[發明專利]一種網絡啟動sBOOT協議設計與實現

無效

• 申請號: 201210247741.0
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN103117991A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 孫文明
• 申請（專利權）人: 北京智網科技股份有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及計算機系統遠程引導、BIOS、iSCSI網絡存儲等技術，屬于網絡啟動協議技術領域的創新。本發明完整地設計了針對計算機WINDWOS和LINUX操作系統的網絡遠程引導協議并進行了實現。

二、背景技術

PXE(Preboot?Execution?Environment)是INTEL推出的可用于無盤、有盤聯網的網絡協議。使用PXE功能，首先要求客戶端網卡的支持，其次，在服務器端也要有支持此協議的網管軟件。在遠程啟動過程中，客戶端通過PXE(存放于主板或者網卡上的BIOS?ROM中)向服務器發生請求，要求服務器分配一個IP地址，再用TFTP(Trivial?File?Transfer?Protocol/小文件傳輸協議)或MTFTP(Multicast?Trivial?File?Transfer?Protocol)協議下載一個啟動軟件包到本機內存中并執行，由這個啟動軟件包完成終端基本軟件設置，從而引導預先安裝在服務器中的終端操作系統。

iSCSI協議就是一個在網絡上封包和解包的過程，在網絡的一端，數據包被封裝成包括TCP/IP頭、iSCSI識別包和SCSI數據三部分內容，傳輸到網絡另一端時，這三部分內容分別被順序地解開。iSCSI系統發出一個SCSI命令，命令被封裝到第四層的信息包中并發送。接收方從信息包中抽取SCSI命令并執行，然后把返回的SCSI命令和數據封裝到IP信息包中，并將它們發回到發送方。系統抽取數據或命令，并把它們傳回SCSI子系統。所有這一切的完成都無需用戶干預，而且對終端用戶是完全透明的。

三、發明內容

本發明針對操作系統遠程引導，提供了新型的網絡啟動協議sBOOT，并進行了完整實現。

當客戶機啟動后，其網卡上的Boot?Rom會廣播一個引導請求幀FIND，該幀中包含有客戶機的網卡MAC地址，server端遠程啟動服務收到客戶機廣播的FIND幀后，根據幀中所帶的客戶機網卡MAC地址，檢查授權配置中是否有該卡號的配置記錄：如果不存在這個記錄，引導過程不能繼續；如果存在此客戶機的記錄，遠程啟動服務發送一個FOUND幀，同樣，這個幀中包含了服務器的網卡MAC地址，然后就調用BOOTP(boot?protocol/啟動協議)或者DHCP(Dynamic?Host?Configuration?Protocol/動態主機配置協議，分配給客戶機端的機器名字、IP地址、服務器端的IP地址以及啟動時的映像文件等。

客戶機收到第一個響應后，則發送一個請求幀給第一個響應的遠程啟動服務器，以請求傳送啟動所需的文件。

當遠程啟動服務器收到客戶機請求幀后，會根據其授權配置中的客戶機記錄查找對應的啟動映像文件，并發送給客戶機一個回應幀，通過TFTP將客戶機所需的啟動文件傳送給客戶機。

客戶機接收到完整的啟動映像文件后，就開始執行文件中的啟動程序，將執行點轉向啟動映像程序的入口，啟動客戶機。

以上是標準PXE引導過程，之后就是操作系統的引導和加載，不同的OS有不同的引導方式，但均可以從磁盤加載。本發明設計采用sBOOT協議引導操作系統，引導過程為啟動映像文件對客戶機網卡加載iSCSI協議棧，并傳送IP?SAN網絡磁盤配置信息，客戶機通過iSCSI協議將服務器端的一個授權TARGET映射為本地SCSI虛擬磁盤，然后從虛擬磁盤啟動，繼續引導操作系統。

引導過程參考圖1所示。

sBOOT協議規程說明如下：

①當客戶機向一個iSCSItarget設備發出訪問請求時，sBOOT應用程序通過系統調用訪問文件系統；

②文件系統解釋這個I/O命令，分析I/O命令所在的設備和地址，然后將請求發送給SCSI上層驅動程序；

③SCSI上層驅動程序將相應的I/O命令轉換為SCSI命令，并發送給sBOOT?iSCSI?Initiator；

④sBOOT?iSCSI?Initiator將SCSI命令封裝打包，通過網絡發送到sBOOT?iSCSI?Target模塊；

⑤sBOOT?iSCSl?Target模塊收到iSCSI命令包后，將iSCSI命令包中的SCSI命令發送給SCSI底層驅動程序；

⑥由SCSI底層驅動程序完成I/O請求，將數據按原路徑返回給用戶。

啟動流程參考圖2所示。

四、附圖說明

圖1網絡啟動引導過程

圖2系統啟動流程

五、具體實施方式