2为机载文件网络化管理方法典型应用实例图。具体实施方式本专利技术的典型应用实例如图2所示：(1)典型运行环境一个综合化模块化航空电子平台，包括：N1、N2、N3和N4四个物理节点，底层使用FC网络通信，本地文件系统使用FAT32，本地文件系统的接口使用POSIX接口。(2)配置数据设计生成和部署a.四个物理节点驻留的逻辑功能单元名称分别为：NODE1、NODE2、NODE3、NODE4，部署模式分别为：C(客户端)、C(客户端)、C(客户端)、和S(服务器)；b.配置表静态映射关系：4个节点的虚拟RAM目录均映射到本地文件系统的A:\RAM目录上；c.资源配额设置：4个节点的内存均为3MB、信号量数量均为16、队列数量均为16；d.利用配置工具生成配置文件nfs.dat；加载该配置文件到4个物理节点，并保证存储在本地文件中的位置为：A:\nfs.dat。(3)应用效果a.综合化模块化航空电子平台启动后，建立4个节点间的网络拓扑关系；b.4个逻辑功能单元中网络文件系统读取并解析路径为A:\nfs.dat的配置文件，分别部署为C、C、C和S模式；c.4个节点建立资源池，并辅助完成初始化。d.NODE1使用NODE4：\\ram\\1.txt操作远程文件，操作成功；e.NODE1使用NODE1：\\ram\\1.txt操作本地文件，操作成功。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机载文件网络化实现方法，其特征在于：由逻辑功能单元、虚拟目录结构、统一文件接口、客户端、服务器、并行传输协议、资源管理、配置工具组成，虚拟目录结构为：由逻辑功能单元名、存储介质和其余路径组成；其中逻辑功能单元名、存储介质构成虚拟层，其余路径构成文件实际路径层；存储介质和本地文件目录映射关系在配置表中静态配置，逻辑功能单元名为文件访问提供地址入口，存储介质提供介质特性信息，统一网络文件操作接口提供针对本地或远程文件访问的常用接口；通过以下步骤；(1)客户端和服务器是逻辑功能单元的一部分和应用共享全局唯一地址，在不同逻辑功能单元中，根据需要，可以独立配置部署。每个逻辑功能单元既可以是客户端，也可以是服务器端，也可以是二者的组合；(2)客户端向用户提供文件管理接口(API)，路由本地或远程访问，当进行本地文件访问时，检查文件访问权限，并进行文件操作，将处理结果返回给用户；当进行远程文件访问时，向服务器端发送文件操作请求，并将服务器端发回的处理结果返回给用户；(3)服务器端驻留在提供共享文件资源的处理节点，接收客户端的请求，检查文件访问权限，实现本地文件访问，将结果传回客户端，为对重复文件请求进行容错处理，服务器端建立一张历史表，当请求为首次到达，则申请新表项并插入处理信息，当请求为非首次到达时执行重复请求处理，从历史表中直接取出结果返回，利用源逻辑单元和请求组合编号的全局唯一性，判断是否为首次到达；(4)传输协议提供请求机制、响应机制的文件传输功能，客户端每次访问服务器上文件的时候，都要在协议消息中携带必要的文件状态信息，服务器利用该信息操作文件，并返回结果，客户端利用结果信息修改文件的实时状态，在服务器重启的短暂间歇文件访问服务将不可用，客户端内部逻辑利用重传算法，容忍短暂服务不可用，此过程对逻辑功能单元中的应用透明；文件消息可根据需要被拆分为多个分组，分组是连接传输的基本单元，分组包含消息号和分组号等信息；在发送时，从并行连接列表中选择一个可用的连接，发送分组，在接收时：遍历并行连接列表中可用连接，取出分组，缓存分组，并组合称一个完整的消息；对每个文件消息，建立文件消息的分组接收链表；对每个到达的分组，按照分组号依次插入链表；当分组全部到达，恢复文件消息；对重复分组，采取丢弃策略；每个链表均带有定时器，如果在规定时限内，缺失分组，则拆除该链表。...

【技术特征摘要】
1.一种机载文件网络化实现方法，其特征在于：由逻辑功能单元、虚拟目录结构、统一文件接口、客户端、服务器、并行传输协议、资源管理、配置工具组成，虚拟目录结构为：由逻辑功能单元名、存储介质和其余路径组成；其中逻辑功能单元名、存储介质构成虚拟层，其余路径构成文件实际路径层；存储介质和本地文件目录映射关系在配置表中静态配置，逻辑功能单元名为文件访问提供地址入口，存储介质提供介质特性信息，统一网络文件操作接口提供针对本地或远程文件访问的常用接口；通过以下步骤；(1)客户端和服务器是逻辑功能单元的一部分和应用共享全局唯一地址，在不同逻辑功能单元中，根据需要，可以独立配置部署。每个逻辑功能单元既可以是客户端，也可以是服务器端，也可以是二者的组合；(2)客户端向用户提供文件管理接口(API)，路由本地或远程访问，当进行本地文件访问时，检查文件访问权限，并进行文件操作，将处理结果返回给用户；当进行远程文件访问时，向服务器端发送文件操作请求，并将服务器端发回的处理结果返回给用户；(3)服务器端驻留在提供共享文件资源的处理节点，接收客户端的请求，检查文件访问权限，实现本地文件访问，将结果传回客户端，为对重复文件请求进行容错处理，服务器端建立一张历史表，当请求为首次到达，则申请新表项并插入处理信息，当请求为非首次到达时执行重复请求处理，从历史表中直接取出结果返回，利用源逻辑单元和请求组合编号的全局唯一性，判断是否为首次到达；(4)传输协议提供请求机制、响应机制的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，邸海涛，任晓瑞，陈晓磊，郭秋丽，陈雪帆，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61