CN101364218A - 一种硬盘录像机文件系统及其检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于硬盘录像机的文件系统及其检查方法，该文件系统包括两部分，一部分为通用文件系统，有节点、目录、文件的管理机制；另一部分为专用文件系统，包含超级块、数据块位图、数据区、备份数据区。两部分都记录有硬盘区域数据块的使用状况，申请一个内存区，再读出通用文件系统存储的硬盘区域数据块的使用状况，然后覆盖专用文件系统的存储的硬盘区域数据块的使用状况，以做好一致性检查。本发明吸收了通用与专用文件系统的优点，提高了文件系统的稳定性和安全性，并且能够针对具体的安防运用，设定文件大小，可以突破通用文件系统的限制。

Description

一种硬盘录像机文件系统及其检查方法

所属技术领域

本发明涉及一种文件系统及其检查方法，特别是一种用于硬盘录像机的文件系统及其检查方法。

背景技术

在安防系统中，一般要用硬盘录像机来存储视频图像，目前一般采用的是FAT32通用文件系统，而FAT32通用文件系统本身有其缺点，一方面硬盘中各个区域访问频率非常不均匀，某些扇区读写非常频繁(如文件系统信息扇区，即扇区号为2)，而有些扇区可能永远都不会访问到，这样会引起访问相对频繁的扇区，在震动环境，而且硬盘防震不好的情况下，很容易损坏。另外一方面，一个标准的文件是很容易为人所知，这样一来就可能比较容易被人串改，而且某些文件系统文件大小受限制(比如，FAT32文件只能在2G之内)。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种用于硬盘录像机的文件系统及其检查方法，具有安全性和稳定性都高的优点。

在实现本发明的目的时，采取了以下技术手段：

一种硬盘录像机文件系统，其特征在于包括：

通用文件系统，其中包括有节点、目录、数据流索引和文件的管理机制；

专用文件系统，其中包括：

超级块，包含有文件结构和管理信息；

数据块位图，这个区域的数据中的每一位表示每块硬盘区域数据块的使用状况；

数据区，实际文件数据以数据块的形式存储在硬盘上；

备份数据区，备份通用文件系统中用来做数据流索引的数据。

该硬盘录像机文件系统的检查方法为，其通用文件系统和专用文件系统都记录有硬盘区域数据块的使用状况，在对文件系统进行检查时，包含以下步骤：

申请一个缓存区；

搜索通用文件系统中的硬盘区域数据块的使用状况记录，并把相应的数据块位置设定一个标志位，这些数据块位图信息存储在缓存区中；

待搜索完毕后，将缓存区中存储的数据块位图信息覆盖专用文件系统中的数据块位图信息。

在本发明中，整个文件系统采用了一个通用和专用文件系统两者相结合的设计方案，既吸收了通用与专用的文件系统的优点，同时又避免其中的缺点，提高了数据的安全性，外界不能直接访问到录像视频数据流，很难串改其中的内容。

具有一个备份数据区，这样即便在通用文件系统被破坏，也能从从这个备份数据区进行数据恢复，以保证文件的正常访问，同样通过该硬盘录像机文件系统的检查方法检查数据一致性，也相应提高了文件系统的稳定性和安全性。

由于采用专用文件系统，就能够针对具体的安防运用，设定文件大小，可以突破通用文件系统的限制。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。

图1为本实施例的数据结构图。

图2为本实施例的文件系统软件设计框图。

具体实施方式

首先根据硬盘的结构特点，把硬盘可以分为一个个扇区，且又可以看成一块块的数据区，每一块又包含多个扇区。文件系统把硬盘看成一块块数据块，用一个BITMAP位图区来表示硬盘数据区的数据块的使用情况，用每一个字节的每一位表示一块数据块的使用情况，‘1’表示被使用，‘0’表示空闲。根据这个设计方式，我们形成了文件系统的雏形。

设计方案及其工作原理：

1)文件系统硬盘分布设计框架。

现在把整个硬盘看作一个整体，前面一部分格式化为通用文件系统，后面的需要把它当作硬盘录像机自己的专用文件系统使用。

如图1，专用文件系统，分超级块，数据位图，数据备份位图，数据区，备份数据区五部分组成

其中超级块的内容特定格式建立在特定设备上的文件系统多方面的信息，主要是结构和管理。

数据块位图部分：反映数据块的使用情况，其中位图中的每一位表示对应一个数据块的使用状况。这个区域实际使用长度是可变的，但是我们在这里予以固定块数目。这个区域的数据中的每一位表示每块磁盘区域块的使用状况。1：表示相应块已经被使用了，0：表示没有被使用的空闲块。

例如：用unsigned char BITMAP[N]数组表示所有数据块使用位图，最大可以有N*8个数据块。如果BITMAP[2]＝0x3f，则数据块的17，18，19，20，21，22，已经被使用非空闲，23，24块空闲。

数据块位图备份部分：就是数据块位图的备份。其数据含义与它相同。

数据区：顾名思义就是文件实际数据保存的地方。

备份数据区：则是备份通用文件系统中用来做视频流索引的数据，当通用文件系统不慎被破坏，则可以从此区域把数据读出恢复原来通用文件系统中用来做视频记录块索引的数据。从而恢复了整个文件系统的正常工作和被访问。

此部分文件系统没有节点，目录，文件的管理机制，这些项目都存放在通用文件系统中，我们必须要通过访问通用文件系统中相应的文件，读取记录在通用文件系统文件系统中的数据块号，这样才能正确的读取文件的数据。

在本实施例中，通用文件系统采用EXT2文件系统，该文件系统是LINUX常用的标准文件系统，利用操作系统中EXT2文件系统来管理，这一部分被用它来存储录像视频流的一个个索引，同时也一条条记录；每个记录中都存有当前块写的时间和块号，此块号是专用文件系统中数据区的块号，这个记录也可用来做快进快退。

也就是说，该文件系统并不是单一的文件系统组成，实际上是由两个文件系统组成，其一部分由EXT2文件系统，另一部分则不是一个标准文件系统，是个纯粹的块设备，我们绕过标准文件系统访问，以块设备线性的访问之。EXT2标准文件系统只是作第二部分文件系统索引之用，记录着存在第二部分块设备中的数据块号。这样的设计，EXT2文件系统的作用犹如FAT32的FAT表用，第二部分文件系统犹如FAT32文件的数据区。

在本系统中，既继承了EXT2文件系统启动速度快的优点，同时又用专用文件系统来保护数据，提高数据了安全性，非常适合安防系统的需求。

2)文件系统软件设计框图

如图2，该框图的顶层是用户进程，也就是用户访问文件的软件接口，下面一层就是用户访问文件层函数接口，这一层是一个超级文件系统，下面可以挂载不同的文件系统，只要把相应的访问函数指向接口函数即可，同时这样的做法灵活性比较强，可扩展性好，这是第二层。第三层就要面对真正的设计的文件。

最后一层就是硬件设备层了，这也是我们访问硬盘的最终归宿点。

3)文件系统恢复

在写文件时，同时在每天某个时间，保存一份文件记录在专用文件系统中尾部。如果EXT2文件系统出错时，这时可以再把备份的数据恢复到EXT2文件系统中。为了减少删除文件带来的备份一致性的麻烦，每次需要备份所有的记录，而不是一次备份一部分的记录。

需要恢复时，首先找到数据备份区，然后根据其中的记录，在EXT2文件系统中形成相应的文件名和文件内容。其文件名就是记录中的文件名，恢复的数据就是备份记录中的数据区的数据，这样实现了数据恢复的功能。

4)文件系统的检查。

这个文件系统检查，主要是涉及到，ext2文件系统中记录的专用文件系统磁盘使用状况与专用文件系统中的BITMAP数据位图区记录的磁盘使用状况的一致性。在这个一致性中，以EXT2文件系统的记录的专用文件系统磁盘区使用状况为主导，也就是说，把EXT2文件系统记录的磁盘使用状况覆盖原来的专用文件系统的BITMAP位图区。

具体实现方法：

首先在系统中申请一个内存区，用来记录磁盘使用状况BITMAP位图区。然后搜索所有的EXT2文件系统的数据块使用记录，并把相应的数据块位置设为1，即可。

待搜索完毕后。再把这个数据区覆盖专用文件系统的BITMAP位图区。

同时还需要把硬盘的坏的数据块设置为1；以防以后的程序再来申请这个区域，引起不必要的错误或者死机问题出现。

Claims (5)

1.一种硬盘录像机文件系统，其特征在于包括：

通用文件系统，其中包括有节点、目录、数据流索引和文件的管理机制；

专用文件系统，其中包括：

超级块，包含有文件结构和管理信息；

数据块位图，这个区域的数据中的每一位表示每块硬盘区域数据块的使用状况；

数据区，实际文件数据以数据块的形式存储在硬盘上；

备份数据区，备份通用文件系统中用来做数据流索引的数据。

2.根据权利要求1所述的一种硬盘录像机文件系统，其特征在于还包括数据块备份位图，为所述数据块位图的备份部分。

3.根据权利要求1所述的一种硬盘录像机文件系统，其特征在于所述的通用文件系统为EXT2文件系统。

4.根据权利要求1所述的一种文件系统的检查方法，其特征在于通用文件系统和专用文件系统都记录有硬盘区域数据块的使用状况，在对文件系统进行检查时，包含以下步骤：

申请一个缓存区；

搜索通用文件系统中的硬盘区域数据块的使用状况记录，并把相应的数据块位置设定一个标志位，这些数据块位图信息存储在缓存区中；

待搜索完毕后，将缓存区中存储的数据块位图信息覆盖专用文件系统中的数据块位图信息。

5.根据权利要求4所述的一种文件系统的检查方法，其特征在于对于硬盘的坏的数据块相应位置也设定同样一个标志位。

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