基于Linux 平台技术的网盘服务系统的设计与实现

基于Linux 平台技术的网盘服务系统的设计与实现。本系统总体设计思路采用开源技术设计实现。客户端使用C#语言开发，服务器采用CLR结构的程序设计平台，可在服务器端生成功能强大的WEB应用程序，用C语言加以实现。
Linux的文件结构是单个的树状结构.可以用tree进行展示。 在Ubuntu下安装tree（sudo apt-get install tree）,并可通过命令来查看。每次安装系统的时候我们都会进行分区，Linux下磁盘分区和目录的关系如下：
– 任何一个分区都必须挂载到某个目录上。
– 目录是逻辑上的区分。分区是物理上的区分。
– 磁盘Linux分区都必须挂载到目录树中的某个具体的目录上才能进行读写操作。
– 根目录是所有Linux的文件和目录所在的地方，需要挂载上一个磁盘分区。如图1所示目录和分区的关系。
 
图 1  目录和分区的关系
文件存储结构分析如下。Linux正统的文件系统(如ext2、ext3)一个文件由目录项、inode和数据块组成。目录项:包括文件名和inode节点号。Inode：又称文件索引节点，是文件基本信息的存放地和数据块指针存放地。数据块：文件的具体内容存放地。Linux正统的文件系统(如ext2、3等)将硬盘分区时会划分出目录块、inode Table区块和data block数据区域。一个文件由一个目录项、inode和数据区域块组成。Inode包含文件的属性(如读写属性、owner等，以及指向数据块的指针)，数据区域块则是文件内容。当查看某个文件时，会先从inode table中查出文件属性及数据存放点，再从数据块中读取数据。
如图2所示文件存储结构。一般inode表会占用文件系统磁盘空间的1%。一个目录文件的内容就是一个该目录下所有文件的目录项的列表。

 
图 2  文件存储结构
 ftp 命令使用文件传输协议（File Transfer Protocol, FTP）在本地主机和远程主机之间或者在两个远程主机之间进行文件传输。FTP 协议允许数据在不同文件系统的主机之间传输。尽管这个协议在传输数据上提供了高适应性，但是它并没有尝试去保留一个特定文件系统上的文件属性（例如一个文件的保护模式或者修改次数）。而且 FTP 协议很少对一个文件系统的整体结构作假定，也不提供这样的功能，比如递归的拷贝子目录。在使用 ftp 命令时，需要注意 FTP 协议的这些特性。当需要保留文件属性或者需要递归的拷贝子目录时，可以使用 rcp/scp 等命令。
 NFS架构， 允许计算的客户 — 服务器模型。服务器实施共享文件系统，以及客户端所连接的存储。客户端实施用户接口来共享文件系统，并加载到本地文件空间当中。在 Linux系统中，虚拟文件系统交换（VFS）提供在一个主机上支持多个并发文件系统的方法（比如 CD-ROM 上的 International Organization for Standardization [ISO] 9660，以及本地硬盘上的 ext3fs ）。VFS 确定需求倾向于哪个存储，然后使用哪些文件系统来满足需求。由于这一原因，NFS 是与其他文件系统类似的可插拔文件系统。对于 NFS 来说，唯一的区别是输入/输出（I/O）需求无法在本地满足，而是需要跨越网络来完成。图3所示NFS 的客户端 — 服务器架构。

 
图 3  NFS 的客户端 — 服务器架构
 三、实现方法及预期目标
 网盘服务系统的基本功能包括网络传输功能和文件存储功能。网络传输的功能包括客户端对网盘的上传、下载、备份等。文件存储的功能包括本地文件的移动、删除等。图4所示为系统功能结构图。
 

图 4  系统功能模块结构图
本系统采用的开发方法、开发过程及预期目标如下。
1. 搭建系统的开发环境
常用linux命令和工具的软件
Linux操作系统平台
Linux下C语言编程环境概述
gcc
Linux下mysql数据库
Linux下的网络数据采集分析工具TcpDump
FTP客户端 FileZilla for Linux
2. 开发阶段
在linux系统下配置好网络协议，编写代码，在NFS架构下利用FTP协议完成文件系统和网络系统间的传输，完成本地与服务器间的文件下载、上传、备份等网盘基本功能。
在文件系统模块中，可调用初级文件I/O操作函数完成系统的基本功能。通过调用open、close、creat、read、lseek函数完成对文件的打开、关闭、创建、取读、移动等基本功能。
在网络传输系统中，在c语言的开发环境中调用socket主要函数完成此模块的基本功能。通过调用listen、connet、accept函数完成本地系统与网络的连接，调用send等函数可完成上传，调用recv等函数完成下载，调用close完成本地文件与网盘系统的连接中断。
3. 测试阶段
在设计实现的网盘系统中，反复进行上传、备份、下载等基本操作，检测是否达到预期目标。构建一个用户在线传输实用系统的应用程序，完成文件的传输、文件的存储、访问、备份等文件管理功能。