CN103746998A

CN103746998A - 一种实现网络文件系统支持无线网络挂载的方法

Info

Publication number: CN103746998A
Application number: CN201410012238.6A
Authority: CN
Inventors: 吴敏; 熊永华; 张尧学; 陈建二; 王建新; 王国军; 郭述帆
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2034-01-10
Also published as: CN103746998B

Abstract

本发明公开了一种实现网络文件系统支持无线网络挂载的方法，通过在客户终端加载RAMDISK虚拟文件系统，通过RAMDISK虚拟文件系统驱动无线网卡以连接无线网络，然后再利用pivot_root命令将RAMDISK虚拟文件系统切换至服务器端的NFS（网络文件系统），实现网络文件系统支持无线网络的挂载。本方法使用RAMDISK虚拟文件系统，首次解决了NFS无法通过无线网络挂载的难题，扩展了NFS技术的应用范围，具有显著的效果和很强的实用性。

Description

一种实现网络文件系统支持无线网络挂载的方法

技术领域

本发明属于计算机系统技术领域，涉及一种实现网络文件系统支持无线网络挂载的方法。

背景技术

网络文件系统（NFS，Network File System），是应用层的一种应用服务，它主要用于在C/S（Client/Server，客户/服务器模式）架构下，跨操作系统、硬件平台共享文件与目录。通过NFS技术，客户终端可以以访问本地文件的方式访问远程文件。现有的NFS技术仅支持有线网络，在无线方式下，仅启动客户终端操作系统内核无法使用无线网卡连接无线网络，这使得很多仅支持无线网络的客户终端，如智能手机、平板电脑，无法通过NFS技术共享文件与目录。

发明内容

本发明提供了一种实现网络文件系统支持无线网络挂载的方法，其目的在于克服现有NFS技术仅支持有线网络，仅支持无线网络的客户终端设备无法通过NFS技术共享文件与目录的问题。

一种实现网络文件系统支持无线网络挂载的方法，其特征在于，在客户终端加载RAMDISK虚拟文件系统，通过RAMDISK虚拟文件系统驱动无线网卡以连接无线网络，然后再利用pivot_root命令将RAMDISK虚拟文件系统切换至服务器端的NFS（网络文件系统），实现网络文件系统支持无线网络的挂载。

本发明所述的方法具体包括以下步骤：

步骤1：配置客户终端bootloader的启动参数boootargs与启动命令bootcmd，编译生成bootloader可烧写文件，并将bootloader可烧写文件烧写入客户终端存储器中地址0开始的存储空间；

其中，启动参数bootargs确定NFS位于服务器端的路径、虚拟文件系统加载至客户终端内存的文件大小及运行地址，且指定虚拟文件系统的类型为RAMDISK；

启动命令bootcmd确定内核可烧写文件位于客户终端存储器的存储地址以及加载至客户终端内存中的运行地址与RAMDISK虚拟文件系统可烧写文件位于客户终端存储器的存储地址以及加载至客户终端内存中的运行地址；

步骤2：配置RAMDISK虚拟文件系统无线网络连接脚本，使得RAMDISK虚拟文件系统支持以下功能：（1）使能无线网卡，（2）配置IP与网关，（3）搜索无线网络，（4）无线接入点SSID与密码匹配，（5）设定挂载服务器NFS输出路径以及（6）从RAMDISK虚拟文件系统切换至NFS的功能；

使用制作工具genext2fs将RAMDISK虚拟文件系统制作成可烧写文件，在制作工具genext2fs参数中指定RAMDISK虚拟文件系统在客户终端运行空间大小，并根据步骤1中确定的RAMDISK虚拟文件系统可烧写文件存储地址将RAMDISK可烧写文件烧写入客户终端存储器中；

步骤3：配置可烧写入客户终端的内核，使得内核支持RAMDISK虚拟文件系统和NFS服务；设定用于RAMDISK虚拟文件系统运行的内存空间大小与步骤2中所述的RAMDISK虚拟文件系统在客户终端运行空间大小相同；编译生成内核可烧写文件，并根据步骤1中确定的内核可烧写文件存储地址将内核可烧写文件烧写入客户终端存储器中；

步骤4：配置服务器NFS服务，配置内容包括：为客户终端添加NFS输出路径、启动NFS守护进程、提供NFS服务，其中，所述NFS输出路径对应的位置存放客户终端的NFS，所述NFS输出路径与步骤2中所述的挂载服务器NFS输出路径相同；

步骤5：客户终端加电启动，执行bootloader引导程序，初始化客户终端基本硬件；

步骤6：执行步骤1中的启动命令bootcmd加载程序，加载客户终端存储器中的内核与RAMDISK虚拟文件系统至客户终端内存中的运行地址，通过使用步骤1中的启动参数与启动命令启动内核与RAMDISK虚拟文件系统；

步骤7：在RAMDISK虚拟文件系统启动后，执行步骤3中配置的无线网络连接脚本，客户终端利用无线模块搜索无线网络，将搜索到的无线网络SSID与步骤3中的无线网络连接脚本中的SSID信息匹对；

步骤8：SSID信息匹配成功，转步骤9，匹配不成功，返回步骤7；

步骤9：客户终端与SSID匹配成功的接入点进行密码匹配，匹配成功，转步骤10，不成功，转步骤7；

步骤10：执行步骤3中写入的无线网络连接脚本中挂载NFS路径命令，将服务器端NFS目录挂接到客户终端；

步骤11：使用步骤3中配置的pivot_root文件系统切换命令将虚拟文件系统切换至网络

文件系统，客户终端通过无线网络挂载网络文件系统成功。

有益效果

本发明提供了一种实现网络文件系统支持无线网络挂载的方法，在客户终端启动系统内核后，启动RAMDISK虚拟文件系统，在RAMDISK虚拟文件系统中使用无线网卡连接无线网络，最后客户终端从RAMDISK虚拟文件系统切换至服务器端NFS，完成NFS的挂载，从而巧妙的解决了在系统内核启动后不能够直接驱动无线网卡的难题。本创新方案的优点在于使用小巧的RAMDISK虚拟文件系统，驱动无线网卡连接无线网络，RAMDISK虚拟文件系统能够方便的切换到NFS，避免了启动庞大的真实文件系统所耗费的不必要的计算开支与真实文件系统切换NFS的不便，一举多得。此方案通过小巧的RAMDISK虚拟文件系统连接无线网络，首次巧妙地解决了NFS无法通过无线网络挂载的难题，扩展了NFS技术的应用范围，具有显著的效果和很强的实用性。

附图说明

图1是实现本发明所述方法的系统结构示意图；

图2是本发明所述方法的流程图；

图3是本发明实例第一至三步实验结果示意图；

图4是本发明实例第四步实验结果示意图；

图5是本发明实例第五步与第六步的实验结果示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

如图1和图2所示，本实例展示客户终端设备通过无线网络利用虚拟文件系统挂载NFS的全过程，虚拟文件系统具体形式为RAMDISK虚拟文件系统，NFS的具体形式为QT文件系统，虚拟文件系统与NFS并不仅限定为上述具体实现技术。

实例系统设备选择如下：

客户终端：飞凌OK6410-B开发板（Samsung S3C6410处理器，ARM1176JZF-S内核，主频533MHz/667MHz）、WM-G-MR-09（Marvell8686）无线模块。

接入点AP：TP-LINK TL-WDR7500（2.4GHz、5GHz双频段、最高无线传输速率为1300Mbps）

服务器：DELL I3470（Intel i5-3470 CPU3.2GHz、4GB DDRIII RAM、250GB Serial ATAStorage）

bootloader配置与可烧写文件制作：

bootloader需要修改配置bootargs（启动参数）与bootcmd（启动命令），来确定客户终端中内核镜像以及虚拟文件系统位于存储器中的地址以及加载至内存中运行的地址，配置好后，编译生成可烧写文件bootloader.bin。bootargs与bootcmd具体配置如下：

setenv bootargs“initrd=0x51000000,0x500000root=/dev/ram rw init=/linuxrcconsole=ttySAC0 mem=64M”

其中，initrd=0x51000000,0x500000配置了虚拟文件系统位于内存的地址以及大小；root=/dev/ram配置虚拟文件系统的类型基于内存的文件系统；init=/linuxrc指定了系统启动后首先执行的脚本程序。

setenv bootcmd“nand read 0x52000000 0x200000 0x500000;nand read 0x51000000 0x7000000x500000;bootm0x52000000”

其中，nand read 0x52000000 0x200000 0x500000表示将客户终端将从存储器地址0x200000开始的5M大小系统内核文件加载到从0x52000000开始的内存单元中；

nand read 0x51000000 0x700000 0x500000表示将从存储器地址0x700000开始的5M大小的虚拟文件系统加载从0x51000000开始的内存单元中；

虚拟文件系统配置与可烧写文件制作：

虚拟文件系统需要在/etc/init.d/rcS自动执行脚本文件中添加连接网络命令以及根文件系统切换命令，使其能够在虚拟文件系统启动后自动连接网络并切换至NFS。

具体配置如下：

1.关闭有线网卡、启动无线网卡，匹配无线网参数，实例写定的SSID为“tplink”，密码为“wireless12345”；

2.配置客户终端设备IP地址、网关IP地址；

3.挂载服务器端NFS目录；

4.远程挂载NFS目录下/dev、/proc、/sys目录于客户终端临时文件夹目录；

5.使用根目录切换命令切换至NFS。

配置好后，还需要将源文件转换为可烧写文件RAMDISK，制作RAMDISK过程中指定的RAMDISK虚拟文件系统在内存中运行空间大小，在此设定RAMDISK大小为8M，经压缩后，RAMDISK烧写文件大小约为2.5M。

内核配置：

内核需要修改配置使得其支持RAMDISK虚拟文件系统，在交叉编译环境下，通过makemenu config命令配置内核，使得其支持RAMDISK，设定RAMDISK大小为8M，配置好后编译生成可烧写镜像文件QT.bin。具体配置如下：

General setup-->[*]Initial RAM filesystem and RAM disk support

-->[*]Optimize for size

Device Drivers-->Block devices--><*>RAM block device support

(8192)Default RAM disk size(kbytes)

File system--><*>Second extended fs support

最后将以上制作好的可烧写文件按照bootloader中bootcmd设定的地址烧写入客户终端存储器中，至此，客户终端配置完成。客户终端存储器地址分配如下表所示：

表1 客户终端存储器地址分配

存储器地址分配	存放文件
		0～0x1FFFFF	bootLoader文件bootloader.bin
0x200000～0x6FFFFF	QT系统内核镜像QT.bin
		0x700000～0xBFFFFF	虚拟文件系统RAMDISK

服务器端配置：

配置服务器，使得其为客户终端提供NFS服务，此部分的配置与提供有线网络NFS方法一致，在此作简要说明。

首先需要在服务器端安装NFS服务器，一般NFS服务器是默认安装的，下面只需要设置相关配置即可。

（1）在PC中通过虚拟机软件搭建Linux NFS服务器，并在后台启动相关的守护进程:inet、portmap、nfs和mount；此步骤目的在于使得服务器提供NFS服务。

（2）规划服务器分区，为客户终端分配网络文件系统目录，此步骤目的在于使得服务器提供客户终端能够顺利访问读写的NFS目录；

（3）在服务器客户终端列表中定义每一台客户终端的客户终端名参数；

（4）修改/etc/exports；

（5）重新启动NFS服务器。

实施流程：

第一步：客户终端上电后，执行bootloader引导程序，初始化硬件，配置启动环境；

第二步：执行bootloader加载程序，执行上bootloader中bootcmd配置内容，将客户终端将从存储器地址0x200000开始的5M大小系统内核文件加载到从0x52000000开始的内存单元中（nand read 0x52000000 0x200000 0x500000），并将从存储器地址0x700000开始的5M大小的虚拟文件系统加载从0x51000000开始的内存单元中（nand read 0x51000000 0x7000000x500000）。

第三步：执行bootloader中bootargs配置内容，从内存0x52000000开始启动内核与虚拟文件系统（bootm 0x52000000）。

第四步：在虚拟文件系统下利用无线网卡WM-G-MR-09搜索无线网络，执行添加在虚拟文件系统rcS脚本中的网络连接命令，通过和RAMDISK内配置的SSID信息对比，连接与设定的SSID一致的网络，并验证密码。若SSID无匹配网络或密码验证不正确，则继续执行第四步。

第五步：客户终端通过无线网络连接服务器所在网络后，执行添加在虚拟文件系统rcS脚本中的网络挂载命令，将服务器/dev/proc/sys目录远程挂接到客户终端/tmp/sys、/tmp/dev、/tmp/proc目录下，进入到客户终端/tmp目录下。

第六步：执行添加在虚拟文件系统rcS脚本中的根文件系统切换命令，使用pivot_root命令进行切换并执行NFS根目录下./linuxrc脚本启动NFS。

实例结果：

本实验结果附图为客户终端通过无线网络挂载NFS过程中串口输出信息。

第一至三步实验结果见图3，图3显示硬件初始化正常，从存储器地址0x200000和0x700000加载5M大小的内核镜像与虚拟文件系统至内存，并启动；

第四步实验结果见图4，图4搜索到了与虚拟文件系统中无线网络脚本中配置SSID一致的无线网络：“tplink”,随后进行密码验证；

第五、六步实验结果见图5，图5显示客户终端远程挂载NFS成功，由虚拟文件系统切换至NFS成功，打印NFS根目录成功；

至此，本实实例的所有实施步骤都已经进行了详细的阐述与说明。本发明并不限于上述实例，本领域技术人员在不脱离本发明实质性思想的基础上进行各种修改和改进后得到的技术方案，均视为在本发明的范围之内。本发明适用的范围以权利要求书为准进行确定。

Claims

1.一种实现网络文件系统支持无线网络挂载的方法，其特征在于，在客户终端加载RAMDISK虚拟文件系统，通过RAMDISK虚拟文件系统驱动无线网卡以连接无线网络，然后再利用pivot_root命令将RAMDISK虚拟文件系统切换至服务器端的NFS（网络文件系统），实现网络文件系统支持无线网络的挂载。

2.根据权利要求1所述的实现网络文件系统支持无线网络挂载的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤11：使用步骤3中配置的pivot_root文件系统切换命令将虚拟文件系统切换至网络文件系统，客户终端通过无线网络挂载网络文件系统成功。