[发明专利]一种基于FPGA设备的网络定义存储方法、读取方法及系统

说明书

本发明涉及网络定义存储技术领域，具体涉及一种基于FPGA设备的网络定义存储方法、读取方法及相应的网络定义存储系统。本发明的技术方案采用多密钥、多进程、多用户、多数据的工作机制，针对每个用户的每个数据都设置独立唯一的密钥，同时采用先进的多进程业务逻辑，实现多用户、多数据的并行操作，极大地提高了整个网络定义存储系统的效率。

技术领域

本发明涉及网络定义存储技术领域，具体涉及一种基于FPGA设备的网络定义存储方法、读取方法及相应的网络定义存储系统。

背景技术

网络定义存储是一种在线存储技术，以高安全高可靠著称。

用户服务器将原始数据按一定长度拆分成若干子数据后，按顺序交由本服务器上部署的FPGA进行加密、加扰和冗余处理，然后通过网络将FPGA处理过的多个子数据块分别上传到多个网络存储服务器中。用户需要读取原始数据时，采用相反的方向，先从各个网络存储服务器下载子数据块到用户服务器，再按顺序经用户服务器上部署的FPGA进行去冗余、去扰、解密，最后重新拼装成原始数据返还给用户。由于采用冗余技术，可以确保在部分网络存储服务器出现异常无法下载的情况下，从其他正常的网络存储服务器下载的子数据块也能还原出完整的原始数据。

但是，现有的网络定义存储方法及系统中，所有用户的所有数据共用同一个密钥，有很大的安全隐患；并且无论进行加密、加扰和冗余处理，还是进行去冗余、去扰和解密处理，对子数据的处理先后顺序有严格的要求，工作效率低。并且现有的网络定义存储方法及系统不支持多数据并行处理，更不支持多用户并行操作数据。因此系统整体运行效率很低，对用户服务器的CPU、内存以及FPGA的性能是个极大地浪费。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于FPGA设备的网络定义存储方法、读取方法，以及一种基于FPGA设备的网络定义存储系统。

本发明的技术方案采用多密钥、多进程、多用户、多数据的工作机制，针对每个用户的每个数据都设置独立唯一的密钥，同时采用先进的多进程业务逻辑，实现多用户、多数据的并行操作，极大地提高了整个网络定义存储系统的效率。

本发明的技术方案采用每个用户分配一个用户进程、每个用户的每个数据存储/读取操作分配一个用户子进程的方式，再结合每个用户的每个数据分配唯一的不重复的密钥以及多个FPGA密钥存储寄存器和多个FPGA数据存储寄存器，很高效地实现了多用户多数据操作请求并发处理。

为了实现上述目的，本发明提出了一种基于FPGA设备的网络定义存储方法，包括以下步骤：

步骤S101、用户服务器为每个用户创建用户主进程，并为每个用户的每个待存储数据创建用户子进程；

步骤S102、每个所述用户子进程向对应的用户主进程申请唯一密钥，所述用户主进程将所述每个待存储数据拆分为若干子数据；

步骤S103、每个所述用户子进程向对应的用户主进程申请空闲的FPGA密钥存储寄存器，并将所述用户子进程的唯一密钥写入该FPGA密钥存储寄存器；

步骤S104、每个所述用户子进程向对应的用户主进程申请空闲的FPGA数据存储寄存器，并将对应的所述子数据、密钥的保存位置和处理逻辑信息写入对应的FPGA数据存储寄存器；

步骤S105、当所述用户子进程完成FPGA数据存储寄存器的写入操作后，立即用阻塞方式读取FPGA数据存储寄存器；FPGA根据从FPGA数据存储寄存器中读出的子数据、密钥的保存位置和处理逻辑信息，取出所述待存储数据所对应的唯一密钥和子数据，并根据处理逻辑信息对所述子数据进行逻辑处理，输出N个子子数据，其中，N为正整数；将所述N个子子数据写入FPGA数据存储寄存器；

步骤S106、把所述N个子子数据分别上传到N个网络存储服务器，所述用户子进程通知用户主进程释放相应的FPGA数据存储寄存器和FPGA密钥存储寄存器；