CN115576613A - 基于pxe安装操作系统的方法、计算设备和通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种基于PXE安装操作系统的方法、计算设备和通信系统。该方法包括：确定在传统引导模式下安装操作系统，分配总地址空间，总地址空间为待加载的外围设备OpROM总共能占用的地址空间；在确定从PXE启动时优先为外围设备中的网卡的OpROM分配地址空间时确定存在第一网卡，第一网卡包括与网络接入设备通信连接的网卡；将总地址空间中的至少部分地址空间分配给第一网卡中的至少部分网卡，以便加载至少部分网卡的OpROM；确定第二网卡并通过第二网卡安装操作系统，第二网卡包括至少部分网卡中能获取PXE服务器发送的IP的网卡。本申请实施例降低了资源消耗，维护成本较低，提高了操作系统安装成功率。

Description

基于PXE安装操作系统的方法、计算设备和通信系统

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于PXE安装操作系统的方法、计算设备和通信系统。

背景技术

预启动执行环境(preboot execute environment，PXE)技术工作于客户端/服务端(client/server)的网络模式，支持通过网络启动操作系统。启动过程中，server端给client端分配IP地址，再用TFTP(trivial file transfer protocol)或MTFTP(multicasttrivial file transfer protocol)协议下载软件包到内存中执行，完成client端基本软件设置和操作系统安装。PXE可以引导多种操作系统，如：Windows/Linux等。

当基本输入输出系统(basic input output system，BIOS)为Legacy引导模式时，BIOS为待加载的外围设备的固件(option ROM，OpROM)分配128KB的地址空间。外围设备包括网卡，但BIOS在初始化设备时，一般按照设备扫描顺序调用执行，依次分配给外围设备地址空间。当地址空间耗尽时，则无法加载一个或多个设备包括网卡的OpROM。由于PXE是使用网络接口启动计算机，若网卡无法加载，则PXE安装失败，导致操作系统安装成功率较低。

发明内容

本申请实施例提供一种基于PXE安装操作系统的方法、计算设备和通信系统，降低了资源消耗，维护成本较低，提高了安装成功率。

为此，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种基于PXE安装操作系统的方法，所述方法包括：确定在传统引导模式下安装操作系统，分配总地址空间，所述总地址空间为待加载的外围设备的OpROM总共能够占用的地址空间，所述外围设备包括网卡类设备和非网卡类设备，所述网卡类设备包括至少一个网卡；在确定从PXE启动时优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间的情况下，确定存在至少一个第一网卡，所述第一网卡包括与网络接入设备通信连接的网卡，所述网络接入设备用于与PXE服务器建立通信连接；将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述至少一个第一网卡中的至少部分网卡，以便在分配的地址空间内分别加载所述至少部分网卡的OpROM；确定第二网卡并通过所述第二网卡安装操作系统，所述第二网卡包括所述至少部分网卡中能够获取所述PXE服务器发送的互联网协议IP的网卡。

本申请实施例的基于PXE安装操作系统的方法，通过优化OpROM加载逻辑，提高了PXE安装操作系统的成功率。具体地，可先通过BIOS代码优化OpROM加载顺序，优先加载网卡OpROM，接着，在对仅加载网卡OpROM时仍出现OpROM不足的场景(即多网卡OpROM不足场景)进一步优化。其中，通过带外管理获取网卡连接状态，只加载连接到网络的网卡OpROM，接着可再通过带内轮询方式判断已连接到网络的网卡是否可以正常获取IP，若不能正常获取IP，则可卸载该网卡，以便释放地址空间，用于加载其他可正常获取IP的网卡，从而解决了网卡OpROM无法加载导致的PXE安装失败问题，即通过带内带外组合逻辑，在安全可靠、低资源消耗、低维护成本的前提下解决了OpROM不足的问题，提高了操作系统的安装的成功率。

在一种可能的实现方式中，所述确定存在至少一个第一网卡，包括：检测所述网卡的连接指示灯的开关状态，所述连接指示灯的开关状态包括开启状态和关闭状态，在所述开启状态，所述网卡与所述网络接入设备之间通信连接；在所述关闭状态，所述网卡与所述网络接入设备之间未通信连接；若所述网卡的连接指示灯的开关状态为所述开启状态，确定所述网卡为所述第一网卡；或，获取所述网卡的寄存器的值，所述寄存器的值包括第一数值和第二数值，所述第一数值用于指示所述网卡与所述网络接入设备之间通信连接，所述第二数值用于指示所述网卡与所述网络接入设备之间未通信连接；若所述寄存器的值为所述第一数值，确定所述网卡为所述第一网卡。也就是说，在该实现方式中，可通过检测网卡的连接指示灯的开关状态判断网卡是否与网络接入设备通信连接，即网卡是否连接到网络；或者，可通过寄存器的值判断网卡是否与网络接入设备通信连接，即网卡是否连接到网络。

在一种可能的实现方式中，所述确定存在至少一个第一网卡，包括：依次对所述至少一个网卡进行检测，直至确定存在所述第一网卡；或，依次对所述至少一个网卡进行检测，确定所述至少一个网卡中存在的所述第一网卡。也就是说，在该实现方式中，在依次对网卡进行检测时，可以是检测到一个第一网卡便不再接着检测后面的网卡，即可进行后续步骤，例如判断该第一网卡的OpROM需求的地址空间(即资源需求)是否小于总地址空间的大小，在判断结果为是的情况下，将总地址空间中的至少部分地址空间分配给该网卡，以加载该第一网卡的OpROM；还可以是先检测所有网卡，将所有网卡中的第一网卡都检测出来，此时若连接到网络的一个或多个网卡(即第一网卡)需求的地址空间总量小于总地址空间的大小，即可加载该一个或多个网卡。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：将所述至少部分网卡中除所述第二网卡以外的网卡的OpROM从分配的地址空间中卸载。也就是说，在该实现方式中，若已加载OpROM的网卡无法正确获取IP，可卸载该网卡或该些网卡的OpROM，以便释放地址空间来安装其他设备。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述确定存在至少一个第一网卡之前，确定所述至少一个网卡的OpROM需求的地址空间总量大于所述总地址空间的大小；和/或，所述将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述至少一个第一网卡中的至少部分网卡，包括：对于每个第一网卡，在确定所述第一网卡的OpROM需求的地址空间的大小小于所述总地址空间的大小的情况下，将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述第一网卡。也就是说，在该实现方式中，可先判断至少一个网卡的OpROM需求的地址空间总量是否大于总地址空间的大小，若判断结果为是，再判断是否存在第一网卡，若判断结果为否，则可给至少一个网卡的OpROM分配地址空间。另外，若第一网卡需求的地址空间大于总地址空间，则无需加载该第一网卡，即无需给该网卡分配地址空间，

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：确定所述至少一个网卡的OpROM需求的地址空间总量小于所述总地址空间的大小，将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述至少一个网卡，以便在分配的地址空间内分别加载所述至少一个网卡的OpROM。也就是说，在该实现方式中，为了提高安装速度和保证安装成功率，在至少一个网卡的OpROM需求的地址空间总量小于总地址空间的大小的情况下，即可加载至少一个网卡。

在一种可能的实现方式中，所述确定从PXE启动时优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间，包括：确定所述待加载的外围设备的OpROM的地址空间的需求量之和；在所述待加载的外围设备的OpROM的地址空间的需求量之和大于所述总地址空间的大小的情况下，优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：确定不存在所述第一网卡或所述第二网卡，则基于PXE安装操作系统失败。

第二方面，本申请实施例提供一种基于PXE安装操作系统的方法，应用于带外控制器或BMC系统，所述方法包括：接收基本输入输出系统发送的第一消息，所述第一消息用于指示所述基本输入输出系统在传统引导模式下确定从PXE启动时优先为至少一个网卡的OpROM分配地址空间；确定存在至少一个第一网卡，所述第一网卡包括与网络接入设备通信连接的网卡，所述网络接入设备用于与PXE服务器建立通信连接；向所述基本输入输出系统发送第二消息，所述第二消息包括所述至少一个第一网卡各自的标识信息，所述标识信息用于唯一标识所述第一网卡，所述第二消息用于使所述基本输入输出系统将总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述标识信息对应的所述至少一个第一网卡中的至少部分网卡，以便在分配的地址空间内分别加载所述至少部分网卡的OpROM，进而通过所述至少部分网卡中的第二网卡安装操作系统，所述第二网卡包括所述至少部分网卡中能够获取所述PXE服务器发送的互联网协议IP的网卡。

在一种可能的实现方式中，所述确定存在至少一个第一网卡，包括：检测所述网卡的连接指示灯的开关状态，所述连接指示灯的开关状态包括开启状态和关闭状态，在所述开启状态，所述网卡与所述网络接入设备之间通信连接；在所述关闭状态，所述网卡与所述网络接入设备之间未通信连接；若所述网卡的连接指示灯的开关状态为所述开启状态，确定所述网卡为所述第一网卡；或，获取所述网卡的寄存器的值，所述寄存器的值包括第一数值和第二数值，所述第一数值用于指示所述网卡与所述网络接入设备之间通信连接，所述第二数值用于指示所述网卡与所述网络接入设备之间未通信连接；若所述寄存器的值为所述第一数值，确定所述网卡为所述第一网卡。

在一种可能的实现方式中，所述确定存在至少一个第一网卡，包括：依次对所述至少一个网卡进行检测，直至确定存在所述第一网卡；或，依次对所述至少一个网卡进行检测，确定所述至少一个网卡中存在的所述第一网卡。

第三方面，本申请实施例提供一种基于PXE安装操作系统的方法，应用于处理器或基本输入输出系统BIOS，所述方法包括：确定在传统引导模式下安装操作系统，分配总地址空间，所述总地址空间为待加载的外围设备的OpROM总共能够占用的地址空间，所述外围设备包括网卡类设备和非网卡类设备，所述网卡类设备包括至少一个网卡；确定从PXE启动时优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间，向带外控制器或BMC系统发送第一消息，所述第一消息用于指示所述基本输入输出系统在传统引导模式下从PXE启动时优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间；接收所述带外控制器或所述BMC系统发送的第二消息，所述第二消息包括所述至少一个第一网卡各自的标识信息，所述标识信息用于唯一标识所述第一网卡，所述第一网卡包括与网络接入设备通信连接的网卡，所述网络接入设备用于与PXE服务器建立通信连接；将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述标识信息对应的所述至少一个第一网卡中的至少部分网卡，以便在分配的地址空间内分别加载所述至少部分网卡的OpROM；确定第二网卡并通过所述第二网卡安装操作系统，所述第二网卡包括所述至少部分网卡中能够获取所述PXE服务器发送的互联网协议IP的网卡。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：将所述至少部分网卡中除所述第二网卡以外的网卡的OpROM从分配的地址空间中卸载。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述确定存在至少一个第一网卡之前，确定所述至少一个网卡的OpROM需求的地址空间总量大于所述总地址空间的大小；和/或，所述将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述至少一个第一网卡中的至少部分网卡，包括：对于每个第一网卡，在确定所述第一网卡的OpROM需求的地址空间的大小小于所述总地址空间的大小的情况下，将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述第一网卡。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：确定所述至少一个网卡的OpROM需求的地址空间总量小于所述总地址空间的大小，将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述至少一个网卡，以便在分配的地址空间内分别加载所述至少一个网卡的OpROM。

在一种可能的实现方式中，所述确定从PXE启动时优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间，包括：确定所述待加载的外围设备的OpROM的地址空间的需求量之和；在确定所述待加载的外围设备的OpROM的地址空间的需求量之和大于所述总地址空间的大小的情况下，优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算设备，所述计算设备包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行所述存储器存储的程序，当所述存储器存储的程序被执行时，所述处理器用于执行上述第一方面提供的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算设备，所述计算设备包括：第一存储器，用于存储BMC程序；带外控制器，用于执行所述第一存储器存储的程序，当所述第一存储器存储的程序被执行时，所述带外控制器用于执行上述第二方面提供的方法；和/或，第二存储器，用于存储基本输入输出系统BIOS程序；处理器，用于执行所述第二存储器存储的程序，当所述第二存储器存储的程序被执行时，所述处理器用于执行上述第三方面提供的方法。

第六方面，本申请实施例提供了一种通信系统，所述通信系统包括：PXE服务器和网络接入设备；至少一个上述第四方面或第五方面提供的计算设备，所述计算设备通过所述网络接入设备与所述PXE服务器通信连接。

第七方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面、第二方面或第三方面提供的方法。

第八方面，本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面、第二方面或第三方面提供的方法。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施例部分予以详细说明。

附图说明

下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种基于PXE安装操作系统的具体流程图；

图3为本申请实施例提供的一种对网卡依次进行检测的具体流程图；

图4为本申请实施例提供的一种基于PXE安装操作系统的方法的流程图；

图5为本申请实施例提供的一种获取网卡的连接状态的具体过程图；

图6为本申请实施例提供的另一种获取网卡的连接状态的具体过程图；

图7为本申请实施例提供的一种对网卡依次进行检测的具体过程图；

图8为本申请实施例提供的另一种基于PXE安装操作系统的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本说明书的描述中“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本说明书的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。

其中，在本说明书的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

下面针对本申请实施例中用到的缩略语和关键术语进行详细介绍：

OpROM，是BIOS在平台初始化期间所运行的固件。

PCIe，PCI express，简称PCIe，是计算机总线的一个重要分支，它沿用既有的PCI编程概念及信号标准，并且构建了更加高速的串行通信系统标准，目前这一标准由PCI-SIG组织制定和维护，PCIe仅应用于内部互连。

带外管理，out-of-band management，是指使用独立管理通道进行设备维护。它允许系统管理员远程监控和管理服务器、路由器、网络交换机和其他网络设备。

带内管理，in band management，相对于带外，带内管理是指使用常规数据通道例如以太通道、PCIe通道等来管理设备。

预启动执行环境/预执行环境(preboot execute environment，PXE)提供了一种使用网络接口(network interface)启动计算机的机制。这种机制让计算机的启动可以不依赖本地数据存储设备(如硬盘)或本地已安装的操作系统。

图1为本申请实施例提供的一种应用场景示意图。如图1所示，待安装操作系统的服务器可包括带内系统和BMC带外管理，带内系统可包括CPU、内存、硬盘、网卡等。待安装操作系统的服务器(包括PXE客户端)通过网络接入设备如交换机可与PXE服务器(即PXE服务端)通信连接。接着，通过网络从PXE服务器下载安装操作系统所需的文件，并通过TFTP(trivial file transfer protocol)或MTFTP(multicast trivial file transferprotocol)协议从PXE服务器加载内核和文件系统后进行安装。

其中，在PXE客户端与PXE服务器之间建立通信连接的过程如下：当待安装操作系统的服务器上的基本输入输出系统(basic input output system，BIOS)为传统(Legacy)引导模式时，BIOS为待加载的外围设备的OpROM分配128KB的地址空间，在初始化设备时，BIOS按照设备扫描顺序从128KB的地址空间中依次分配一部分地址空间给扫描的设备。当128KB的地址空间耗尽时，便无法再加载一个或多个设备的OpROM。例如，使用网络PCIe卡进行PXE安装操作系统时，若扫描到网卡设备时，OpROM空间不足，这样便无法分配给网络PCIe卡足够的地址空间，网络PCIe卡的OpROM无法加载，即无法正常初始化网络PCIe卡，则基于PXE安装操作系统失败，导致操作系统的成功率较低。

具体地，BIOS对外围设备OpROM加载顺序一般设置为：

VGA接口→SOL→RAID扣卡→PCH直出板载网卡→PCIe标卡→SoftRAID→其他I/O卡。

上述术语具体说明如下：

VGA，video graphics array，视频图形阵列，是IBM于1987年提出的一个使用模拟信号的电脑显示标准。

SOL，serial over LAN，是一种机制，它使受管系统的串行端口输入和输出能够通过IP重定向。

RAID，redundant array of independent disks，独立硬盘冗余阵列，利用虚拟化存储技术把多个硬盘组合起来，成为一个或多个硬盘阵列组，目的为提升性能或可靠性，或是两者同时提升。

PCH，platform controller hub，是英特尔于2008年起所推出的一系列晶片组，取代以往的I/O路径控制器(I/O controller hub，缩写ICH)。

I/O，Input/Output，输入/输出。

可以看出与网络相关的PCH直出板载网卡及PCIe标卡，加载OpROM的顺序比较靠后。默认情况下，所有设备OpROM都在BIOS中启用。因此按照上述OpROM加载顺序存在网络相关设备OpROM无法加载的情况，最终造成PXE安装失败。当出现上述问题时，一般可通过手动拆除不使用的设备或者在BIOS选项配置菜单中disable不使用的设备来解决，但易维护性极差。

鉴于此，本申请实施例提供一种基于PXE安装操作系统的方法、计算设备和通信系统。本申请实施例的基于PXE安装操作系统的方法，通过优化OpROM加载逻辑，提高了PXE安装操作系统的成功率。具体地，可先通过BIOS代码优化OpROM加载顺序，优先加载网卡OpROM，接着，在对仅加载网卡OpROM时仍出现OpROM不足的场景(即多网卡OpROM不足场景)进一步优化。其中，通过带外管理获取网卡连接状态，只加载连接到网络的网卡(即linkup网卡)的OpROM，再通过带内轮询方式判断已连接网卡是否可以正常获取IP，若不能正常获取IP，则可卸载该网卡，以便释放地址空间，用于加载其他可正常获取IP的网卡，从而通过带内带外组合逻辑，在安全可靠、低资源消耗、低维护成本的前提下解决了OpROM不足导致基于PXE安装系统失败的问题，提高了操作系统的安装成功率。另外，本申请实施例的方案也适用于其他通过带外连接状态优化OpROM资源加载的方案，比如FC卡(fibre channel，光纤网卡)。

图2为本申请实施例提供的一种基于PXE安装操作系统的具体流程图。如图2所示，系统启动后，BIOS获取当前设置的第一启动项，然后，判断是否是LegacyPXE启动，若判断结果为否，则继续启动；若判断结果为是，则枚举设备，获取设备OpROM资源需求；接着，判断OpROM资源需求是否超过128KB，若未超过128KB，则继续启动，若超过128KB，则优先加载网卡OpROM；接着，判断所有网卡OpROM资源需求是否超过128KB，若判断结果为否，即未超过128KB，则加载网卡的OpROM，以便继续启动，来安装操作系统，若判断结果为是，即超过128KB，则依次判断网卡是否连接，是否可以正确获取IP，若判断结果为是，即存在连接到网络(与网络接入设备连接)且可正确获取IP的网卡，则继续启动，若判断结果为否，即不存在连接到网络且可正确获取IP的网卡，则PXE启动失败。

也就是说，在本申请实施例的方案中，当服务器上电系统启动后，首先判断第一启动项是不是LegacyPXE启动，确认为LegacyPXE启动后，按照设备扫描顺序获取设备OpROM资源需求情况，当出现OpROM资源需求大于128KB时，优先加载网卡OpROM，若仅加载网卡OpROM仍出现OpROM资源需求大于128KB的情况，则通过带外确认网卡连接状态以及带内轮询确认是否正常分配到IP的方式，进一步优化OpROM资源的加载，实现已连接且可获取IP的网卡才能被真正加载OpROM的目的，从而通过自适应的OpROM加载顺序，在不需要人工干预的情况下完成系统安装，重启后恢复默认不会对客户已有配置造成影响，提高了PXE安装成功率，且易维护性好。

图3为本申请实施例提供的一种对网卡依次进行检测的具体流程图。如图3所示，先判断所有网卡OpROM资源需求是否超过128KB，若判断结果为否，则继续启动；若判断结果为是，依次判断网卡是否连接，若判断结果为否，未连接网卡的OpROM资源需求不分配，接着，判断所有网卡是否完成轮询，若判断结果为是，则PXE启动失败，若判断结果为否，则返回判断所有网卡OpROM(去除未连接网卡即未连接到网络的网卡/未与网络接入设备连接的网卡)资源需求是否超过128KB的步骤。其中，若依次判断网卡是否连接的判断结果为是，则判断该网卡的OpROM资源需求是否超过128KB，若判断结果为否，则加载当前连接网卡OpROM，接着，判断该网卡是否正确获取IP，若判断结果为是，则继续启动，若判断结果为否，则卸载获取IP失败网卡OpROM，然后，判断是否所有网卡完成轮询，若判断结果为是，则PXE启动失败，若判断结果为否，即存在没有完成轮询的网卡，则按照上述步骤对该网卡是否连接(即连接到网络)、是否获取IP进行判断。另外，在网卡的OpROM资源需求是否超过128KB的判断结果为是时，也判断是否所有网卡完成轮询。

也就是说，首先，通过带外管理获取网卡连接状态。其次，通过带内轮询方式判断已连接网卡是否可以正常获取IP。具体地，依次枚举网卡设备。对于每一个网卡设备，先通过带外判断当前网卡连接状态。只有连接的网卡才会进入到带内OPROM需求大小、是否可以获取IP的判断状态。非连接状态网卡不加载OpROM；接着，判断处于已连接状态的网卡的OpROM资源需求和IP正常获取都能满足后，继续启动，进入PXE安装阶段。OpROM资源需求和IP获取任一不满足，将不再加载该网卡的OpROM，逻辑判断将进入对下一张网卡继续进行上述操作。当按照上述操作轮询完所有网卡，均无法继续启动进入到PXE阶段，判断PXE启动失败。

本申请实施例的基于PXE安装操作系统的方法，在PXE安装操作系统出现OpROM不足问题时，能够自动完成OpROM优化分配，客户层面无感知，降低了维护成本，提高了安装成功率；并且，仅在LegacyPXE安装操作系统时生效，不会对已有业务造成影响，更加安全可靠。进一步地，由于优先判断网卡连接状态，降低了轮询所有网卡造成的资源消耗，有利于降低成本。即本申请实施例的方案主要为带内带外获取网卡状态的逻辑控制器，通过逻辑控制实现OpROM资源的正确使用，使真正用于PXE启动的网卡OpROM优先被加载。

接下来，基于上文所描述的基于PXE安装操作系统过程，对本申请实施例提供的一种基于PXE安装操作系统的方法进行介绍。可以理解的是，该方法是上文所描述的基于PXE安装操作系统过程的另一种表达方式，两者是相结合的。该方法是基于上文所描述的基于PXE安装操作系统的过程提出，该方法中的部分或全部内容可以参见上文对基于PXE安装操作系统过程的描述。

图4为本申请实施例提供的一种基于PXE安装操作系统的方法的流程图。如图4所示，该方法应用于计算设备且可包括以下步骤：

S401，确定在传统引导模式下安装操作系统，分配总地址空间，总地址空间为待加载的外围设备的OpROM总共能够占用的地址空间，外围设备包括网卡类设备和非网卡类设备，网卡类设备包括至少一个网卡。

S402，确定待加载的外围设备的OpROM的地址空间的需求量之和。

S403，判断待加载的外围设备的OpROM的地址空间的需求量之和是否大于总地址空间的大小。

S404，若S403的判断结果为否，继续启动。

S405，若S403的判断结果为是，优先为至少一个网卡的OpROM分配地址空间。

S406，在确定从PXE启动时优先为至少一个网卡的OpROM分配地址空间的情况下，判断是否存在至少一个第一网卡，第一网卡包括与网络接入设备通信连接的网卡，网络接入设备用于与PXE服务器建立通信连接。

并且，在判断是否存在至少一个第一网卡之前，可先判断至少一个网卡的OpROM需求的地址空间总量是否大于总地址空间的大小，其中：若判断结果为是，再判断是否存在至少一个第一网卡；若判断结果为否，则可将总地址空间中的至少部分地址空间分配给至少一个网卡，以便在分配的地址空间内分别加载至少一个网卡的OpROM，接着，在至少一个网卡中确定第二网卡并通过第二网卡安装操作系统，第二网卡包括能够获取PXE服务器发送的互联网协议IP的网卡。

另外，网络接入设备可为交换机和路由器。并且，可以先获取网卡与网络接入设备之间的通信连接状态；再将通信连接状态为连接的网卡确定为第一网卡。具体地，确定存在至少一个第一网卡的方式可以有但不限于以下两种方案：

方案1——先检测网卡的连接指示灯的开关状态，连接指示灯的开关状态包括开启状态和关闭状态，在开启状态，网卡与网络接入设备之间通信连接；在关闭状态，网卡与网络接入设备之间未通信连接；接着，若网卡的连接指示灯的开关状态为开启状态，确定网卡为第一网卡。下面参考图5进行详细介绍。

图5为本申请实施例提供的一种获取网卡的连接状态的具体过程图。如图5所示，PCH直出板载网卡通过网卡Link灯/网卡Link状态指示灯(即连接指示灯)获取网卡连接状态，具体可包括以下步骤：

PCH检测网卡Link状态，对网卡Link灯作相应的点亮或熄灭控制，Link灯点亮表明网卡连接到网络；Link灯熄灭表明网卡未连接到网络；

CPLD检测网卡Link灯状态变化，并将对应的状态写入到CPLD寄存器中保存；

BMC获取CPLD相应网卡Link状态寄存器值，通过IPMI通道上报给BIOS；

BIOS获取网卡连接状态，用于后续使用。

其中，术语说明如下：

GPIO，general purpose input output，通用输入输出口；

CPLD，complex programmable logic device，复杂可编程逻辑器件；

BMC，baseboard management controller，基板控制器；

IPMI，intelligent platform management interface，智能平台管理接口。

方案2——先获取网卡的寄存器的值，寄存器的值包括第一数值和第二数值，第一数值用于指示网卡与网络接入设备之间通信连接，第二数值用于指示网卡与网络接入设备之间未通信连接；接着，若寄存器的值为第一数值，确定网卡为第一网卡。下面参考图6进行详细介绍。

图6为本申请实施例提供的另一种获取网卡的连接状态的具体过程图。如图6所示，PCIe标卡需要支持读取Link状态寄存器值的权限，具体可包括以下步骤：

BMC通过I2C通道获取网卡Link状态寄存器值，再通过IPMI通道上报给BIOS；

BIOS获取网卡连接状态，用于后续使用。

其中，术语说明如下：

I2C，inter-integrated circuit，一种串行通信总线，使用多主从架构，用以连接低速设备。

S407，若S406的判断结果为否，即确定不存在第一网卡，则基于PXE安装操作系统失败。

S408，若S406的判断结果为是，将总地址空间中的至少部分地址空间分配给至少一个第一网卡中的至少部分网卡，以便在分配的地址空间内分别加载至少部分网卡的OpROM。

具体地，对于每个第一网卡，在确定第一网卡的OpROM需求的地址空间的大小小于总地址空间的大小的情况下，将总地址空间中的至少部分地址空间分配给第一网卡。也就是说，若第一网卡需求的地址空间大于128KB，则不会给该网卡分配地址空间。

S409，确定第二网卡并通过第二网卡安装操作系统，第二网卡包括至少部分网卡中能够获取PXE服务器发送的互联网协议IP的网卡。

另外，还可将至少部分网卡中除第二网卡以外的网卡的OpROM从分配的地址空间中卸载，以便释放地址空间，来安装其他设备。

图7为本申请实施例提供的一种对网卡依次进行检测的具体过程图。如图7所示，BIOS枚举顺序为网卡1、网卡2……网卡N。具体地，可以有但不限于以下两种方案：

方案1——依次对至少一个网卡进行检测，直至确定存在第一网卡。

例如，先检测网卡1，若网卡1未连接到网络(即未与网络接入设备连接)，则检测网卡2是否连接到网络，若网卡2连接到网络，则停止检测后面的网卡，网卡2即为第一网卡。接着，可判断网卡2的OpROM资源需求是否大于总地址空间的大小，若判断结果为否，则将总地址空间中的至少部分地址空间分配给网卡2，以便加载网卡2的OpROM，接着判断网卡2是否正确获取IP，若网卡2无法正确获取IP，则卸载网卡2的OpROM，以便释放地址空间，来加载能够正确获取IP的网卡的OpROM，若网卡2能够正确获取IP，则继续启动。

方案2——依次对至少一个网卡进行检测，确定至少一个网卡中存在的第一网卡。

例如，假设需要检测网卡1、网卡2和网卡3的连接状态，先检测网卡1，若网卡1连接到网络，接着检测网2，若网卡2未连接到网络，则继续检测网卡3是否连接到网络，若网卡3连接到网络，则网卡1和网卡3为第一网卡。接着，依次判断连接到网络的网卡的OpROM资源需求是否大于总地址空间的大小；若OpROM资源需求小于总地址空间的大小，则可加载该些网卡，然后再依次判断已加载的网卡是否能够正确获取IP，将无法正确获取IP的网卡的OpROM卸载，以便释放地址空间，来加载能够正确获取IP的网卡的OpROM。

也就是说，在方案1中，依次检测检测网卡的连接状态时，只要检测到一个网卡与网络接入设备连接即可判断是否需要加载该网卡。在方案2中，需要对多个网卡依次进行检测，需要检测出多个网卡中所有与网络接入设备连接的网卡，然后再判断是否需要加载。

也就是说，确定所有网卡异常，则PXE启动失败。网卡异常包括所有网卡未连接到网络接入设备，即不存在第一网卡；或者，在所有网卡均完成轮询的情形下未正确获取IP，即不存在第二网卡。若确定存在第二网卡，即至少一个网卡能够正确获取IP，则继续基于PXE安装操作系统。由于待安装操作系统的服务器中的网卡与网络接入设备如交换机通信连接时，网络接入设备与PXE服务端/PXE服务器之间可能通信连接，也可能未通信连接，在网络接入设备与PXE服务端/PXE服务器之间通信连接时，网卡才能正确获取PXE服务器发送的IP，因此，还需对已连接到网络的网卡判断是否能够正确获取PXE服务器发送的IP。

基于上述实施例中的方法，本申请实施例提供了一种计算设备，计算设备包括主板和芯片。其中，芯片集成在主板上，芯片包括用于存储程序的至少一个存储器和用于执行存储器存储的程序的至少一个处理器，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行上述实施例中的方法。在本申请实施例中，计算设备可以是服务器、主机等网络设备。

图8为本申请实施例提供的另一种基于PXE安装操作系统的方法的流程图。如图8所示，该基于PXE安装操作系统的方法包括以下步骤：

S801，处理器或基本输入输出系统BIOS确定在传统引导模式下安装操作系统，分配总地址空间，总地址空间为待加载的外围设备的OpROM总共能够占用的地址空间，外围设备包括网卡类设备和非网卡类设备，网卡类设备包括至少一个网卡。

S802，处理器或基本输入输出系统BIOS确定从PXE启动时优先为至少一个网卡的OpROM分配地址空间。

具体地，先确定待加载的外围设备的OpROM的地址空间的需求量之和；接着，在确定待加载的外围设备的OpROM的地址空间的需求量之和大于总地址空间的大小的情况下，优先为至少一个网卡的OpROM分配地址空间。

S803，处理器或基本输入输出系统BIOS向带外控制器或BMC系统发送第一消息，第一消息用于指示基本输入输出系统在传统引导模式下从PXE启动时优先为至少一个网卡的OpROM分配地址空间。

S804，带外控制器或BMC系统确定存在至少一个第一网卡，第一网卡包括与网络接入设备通信连接的网卡，网络接入设备用于与PXE服务器建立通信连接。

其中，确定存在至少一个第一网卡的两个示例性的方案可参见S406处的相关介绍。

另外，带外控制器还用于确定网卡中不存在第一网卡，则向BIOS发送第三消息，BIOS根据第三消息确定基于PXE安装操作系统失败。

S805，带外控制器或BMC系统向基本输入输出系统发送第二消息，第二消息包括至少一个第一网卡各自的标识信息，标识信息用于唯一标识第一网卡。

S806，处理器或BIOS将总地址空间中的至少部分地址空间分配给标识信息对应的至少一个第一网卡中的至少部分网卡，以便在分配的地址空间内分别加载至少部分网卡的OpROM。

S807，确定第二网卡并通过第二网卡安装操作系统，第二网卡包括至少部分网卡中能够获取PXE服务器发送的互联网协议IP的网卡。

也就是说，处理器或BIOS确定至少一个第一网卡能够正确获取IP，即存在第二网卡，则继续基于PXE安装操作系统。若处理器或BIOS确定不存在第二网卡，则基于PXE安装操作系统失败。

另外，本申请实施例还提供一种计算设备，该计算设备包括用于存储BMC程序的第一存储器和用于执行第一存储器存储的程序的带外控制器。当第一存储器存储的程序被执行时，带外控制器用于执行上述的S801、S802、S803、S806和S807。该计算设备还包括用于存储基本输入输出系统BIOS程序的第二存储器和用于执行第二存储器存储的程序处理器。当第二存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行上述的S804、S805。另外，该计算设备还可包括外围设备。外围设备包括网卡类设备和非网卡类设备，网卡类设备包括至少一个网卡。

进一步地，本申请实施例还提供一种通信系统，该通信系统包括PXE服务器和网络接入设备和至少一个上述的计算设备，计算设备通过网络接入设备与PXE服务器通信连接。

可以理解的是，本申请的实施例中的处理器可以是中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。通用处理器可以是微处理器，也可以是任何常规的处理器。

本申请的实施例中的方法步骤可以通过硬件的方式来实现，也可以由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(random access memory，RAM)、闪存、只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable rom，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过计算机可读存储介质进行传输。计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。

Claims (11)

1.一种基于PXE安装操作系统的方法，应用于计算设备，其特征在于，所述方法包括：

确定在传统引导模式下安装操作系统，分配总地址空间，所述总地址空间为待加载的外围设备的OpROM总共能够占用的地址空间，所述外围设备包括网卡类设备和非网卡类设备，所述网卡类设备包括至少一个网卡；

在确定从PXE启动时优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间的情况下，确定存在至少一个第一网卡，所述第一网卡包括与网络接入设备通信连接的网卡，所述网络接入设备用于与PXE服务器建立通信连接；

将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述至少一个第一网卡中的至少部分网卡，以便在分配的地址空间内分别加载所述至少部分网卡的OpROM；

确定第二网卡并通过所述第二网卡安装操作系统，所述第二网卡包括所述至少部分网卡中能够获取所述PXE服务器发送的互联网协议IP的网卡。

2.根据权利要求1所述的基于PXE安装操作系统的方法，其特征在于，所述确定存在至少一个第一网卡，包括：

检测所述网卡的连接指示灯的开关状态，所述连接指示灯的开关状态包括开启状态和关闭状态，在所述开启状态，所述网卡与所述网络接入设备之间通信连接；在所述关闭状态，所述网卡与所述网络接入设备之间未通信连接；

若所述网卡的连接指示灯的开关状态为所述开启状态，确定所述网卡为所述第一网卡；或，

获取所述网卡的寄存器的值，所述寄存器的值包括第一数值和第二数值，所述第一数值用于指示所述网卡与所述网络接入设备之间通信连接，所述第二数值用于指示所述网卡与所述网络接入设备之间未通信连接；

若所述寄存器的值为所述第一数值，确定所述网卡为所述第一网卡。

3.根据权利要求1或2所述的基于PXE安装操作系统的方法，其特征在于，所述确定存在至少一个第一网卡，包括：

依次对所述至少一个网卡进行检测，直至确定存在所述第一网卡；或，

依次对所述至少一个网卡进行检测，确定所述至少一个网卡中存在的所述第一网卡。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于PXE安装操作系统的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述至少部分网卡中除所述第二网卡以外的网卡的OpROM从分配的地址空间中卸载。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于PXE安装操作系统的方法，其特征在于：

所述方法还包括：在所述确定存在至少一个第一网卡之前，确定所述至少一个网卡的OpROM需求的地址空间总量大于所述总地址空间的大小；和/或，

所述将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述至少一个第一网卡中的至少部分网卡，包括：对于每个第一网卡，在确定所述第一网卡的OpROM需求的地址空间的大小小于所述总地址空间的大小的情况下，将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述第一网卡。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于PXE安装操作系统的方法，其特征在于，所述确定从PXE启动时优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间，包括：

确定所述待加载的外围设备的OpROM的地址空间的需求量之和；

在所述待加载的外围设备的OpROM的地址空间的需求量之和大于所述总地址空间的大小的情况下，优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间。

7.一种基于PXE安装操作系统的方法，应用于带外控制器或BMC系统，其特征在于，所述方法包括：

接收基本输入输出系统发送的第一消息，所述第一消息用于指示所述基本输入输出系统在传统引导模式下确定从PXE启动时优先为至少一个网卡的OpROM分配地址空间；

确定存在至少一个第一网卡，所述第一网卡包括与网络接入设备通信连接的网卡，所述网络接入设备用于与PXE服务器建立通信连接；

向所述基本输入输出系统发送第二消息，所述第二消息包括所述至少一个第一网卡各自的标识信息，所述标识信息用于唯一标识所述第一网卡，所述第二消息用于使所述基本输入输出系统将总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述标识信息对应的所述至少一个第一网卡中的至少部分网卡，以便在分配的地址空间内分别加载所述至少部分网卡的OpROM，进而通过所述至少部分网卡中的第二网卡安装操作系统，所述第二网卡包括所述至少部分网卡中能够获取所述PXE服务器发送的互联网协议IP的网卡。

8.一种基于PXE安装操作系统的方法，应用于处理器或基本输入输出系统BIOS，其特征在于，所述方法包括：

确定在传统引导模式下安装操作系统，分配总地址空间，所述总地址空间为待加载的外围设备的OpROM总共能够占用的地址空间，所述外围设备包括网卡类设备和非网卡类设备，所述网卡类设备包括至少一个网卡；

确定从PXE启动时优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间，向带外控制器或BMC系统发送第一消息，所述第一消息用于指示所述基本输入输出系统在传统引导模式下从PXE启动时优先为所述至少一个网卡的OpROM分配地址空间；

接收所述带外控制器或所述BMC系统发送的第二消息，所述第二消息包括所述至少一个第一网卡各自的标识信息，所述标识信息用于唯一标识所述第一网卡，所述第一网卡包括与网络接入设备通信连接的网卡，所述网络接入设备用于与PXE服务器建立通信连接；

将所述总地址空间中的至少部分地址空间分配给所述标识信息对应的所述至少一个第一网卡中的至少部分网卡，以便在分配的地址空间内分别加载所述至少部分网卡的OpROM；

确定第二网卡并通过所述第二网卡安装操作系统，所述第二网卡包括所述至少部分网卡中能够获取所述PXE服务器发送的互联网协议IP的网卡。

9.一种计算设备，其特征在于，包括：

至少一个存储器，用于存储程序；

至少一个处理器，用于执行所述存储器存储的程序，当所述存储器存储的程序被执行时，所述处理器用于执行如权利要求1-6中任一所述的方法。

10.一种计算设备，其特征在于，包括：

第一存储器，用于存储BMC程序；

带外控制器，用于执行所述第一存储器存储的程序，当所述第一存储器存储的程序被执行时，所述带外控制器用于执行如权利要求7所述的方法；和/或，

第二存储器，用于存储基本输入输出系统BIOS程序；

处理器，用于执行所述第二存储器存储的程序，当所述第二存储器存储的程序被执行时，所述处理器用于执行如权利要求8所述的方法。

11.一种通信系统，其特征在于，包括：

PXE服务器和网络接入设备；

至少一个根据权利要求9或10所述的计算设备，所述计算设备通过所述网络接入设备与所述PXE服务器通信连接。

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