CN101138215A - 在与操作系统无关的环境中的异步网络堆栈操作 - Google Patents
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Abstract
用于预引导环境中的异步堆栈操作的技术。可以使用基于令牌的堆栈设计来支持各网络堆栈层之间的通信。
Description
技术领域
本发明的各实施例涉及网络堆栈操作。更具体地，本发明的各实施例涉及对可以在与操作系统无关的(例如，预引导(pre-boot))环境中使用的异步网络堆栈的使用。
背景
电子设备的预引导环境可用于远程引导和/或远程安装的目的，这可要求电子设备在该电子设备的控制被传递给操作系统之前从远程服务器的下载一个或多个文件。在预引导执行环境(PXE)中，电子设备可以接收来自一个或多个远程服务器的文件。然而，随着下载的文件数的增加和/或PXE功能的增加，当前用于分组发送和接收的同步接口可能会成为系统性能的瓶颈。于是，用于在PXE中上传和下载数据的现有技术不能提供最优性能。
附图简述
本发明的各实施例以示例性而非限制性的方式在附图的各图中示出，在附图中类似的编号指示相似的元素。
图1是使用令牌操作的异步网络堆栈的一个实施例的概念性框图。
图2是嵌入式固件代理的一个实施例的框图。
图3是在异步网络堆栈内的各层之间的令牌传递序列的一个实施例的概念性流程图。
图4是在异步网络堆栈内的各层之间使用令牌来取消先前请求/调度的操作的序列的一个实施例的概念性流程图。
图5是电子系统的一个实施例的框图。
详细描述
在以下描述中将阐明众多具体节。然而没有这些具体细节也可以实践本发明的实施例。在其它实例中，未详细示出公知的电路、结构和技术以免淡化对本描述的理解。
在此描述的是用于在与操作系统无关的环境中的异步网络堆栈操作的技术。在一个实施例中，该异步操作可由可用于预引导环境或者任何与操作系统无关的环境中的网络通信的基于令牌的堆栈设计来支持。该技术为表示各操作层的网络堆栈驱动程序提供异步调用框架。在一个实施例中，驱动程序的动作(例如，发送、接收)是可调度的。
在此描述的是使用令牌来支持异步网络堆栈的操作的技术。在一个实施例中，令牌可以具有如下4个特征：1)令牌可以标识所请求的动作(例如，发送数据分组、接收数据分组)；2)用于指示令牌的当前阶段或该请求的结果的状态指示符；3)提供状态改变通知的事件；以及4)上下文。在可选实施例中，还可以支持另外的和/或不同的令牌特征。
图1是使用令牌操作的异步网络堆栈的一个实施例的概念性框图。图1的概念性框图包括特定的网络层和协议；然而在可选实施例中，也可以支持不同的协议和/或层。
在一个实施例中，每个网络层的物理实现可被配置成与嵌入式固件代理190通信。在可选实施例中，一个或多个层可以不被配置成与嵌入式固件代理190通信。应用程序100可以表示包括经由主机设备外部的网络来通信的功能的任何类型的应用程序，而无论其是否在操作系统的控制之下。应用程序190可以是本领域内已知的任何类型的应用程序。
在一个实施例中，应用程序190可以通过向组播简单文件传输协议层110传递令牌来请求例如发送网络分组的服务。一般而言，TFTP是其使用比文件传输协议(FTP)更为简单的传输协议，但是其提供的功能也更少。例如，TFTP不支持用户认证或目录可见性。TFTP使用用户数据报协议(UDP)而非传输控制协议(TCP)。TFTP的一个实施例在1992年7月出版的因特网标准(草案)(RFC)1350修订版2中有正式描述。
TFTP已如1997年2月出版的RFC 2090中所述的那样被扩展成包括组播选项。组播TFTP将客户机设备分类为主动客户机或被动客户机。一次只存在一个主动客户机。主动客户机与服务器通信以便使用停止并等待ARQ流和差错控制技术将数据下载至经协商的组地址。当所请求的活动已完成时，MTFTP层110返回带有请求该活动的令牌的事件通知。令牌和事件通知的使用可以允许应用程序190在完成所请求的活动所需的时段内继续操作并从事其他任务。
在一个实施例中，可以在每个网络堆栈层之间利用该令牌传递技术。即，在MTFTP层110与UDP层120之间、UDP层120和IP层130之间、IP层130和受管网络协议(MNP)层140之间、以及MNP层140和NIC驱动程序150之间。
在一个实施例中，MTFTP层110、UDP层120、IP层130和MNP层140可以表示分层的网络驱动程序。在同步网络堆栈中，调用层在被调用的层执行所请求的操作时将暂停操作。相反的是，使用在此描述的异步网络堆栈技术，一层可以使用令牌来请求来自较低层的操作并且在该操作正由该较低层执行的同时执行不依赖于所请求的操作的各操作。
例如，IP层130可以请求所接收的IP分组并且可以准备一接收令牌以及相关联的通知事件。在将该接收令牌传递给MNP层140之后，IP层130就可从事其他操作，例如准备用于发送的分组。当一分组从网络中接收并由MNP层240处理时，可以存储该所接收的分组并且MNP层240可以经由从IP层140接收的带有令牌的事件来向IP层140通知所接收的分组。响应于该事件，IP层140可以处理所接收的分组。
在一个实施例中，嵌入式固件代理190可以允许异步网络堆栈在与操作系统无关的环境中操作。图2是嵌入式固件代理的一个实施例的框图。在图2的示例中，嵌入式固件代理可以具有与可扩展固件接口(EFI)兼容的接口，其中该EFI由2003年11月26日公布的EFI规范，版本1.10所定义，该版本可以从加利福尼亚州圣克拉拉市的Intel公司处获得。在可选实施例中，还可以使用其他固件组件。
在一个实施例中，嵌入式固件代理可以包括与系统接口205相耦合的代理总线200。系统接口205可提供该嵌入式固件代理通过其与主机系统通信的接口。该嵌入式固件代理还可以包括与外部网络(图2中未示出)相耦合的代理网络接口250，以允许该嵌入式固件代理与远程电子设备通信。代理网络接口250可以支持有线和/或无线网络通信。
在一个实施例中，该嵌入式固件代理还包括可以与代理总线200相耦合的动态存储器210。动态存储器210可以为在操作期间使用的指令和/或数据提供存储。嵌入式固件代理还可以包括可以与代理总线200相耦合的用以存储静态数据和/或指令的非易失性存储220。在一个实施例中，该嵌入式固件代理可包括与代理总线200相耦合以执行控制操作和/或执行由动态存储器210和/或非易失性存储220所提供的指令的控制电路230。
在一个实施例中，该嵌入式固件代理可支持独立于主机操作系统的操作。这些操作例如可以是在载入操作系统之前或者在载入该操作系统的同时但在控制传送到操作系统之前执行的预引导操作。当主机操作系统具有对主机电子设备的控制时，这些操作也可以独立于主机操作系统。例如，在一个实施例中，该嵌入式固件代理可以经由带有例如Pentium处理器的SMI管脚或者带有Itanium处理器的PMI管脚(一般地，xMI线)的中断接口与主机处理器相耦合。可对其它处理器使用其它系统中断信号。
因为如在此处描述的那样使用令牌可以允许各层操作是可调度的，所以可以将包括例如超线程处理、多处理器系统和多线程处理在内的并行技术结合到固件级设计中并允许堆栈驱动程序执行并行操作。使用例如中断或定时器，嵌入式固件代理可以与异步网络堆栈相交互，从而能够启用包括例如在预引导和/或在与操作系统无关的环境中支持的后台web服务器或后台远程登录(telnet)服务器的网络操作。使用可由令牌支持的状态和/或上下文能够允许网络堆栈层传递状态，而无需使用异步堆栈配置可能需要的其他通道。
图3是在异步网络堆栈中的各层之间的令牌传递序列的一个实施例的概念性流程图。在一个实施例中，上层网络堆栈可以生成或准备用于请求一特定操作(例如，分组的发送或接收)的令牌。在一个实施例中，该令牌可以包括通知事件和/或可用于传递所请求的操作的状态或上下文的上下文信息。在一个实施例中，上层堆栈层可以调用下层堆栈层的方法或函数以将令牌传递给下层堆栈层。
响应于接收到令牌，下层堆栈层可以执行和/或调度该令牌所请求的操作(例如，发送、接收)。所请求的操作一旦完成，下层堆栈层可以生成或准备将所请求的操作的完成传达给嵌入式固件代理的信号事件。在一个实施例中，嵌入式固件代理可以使用事件通知来向上层堆栈层通知所请求的操作的完成。响应于接收到该事件通知，上层堆栈层可以执行任何操作完成处理并删除令牌。
图4是在异步网络堆栈内的各层之间用令牌取消先前请求/调度的操作的序列的一个实施例的概念性流程图。在一个实施例中，上层网络堆栈可以生成或准备取消先前生成的令牌的取消请求。在一个实施例中，该取消请求可以包括该令牌和/或可用于传递该令牌的状态或上下文的上下文信息。
在一个实施例中，上层堆栈层可以调用下层堆栈层的方法或函数以该取消请求传递给下层堆栈层。响应于接收到该取消请求，下层堆栈层可以异常中止由该令牌标识的先前的操作并在随后生成或准备将送至嵌入式固件代理的信号事件。在一个实施例中，嵌入式固件代理可以将分派事件信号发送给上层堆栈层，该信号会引发上层堆栈层执行任何差错处理并删除该令牌。
在一个实施例中，图3和图4的技术能被实现为由电子系统执行的指令。指令可以由电子设备存储或者指令可由电子设备(例如，经由网络连接)接收。图5是电子系统的一个实施例的框图。在图5中示出的电子系统旨在代表各种电子系统，例如计算机系统、网络接入设备等。电子的或非电子的可选系统能够包括更多、更少和/或不同的部件。图5的电子系统可以代表服务器设备以及一个或多个客户机设备。
电子系统500包括用以传递信息的总线505或其他通信设备、以及耦合至总线505以处理信息的处理器510。虽然示出的电子系统500带有单个处理器，但是电子系统500能够包括多个处理器和/或协处理器。电子系统500还包括耦合至总线505以存储要由处理器510执行的信息和指令的随机存取存储器(RAM)和/或其他动态存储设备520(被称为存储器)。存储器520还能够用于在由处理器510执行指令期间存储临时变量和/或其他中间信息。
电子系统500还包括耦合至总线505来为处理器510存储静态信息和指令的只读存储器(ROM)和/或其他静态存储设备530。在一个实施例中，静态存储设备530可以包括嵌入式固件代理。在可选实施例中，还可以使用其他固件组件。
数据存储设备540耦合至总线505用以存储信息和指令。诸如磁盘或光盘及其相应驱动器等数据存储设备540可以耦合至电子系统500。
电子系统500还可以经由总线505耦合至诸如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)等显示设备550以将信息显示给用户。包括字母数字和其他键的字母数字输入设备560通常耦合至总线505以向处理器510传送信息和命令选择。另一种用户输入设备是诸如鼠标、跟踪球、或光标方向键等光标控制570，用以向处理器5 10传送方向信息和命令选择以及控制光标在显示器550上的移动。电子系统500还包括用以提供对诸如局域网等网络的接入的网络接口580。网络接口580还包括根据本领域内已知的任何协议提供无线网络接口的一根或多根天线585。
各指令经由提供对一个或多个电子可访问介质等的访问的有线或无线远程连接(例如，经由网络接口580而通过网络)而从诸如磁盘、只读存储器(ROM)集成电路、CD-ROM、DVD之类的存储设备提供给存储器。在可选实施例中，可使用硬连线电路来代替软件指令或与其结合使用。于是，指令序列的执行不限于硬件电路和软件指令的任何特定组合。
电子可访问介质包括以电子设备(例如，计算机、个人数字助理、蜂窝电话)可读的方式提供(即，存储和/或发送)内容(例如，计算机可执行指令)的任何机制。例如，机器可访问介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存设备；以及电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等等)等等。
在说明书中对“一个实施例”或“某一实施例”的参考指的是结合该实施例描述的特定特征、结构或性能被包括在本发明的至少一个实施例中。出现在说明书各处的短语“在一个实施例中”不一定全部指代同一实施例。
虽然已根据各实施例对本发明进行了描述，但是本领域普通技术人员将会认识到本发明不限于所述实施例，而是可由落入所附权利要求书精神和范围之内的修改和改变来实践。于是应认为本描述是示例性而非限制性的。
Claims (20)
1.一种方法，包括：
在与操作系统无关的环境中使用基于令牌的异步层间通信协议将对第一网络操作的请求从第一网络堆栈层发送至第二网络堆栈层；
在接收到所述第一网络操作完成的指示之前用所述第一网络堆栈层执行第二网络操作；以及
响应于所述第一网络操作的完成，将所述第一网络操作完成的指示经由嵌入式固件代理从所述第二网络堆栈层发送至所述第一网络堆栈层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一网络堆栈操作包含数据传输操作。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一网络堆栈操作包含经由网络连接的数据接收。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与操作系统无关的环境包含预引导执行环境。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一网络堆栈层和所述第二网络堆栈层都与支持所述基于令牌的异步网络堆栈的主机系统中的嵌入式固件代理通信上耦合。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述完成指示至少包括所述令牌。
7.一种装置，包括：
能够以与操作系统无关的方式运作的嵌入式固件代理；
支持基于令牌的异步层间通信协议的控制电路，所述控制电路与所述嵌入式固件代理通信上耦合，以使用包括令牌的请求将对第一网络操作的请求从上层网络堆栈层发送至下层网络堆栈层，在接收到所述第一网络操作完成的指示之前用所述上层网络堆栈层执行第二网络操作，以及响应于所述第一网络操作的完成将所述第一网络操作完成的指示经由嵌入式固件代理从所述第二网络堆栈层发送至所述第一网络堆栈层。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一网络堆栈操作包含数据传输操作。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一网络堆栈操作包含经由网络连接的数据接收。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述与操作系统无关的环境包含预引导执行环境。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述完成指示至少包括所述令牌。
12.一种包含其上存储有指令的计算机可读介质的制品，所述指令在被执行时使一个或多个处理组件：
在与操作系统无关的环境中使用基于令牌的异步层间通信协议将对第一网络操作的请求从第一网络堆栈层发送至第二网络堆栈层；
在接收到所述第一网络操作完成的指示之前用所述第一网络堆栈层执行第二网络操作；以及
响应于所述第一网络操作的完成，将所述第一网络操作完成的指示经由嵌入式固件代理从所述第二网络堆栈层发送至所述第一网络堆栈层。
13.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述第一网络堆栈操作包含数据传输操作。
14.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述第一网络堆栈操作包含经由网络连接的数据接收。
15.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述与操作系统无关的环境包含预引导执行环境。
16.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述完成指示至少包括所述令牌。
17.一种系统，包括：
一个或多个处理组件；
与所述一个或多个处理组件相耦合的网络接口；
与所述一个或多个处理组件相耦合并有指令存储其上的计算机可读介质，所述指令在被执行时使所述一个或多个处理组件在与操作系统无关的环境中使用基于令牌的异步层间通信协议将对第一网络操作的请求从第一网络堆栈层发送至第二网络堆栈层；在接收到所述第一网络操作完成的指示之前用所述第一网络堆栈层执行第二网络操作；以及响应于所述第一网络操作的完成，将所述第一网络操作完成的指示经由嵌入式固件代理从所述第二网络堆栈层发送至所述第一网络堆栈层。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述第一网络堆栈操作包含数据传输操作。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述第一网络堆栈操作包含经由网络连接的数据接收。
20.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述与操作系统无关的环境包含预引导执行环境。
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