直接联网超大容量虚拟镜像光盘服务器的实现方法技术

本发明专利技术属于光盘存储技术领域。涉及直接联网超大容量虚拟镜像光盘服务器的实现方法，包括采用ＰＣ架构的集成式或嵌入式服务器及相应的开发平台，包括把磁盘提供的存储空间分割成许多个独立的连续的存储槽；每个存储槽都与一张具体的物理光盘盘片相对应；物理光盘里存储的符合标准光盘文件系统的数据按照统一的、符合光盘文件系统结构国际标准的方式存储在每个对应的存储槽里；通过给每个存储槽存储的虚拟光盘加载虚拟设备驱动实现用户对虚拟光盘的访问和管理。本发明专利技术具有磁盘利用率高，非正常关机恢复快，数据流输出连续稳定，系统响应快等优点。此虚拟镜像光盘服务器表现为一个标准网络服务器设备，通过ＲＪ－４５标准网络接口即可直接上网。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光盘存储
，特别涉及虚拟镜像光盘服务器设计。2、CD-ROM光盘塔(CD-ROM Tower)CD-ROM光盘库由于利用机械手进行取盘和放盘，因此换盘时间通常为秒量级，使光盘库的访问速度和共享人数受到了极大的限制。为了提高访问光盘的速度，人们利用SCSI(Small Computer System Interface)II适配卡可完成计算机与多台驱动器进行数据交换的特点，将多台SCSI接口的CD-ROM驱动器通过SCSI II电缆串接起来，使网络用户能以“在线”的速度直接访问预先放置在CD-ROM驱动器内的光盘。如图2所示的就是由一个SCSI接口设备连接了7台光盘驱动器和一个媒体交换设备组成的CD-ROM光盘塔。由于7台CD-ROM驱动器以层叠方式安装在塔式机箱内，所以这种使用若干个CD-ROM驱动器组成的光盘网络共享设备被称为光盘塔。3、CD-ROM镜像光盘库(CD-ROM Mirror Jukebox)用户使用光盘库和光盘塔共享CD-ROM光盘时，都必须通过CD-ROM驱动器来访问光盘。由于CD-ROM驱动器的数据传输速率较低，而且其平均存取时间在110ms左右，因此CD-ROM驱动器的性能就成为制约光盘库和光盘塔访问速度的瓶颈。光盘库采用机械手换盘，其换盘时间长(秒量级)；光盘塔的容量又极有限；再加上平均寻址时间慢，使得光盘库和光盘塔都不利于用来作为网络共享设备。随着硬盘技术和网络技术的飞速发展，因此人们便开始采用硬盘作为高速缓存(Hard Disk Caching)技术，把整张CD-ROM光盘的内容写入(镜像)到硬盘中，将光盘的信息存储功能和读取功能分离，使用户能以硬盘的访问速度来共享光盘信息资源。这种利用光盘镜像来实现光盘网络共享的系统通常被称为镜像光盘库。如图3所示的就是一个可以直接联网的镜像光盘库系统结构，虚线框内是系统组成，该镜像光盘库采用Linux操作系统作为开发平台，通过内置的网络协议实现和Windows操作系统、Netware操作系统和Unix/Linux操作系统等不同操作系统之间的数据访问。系统包括光盘镜像程序、网页管理程序和内置的各种网络协议。网络协议包括了提供文件传输的FTP协议，NFS协议，CIFS/SMB协议，HTTP/HTTPS协议，NCP协议，TELNET协议，底层的TCP/UDP协议和IP协议。在这种结构的镜像光盘库系统里，操作系统内置了网络协议和镜像方法，同时镜像光盘库采用了附网存储(NAS-Network AttachedStorage)直接联网方案，其特点是通过给通用服务器瘦身、去掉了通用服务器中的绝大多数不必要的功能，而仅仅保留了用于光盘访问和管理的文件系统功能。它能够通过读取系统光盘驱动器中的光盘信息，然后将光盘内容拷贝到和主机直接相连的IDE硬盘驱动器中或是通过SCSI卡和主机相连的SCSI硬盘驱动器中存储。光盘内容在硬盘驱动器中的存储格式取决于文件操作系统，采用Linux操作系统开发的镜像光盘库最通用的文件格式是Ext2文件格式。像很多文件系统一样，Ext2建立在数据被保存在数据块中的文件内这个前提下。用户在使用硬盘驱动器存储数据之前，对硬盘驱动器要先执行分区格式化的过程，格式化是一个创建超级块和写文件节点的过程，在这个过程中会占用一部分硬盘驱动器上的存储空间。使用镜像光盘库镜像光盘的时候，镜像光盘的内容也只能保存在经过分区格式化的硬盘驱动器上，其存储格式也是经过操作系统按照已经格式化的文件格式重新组织存放在硬盘驱动器上的。尽管镜像光盘库与光盘塔和光盘库相比具有速度快，单位容量成本低，而且在使用过程中对原光盘无磨损等优点，但仍然存在以下几方面的问题1、安全性难得到保证。虽然Ext2文件系统在Linux的发行版中得到了最广泛的应用，但是，由于Ext2的设计者主要考虑的是文件系统性能方面的问题，Ext2在写入文件内容的同时并没有同时写入和文件有关的信息，例如权限、所有者以及创建和访问时间，换句话说，Linux先写入文件的内容，然后等到有空的时候才写入文件的相关信息。这样若出现写入文件内容之后但在写入文件的相关信息之前系统突然断电，就可能造成在文件系统就会处于不一致的状态。在一个有大量文件操作的系统中出现这种情况会导致很严重的后果。2、硬盘驱动器的利用效率较低。由于镜像光盘库是采用直接拷贝的方式镜像光盘内容，不仅要耗费格式化硬盘空间时创建超级块和写文件节点表的磁盘空间，而且每拷贝光盘上的一个目录或一个文件时都要记录其相应的文件信息，造成了大量不必要的磁盘空间浪费现象。3、非正常关机后系统启动慢。在非正常当机后(停电、系统崩溃)，Ext2文件系统只有在通过磁盘校验程序e2fsck进行一致性校验后，Ext2文件系统才能被装载使用。运行e2fsck的时间主要取决于Ext2文件系统的大小。校验稍大一些的文件系统(几十GB)需要很长时间。如果文件系统上的文件数量多，校验的时间则更长。校验几百个GB的文件系统可能需要一个小时或更长。通常镜像光盘库需要配置几十GB到几百个GB甚至更多的硬盘空间，这极大地限制了镜像光盘库的可用性。4、数据流输出不连续。光盘镜像库只是将光盘中的文件和目录简单拷贝到硬盘中，光盘内容在硬盘上的存放不是符合光盘文件系统结构国际标准的文件系统。这种方式带来的缺点是用户访问服务器上的镜像光盘时，系统输出的并非是连续的、稳定的光盘格式数据流，而是经过操作系统重新组织、随机存放在硬盘上的数据流。这对VCD/DVD等这类实时访问时要求输出连续稳定数据流的影音文件来说，用户访问它们的时候必然存在着缺陷，结果是造成数据输出不连续，视频、音频信号时断时续，大大影响观看效果。本专利技术提出的一种，采用PC架构的集成式或嵌入式服务器及相应的开发平台，其特征在于，虚拟光盘盘片的生成包括以下步骤1)把磁盘驱动器即硬盘驱动器或者磁盘阵列提供的存储空间分割成许多部分，每一部分是一个独立的连续的存储槽；2)分割后的每一个存储槽都与一张具体的物理光盘盘片的存储容量相对应，不同的存储槽对应不同的实际物理光盘盘片；3)所说的物理光盘里存储的符合标准光盘文件系统的数据按照统一的、符合光盘文件系统结构国际标准的方式存储在每一个对应的存储槽里；4)给每一张存储在对应存储槽中的虚拟镜像光盘加载虚拟设备驱动程序，实现用户对虚拟镜像光盘盘片的访问和管理。采用上述方法的虚拟光盘服务器中，每个存储槽对外的逻辑表现就是一个标准的装载了一张物理光盘的标准光驱设备，通过加载虚拟的设备驱动程序，实现对虚拟光盘的真正访问，该虚拟镜像光盘服务器的存储容量取决于硬盘驱动器和磁盘阵列的大小。上述虚拟镜像光盘服务器的实现方法中所说的多张物理光盘盘片可以是只读型的CD-ROM光盘盘片，所说的光盘文件系统结构国际标准是相应的CD-ROM光盘文件系统的国际标准ISO9660，所说得多张物理光盘盘片还可以是一次可擦写的CD-R光盘、或多次可擦写的CD-RW光盘，也可以是VCD、DVD光盘，所说的光盘文件系统结构国际标准是与相应的光盘盘片上采用的光盘文件系统的国际标准。上述的虚拟镜像光盘服务器的实现方法中，该虚拟镜像光盘服务器硬件结构上采用了PC架构的集成式方案，也可以采用嵌入式方案实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接联网超大容量虚拟镜像光盘服务器的实现方法，采用ＰＣ架构的集成式或嵌入式服务器及相应的开发平台，其特征在于，虚拟镜像光盘盘片的生成包括以下步骤：１）把硬盘驱动器或者磁盘阵列提供的存储空间分割成许多部分，每一部分是一个独立的连续的存 储槽；２）分割后的每一个存储槽都与一张具体的物理光盘盘片的存储容量相对应，不同的存储槽对应不同的实际物理光盘盘片；３）所说的多张物理光盘里存储的符合标准光盘文件系统的数据按照统一的、符合光盘文件系统结构国际标准的方式存储在每一个对应 的存储槽里；４）给每一张虚拟镜像光盘加载虚拟设备驱动程序，实现用户对虚拟镜像光盘盘片的访问和管理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴京，汤慕娜，潘龙法，
申请(专利权)人：清华同方光盘股份有限公司，清华同方股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]