CN106357527A - 一种低功耗嵌入式云网关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低功耗嵌入式网关，用作构建云存储系统。该种低功耗嵌入式网关作为云存储的主要单元，运行Linux操作系统，装载Web服务器，通过HTTP方式实现文件上载和分发。该网关采用ARM嵌入式SoC芯片实现低功耗高效率，配置大容量硬盘实现大容量存储，千兆以太网口实现快速分发。

Description

一种低功耗嵌入式云网关
技术领域
本发明涉及云计算、网络、HTTP协议、嵌入式系统等，具体涉及一种低功耗嵌入式云网关。
背景技术
互联网对海量数据存储的需求，推动了网络带宽和云存储发展。特别是分布式虚拟存储技术的发展，为发展嵌入式低功耗存储、满足互联网发展对海量数据存储需求的云存储系统提供了广阔的前景。
AMR系统性能的升级和不断提高，多核SoC的不断推出，不但在性能上完全能够满足嵌入式服务器的需求，而且在功耗上只是普通服务器的几十分之一，为开发低功耗、性能符合要求的嵌入式云网关供了基础。
针对以上技术背景和应用环境，一种能够降低能耗、减少空间、提高可靠性，可扩展性强的低功耗嵌入式云网关构建的云存储系统，将能够满足下一代互联网架构、云计算、无线应用、数字家电、车载设备、通信终端等应用的需求。
发明内容
本发明公开一种低功耗嵌入式云网关，用作构建云存储系统。该种低功耗嵌入式云网关作为云存储的主要单元，运行Linux操作系统，装载Web服务器，通过HTTP方式实现文件上载和分发。该网关采用ARM嵌入式SoC芯片实现低功耗高效率，配置大容量硬盘实现大容量存储，千兆以太网口实现快速分发。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低功耗嵌入式云网关，其中，所述系统包括：
一个ARM 处理器，运行嵌入式操作系统、Web服务器及软件实现各种功能和应用，所述的处理器具有功耗低、性能高、可靠性高的特点；
RAM内存通过数据总线与所述的处理芯片连接，存储运行数据；
Nand Flash存储器通过数据总线与所述的处理器连接，用来存储数据和应用程序；
一个大容量硬盘通过数据总线与所述的处理器连接，作为大容量数据存储；
一个千兆以太网口通过PCI总线与所述的处理器连接，用来完成数据通讯；
所述的云网关采用Linux嵌入式操作系统，装载Web服务器，用浏览器作为网络远程配置和监控，运行CGI解析和返回数据，通过HTTP引擎封装并传输数据。
所述的CGI指通用网关接口 (Common Gateway Interface)，是一个在Web服务器中使用的技术。
所述的云网关从固定网络接收数据，在应用层解析数据，再将数据存入硬盘作为长期保存。在所述的硬盘中保存的数据在需要时被调出，通过HTTP封装后，经过固定网络传输。
所述的HTTP引擎要具有同时接收多个HTTP链接访问的能力，并具有高效率。
所述的Web浏览器可以通过远程完成云网关的配置和远程监测。
本发明所述的多于一个云网关可以组成同网段云存储系统，增加云网关数可以不断扩充的存储容量，并且具有能耗低，稳定可靠的优点。
所述的同网段云存储系统可以安装在一个机箱或机柜中，也可以分布安装在不同的地点。
所述的云存储系统中的云网关，通过交换和互联网连接，每个云网关有独立的IP地址。
所述的多个同网段云存储系统可以部署到不同网段，构建大规模的云存储系统。
所述的云存储系统由云网关、互联网和管理系统组成。
所述的管理系统可以放置在互联网上的任意点，如数据中心。
附图说明
图1是根据本发明的结构原理图
图2是根据本发明的工作原理原理图
图3 是根据本发明的数据处理流程图
图4 是根据本发明实现的云存储系统图
具体实施方式
本发明的目的是提出一种低功耗嵌入式云网关，将这种云网关用作云存储设备，构建同网段云存储系统，和新一代互联网云存储系统。该云网关采用ARM处理器，配合外围器件如、内存、Nand Flash、网络接口模块、大容量硬盘等，通过嵌入式软件实现数据存储与分发功能。具有能耗低，体积小，散热性能好，长期工作稳定，可靠性高的优点。在解决多种网络融合、大容量高速数据存储、数据快速检索、HTTP同时多接入、系统资源优化、系统文件管理等方面具有广泛的前景。
图1是本发明的结构原理，101是AMR处理器，在此采用华为的Hi3520系列，单核600GHz通用处理器，可以实现大带宽、多接入时的数据的快速分发。102是DDR3内存，与101处理通过数据总线连接，为程序运行提供数据缓存。103是Nand Flash，通过数据总线连接到101处理器，缓存数据和应用程序。105是以太网口接入模块，通过105与互联网或固定网络连接，数据通过PCI总线送给101处理器。106是一个大容量硬盘，101 通过数据总线和106完成数据交换，106为需要长期保留的数据提供存储空间。在101处理器上运行嵌入式操作系统和软件实现各种功能和应用。此外，该设备通过USB接口104从外部装载应用程序和升级系统。
图2是本发明的工作原理的一个简单描述，201是Web浏览器，作为网络的数据出入口。202是HTTP引擎，所承载的IP数据根据CGI 205解析，并通过文件系统203送入数据存储单元208存储，读取所存储的数据时，CGI 反方向与文件系统和数据库交换，并通过HTTP引擎封装后传送。CGI是通用网关接口 (Common Gateway Interface)，在此完成通过浏览器对数据与服务器接口进行控制。在此，CGI的输出结果直接返回到浏览器，直接建立连接。HTTP引擎是一个关键处理单元，在此需要对多个HTTP访问同时处理。206是嵌入式系统应用程序，207是嵌入式操作系统，在本发明中采用Linux系统。
图3 是本发明的数据处理流程，数据从固定网络通过301收到，所收到的数据在302数据应用层解析，解析后的IP数据存储到硬盘302中。当数据要外送时，通过305将数据封装成HTTP协议，然后再通过306网络传输协议传送。
图4 是本发明实现的云存储系统，包括管理系统402，互联网络404，和云存储系统403组成，其中403是同网段的云系统，在同一网段内至少包含2个以上云网关。管理系统402负责整个云存储系统的管理，包括为数据分配云网关、云网关的均衡、数据的备份处理等。每个云网关401有一个独立的IP地址。
以上述依据本发明的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种低功耗嵌入式云网关，其特征在于，至少有一个ARM SoC 处理器，RAM内存通过数据总线与处理器连接用于运行数据存储，Nand Flash存储器通过数据总线与处理器连接实现数据和应用程序存储，大容量硬盘通过数据总线与处理器连接实现数据存储，至少一个网络接口通过PCI总线与处理器连接完成数据通讯，一个USB接口完成云网关的本地配置。
2.根据权利要求1所述的低功耗嵌入式云网关，其特征在于，采用Linux或操作系统，装载Web服务器，用浏览器作为网络出入口，运行CGI解析和返回数据，通过HTTP引擎封装并传输数据，HTTP引擎具有同时接收多个HTTP链接访问的能力。
3.根据权利要求1所述的低功耗嵌入式云网关，其特征在于，从网络接收数据，在应用层解析数据，存入硬盘长期保存，数据在需要时被调出，再通过HTTP封装后，经过网络传输。
4.根据权利要求1所述的低功耗嵌入式云网关，其特征在于，至少由2个以上云网关组成同网段云存储系统，可以通过多个云网关灵活扩充存储容量。
5.根据权利要求4所述的同网段云存储系统，其特征在于，有至少2个以上云网关，多个云网关可安装在一个机箱中，多个机箱可安装在同一个机柜里，各网关通过交换机连接。
6.根据权利要求4所述的同网段云存储系统，其特征在于，可以分布式安装在网络的不同地点。
7.根据权利要求4所述的同网段云存储系统，其特征在于，可以将多个不同网段的该系统，通过网络连接成大的云存储系统。
8.根据权利要求7所述的云存储系统，其特征在于，可以分布式安装在网络的不同地点。
9.根据权利要求7所述的云存储系统，其特征在于，所有云网关通过一个部署在网络上的管理服务器管理，为云存储数据分配云存储网关、实现存储动态平衡管理、数据备份等。
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