云服务环境下媒体播放设备架构设计及实现

摘要

随着经济的发展和科技的进步，媒体播放设备已经成为人们日常生活和工作中不可缺少的一部分，但媒体播放设备的资源文件具有数据量大、更新速度快等特点，仅靠这些设备本身的存储能力已经很难满足日益增长的存储需求。另外，互联网的快速发展，极大地改变人们的生活方式、加速人类社会信息化进程，同时也使得网络上的数据以爆炸式的速度不断增长，因此快速准确地从互联网上获取用户需要的资源已显得非常必要。本文设计并实现了一种基于云存储搜索技术的媒体播放设备文件系统，旨在解决媒体播放设备存储资源受限和准确获取用户需要的资源的问题。介绍了传统文件系统的结构以及开发文件系统的方式，研究了传统文件系统的缓存替换策略，在网络环境下该考虑的因素;提出了基于云服务环境的媒体播放设备的整体架构，并给出了各模块的详细设计;在S3C2440、Linux环境下对提出的设计方案进行实现，将云存储搜索引擎的搜索结果组织成Linux用户空间的文件系统，与操作系统紧密结合，将搜索结果以文件系统的形式提供给用户使用;在基于成本的算法LCU(LeastCostlyUsed)[2]基础上，提出符合本文设计的MPC-FS文件系统特点的缓存替换算法;最后对实现的原理样机进行功能和文件系统接口的完备测试，并对系统性能做了分析。经测试，系统完成了预定的目标，而且运行稳定。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的背景与意义

1．2 研究现状

1．3 研究内容及主要工作

1．4 本文组织结构

2 媒体播放设备架构相关技术介绍与分析

2．1 云计算概述

2．1．1 云存储接口协议

2．1．2 典型云存储接口

2．2 文件系统分析

2．2．1 传统文件系统

2．2．2 Linux文件系统结构

2．3．3 虚拟文件系统VFS

2．2．4 文件系统开发方法

2．2．5 Fuse文件系统

2．3 文件系统缓存替换算法介绍

2．4 本章小结

3 云服务环境下媒体播放设备整体架构

3．1 媒体播放设备功能描述

3．1．1 播放设备功能概述

3．1．2 播放设备工作流程

3．2 媒体播放设备硬件结构简介

3．3 系统结构设计方案

3．3．1 媒体播放设备整体架构

3．3．2 MPC-FS文件系统模型

3．3．3 MPC-FS文件系统软件功能模块

3．3．4 文件系统中基本定义及操作

3．4 本章小结

4 媒体播放设备架构详细设计

4．1 系统详细设计描述

4．1．1 云存储及搜索引擎选择

4．1．2 文件路径解析

4．1．3 目录树持久化

4．2 主要功能流程设计

4．2．1 文件系统初始化

4．2．2 周期性更新目录树存储文件

4．2．3 目录操作

4．2．4 文件播放

4．3 本地缓存替换算法

4．4 本章小结

5 媒体播放设备文件系统架构实现

5．1 开发环境

5．2 目录树存储文件管理模块

5．2．1 主要结构和接口

5．2．2 实现细节

5．3 Fuse接口实现

5．3．1 Fuse模块移植

5．3．2 主要实现接口

5．3．3 Fuse接口实现细节

5．4 本地缓存模块实现

5．4．1 主要数据结构和接口定义

5．4．2 缓存管理实现细节

5．5 云服务接口实现

5．5．1 主要数据结构定义

5．5．2 主要接口实现

5．6 本章小结

6 媒体播放设备测试与分析

6．1 系统测试环境

6．2 系统测试

6．2．1 文件系统接口支持测试

6．2．2 应用程序无缝支持测试

6．3 测试结果总结与分析

6．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

附录