一種光盤庫文件系統(tǒng)及其設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光盤庫文件系統(tǒng)及其設備，其涉及數(shù)據(jù)存儲領域。該系統(tǒng)包括：文件系統(tǒng)控制模塊、機械手控制器、光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊。其中，文件系統(tǒng)控制模塊通過管理和訪問邏輯上的底層文件系統(tǒng)來完成文件管理與提供文件訪問服務；機械手控制器在文件系統(tǒng)控制模塊控制下，通過機械手從光盤架抓取光盤到光驅或與之相反；光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊提供光盤庫所有光盤中文件目錄信息和所有光盤的位置信息。當用戶訪問光盤架上的光盤文件時，文件系統(tǒng)控制器從文件目錄信息獲得文件所在的光盤號，從光盤表獲得該光盤所在位置，再控制機械手抓取光盤到空閑光驅，獲得文件。本發(fā)明解決了光盤庫的文件和光盤管理問題，可用于提供一種光盤庫NAS服務器。
【專利說明】一種光盤庫文件系統(tǒng)及其設備
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲【技術領域】，特別涉及光盤庫的文件管理方法及其設備。
【背景技術】
[0002] 目前主流數(shù)據(jù)存儲技術有閃存、硬盤、光盤、磁帶等。隨著藍光光盤技術的發(fā)展，目 前藍光光盤容量達到單盤200G，光盤存儲具有價格低、壽命長等優(yōu)勢，在大數(shù)據(jù)背景下，光 盤存儲技術具有良好的應用前景。
[0003] 光盤庫作為一種大容量數(shù)據(jù)存儲設備，可應用于各個領域，如銀行的票據(jù)影像存 儲、保險機構的資料存儲，以及其他所有的大容量近線、離線資料存儲的場合。
[0004] 網絡光盤庫由放置光盤的光盤架、換盤機械手、光驅或光驅陣列、光盤庫服務器組 成，可作為網絡文件服務器。
[0005] 申請?zhí)枮?00310110945. 0的專利提出了一種在客戶端安裝光盤庫軟件，通過虛 擬一個或多個虛擬光盤驅動器，提供文件訪問服務。該發(fā)明需要在客戶端安裝專用軟件，存 在易用性問題。
[0006] 申請?zhí)枮?2117665. 5的專利提出了一種在服務器端通過存儲槽鏡像物理光盤的 方式，再通過FTP、HTTP或SMB網絡協(xié)議提供文件共享服務，使得光盤庫對外體現(xiàn)為一種 NAS(Network Attached Storage網絡附屬存儲）服務器，其特征在于光盤數(shù)據(jù)需要拷貝到 硬盤中形成光盤鏡像，再對外提供文件服務。其對外提供的文件服務僅限于已載入硬盤的 光盤鏡像，對于未載入的光盤，則無法訪問，對于光盤庫容量遠大于硬盤容量的系統(tǒng)來說， 這種服務是不完整的。
[0007] 另外，目前光盤分為不可擦寫、一次擦寫、多次擦寫光盤，但多次擦寫光盤也有一 定的擦寫次數(shù)限制，而且光盤庫中的光盤，大部分不在光驅里，而是存放在光盤架上，在需 要的時候由機械手裝入光驅，這一過程通常需要數(shù)秒。由于光盤不能像硬盤一樣頻繁隨機 擦寫，對光盤的文件管理不能像硬盤一樣。
[0008] 為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種光盤庫文件系統(tǒng)及其設備，用于提供光盤庫 的文件訪問服務和光盤管理，它能把整個光盤庫包括離線光盤的文件構造成一個文件系 統(tǒng)，提供標準的文件訪問接口，但是對離線光盤，只能查詢離線光盤的文件目錄信息。
【發(fā)明內容】
[0009] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種光盤庫文件系統(tǒng)及其設備。
[0010] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種光盤庫文件系統(tǒng)，如圖1所示，該裝置包 括光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120、光盤機械手控制器130、光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110。
[0011] 光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120通過管理和訪問其邏輯上的底層文件系統(tǒng)來完成 文件管理與提供文件訪問服務，并對上級模塊提供文件接口，對于不同的實現(xiàn)方式，其上級 模塊和接口形式不同，如實施例1的上級模塊是用戶態(tài)文件系統(tǒng)客戶端410,實施例2的上 級模塊是VFS(Virtual File System虛擬文件系統(tǒng)）320。光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120還 通過訪問光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110獲取文件目錄信息，返回給用戶。光盤庫文件系統(tǒng)控制 模塊120也是光盤狀態(tài)管理模塊，提供庫內光盤的管理調度、光驅的分配等。
[0012] 機械手控制器130在光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120控制下，通過光盤機械手210 從光盤架抓取光盤230到光驅220或與之相反。
[0013] 光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110提供光盤庫所有光盤中的文件目錄信息、所有光盤的位 置信息和狀態(tài)信息、設備信息以及其它管理光盤庫需要的信息。
[0014] 光盤庫文件系統(tǒng)是一個超級文件系統(tǒng)。光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊通過管理和訪 問其光盤文件系統(tǒng)和其它文件系統(tǒng)來完成文件管理與提供文件訪問服務。其中光盤文件 系統(tǒng)，包括但不限于IS09660、UDF等；其它文件系統(tǒng)可以是硬盤文件系統(tǒng)，包括但不限于 EXT2 / ETX3、NTFS等，或是其它任何介質的文件系統(tǒng)，其介質包括但不限于內存、閃存、網 絡存儲等。其中，光盤文件系統(tǒng)主要用于管理光盤文件，硬盤或其它介質的文件系統(tǒng)可用于 緩存光盤文件。
[0015] 光盤庫文件系統(tǒng)的核心功能描述如下：
[0016] 1、讀光盤庫文件內容
[0017] 當用戶通過操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)接口訪問光盤架上的光盤文件內容時，不失一般 性，以Linux操作系統(tǒng)為例，CPU進入文件系統(tǒng)API后，進入到內核態(tài)，由VFS接管，由于是 訪問光盤庫文件，VFS調用預先注冊在里面的光盤庫文件系統(tǒng)接口，CPU控制權轉入光盤庫 文件系統(tǒng)控制模塊，光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊從光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊的文件目錄信息獲得 文件所在的光盤號，從光盤表獲得該光盤所在位置，再控制機械手抓取光盤到空閑光驅，獲 得文件。
[0018] 2、查詢光盤庫文件目錄信息
[0019] 所述文件目錄信息是指文件系統(tǒng)目錄文件中保存的信息，如文件名、權限、用戶、 用戶組、文件大小、日期等。光盤庫文件目錄信息還包括文件所在的光盤號信息。當用戶通 過操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)接口訪問光盤架上的光盤文件目錄，不訪問文件內容時，光盤庫文 件系統(tǒng)控制模塊從光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊獲取文件目錄信息后直接返回給用戶，不需要抓取 光盤到光驅，因此，通過此種方式，在無緩存文件情況下，用戶可以查看所有光盤包括離線 光盤中的文件目錄信息，用戶可以看到整個光盤庫的文件目錄。
[0020] 3、刻錄光盤
[0021] 由于光盤的類型不同，擦寫方式也不一樣，本光盤庫文件系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的配 置選擇不同的刻錄方式：
[0022] (1)自動刻錄。通過光盤文件系統(tǒng)管理刻錄，如UDF文件系統(tǒng)。光盤庫文件系統(tǒng)控 制模塊把光盤加載到光驅，刻錄文件通過底層光盤文件系統(tǒng)自動控制。
[0023] (2)手動刻錄。預先創(chuàng)建一個硬盤文件系統(tǒng)下的文件夾，把待刻錄文件存放在此文 件夾下，需要刻錄的時候，通過下發(fā)刻錄命令到光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊或者通過設置文 件夾為只讀屬性，由光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊裝載空白可刻錄光盤到光驅，再把待刻錄文 件夾寫入光盤，完成刻錄過程。
[0024] 4、近線光盤管理
[0025] 近線光盤是指光盤庫中的光盤。近線光盤管理主要是完成庫內光盤的調度、狀態(tài) 維護等。例如當訪問光盤架上的文件內容時，如果緩沖區(qū)中沒有緩存文件，需要從光盤中讀 取，這時需要把光盤載入光驅。當光驅需要載入光盤而光驅全忙時，需要把空閑光驅中的光 盤移到光盤架，再載入光盤。
[0026] 5、離線光盤管理
[0027] 離線光盤是指從光盤庫中移出到庫外的光盤。離線光盤管理能提供離線光盤的文 件目錄查詢。當光盤從光盤庫中移出時，并不刪除光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊內的光盤文件目錄 信息，而是僅更新光盤的狀態(tài)為離線狀態(tài)，用戶仍可繼續(xù)從文件系統(tǒng)查詢獲得離線光盤的 目錄信息，如果文件沒有緩存，則不能訪問文件內容。當光盤從光盤庫外移入光盤庫時，更 新光盤的狀態(tài)為近線狀態(tài)，用戶可以訪問其文件內容。
[0028] 本發(fā)明提出的光盤庫文件系統(tǒng)各模塊位置不限于用戶態(tài)或內核態(tài)，它們可以同時 處于用戶態(tài)或內核態(tài)，或部分模塊處于用戶態(tài)，其它部分處于內核態(tài)，只要能完成文件系統(tǒng) 功能即可。
[0029] 本發(fā)明還提出了一種基于光盤庫文件系統(tǒng)的設備，該設備包括至少一臺主控服務 器、光盤機械手及其控制器、一個或多個光驅、光盤。主控服務器通過光盤庫文件系統(tǒng)對光 盤機械手及其控制器、光驅和光盤進行管理，用戶可在本地操作光盤庫中的文件，也可以通 過網絡協(xié)議遠程操作管理光盤庫中的文件。
[0030] 采用本發(fā)明，可以把整個光盤庫中的文件構造為一個文件系統(tǒng)，進而十分方便地 通過操作系統(tǒng)文件API接口、本地命令行、圖形界面文件管理器進行本地文件操作，也可以 通過FTP、HTTP、SMB、Telnet等網絡協(xié)議進行遠程文件訪問，作為一種NAS存儲設備，如圖6 所示。本發(fā)明具有應用范圍廣，易用性好的優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明實施例1提供的用戶態(tài)光盤庫文件系統(tǒng)及其設備框圖；
[0032] 圖2是本發(fā)明實施例2提供的內核態(tài)光盤庫兩級文件系統(tǒng)及其設備框圖；
[0033] 圖3是本發(fā)明實施例3提供的內核態(tài)光盤庫三級文件系統(tǒng)及其設備框圖；
[0034] 圖4是本發(fā)明實施例1、2提供的光盤庫文件系統(tǒng)示例圖；
[0035] 圖5是本發(fā)明實施例3提供的光盤庫文件系統(tǒng)示例圖；
[0036] 圖6是本發(fā)明提供的光盤庫設備組網圖。
【具體實施方式】
[0037] 本發(fā)明提出的光盤庫文件系統(tǒng)各模塊位置不限于用戶態(tài)或內核態(tài)，它們可以同時 處于用戶態(tài)或內核態(tài)，或部分模塊處于用戶態(tài)，其它模塊處于內核態(tài)，只要能完成文件系統(tǒng) 功能即可。下面先以用戶態(tài)光盤庫文件系統(tǒng)的【具體實施方式】進行詳細說明，最后簡單說明 內核態(tài)光盤庫文件系統(tǒng)的實施例。
[0038] 實施例1 :用戶態(tài)光盤庫文件系統(tǒng)的具體實施例
[0039] 用戶態(tài)光盤庫文件系統(tǒng)及其設備框圖如圖1所示，它由用戶態(tài)下的光盤庫文件系 統(tǒng)100、用戶態(tài)文件系統(tǒng)客戶端410、操作系統(tǒng)文件接口 API310、系統(tǒng)管理模塊610和本地文 件操作510、遠程文件操作FTP服務器520、HTTP服務器530和SMB服務器540模塊組成， 其中光盤庫文件系統(tǒng)100由光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110、光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120和光盤 機械手控制器130組成；它還包括內核態(tài)下的VFS320、用戶態(tài)文件系統(tǒng)服務端模塊420、光 盤文件系統(tǒng)330和其它文件系統(tǒng)340組成；最后還包括硬件設備光盤機械手210、光驅和光 盤230及光盤架240。
[0040] 光盤庫文件系統(tǒng)100各模塊功能說明如下：
[0041] 1、光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120。光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120提供接口接入 上級模塊，進而接入操作系統(tǒng)。其上級模塊包括但不限于Linux內核態(tài)的VFS，或是用戶 態(tài)文件系統(tǒng)客戶端如libfuse (參見開源FUSE項目http: / /fuse, sourceforge.net/ doxygen / index, html)，或是其它操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)接口。接口的具體形式滿足上級模 塊的接口要求，在此不具體描述。本實施例為用戶態(tài)文件系統(tǒng)客戶端。光盤庫文件系統(tǒng)控制 模塊120通過管理和訪問其邏輯上的底層文件系統(tǒng)來完成文件管理與提供文件訪問服務。 光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120還通過訪問光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110獲取文件目錄信息，返 回給用戶。光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120也是光盤狀態(tài)管理模塊，提供庫內光盤的管理調 度、光驅的分配等。
[0042] 2、光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110。光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110保存系統(tǒng)工作必須的所有 管理數(shù)據(jù)，包括但不限于文件表、光盤表、設備表、文件緩沖表、文件緩沖區(qū)表等。
[0043] (1)文件表。文件表內容包括但不限于光盤庫所有光盤的文件目錄路徑信息、文件 屬性信息、文件所在的光盤編號。
[0044] (2)光盤表。光盤表內容包括但不限于所有光盤的屬性、歸屬光盤架240位置、當 前光驅號、狀態(tài)信息。光盤屬性信息包括光盤類型、容量、是否支持擦寫等；光盤位置信息包 括光驅編號、光盤架240內位置編號，其中，對于采用光盤匣的設備，即光盤架240上安裝多 個光盤匣，每個光盤匣內存放多張光盤，光盤匣可以從光盤架240整體插入或拔出，此種設 備的光盤架240內位置編號是光盤匣號和匣內編號的組合形式；光盤狀態(tài)信息包括出庫標 志、是否損壞、是否空白盤、熱度等，其中，熱度表示光盤訪問頻繁程度，用于優(yōu)化光盤管理， 熱度值越高，光盤也越不容易作離線處理。
[0045] (3)設備表。設備表內容包括但不限于設備類型、設備編號、設備能力描述、設備狀 態(tài)等。其中，設備類型有光驅、硬盤、機械手、光盤架240、光盤匣等；設備狀態(tài)取值有在線、 離線、空閑、繁忙、故障等。為方便表示各種設備的復雜描述，設備表可以分拆為多張表進行 維護管理。
[0046] (4)文件緩沖表。文件緩沖表用于維護管理緩沖文件，內容包括但不限于文件路 徑、緩沖類型、緩沖文件路徑、熱度等。文件熱度用于緩沖區(qū)管理，當緩沖區(qū)滿時，需要刪除 熱度值最低的文件，直到緩沖區(qū)能夠工作。緩沖文件保存于內存、硬盤或其它快速存儲介 質。
[0047] (5)文件緩沖區(qū)表。文件緩沖區(qū)表用于管理文件緩沖區(qū)，其內容包括但不限于緩沖 區(qū)類型、存儲速度等級、路徑、緩沖區(qū)容量等。
[0048] (6)命令表與響應表。命令表與響應表用于系統(tǒng)管理模塊610和光盤庫文件系統(tǒng) 控制模塊120命令交互。命令表用于存放系統(tǒng)管理模塊610向光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊 120發(fā)送的命令，響應表用于存放光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120向系統(tǒng)管理模塊610發(fā)送的 命令，命令處理后需要刪除。其內容包括消息號、有效長度及消息參數(shù)。
[0049] (7)其它。其它與系統(tǒng)運行有關的數(shù)據(jù)，如性能、狀態(tài)、用戶、告警等信息，在此不詳 細描述。
[0050] 光盤庫文件系統(tǒng)100的管理接口可以由光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120提供，也可 以由光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110提供，或者由系統(tǒng)內其它模塊提供，都不影響其作為光盤庫 文件系統(tǒng)100的一種實現(xiàn)，不過為了簡化實現(xiàn)，這里僅描述從光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110提供 管理接口這一種形式。光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110作為系統(tǒng)的管理控制數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)管理 模塊610對庫中數(shù)據(jù)進行控制，從而達到管理整個系統(tǒng)的目的。
[0051] 此外，光盤庫管理數(shù)據(jù)的存儲方式包括但不限于文本文件、二進制結構化文件、 XML文件或數(shù)據(jù)庫。
[0052] 3、機械手控制器130。機械手控制器130用于控制光盤機械手210抓取光盤架240 上的光盤230放入光驅220,或者從光驅220中取出光盤230放入光盤架240。
[0053] 除此之外，作為一個完整的可用設備，光盤庫文件系統(tǒng)100外圍模塊還包括系統(tǒng) 管理模塊610、光盤機械手210、光盤架240及光盤230、光盤文件系統(tǒng)330及光驅220、其它 文件系統(tǒng)340。各模塊功能說明如下：
[0054] 1、系統(tǒng)管理模塊610。系統(tǒng)管理模塊610完成光盤庫系統(tǒng)的管理維護功能，系統(tǒng)管 理模塊610通過控制光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110中的數(shù)據(jù)，完成整個系統(tǒng)的管理功能。
[0055] 2、光盤機械手210。光盤機械手210是一個硬件設備，在機械手控制器控制130 下，用于從光盤架240上抓取光盤230放入光驅220或與之相反。
[0056] 3、光盤架240及光盤230。光盤架240用于存放光盤230。由于光盤庫中光盤230 數(shù)量遠大于光驅220數(shù)量，大部分光盤230平時存放在光盤架240上，只有需要訪問數(shù)據(jù) 時，才在系統(tǒng)協(xié)調控制下載入光驅220讀取數(shù)據(jù)。光盤230即為光盤庫存儲數(shù)據(jù)的主要介 質，系統(tǒng)支持的光盤類型根據(jù)光驅的能力決定，目前常見的光盤類型有CD、DVD、BD盤，其中 又分為只讀型、一次擦寫型和多次擦寫型。
[0057] 4、光盤文件系統(tǒng)330及光驅220。光盤文件系統(tǒng)330及光驅用于訪問光盤中的文 件。光盤文件系統(tǒng)330包括但不限于IS09660、UDF。
[0058] 5、其它文件系統(tǒng)340。其它文件系統(tǒng)340主要用于光盤文件的緩存。由于光盤庫 中光驅數(shù)量有限，大部分光盤存放在光盤架240上，另外，光驅速度也比較慢，為提高系統(tǒng) 性能，可以使用內存、硬盤或其它快速介質作為緩存，把頻繁使用的文件緩存在緩沖區(qū)中， 因而系統(tǒng)需要用到內存文件系統(tǒng)或硬盤文件系統(tǒng)如ETX2 / ETX3、NTFS等。
[0059] 系統(tǒng)典型工作流程說明如下：
[0060] 1、初始化流程
[0061] (1)各模塊內部初始化
[0062] (2)清除上一次運行的內存緩存文件記錄。
[0063] (3)光盤庫文件系統(tǒng)100注冊到上級模塊。例如對于Linux內核態(tài)，光盤庫文件系 統(tǒng)100注冊到VFS320 ;對于Linux用戶態(tài)，注冊到用戶態(tài)文件系統(tǒng)客戶端，例如FUSE客戶 端。需要注意的是，上述兩種方式下，其接口細節(jié)不相同，可以參見VFS和FUSE相關文檔， 在此不詳細描述。
[0064] 2、讀文件目錄信息流程
[0065] 當用戶通過操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)接口訪問光盤架240上的光盤文件目錄，不訪問 文件內容時，CPU進入文件系統(tǒng)API后，進入到內核態(tài)，由VFS320接管，由于是訪問光盤庫 文件路徑，VFS320把CPU控制權交給用戶態(tài)文件系統(tǒng)服務端模塊420,用戶態(tài)文件系統(tǒng)服務 端模塊420通過通信機制把信息傳遞到用戶態(tài)文件系統(tǒng)客戶端模塊420,由客戶端模塊調 用注冊的光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊接口，CPU控制權轉入光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊，光盤庫 文件系統(tǒng)控制模塊從光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110獲取文件目錄信息后直接返回給用戶，不需 要抓取光盤到光驅，因此，通過此種方式用戶可以查看所有光盤包括離線光盤中的文件目 錄信息，用戶可以看到整個光盤庫的文件目錄。
[0066] 3、讀文件內容流程
[0067] 當用戶通過操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)接口訪問光盤架240上的光盤文件內容時，流程 和讀文件目錄信息流程相似，不同之處在于，光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊從光盤庫管理數(shù)據(jù) 模塊110的文件緩沖表中獲取文件緩存狀態(tài)，如果當前訪問的文件有緩存，則直接讀取緩 存的文件返回給用戶，如果當前訪問的文件沒有緩存，則從文件目錄信息獲得文件所在的 光盤號，從光盤表獲得該光盤所在位置，再控制機械手抓取光盤到空閑光驅，獲得文件數(shù) 據(jù)，返回給用戶，同時把文件數(shù)據(jù)緩存到內存文件系統(tǒng)。
[0068] 4、光盤刻錄流程
[0069] 由于光盤的類型不同，擦寫方式也不一樣，本光盤庫文件系統(tǒng)100可以根據(jù)用戶 的配置選擇不同的刻錄方式：
[0070] (1)自動刻錄。通過光盤文件系統(tǒng)330管理刻錄，如UDF文件系統(tǒng)。光盤庫文件系 統(tǒng)控制模塊120把光盤加載到光驅，刻錄文件通過光盤文件系統(tǒng)330自動控制。
[0071] (2)手動刻錄。手動刻錄流程如下：
[0072] (2. 1)預先創(chuàng)建一個硬盤文件系統(tǒng)下的文件夾，把待刻錄文件存放在此文件夾 下；
[0073] (2. 2)需要刻錄的時候，通過系統(tǒng)管理模塊610下發(fā)刻錄命令到光盤庫文件系統(tǒng) 控制模塊120,刻錄命令攜帶待刻錄文件夾路徑、刻錄光盤類型和文件系統(tǒng)類型參數(shù)。光盤 庫文件系統(tǒng)控制模塊120根據(jù)用戶指定的光盤文件系統(tǒng)330類型，分配指定類型的空白光 盤，并控制機械手把光盤加載到光驅，轉2. 4處理；
[0074] (2. 3)或者通過設置文件夾為只讀屬性，光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120捕獲到光 盤緩存文件夾被設置為只讀，啟動刻錄過程。光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120根據(jù)配置的默 認刻錄光盤文件系統(tǒng)330類型如IS09660,并計算待刻錄文件夾大小，分配空白光盤，并控 制機械手把光盤加載到光驅；
[0075] (2. 4)光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120把待刻錄硬盤緩存文件夾下的文件刻錄到光 盤，刻錄完成后，硬盤上待刻錄文件夾中的文件轉為光盤庫的緩存文件。最后更新光盤表中 的光盤狀態(tài)、文件表中的文件所在光盤，以及文件緩沖表中的文件路徑和緩沖路徑等光盤 庫管理數(shù)據(jù)。
[0076] 5、光盤在線流程
[0077] 光盤在線流程是指光盤從光盤架240搬移到光驅的過程。光盤在線流程如下：
[0078] (1)由系統(tǒng)管理模塊610下發(fā)加載光盤到光驅命令到光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110,攜 帶光盤位置信息，光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110通知光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120?；蛴捎谟脩?訪問的文件內容不在文件緩沖區(qū)中，光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120查詢文件所在光盤，并 進一步查詢該光盤表獲取光盤位置信息；
[0079] (2)光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120根據(jù)光盤位置信息從光盤表查詢獲得光盤類 型，分配一個能驅動該光盤的空閑光驅，然后通過機械手控制器控制機械手從光盤架240 指定位置抓取光盤放入分配的光驅；
[0080] (3)更新光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110該光盤的在線狀態(tài)和光盤位置信息。
[0081] 6、光盤近線流程
[0082] 光盤近線流程是指光盤從光驅搬移到光盤架240的過程。光盤近線流程如下：
[0083] (1)由系統(tǒng)管理模塊610下發(fā)從光驅取光盤到光盤架240命令到光盤庫管理數(shù)據(jù) 模塊110,攜帶光驅號和光盤目的位置信息，光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110通知光盤庫文件系統(tǒng) 控制模塊120?；蛴捎谟脩粼L問文件系統(tǒng)過程中需要從光驅中取走光盤，光盤庫文件系統(tǒng)控 制模塊120進一步查詢該光盤表獲取光盤在光盤架240中位置信息；
[0084] (2)光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊120通過機械手控制器控制機械手從指定光驅中取 出光盤，放入指定光盤架240的指定位置；
[0085] (3)更新光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊110光驅的狀態(tài)信息、該光盤的在線狀態(tài)和光盤位 置信息。
[0086] 7、光盤入庫流程
[0087] 光盤入庫流程按入庫光盤種類分為如下三種情況：
[0088] (1)空白光盤入庫。只需更新光盤表，增加一條空白光盤記錄。
[0089] (2)之前出庫的本庫光盤入庫。需要根據(jù)光盤號查找光盤表中對應該光盤的記錄， 更新光盤位置信息，設置光盤為入庫狀態(tài)。
[0090] (3)非本庫光盤入庫。需要把光盤載入光驅，識別光盤類型，進而獲取該光盤文件 目錄信息，加入文件表，最后在光盤表中新增一條光盤記錄。
[0091] 8、光盤出庫流程。
[0092] 光盤移出光盤庫后作為離線光盤保存。同理，光盤出庫流程按出庫光盤種類分為 如下三種情況：
[0093] (1)空白光盤出庫。從光盤表中刪除本次出庫的光盤對應記錄。
[0094] (2)數(shù)據(jù)光盤出庫。需要根據(jù)光盤號查找光盤表中對應該光盤的記錄，更新光盤位 置信息，設置光盤為出庫狀態(tài)。
[0095] (3)數(shù)據(jù)光盤銷毀。需要根據(jù)光盤號刪除文件表中所有本光盤的文件目錄信息，同 時刪除光盤表中本光盤的記錄。
[0096] 9、緩沖區(qū)管理。
[0097] 光盤庫文件系統(tǒng)100通過內存或硬盤實現(xiàn)文件緩存，提高系統(tǒng)性能。
[0098] 本實施例中，用戶態(tài)光盤庫文件系統(tǒng)無需考慮內核文件系統(tǒng)的實現(xiàn)細節(jié)，只需要 按用戶態(tài)文件系統(tǒng)客戶端模塊420的接口要求實現(xiàn)即可，內核機制被用戶態(tài)文件系統(tǒng)模塊 屏蔽，簡化了技術復雜度，但是用戶態(tài)文件系統(tǒng)訪問文件，需要穿越內核態(tài)兩個回合，效率 上比內核態(tài)文件系統(tǒng)要低一些。
[0099] 實施例2 :內核態(tài)光盤庫兩級文件系統(tǒng)及其設備具體實施例 [0100] 如圖2,光盤文件系統(tǒng)330和其它文件系統(tǒng)340掛接在VFS320上，與光盤庫文件系 統(tǒng)100處于同級關系，系統(tǒng)中可以看到這些文件系統(tǒng)的路徑。光盤庫文件系統(tǒng)100需要訪 問文件時，通過VFS320從光盤文件系統(tǒng)330或其它文件系統(tǒng)340獲取文件。這種方式不需 要直接管理光盤文件系統(tǒng)330或其它文件系統(tǒng)340,實現(xiàn)簡單。效率方面，由于本實施例不 需要兩次穿越內核態(tài)與用戶態(tài)的邊界，其效率比用戶態(tài)文件系統(tǒng)高，但是本實施例，一次文 件訪問，需要經過兩次VFS320,其效率比下面描述的實施例3要低。圖4為該實施例的文件 系統(tǒng)路徑不意圖。
[0101] 本實施例其它功能與流程和實施例1類似，其細節(jié)描述在此省略。
[0102] 實施例3 :內核態(tài)光盤庫三級文件系統(tǒng)及其設備具體實施例
[0103] 如圖3,光盤文件系統(tǒng)330和其它文件系統(tǒng)340掛接在光盤庫文件系統(tǒng)100上，由 光盤庫文件系統(tǒng)100直接管理，光盤庫文件系統(tǒng)100與這些底層文件系統(tǒng)處于上下級關系， 光盤庫文件系統(tǒng)100在VFS320和這些底層文件系統(tǒng)之間起到橋梁的作用，即在VFS320看 來，光盤庫文件系統(tǒng)100是一個普通文件系統(tǒng)，在底層文件系統(tǒng)看來，光盤庫文件系統(tǒng)100 是一個VFS320。這種實現(xiàn)方式，根目錄下不能直接看到底層文件系統(tǒng)的路徑。當光盤庫文 件系統(tǒng)100需要訪問文件時，從底層文件系統(tǒng)獲得。此種方式實現(xiàn)復雜，但由于只需要經過 一次VFS320,效率是最高的。圖5為該實施例的文件系統(tǒng)路徑示意圖。
[0104] 本實施例其它功能與流程和實施例1類似，其細節(jié)描述在此省略。
[0105] 以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照實施例對本發(fā)明進 行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者 等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍 當中。
【權利要求】
1. 一種光盤庫文件系統(tǒng)，其特征在于，所述光盤庫文件系統(tǒng)由光盤庫文件系統(tǒng)控制模 塊、光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊和光盤機械手控制器組成，在操作系統(tǒng)文件接口 API層提供近線 光盤文件和/或目錄讀和/或寫功能，和/或提供離線光盤目錄查詢功能；其中， 所述光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊，用于管理和控制機械手控制器、光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊、 光盤文件系統(tǒng)和/或其它文件系統(tǒng)，進而完成光盤文件管理和/或提供光盤文件訪問服 務，并對上級模塊提供文件管理接口，進而可以通過操作系統(tǒng)文件接口 API層管理訪問光 盤庫文件； 所述機械手控制器，在光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊控制下，控制光盤機械手從光盤架抓 取光盤到光驅或與之相反； 所述光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊，提供管理光盤庫需要的信息； 所述近線光盤是指處于光盤庫內的光盤； 所述離線光盤是指處于光盤庫外的光盤。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊，通過訪問光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊獲 取文件目錄信息，返回給用戶；它還是光盤狀態(tài)管理模塊，提供庫內光盤的管理調度、光驅 的分配。
3. 根據(jù)權利要求1所述的光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊，其特征在于，提供包括但不限于光盤 庫光盤中的文件目錄信息、光盤的位置信息和狀態(tài)信息、設備信息以及其它管理光盤庫需 要的信息。
4. 根據(jù)權利要求1所述的光盤庫文件系統(tǒng)，其光盤庫文件系統(tǒng)控制模塊、光盤庫管理 數(shù)據(jù)模塊和光盤機械手控制器位置不限于用戶態(tài)或內核態(tài)，它們可以同時處于用戶態(tài)或內 核態(tài)，或部分模塊處于用戶態(tài)，其它模塊處于內核態(tài)，只要能完成文件系統(tǒng)功能即可。
5. 根據(jù)權利要求1所述的光盤庫文件系統(tǒng)，其特征在于，在無緩存文件情況下，文件目 錄信息保存在本文件系統(tǒng)的光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊，無需從文件所在光盤上獲取，因而無需 載入文件所在光盤到光驅，用戶就可以查詢整個光盤庫的文件目錄信息，包括近線和離線 光盤的文件目錄信息。
6. 根據(jù)權利要求1所述的光盤庫文件系統(tǒng)，提供光盤近線管理功能，所述光盤近線管 理是指光盤在光盤架或光驅之間的調度管理，光盤近線管理功能用于完成光盤文件目錄查 詢、訪問光盤文件內容、刻錄光盤功能。
7. 根據(jù)權利要求1所述的光盤庫文件系統(tǒng)，提供光盤離線管理功能，所述光盤離線管 理是指從光盤庫中移出光盤到庫外的管理和從光盤庫外移入光盤到光盤庫的管理；離線光 盤管理能提供離線光盤的文件目錄查詢，同時，如果文件沒有緩存，則不能訪問文件內容。
8. 根據(jù)權利要求1所述的光盤庫管理數(shù)據(jù)模塊，其特征在于保存系統(tǒng)工作必須的所有 管理數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)組織和內容有不同的表現(xiàn)形式，包括但不限于文件表、光盤表、設備表、文 件緩沖表等。其存儲方式包括但不限于文本文件、二進制結構化文件、XML文件或數(shù)據(jù)庫。
9. 一種光盤庫設備，其特征在于，所述設備上包括如權利要求1?8任意一項權利要求 所述的裝置；其特征還在于，該設備包括至少一臺主控服務器、光盤機械手及其控制器、一 個或多個光驅、光盤，主控服務器通過光盤庫文件系統(tǒng)對光盤機械手及其控制器、光驅和光 盤進行管理，用戶可在本地操作光盤庫中的文件，也可以通過網絡協(xié)議遠程操作管理光盤 庫中的文件，所述網絡協(xié)議包括但不限于FTP、HTTP、SMB、Telnet等。
【文檔編號】G11B7/004GK104217734SQ201410135467
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權日:2014年4月4日
【發(fā)明者】葉小仁 申請人:葉小仁