专利名称：用于集成文件系统的设备和方法
用于集成文件系统的设备和方法
背景技术：
尽管诸如最近版本的USB闪存盘的最新开发的存储设备的存储容量增加，但是用 户对存储的需要仍将常常超过曾经足够了的存储容量。对于这一点，希望增加存储容量的 用户有多种选择。一种选择是当具有更大容量的新的存储设备变得可用时获得这种存储设 备，然后用户要承担将所有现有的存储数据从旧的存储设备转移到新的存储设备的任务。 然后旧的存储设备变为未使用的资源。希望增加存储容量的用户的另一选择是获得额外的存储设备，并且将数据存储在 该旧的和新的设备上。然后，用户必须管理被存储在多个存储设备上的数据。随着用户需 要访问越来越多的文件系统，而不是在单个存储设备具有足够容量用于所有的用户需要的 情况下的一个文件系统，该任务可能变得繁重。将希望能够通过使用多个存储设备来增加主机的存储容量，并且能够将这些设备 内容组合为统一的文件系统，而不管底层的存储设备的文件系统格式中的任何差别。
发明内容
本发明人已经开发了用于集成文件系统的设备和方法，其使得用户能够通过使用 多个存储设备并且将设备内容虚拟化到单个文件系统中而不管各个设备文件系统中的任 何差别，来增加主机的存储容量。根据示例实施例，一种用于集成文件系统的设备包括一个或多个存储设备接口、 主机接口和集线器。存储设备接口用于存储设备，每个存储设备具有存储设备文件系统。集 线器操作地连接到各存储设备接口并连接到主机接口，并且集线器可操作来创建聚集各存 储设备文件系统的虚拟文件系统。虚拟文件系统可以根据一个或多个第一条件来聚集存储 设备文件系统，第一条件的至少一个可以是主机级条件或文件级条件。集线器还可以可操 作来将从主机接口接收的文件的内容分配到至少两个存储设备，并且在虚拟文件系统中将 该文件表现为未分割的实体。可替代地，集线器还可以可操作来根据一个或多个第二条件， 将从主机接口接收的文件的内容仅传送(route)到存储设备之一。该设备可以具有附加的特征。例如，存储设备接口的至少一个可以符合USB标准。 此外，主机接口可以是有线接口，并且该有线接口可以符合USB标准。主机接口可以是无线 接口。集线器还可操作来创建和维护冗余文件系统。根据示例实施例，一种集成文件系统的方法包括读取两个或多个存储设备的文 件系统；解译文件系统；创建包含在解译的文件系统中的数据的逻辑结构；以及在存储器 中生成将逻辑结构映射到虚拟文件系统中的扇区(sector)。对文件系统的读取可以包括符 合USB标准的通信。可以根据一个或多个第一条件来创建逻辑结构，第一条件的至少一个 可以是主机级条件或文件级条件。该方法可以包括创建和维护冗余文件系统。该方法还可以包括在虚拟文件系统中将文件表现为未分割的实体，其中文件的内 容被分布在两个或多个存储设备上。可替代地，该方法还可以包括根据一个或多个第二条 件，将从主机接收的文件的内容仅传送(route)到存储设备之一。
该方法还可以包括通过有线接口将虚拟文件系统表现给主机，并且该有线接口可 以符合USB标准。可替代地，该方法可以包括通过无信接口将虚拟文件系统表现给主机。下面参照附图详细描述示例实施例，附图简要描述如下。
下面在所附的权利要求中描述本发明，考虑到包括以下附图的结合描述来阅读这 些权利要求，在附图中图1图示包括根据第一示例实施例的文件系统集成器的系统；图2图示包括根据替代示例实施例的文件系统集成器的系统；以及图3图示表现根据示例实施例的集成文件系统的方法的流程图。
具体实施例方式通过参照示例实施例的现在的详细描述，将更好理解这些权利要求。该描述不旨 在限制权利要求的范围，而是提供示例。首先描述文件系统集成器的示例性实施例。接下 来描述是文件系统集成器的替代示例性实施例。此外介绍集成文件系统的方法。根据示例性实施例，图1图示与存储设备12a、12b和12c以及主机14结合的文件 系统集成器10。该系统中存储设备的非限制性示例包括USB闪存盘、光盘(CD)和DVD。图 1中示出的主机14是个人计算机，但是可以适应于与文件系统集成器一起操作的其它主机 包括例如车载娱乐系统和DVD播放器。文件系统集成器10使得用户能够集成文件系统而 不管附接的存储设备的各个文件系统中(例如，在文件系统格式中)的任何差别。文件系统集成器10包括存储设备接口 16a、16b和16c、主机接口 18和集线器20。 存储设备接口 16a、16b和16c分别将存储设备12a、12b和12c连接到集线器20。每个存储 设备12a、12b和12c具有存储设备文件系统。集线器20还连接到主机接口 10。集线器20 可以被实现为硬件、软件、固件或其任何组合。在该示例实施例中，集线器20包括具有RAM 25的控制器24。尽管该示例实施例涉及三个存储设备和三个相应的存储设备接口，但是可 以理解的是，存储设备和相应的存储设备接口的数目不限于此。在连接存储设备12a、12b和12c时，集线器20的控制器24创建聚集各个存储设 备文件系统的虚拟文件系统。虚拟文件系统可以操作来根据特定条件来聚集存储设备文件 系统。这样的操作在系统资源不需要被用于聚集将不由特定主机使用的文件信息的情况下 可能是有用的。例如，如果文件系统集成器10旨在用于作为DVD播放器的主机，则文件系 统可以根据特定条件而操作，从而文件系统在聚集期间忽视只与DVD播放器不能读取的文 件相关的任何信息。得到的虚拟文件系统将只向DVD播放器表现它可以读取的文件。集线器20可以通过将来自主机14的文件的内容分配到存储设备12a、12b和12c 的至少两个来存储来该文件。存储的文件将仍然在虚拟文件系统中表现为未分割的实体。 例如，当存储设备12a、12b和12c无一单独具有用于该文件的足够空闲空间，但是在各存储 设备中未使用空间的总量合起来是足够的时，在多个存储设备中分配文件内容是有用的。只聚集DVD格式的文件的上述示例是主机级条件的示例。主机可以根据文件级条 件来附加地或替换地聚集文件。例如，如果来自由主机14发送的文件的文件内容先前被分 布在多个存储设备上，并且那些存储设备之一目前没有连接到主机14，则对主机14将不可得到该文件的完整内容。集线器20则可以根据忽视与其中不可得到完整内容的文件相关 的信息的文件级条件来聚集。可替代地，集线器20可以被设计为根据一个或多个特定条件将从主机14接收的 文件的内容仅传送(route)到存储设备12a、12b和12c之一。例如，条件可以是如果存储设 备的特定一个具有用于该文件的足够空间，将文件的内容仅传送(route)到存储设备12a、 12b和12c之一；这种传送(route)将通过消除不必要的跨界存放(spanning)来节约系统 资源。另一示例条件将是基于文件类型来将文件的内容传送(route)到特定存储设备；例 如，所有DVD文件将被存储在存储设备12a上，所有音频文件将被存储在存储设备12b上， 并且剩余文件将被存储在存储设备12c上。根据该示例实施例，存储设备接口 16a、16b和16c符合USB标准。然而，替代地或 附加地可以实现符合其它标准的存储设备接口。此外，根据该示例实施例，主机接口 18符合USB标准，但是替代实施例可以使用不 同的有线接口作为主机接口。作为进一步的替代，主机接口可以是无线接口。集线器20可以被设计为创建和维护冗余文件系统。这种文件系统的示例将是 RAID(独立盘的冗余阵列)1的文件系统。RAID是包括在多个硬盘之间分割和/或复制 数据的数据存储方案的工业标准。发展了多个标准方案，其被称为级。第一级(指定为 “RAID-1”)以对主机透明的方式在两个或多个盘上创建一组数据的精确拷贝(或镜像、或 副本)。集线器20还可以使用本领域的技术人员已知的其它方式创建和维护冗余文件系 统。尽管上面的示例实施例包括多个存储设备接口 16a、16b和16c，但是设备可以被 实现为仅具有一个接口 16的文件系统集成器26，如图2所示。文件系统集成器26的其它 元件与在第一示例实施例中的相同，如使用相同参考标号所表现的。(文件系统集成器26 的集线器20也包括控制器24和RAM25，如图1所示，即使为了方便已经从图2省略了这些 元件。)还注意到，如在图1中表示的示例实施例的情况下，尽管图2的示例实施例仅涉及 一个存储设备和一个存储设备接口，但是存储设备和存储设备接口的数目不限于这样。根据图2中示出的实施例，集线器20仍创建聚集各个存储设备文件系统的虚拟文 件系统，即使文件系统集成器26仅具有一个存储设备接口 16。文件系统集成器26能够用 通过诸如USB集线器的多端口集线器28到存储设备12a、12b和12c的连接来访问多个存 储设备12a、12b和12c，并由此访问多文件系统，所述多端口集线器28使用例如线缆30来 连接存储设备接口 16。在另一实施例中，文件系统集成器10或26可以被建立在主机14的外壳内，且仅 有存储设备接口 16或接口 16a、16b和16c暴露。可替代地，文件系统集成器10或26可以 被连到主机14的诸如USB端口的通用接口，而接口 16a、16b和16c的多端口集线器28的 端口可以被放置在对于主机14的使用者方便的位置。本发明的另一示例实施例是集成文件系统的方法，如由图3中的流程图32表现。 该方法可以使用图1的文件系统集成器10、图2的文件系统集成器26或替代装置来实践。 该方法使得用户能够集成文件系统而不管各个文件系统中的任何差别。如图3所示，该方法的第一步骤是读取两个或多个存储设备的文件系统(步骤 Si)。
下一步骤是解译文件系统(步骤S2)。基于文件系统中的信息和其它因素、诸如主 机的类型(例如，DVD播放器或个人计算机)、用户的身份、或被跨界存放(spanned)的文件 的所有的部分的存在)，通过执行数据的逻辑变换来解译文件系统。要变换的数据不需要被 限制为那些同质文件系统。因此，可以从具有不同文件系统格式的存储设备聚集文件系统。在解译文件系统之后，创建逻辑结构(步骤S3)。例如，可以类似于如何通过使用 Window 中的“FORMAT”命令或通过使用Linux中的“mkfs”、或以本领域的技术人员已知 的其它方式来创建逻辑结构，创建这种逻辑结构。在步骤S3中创建的逻辑结构然后用步骤 S2的解译的文件系统中的数据填充(populate)。然后，在存储器中、诸如在集线器20的控制器24中的RAM 25中生成扇区(图1) (步骤S4)。扇区将逻辑结构映射到如从主机所见的虚拟文件系统中。也就是说，生成的扇 区包含如从主机所见的虚拟文件系统的逻辑结构。该方法的变型在本发明的范围内。例如，文件系统的读取可以适于包括符合USB 标准的通信。可以根据如主机级条件或文件级条件的条件来创建逻辑结构。该方法可以包 括创建和维护冗余文件系统。该方法可以包括在虚拟文件系统中将文件表现为未分割的实体，使得文件的内容 被分布在两个或多个存储设备上。可替代地，该方法可以包括根据指定的条件，将从主机接 收的文件的内容仅传送(route)到存储设备之一的步骤。该方法可以包括通过可以符合USB标准的有线接口将虚拟文件系统表现给主机 的步骤。可替代地，该方法可以包括通过诸如符合蓝牙或Wi-Fi标准的一个无线接口的无 线接口将虚拟文件系统表现给主机。已经如此描述了示例性实施例，将显而易见的是各种替换、修改和改进对于本领 域的技术人员将容易出现。尽管上面没有明确描述，但是公开实施例的替换、修改和改进仍 然旨在和暗示为在权利要求的精神和范围内。因此，前述讨论旨在仅是说明性的；本发明仅 由权利要求和其等价物限制和定义。
权利要求
一种用于集成文件系统的设备，包括用于存储设备的一个或多个存储设备接口，每个存储设备具有存储设备文件系统；主机接口；以及集线器，可操作地连接到所述各存储设备接口并连接到所述主机接口，所述集线器可操作来创建聚集所述存储设备文件系统的虚拟文件系统。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述虚拟文件系统根据一个或多个第一条件来聚集 所述存储设备文件系统。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述第一条件的至少一个是主机级条件。
4.如权利要求2所述的设备，其中所述第一条件的至少一个是文件级条件。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述集线器还可操作来将从所述主机接口接收的文 件的内容分配到至少两个存储设备，并且在所述虚拟文件系统中将文件表现为未分割的实 体。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述集线器还可操作来根据一个或多个第二条件， 将从所述主机接口接收的文件的内容只传送到所述存储设备之一。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述存储设备接口的至少一个符合USB标准。
8.如权利要求1所述的设备，其中所述主机接口是有线接口。
9.如权利要求8所述的设备，其中所述有线接口符合USB标准。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述主机接口是无线接口。
11.如权利要求1所述的设备，其中所述集线器还可操作来创建和维护冗余文件系统。
12.—种集成文件系统的方法，所述方法包括 读取两个或多个存储设备的文件系统；解译所述文件系统；创建包含被解译的文件系统中的数据的逻辑结构；以及 在存储器中生成将所述逻辑结构映射到虚拟文件系统中的扇区。
13.如权利要求12所述的方法，其中根据一个或多个第一条件来创建所述逻辑结构。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述第一条件的至少一个是主机级条件。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述第一条件的至少一个是文件级条件。
16.如权利要求12所述的方法，还包括在所述虚拟文件系统中将文件表现为未分割的实体，其中所述文件的内容被分布在两 个或多个存储设备上。
17.如权利要求12所述的方法，还包括根据一个或多个第二条件，将从主机接收的文件的内容仅传送到所述存储设备之一。
18.如权利要求12所述的方法，其中所述对文件系统的读取包括符合USB标准的通信。
19.如权利要求12所述的方法，还包括 通过有线接口将所述虚拟文件系统表现给主机。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述有线接口符合USB标准。
21.如权利要求12所述的方法，还包括 通过无信接口将所述虚拟文件系统表现给主机。
22.如权利要求12所述的方法，还包括2创建和维护冗余文件系统。
全文摘要
本发明使得用户能够通过使用多个存储设备来增加主机的存储容量。文件系统被虚拟化而不管在文件系统格式中的任何差别。本发明可以被实施为用于集成文件系统的设备或被实施为集成文件系统的方法。所述设备具有用于存储设备的一个或多个存储设备接口、主机接口和连接到这些接口的集线器。所述集线器创建聚集存储设备的存储设备文件系统的虚拟文件系统，所述存储设备连接到存储设备接口。集成文件系统的方法包括读取文件系统、解译它们、创建包含文件系统的数据的逻辑结构、以及在存储器中生成将逻辑结构映射到虚拟文件系统中的扇区。
文档编号G06F3/06GK101918915SQ200880123377
公开日2010年12月15日 申请日期2008年1月8日 优先权日2008年1月2日
发明者唐纳德·R·布赖恩特-理奇, 朱达·G·汉, 罗特姆·加齐特, 齐夫·巴杜阿科 申请人:桑迪士克以色列有限公司