JP4199677B2 - データをネットワーク上のコンピューターにストリームするためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明はネットワークサーバーからネットワーク上のパソコン（ＰＣ）等の１つまたは複数のクライアント装置への、同時性のデータの伝送に関する。詳細に述べると、本発明は仮想ディスクエミュレーション及び所望のデータのブロードキャスティングまたはマルチキャスティングを利用することによってクライアント装置の遠隔操作を促進する。いくつかの実施例において、前記データはネットワークサーバー上に存在し、１つまたは複数のクライアント装置をブートまたは初期設定するために使用されるオペレーティングシステム（Ｏ／Ｓ）、ハイバネーション、及びアプリケーションファイルを含む。

コンピューターネットワークはオフィスや企業の他の環境においてパソコン（ＰＣ）を相互接続するために使用されている。ＰＣの使用の拡大とともに、コンピューターファイルの共有化及びインストール後の各ＰＣの管理の促進に対する要求が増している。多数のＰＣから成るネットワークにおいて、組織が、各ＰＣを実際に訪問及びサービスするためのＩＴ用人員を保有することは非常にコストがかかることである。このようなコストを抑えるために、ソフトウェア及びコンピューターの製造業者はソフトウェア製品をネットワークサーバーで集中的に維持し、ネットワークを介して各クライアントＰＣに所望のソフトウェアをダウンロードするための技術を開発している。

ネットワーク中心的（network-centric）コンピューター化はまた、ＰＣアーキテクチャに新しい要求を課している。組み込み型のシステムは通常小型かつ安価で、特定の目的の装置に専用の物として設計されている。ＰＣはそれらの寿命の異なった時期において、多様な異なった役割を果たせるような、拡張可能な汎用型のコンピュータープラットフォームである。現在の組み込み型システムの多くの形式は、「通信プロトコル」と呼ばれるルールの組に従ってネットワーク上でデータパケットを送信することによって、それらが他のインテリジェント型装置と相互作用することを可能にする通信メカニズムに接続されている。サーバーとクライアント等の、ネットワーク上の２つのコンピューターが互いに通信するために、各コンピューターは特定のネットワークに対する適当な通信プロトコルを使用しなければならない。本発明はネットワーク通信のために標準的なＴＦＴＰ(trivial file transport protocol)及びＤＨＣＰ(Dynamic Host Configuration Protocol)を利用する。

組み込み型のインテリジェント接続された装置の設計者及び製造者はコストを削減し、管理性及び信頼性を向上させ、展開を促進し、装置内の知的財産を保護するための方法を模索している。これらを達成する１つの方法はクライアントＰＣがネットワークからブート（または、起動）される能力を導入することである。ＰＣのブートプロセスの目的は必要なオペレーティングシステム要素をロードし、ハードウェア装置を初期化し、ユーザーにアプリケーションを提示すことである。これは長い処理であり、通常の条件下において、ハードウェアまたはソフトウェアの初期設定の変化及び認可されたユーザーの変化を考慮する必要がある。ネットワークブートは、ＰＣに関連した（または、ＰＣに直接接続した）ハードウェアが固定的であり、クライアントＰＣの役割がたびたび変化しない状況により適している。ネットワークブートはＰＣのハードディスクの除去を可能にし、ソフトウェアコンテントの中央管理を促進する。現状のネットワークの帯域（10/100Mbs及び1Gbs）はクライアントＰＣのローカルハードディスクの速度に達していないので、クライアントＰＣのオペレーティングシステム（Ｏ／Ｓ）の遠隔的な「コールドブート」は効率的ではなく、非常に時間がかかる。さらに、ネットワークの有効な帯域幅及びネットワークサーバーのリソースは多数のクライアント装置を同時にブート（「ブートストーム」）しようとしたときにさらに悪化する可能性がある。「コールドブート」のために必要な長い時間は通常の組み込み型装置の認知及び挙動の魅力を奪う。したがって、ネットワークサーバー等の、中央のリポジトリからネットワーク上の複数のクライアント装置への所望のデータの伝送をスピードアップするスケーラブルな（または、拡張及び縮小が容易な）方法が要求されている。

従来技術のシステムは、ネットワーク上のブートイメージからクライアント装置を遠隔的にブートすることに関連した長いブート時間を解決するための手法を提示している（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この特許は各クライアントＰＣのローカル格納媒体に格納されたハイバネーションイメージから再生し、一種のリセットにしたがうことを教授している。この手法はクライアントＰＣがハイバネーションの前にＰＣの所望の状態の全ての再設定を実施することを必要とし、サーバーが多数のクライアントＰＣが接続されたネットワーク上で、対応する複数のクライアントＰＣに複数のハイバネーションイメージを個々に転送するのでネットワークの衝突を引き起こす可能性がある。

従来のシステムには、サーバーへのネットワーク接続を介してクライアントコンピューター上の３２ビットＰＣオペレーティングシステム（Ｏ／Ｓ）をブートするためにディスクエミュレーションを使用する装置及び方法を使用しているものもある（例えば、特許文献２参照）。詳細に述べると、この特許はクライアントのＯ／Ｓがそれ自体でネットワーク処理を実施することができるようになるまで、「ガタピシモード（thunking）」と呼ばれる、ウィンドウズ９ｘＯ／Ｓの３２ビット保護モード処理とＢＩＯＳによって使用される１６ビットリアルモードとの間での（各ディスクＩ／Ｏコールでの）スイッチングの方法を教授している。この方法及び装置はＯ／Ｓを含むクライアントＰＣ上で望まれるソフトウェアアプリケーションの完全なイメージのダウンロードによる、サーバーからのウィンドウズ９５等のＯ／Ｓのブートに特に適している。しかしながら、この特許は特定の好まれる実施例においてハイバネーションファイルを含む、所望のデータの、ネットワーク上の複数のクライアントＰＣへのブロードキャスティングまたはマルチキャスティングを考えに入れていない。

米国特許第６１０１６０１号明細書 米国特許第５９７４５４７号明細書

本発明の目的は、ネットワーク上に接続されたネットワークサーバー及び１つまたは複数のクライアントコンピューターから成るネットワークシステムにおいて、ネットワークサーバーから１つまたは複数のＰＣ上のＯ／Ｓを素早くブートするためのシステム及び方法を提供することによって、上述の問題を解決することである。

本発明はネットワークサーバーから１つまたは複数のクライアントＰＣへのデータのストリーミング（または、データの転送）のための装置及び方法を提供する。データはネットワークサーバーに関連した（または、サーバーに直接接続した）格納装置の複数のセクターから予め決められた様式で回復（または、検索）されてもよい。動作中、１つまたは複数のクライアントＰＣは複数のセクターのダウンロードに対する対応する数の要求（または、リクエスト）を発行する。要求は一時的にクライアントＰＣの各々のローカルディスクの動作をエミュレートするサーバーに転送（または、送信）される。サーバーはサーバーに関連した（または、サーバーに直接接続した）仮想ハードディスクから所望のデータを、要求しているクライアントに同時的に（または、同期的に）ブロードキャストまたはマルチキャストする。サーバーは好まれるものとして、所望のデータへの送信の前の、予め決められた勧誘期間中（または、インビテーション期間中）にダウンロード要求を受諾する。

特定の実施例において、エミュレーションはクライアントＰＣの各々に存在するエミュレーションコードを実行することによって達成される。好まれるものとして、エミュレーションコードは各クライアントＰＣのネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）上に存在する実行時前ブート環境（ＰＸＥ（pre-execution boot environment））コードである。代替的な実施例において、エミュレーションは実行されたときに割り込み操作プロシジャー（Int 13h）によってディスクアクセス制御を引き受け、所望のデータを要求する、ネットワークサーバーからダウンロードされた独創的なブートコードの結果である。もう１つの実施例において、エミュレーションは（好まれるものとして、ウィンドウズ２０００、ＮＴ、またはＸＰである）Ｏ／Ｓの一部、及び、同様にクライアントのネットワークインターフェースの制御を引き受け、所望のデータを要求する、ネットワークサーバーからダウンロードされた２つの独創的なドライバーを実行することによって各クライアントＰＣで達成される。

ストリームされるデータ（または、転送されるデータ）はネットワークサーバーからダウンロードを要求しているクライアントＰＣへの、同時的なバーストモードでのブロードキャストまたはマルチキャストであってもよい。それゆえ、データは各クライアントＰＣに冗長的に送信されるのではなく、ネットワークサーバーから一度だけ送信されればよい。データセクターは各クライアントで受信されるので、それらは独創的なドライバーによって予めアロケートされたデータキャッシュにキュー登録（または、キューイング）される。これは各クライアントがＯ／Ｓデータストラクチャー、ドライバー、及び（または）アプリケーションを初期化する等の、他の動作に専念することを可能にする。

特定の実施例において、本発明は仮想ディスクエミュレーション及び、サーバーから１つまたは複数のクライアントへ予め設定されたディスクイメージの一部をマルチキャストまたはブロードキャストするためのストリーミング法（または、データ転送法）を利用することによって、ネットワークサーバーから１つまたは複数のクライアントＰＣ上のＯ／Ｓをブートするためのシステム及び方法を提供する。独創的なドライバーは、１つの機能として、再ブート処理を完了するために必要なＯ／Ｓファイルを集合的に（または、共同的に）構成するディスクイメージの一部（複数のセクター）のブロードキャストまたはマルチキャストを受信（または、受諾）することによって、各クライアントＰＣが使用可能な状態に回復（または、再生）することを援助するように動作する。ブート処理の初期段階でのディスクアクセスに対する要求は最初に、ＰＸＥサービスを使用することにより各クライアントからネットワークサーバーにリダイレクトされる（または、向け直される）。ＰＸＥコードは各クライアントとサーバーとの間の初期仮想接続の確立を援助し、サーバーがもう１つのクライアントのドライブとして認識されることを可能にするだろう。ＰＸＥコードは付加的なエミュレーションコードのダウンロードを援助し、それ（すなわち、ダウンロードされたエミュレーションコード）は次に、送信されるディスクイメージの一部のダウンロードを援助するＯ／Ｓコードをダウンロードする。ブート処理の初期段階中、クライアントＯ／Ｓにサポートされたネットワークアクセスを与えるために不十分なＯ／Ｓ要素がロード及び起動される。結果として、クライアントのハードディスクアクセス要求はInt 13hハンドラー及びダウンロードされたエミュレーションコードを介して操作される。Ｏ／Ｓのブートの約２５％において、Ｏ／Ｓは独創的なドライバーを使用してサーバーとの通信の制御を引き受け、ＢＩＯＳ Int 13hサービスに対する必要性を効果的に回避する。

もう１つの実施例において、本発明のネットワークサーバーから１つまたは複数のＰＣ上のＯ／Ｓを素早くブートするためのシステム及び方法はハイバネーションファイルを使用する。この実施例において、ストリームされるデータはハイバネーションイメージ及び複数のＯ／Ｓファイルを含むハイバネーションファイルを含む。ストリーミング処理自体はハイバネーションの機能性に全く依存しないが、この実施例における１つまたは複数のＰＣはハイバネーションをサポートするＯ／Ｓを動作させる必要がある。そのようなシステムはマイクロソフトウィンドウズ２０００及びＸＰを含む。同期性のストリーミング法を利用するネットワークブートのさらなる記述は本出願人の国際公開第０３／０９０１０９号「System for and Method of Network Booting of an Operating System to a Client Computer Using Hibernation」に記載されており、それの内容全体は本願にも参照として取り込まれる。

本発明はクライアント装置がハードディスクとともに構成されなくてもよいので、必要とするハードウェアが少ない。本発明はまた、クライアントＰＣが同一の所望のデータをダウンロードすることを可能にする。これは各クライアントが同一のＯ／Ｓやアプリケーションの複製を実行する必要がないので、各クライアント装置の維持を容易にする。例えば、ソフトウェアのアップグレードはクライアントＰＣの数にかかわらず、単一のディスクイメージまたはデータセクターの特定のグループでのみ実施されることを必要とする。ストリーミングデータは複数のクライアントにブロードキャストまたはマルチキャストされるので、例えば、多数のクライアントが同時にブートしようとしたとき等の、トラフィックのピーク時に、ネットワークのトラフィックが大幅に減少される。したがって本発明の解決法は増大する数のクライアントＰＣをブートするために必要なリソースが少ないので、非常にスケーラブル（または、拡張及び縮小が容易）である。

以下に、本発明の特定の好まれる実施例を図面とともに説明する。
本願で使用される用語「ＭＢＲ（Master Boot Record）（または、マスターブートレコード）」、「ストレージドライバー（または、格納装置ドライバー）」、及び「ネットワークフィルタードライバー」は出願人によって開発されたブートストラッピングソフトウェアモジュールを意味する。出願人以外の人によって開発されたソフトウェアモジュールを差別化するために、「Ｏ／Ｓ」等の従来の慣例的なモジュール名を採用する。また、用語「仮想ドライブ」、「ブートドライブ」及び「サーバードライブ」は以下の記述において同義的に使用される。

図１に示されているネットワークコンピューター環境は企業のネットワークまたはクライアント／サーバーコンフィグレーションであってもよく、そこにおいて、ＰＣ２のいずれかがファイルサーバーまたはネットワークサーバー４として機能してもよい。ネットワークサーバー４は比較的小さいＰＣから大きなメインフレームを含む、通常のタイプのシステムであってもよい。以下に説明する特定の実施例において、サーバー４は１つまたは複数のバス１６によって接続された１つまたは複数の中央処理ユニット（ＣＰＵ）６、ハードディスク８、それ自体のＢＩＯＳ１８を備えたリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）１０、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）１２、及びネットワークアダプター１４を備える中間的なコンピューターである。当業者にとって明白であるだろうが、ＢＩＯＳ１８はネットワークサーバー内の構成要素間の情報の伝達を援助する基本的なルーチンの組である。以下に説明する特定の実施例において、ネットワークサーバーのハードディスク８はＯ／Ｓローダー（例えば、ＮＴＬＤＲ）やユーティリティーファンクションファイル（例えば、WIN32.SYS）、または、１つまたは複数のハイバネーションファイル２０、セクターシーケンスファイル２２、ＭＢＲ（マスターブートレコード）２４等の多様なマイクロインストラクションコードの組、ストリーミングモジュール２６、及び、少なくともネットワークフィルタードライバー３０及びストレージドライバー（または、格納装置ドライバー）３２を含むＯ／ＳＭＢＲ２８等のＯ／Ｓファイルを格納する。

選択的に、１つまたは複数の付加的なサーバー３４がネットワークに接続され、第１サーバー４及びクライアントＰＣ２と通信してもよい。マルチサーバーネットワークの場合、クライアントモジュール３６（例えば、ＨＰＰＣ）が第１サーバー４内に存在し、クライアント装置２からの要求への応答で、どの付加的なサーバー３４がクライアントアドレッシング情報及びダウンロード情報を含むかを指定してもよい。

１つまたは複数のクライアント装置２はネットワーク上のネットワークルーターまたはネットワークスイッチ３８を介してサーバー４に接続される。物理的な接続はケーブル、スイッチ式電話線、無線及び赤外線スペクトルで動作するワイヤレス装置、及び他の手段を含む多様な形式のいずれであってもよい。クライアント装置及びサーバーは標準的な通信プロトコルを使用して互いにデータを伝送する。Ｏ／Ｓ４０は適当な数のＯ／Ｓモジュール及びＯ／Ｓドライバーが起動した後、各クライアント装置の物理的な機能または設備を管理する。各クライアント装置はインテルコーポレイションによって製造されているｘ８６ファミリーマイクロプロセッサー等の、ＣＰＵ４２を備えている。各クライアントはまた、ＢＩＯＳ４８を格納しているＲＯＭ４６及びＲＡＭ５０を含むローカルメモリー４４、ローカル格納装置（または、ローカルストレージ）５２、及びシステムバス５６によってＣＰＵに接続しているネットワークアダプター５４を含む。

図１はまた、適当な数のセクターがダウンロードされ、それらが含むコードが実行された後の、クライアントのＲＡＭ５０の一部を図示している。示されているように、ＲＡＭ５０はダウンロードされたＯ／Ｓ４０、Ｏ／Ｓドライバー７６、Ｏ／Ｓローダー７８、Ｏ／Ｓユーティリティーファンクションファイル（例えば、WIN32.SYS）７２、ネットワークフィルタードライバー３０、ストレージドライバー（または、格納装置ドライバー）３２、及びＯ／Ｓネットワークスタック６８を含んでもよい。いくつかの実施例において、ＲＡＭ５０はまた、ハイバネーションファイル２０を含んでもよい。

図２を参照すると、各クライアントのネットワークアダプター５４は好まれるものとして、クライアントのハードウェアとネットワークとの間にデータリンクを与えるネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）である。各ＮＩＣ５４はクライアントシステムバス５６に接続するためのバスインターフェース５８、ネットワークに接続するための１つまたは複数のネットワークコネクター６０を含む。ネットワークコネクター６０はＬＡＮまたはＷＡＮに対応するものであってもよい。ＮＩＣ５４にはまた、ＮＩＣの固有デスティネーションアドレスを格納するためのランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）６２及び、ＰＸＥエミュレーションコード６６を格納するための選択的ＲＯＭ（ＯＰＲＯＭ）６４が備えられている。デスティネーションアドレスは各クライアント２がネットワーク上の他のコンピューターによって個々にアドレッシングされることを可能にする。

複数のクライアントへの所望のデータの同期的ストリーミング
上述したように、本発明は１つまたは複数のクライアント２によって発行されたリード要求（または、リードリクエスト）への応答で、ローカルディスクを透明（または、透過的）にエミュレートし（すなわち、クライアントの利用者からその介在が意識されないようにエミュレートし）、サーバーの「仮想ドライブ」８に存在するデータセクターの組の内容をブロードキャスティングまたはマルチキャスティングすることによって、ネットワークサーバーから１つまたは複数のクライアント２へデータをストリーム（または、データを転送）するためのシステム及び方法を与える。データはネットワークサーバー４に関連した（または、ネットワークサーバー４に直接接続した）格納装置内の複数のセクターから予め決められた様式で回復（または、検索）されてもよい。動作中、特定のデータのダウンロードが必要な１つまたは複数のクライアント２は所望のデータを集合的に（または、共同的に）構成する複数のセクターのダウンロードに対する要求（または、リクエスト）を発行する。ここで、異なった組のクライアントが異なったデータのダウンロードを要求してもよいことに注意しなければならない。要求はサーバーに転送され、サーバーは各クライアントのローカルディスクの動作を透明にエミュレートする。ネットワークサーバー４のストリーミングモジュール２６は「仮想」格納装置から、要求しているクライアントの組に所望のデータをブロードキャストまたはマルチキャストする。ストリーミングモジュール２６は好まれるものとして、所望のデータを送信する前に、予め決められた勧誘期間（または、インビテーション期間）の間、ダウンロード要求を受諾する。

図４は本発明に従った同期的データストリーミングに対する処理４００を図示しているフローチャートである。ここで、以下の説明は同一のデータのダウンロードを必要としているクライアントの単一の組に対して記載されていることに注意しなければならない。これは本発明の理解を容易にするためであり、本発明を制限するためではない。当業者にとって明白であるだろうが、同期的ストリーミング法はネットワークサーバーから異なったデータのダウンロードを同時に要求しているクライアントの複数の組に対しても応用可能である。

ステップ４０２において、特定のデータのダウンロードを所望している各クライアントは初期の要求を発行する。所望のデータはサーバーの仮想ドライブ８に存在する多様なアプリケーションファイル、Ｏ／Ｓファイル、ブートプログラム、またはハイバネーションファイルであってもよい。これらの要求がサーバー４に発行されるとともに、サーバーはＰＸＥコード６６及びダウンロードされたＭＢＲ３３のコードの実行を介して、または、ネットワークフィルター及びストレージドライバーと共にＯ／ＳＭＢＲ２８のコードの実行を介して、ブートアップ（boot up）の多様な段階中に、クライアントのローカルディスク５２をエミュレートする。

ステップ４０４において、サーバーのストリーミングモジュール２６は予め決められた勧誘期間中に初期要求を発行している各クライアント２'を登録する。登録された各クライアントはストリーミングモジュール２６からのデータパケットを待つ。

ステップ４０６において、ストリーミングモジュールはサーバー４上でセクターシーケンスファイル２２を探す。セクターシーケンスファイル２２は所望のデータを含んでいるデータセクターへのアクセス及びデータセクターのブロードキャストまたはマルチキャストの順序（オーダー）を決定する。セクターシーケンスファイル２２が見つからない場合、プログラムフローは後で説明されるセクターシーケンスファイルを記録するためのラーニング処理（または、学習処理）４５０に進む。

ステップ４０８において、セクターシーケンスファイル２２が見つかった場合、ストリーミングモジュール２６はバーストモードで所望のデータを登録されたクライアント２'にブロードキャストまたはマルチキャストする。データパケットは好まれるものとして固定速度で送信される。

ステップ４１０において、登録された各クライアント２'によって受信されたデータパケットは転送レート及びクライアントのブート処理速度の差を補正するために固定長のキューに格納される。ネットワーク及びストレージドライバーは受信したデータを各クライアント内に予めアロケートされた、メモリー上の大型の一時的区分（「データキャッシュ」）にロードする。登録された各クライアントは、それが正常に受信したデータパケットを追跡する（または、場所を記録する）。これは送信されたデータパケットに連番を付けることによって実施されてもよい。

ステップ４１２において、登録された各クライアント２'はサーバーに、最も最近のＮ個のパケットが正常に受信されるように試みられたことを示す、アクノリッジメント（または、受け取り信号）を送信する。クライアントのアクノリッジメントの目的はローカルクライアントのバッファーがオバーランされていないことを確実にすることである。

ステップ４１４において、ストリーミングモジュール２６は所望のデータが全てアクセスされ、それらのコンテント（または、内容）が送信されたことを確認する。これらの処理が完了していない場合、ステップ４０８及びステップ４１０は完了するまで繰り返される。

ステップ４１６において、所望のデータが全て送信されている場合、ストリーミングモジュールは送信が完了したことを示すメッセージを送信する。しかしながら、この時点において、全てのクライアントが情報の全てのブロックを問題なく受信していなくてもよい。すなわち、いくつかのパケットがなんらかの理由によって欠落していてもよい。また、いくつかのクライアントが送信の開始を見逃してもよい。

ステップ４１８において、登録されたクライアント２'の各々は所望のデータパケットの全ての送信が成功したことを示すメッセージ、または、見逃されたパケットの再送信に対する必要性を示すメッセージによって、ストリーミングモジュール２６に応答してもよい。

ステップ４２０において、ストリーミングモジュール２６は見逃されたまたは欠落した送信データパケットに対する必要性を示す、登録されたクライアント２'から受信された応答に基づいてパケットの再送信のリストを編集し、効果的に順序付ける。あるいは、パケットの再送信のリストは（ステップ４１４の前に）データパケットの送信中に、決められた数のバイト数ごとに繰り返し編集されてもよい。ステップ４２２において、ストリーミングモジュール２６は必要なデータパケットを個々に、登録されたクライアント２'に再送信してもよい。この時点で、ほとんどのクライアントは受信したデータパケットの処理をしているので、ネットワークの帯域幅は大きく、それゆえ、個々の再送信はブート時間またはネットワークのトラフィックに対して認識可能な程度の影響を与えないだろう。

ステップ４２４において、ダウンロードされたデータが正常に処理された後、キャッシュのために事前に確保されたメモリーのアロケートが解除される。

上述したように、ストリーミング処理４００の長所は、各クライアントにおいて、クライアントのＯ／ＳがＯ／Ｓのデータストラクチャー、ドライバー、またはアプリケーションの初期化に専念している間、Ｏ／Ｓがデータを必要とする前にデータパケットをメモリーに予めロードすることによって将来必要となるＯ／Ｓのデータが既に準備されているだろうということである。ストリーミングモジュール２６はクライアントがパケットを利用できる状態になる前に、クライアントにパケットをブロードキャストまたはマルチキャストし、ブートアップ時間の依存性をパケットの送信時間からクライアントのブート処理時間に移す。

特定の実施例において、ストリーミングモジュール２６は送信されるべき仮想ドライブセクターのコンテントの順序を決定するためにセクターシーケンスファイル２２を利用する。セクターシーケンスファイル２２は同期性のストリーミング処理を着手する前に、サーバー４上に格納されることが予期されるが、これが行われない場合、セクターシーケンスファイル２２は以下に説明されるラーニング処理（または、学習処理）４５０中に生成されてもよい。

ストリーミングモジュール２６がセクターシーケンスファイル２２を見つけられない場合、ラーニング処理４５０が実行される。１つの実施例において、セクターシーケンスファイルはＯ／Ｓがディスクイメージ送信を完了するためにリードしなければならない、セクターのリストから成る。もう１つの実施例において、セクターシーケンスファイルはセクターのリストだけではなく、リストされたセクター内に含まれる、シーケンシャルに格納された実際データを含んでもよい。もう１つの実施例において、セクターシーケンスファイルは、要求を発行しているクライアントの異なった組への異なったデータの組の同時的な（または、同期的な）ストリーミングがサポートされるように、複数のセクターリスト及び対応するセクターデータを含む単一のファイルから構成されてもよい。実際のデータを格納することの利点は、シーケンシャルファイルのリードがランダムなリードに比べ極めて速く、それにより、サーバーのドライブスループットが増大し、複数のクライアントへの複数のストリームをより効果的にサポートする能力が増大することである。これの１つの結果は学習されたデータの全てがクライアントに送信されるまで、学習した実際のデータがセクターシーケンスファイルから独占的にリードできることである。この時点の後、サーバーは仮想ドライブイメージの使用に戻ることができる。

ステップ４２６において、ストリーミングモジュール２６は登録されたクライアント２'から１つのクライアントを選択する。ステップ４２８において、選択されたクライアントに対して、それ自体に対する慣例的なディスクアクセス要求を発生することが許可されるとともに、ストリーミングモジュールは新規のセクターシーケンスファイルに、選択されたクライアントがそれの所望のデータのダウンロードを満たすために生成した全てのセクターアクセス要求（及び、いくつかの実施例においては、要求されたデータ自体）を記録する。ステップ４３０において、選択されたクライアントは、それがダウンロードを完了したことをストリーミングモジュール２６に知らせる。この時点で、新規のセクターシーケンスファイルは仮想ドライブ８に格納され、ステップ４０８でストリーミング処理が再開される。以下に、ネットワークのブートアプリケーションにおけるストリーミング処理の使用を説明する。ネットワークブートとの関連においてセクターシーケンスファイル２２を作成するためにラーニング処理４５０が要求された場合、選択されたクライアントに対して、独創的なＭＢＲ２４及びドライバー（３０及び３２）を使用して慣例的にブートすることが許可されるとともに、ストリーミングモジュール２６は新規のセクターシーケンスファイルに選択されたクライアントがブート中に生成した全てのセクターアクセス要求（及び、いくつかの実施例においては、要求されたデータ自体）を記録する。

ブートＮＩＣ（BootNIC）基本アーキテクチャ
本発明は、クライアントコンピューターが素早くブートするために必要とされる、ネットワークサーバーの「仮想」ドライブ上のデータセクターからアクセスされる同期的なデータのストリーミングのためのシステム及び方法を与える。特定の実施例において、クライアントコンピューターがダウンロードすることを必要とするデータセクターはブートのために必要なブートプログラム及びＯ／Ｓファイルを集合的に（または、共同的に）構成する。他の特定の実施例において、データセクターは付加的に１つまたは複数のハイバネーションファイルを含む。特定のデータのダウンロードを必要とする各クライアントは初期の要求を発行する。これらの要求はサーバー４に発行され、サーバーはＰＸＥコード６６及びダウンロードされたＭＢＲ３３のコードの実行を介して、または、ネットワークフィルター及びストレージドライバーと共にＯ／ＳＭＢＲ２８のコードの実行を介して、ブートアップの多様な段階中に、クライアントのローカルディスク５２をエミュレートする。換言すると、クライアント上のＯ／Ｓの完全なネットワークブートとの関連において、同期的なストリーミング処理４００はＯ／Ｓドライバーが初期化される前と後で、（いくつかの意味のある差異とともに）基本的に繰り返される。これは、Ｏ／Ｓブート処理が仮想ドライブ８からファイルをダウンロードするために、ブート処理の初期の段階中に割り込みハンドラープロシジャー（または、割り込みハンドラー処理）を使用するのに対し、その後、それらが初期化された後にストレージドライバー３２及びネットワークフィルタードライバー３０を使用するためである。これは実質的に同等なタスクを実行するために２つの解決法を必要とすることを意味する。

各クライアントがブートするとき、それらはＰＸＥサービスを使用して最初にサーバー４と通信を行う。ＰＸＥコード６６は各クライアントとサーバーとの間に、初期のエミュレートされる「仮想ドライブ」接続を確立する。ＰＸＥ（実行時前ブート環境）サービスはＭＢＲ（マスターブートレコード）コード３３がリード要求をサーバーに送ることを可能にし、それによって、サーバーに存在するブートファイルまたはハイバネーションファイル２０が、各クライアントのＣＰＵ４２によって、ローカルクライアントのハードディスク５２に格納することができる複数のデータセクターとして認識されることを可能にする。ブートストラッピングの初期の段階中、ＢＩＯＳ割り込みハンドラーサービスはリアルモードでのみ動作するので、エミュレーションはＭＢＲコード３３のリアルモードの実行によって与えられる。処理の後半は、Ｏ／Ｓのカーネルコード及び（ガタピシモード（thunking）が発生しない）保護モードでのみ実行されるストレージドライバー３２及びネットワークフィルタードライバー３０によってエミュレーションが与えられる。

図３はネットワークフィルタードライバー３０及びストレージドライバー（または、格納装置ドライバー）３２がネットワークサーバーからダウンロードされ、実行された後の、クライアントのローカルメモリー４４の一部をブロック図で図示している。ネットワークフィルタードライバーの唯一の役割はブートＮＩＣに特有（BootNIC specific）であるデータパケットを特定するために、クライアントのＮＩＣ５４を介してネットワークからＯ／Ｓネットワークスタック６８に送られる全てのデータパケットを監視し、前記特有のデータパケットがネットワークスタック６８に送られないように遮断し、代わりにそれらのパケットをストレージドライバー３２に送ることである。ストレージドライバー３２は次に、マウントマネジャー（Mount manager）、ボリュームマネジャー（Volume manager）、及びパーティションマネジャー（Partition manager）等の、格納のための役割を持つウィンドウズの多様なマネジャー７０と通信する。ネットワークデータパケットがブートＮＩＣ特有（BootNIC specific）でない場合、データパケットは影響を受けずにＯ／Ｓネットワークスタック（Network stack）６８に送られる。当業者にとって明白であるだろうが、データパケットには以下の３つの異なった種類がある。（１）ブロードキャストパケット、ネットワーク上の全てのコンピューターにアドレッシングされるパケット。（２）マルチキャストパケット、２つ以上であるが、必ずしもネットワーク上の全てのコンピューターではない、コンピューターにアドレッシングされるパケット。（３）直接アドレス指定パケット、特定のクライアント装置だけにアドレッシングされるパケット。本発明に従うシステムはこれらのいずれのデータパケット送信手段を利用してもよい。

本発明は、クライアントが（オペレーティングシステムの有無にかかわらず）事前ブート環境（ＰＸＥ）でネットワークと相互作用するための、予想可能で相互運用可能な方法を作成するための努力の結果である、事前ブート実行環境（ＰＸＥ（pre-boot execution environment））として知られている、広く利用されているスペックの長所を利用する。ＰＸＥの現在のバージョンはWired for Management（WfM）のインテル主導産業イニシアチブとして確立されたものである。ＰＸＥはインテルアーキテクチャーベースのシステムのブートファームウェアとともに事前ブート（pre-boot）サービスの共通及び首尾一貫的な組を確立する、以下の３つの技術を包含する。（ｉ）クライアント２がネットワークのＩＰアドレスのアロケートを要求し、結果的に、ネットワークブートサーバー４からブートストラッププログラム（ＭＢＲ２４及びＯ／ＳＭＢＲ２８）のダウンロードを要求するための一律的なプロトコル。（ｉｉ）ＢＩＯＳ４８またはブートストラッププログラムによって利用可能なサービスの首尾一貫的な組を構成するクライアント２のファームウェア環境の事前ブートで利用可能なＡＰＩの組。（ｉｉｉ）クライアントＰＣでＰＸＥプロトコルを実行するための事前ブートファームウェアを始動する標準的な方法。

ＰＸＥスペックの使用はクライアントのＮＩＣ５４がブート装置として働くことを可能にする。それはまた、ＢＩＯＳ４８がＰＯＳＴ処理前または処理中にＯＰＲＯＭ６４上に格納されたＮＩＣコードを直接的に使用することを可能にする。本発明は、特定の実施例において、選択的にブートサーバーディスカバリー（boot server discovery）のＰＸＥ特徴の長所を利用する。この特徴を使用することにより、ブートクライアント２はリモートブートの初期段階中にクライアント２に与えられる利用可能なブートサーバーのリストから適当なブートサーバー４または３４を発見（または、ディスカバリー）することができる。ブートサーバーの種類はクライアントのシステムアーキテクチャーの種類または各クライアントの固有のＩＤに基づいてインフォメーションテクノロジーアドミニスター（information technology administrator）によって割り当て及び維持されることができる。ＰＸＥはサーバー４と通信するために動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）及びトリビアルファイル転送プロトコル（ＴＦＴＰ）を使用する。ＰＸＥがクライアントのブートを可能にしたとき、それはＤＨＣＰサーバー４からＩＰアドレスを取得する。そして、クライアント２はクライアントにブートサーバーのリストを与えるＤＨＣＰサーバー４を発見してもよい。図１には、ブートサーバーとして動作してもよい、付加的なサーバー３４が示されている。しかしながら、本発明の説明を容易にするために、本発明の同時的なストリーミング処理の実施例は単一のクライアントの組が同一のデータのダウンロードを要求する、単一のサーバー４のネットワークの実施例との関連で説明されている。

あるいは、ＤＨＣＰ及びＰＸＥ法の代わりに、（フレキシビリティー及びコンフィグレーションの容易性が減少するが）静的なＩＰアドレスを有する、ＢＯＯＴＰ可能なクライアントを使用することもできる。

ネットワークハイバネーションイメージからのストリーミングブート
本願において用語「ハイバネーション」はＰＣが「ポーズ（または、休止）」した状態でＰＣの電力がオフにされることを意味する。ＰＣがオフにされている間、電力はそれの全てまたはほとんどの構成要素から除去される。そして、ＰＣがオンに戻されると、または「再開」されると、ＰＣはそれがオフされたときと同じ状態の通常の動作に戻る。Microsoft Corpの米国特許No.6,209,088等に記載されている「ハイバネーション機能」はＰＣがオフされる直前に呼び出され、全てのプログラム実行を中断し、ＰＣの全ての状態情報を非揮発性の格納装置に「ハイバネーションイメージ」としてセーブする。「再開機能」は揮発性メモリーから実行され、通常、Ｏ／Ｓ及び（または）Ｏ／Ｓによって始動されるアプリケーションプログラムによって使用されるのと同じ実行可能アドレス空間から実行されるコードによって実施される。以下に説明する本発明の特定の環境において、「ハイバネーションファイル」はＯ／Ｓドライバー等のＯ／Ｓファイル及び、ハイバネーション機能の始動の前にＰＣの揮発性メモリーに読み込まれる初期化ファイルを含む。

本発明は、もう１つの側面において、クライアントＰＣのためのＯ／Ｓファイルを有するハイバネーションイメージ２０を格納しているサーバー４から１つまたは複数のクライアント２にＯ／Ｓをブートするための改善されたシステム及び方法を与える。各クライアントのＣＰＵ４２はＤＲＡＭまたは他の種類の揮発性電子メモリー等の、アドレス可能なメモリーからのインストラクション（または、命令）のみを実行する。このアドレス可能なメモリーを初期化するため、少量のＰＸＥコード６６がＮＩＣ５４上のＯＰＲＯＭ６４に与えられる。ＰＸＥコード６６はＭＢＲコード２４をリードするために、クライアントのローカルディスクをエミュレートするネットワークサーバー４に要求が発行されることを可能にする。ダウンロードされたＭＢＲコード３３はさらなるディスクのエミュレーションを可能にし、Ｏ／ＳＭＢＲ２８の最初の部分がサーバーからクライアントに送信され、そこで、ＤＲＡＭにロードされるように要求する。次に、Ｏ／ＳＭＢＲ２８はＯ／Ｓの残りの部分のダウンロード及び初期化を行い、そして、それらの残りの部分はハイバネーションファイル２０をダウンロードする。ここで、本発明の範囲のシステムのいくつかにおいては、異なった組のクライアントがハイバネーションファイルの異なったブートファイルのダウンロードを要求してもよいことに注意しなければならない。出願人は本発明の同期性ストリーミングがネットワーク上のＯ／Ｓ４０のブートに必要な時間を従来の標準的なＯ／Ｓのローカルブートに対して５０％以上減少させることができることを観測した。

ハイバネーショントランザクションプロトコルは２つの部分から成る。最初の半分はブートドライブ８にハイバネーションイメージを生成することであり、第２の半分はハイバネーションファイルからの実際の再開（または、回復）である。

本発明のブートアップ（boot up）の開始の前に、サーバー４に存在するハイバネーションファイル２０は直接的な様式で生成される。クライアントＰＣが所望の状態に設定された後、ハイバネーションファイル２０にハイバネーションイメージを生成するためにハイバネーション機能が利用される。ハイバネーションファイル２０は次に、サーバーのブートドライブ８に送信される。あるいは、ハイバネーション処理はハイバネーションファイルがサーバーのブートドライブに直接セーブされるように実行されてもよい。ハイバネーション機能は全てのドライバーに対してパワーダウンするように命令するが、ストレージドライバー３２だけはWIN32.SYS７２をローカルメモリー５０にキャッシュし、メモリーのコンテントをファイルHIBERFIL.SYS（Ｏ／Ｓローダーが再開時に正当性をチェックするファイル）にライトした後に、Ｏ／Ｓの要求によってパワーダウンする。ブート処理を始動する前に実施されることが好まれるもう１つのステップはブートドライブ８にＭＢＲ２４エミュレーションコードを格納することである。

ウィンドウズのアーキテクチャにおいて、ドライバーは「タイプ」を呈することが要求され、１つのドライバーが同時にストレージドライバーとネットワークドライバーとなることができないので、ウィンドウズのアーキテクチャはサーバーと通信するために１つのドライバーではなく、２つのドライバー、ストレージドライバー３２とネットワークフィルタードライバー３０とを必要とする。ウィンドウズ２０００及びＸＰのハイバネーションの実行は１つのＯ／Ｓドライバーだけがストレージドライバーと通信することが要求されると仮定しており、したがって、ハイバネーション処理が２つ以上のＯ／Ｓドライバーをサポートすることを可能にするためのメカニズムを与えていない。現在利用可能な標準的なＯ／Ｓドライバーはネットワーク上のファイルから再開するように記述されていないので、それらは上手く動作しないだろう。ローカルドライブからの標準的な再開において、Ｏ／Ｓストレージドライバーはローカルハードディスクとの通信方法だけを知ることが要求される（そして、実際にそうなっている）。

ストレージドライバー３２はＮＩＣドライバー７４の電力ハンドラー（power handler）に対するディスパッチアドレス（dispatch address）をストレージドライバー自体のハンドラーで置き換えることによってＮＩＣドライバー７４の（ディスパッチルーチンdispatch routine）に「フック（hook）」する。ストレージドライバー３２は次に、オリジナルのＮＩＣドライバー電力ハンドラールーチンを呼び出してもよい。

ブート処理は多くの処理から成るが、一般的に、１つのプログラムが事前のプログラムに対してより高度なプログラムを開始させることを含む。本発明の独創的な方法の主要なステップはＢＩＯＳ初期化、ＰＸＥ初期化、ＭＢＲロード及びInt 13hリダイレクション、ハイバネーションイメージのロード、及びＯ／Ｓの再開（または、回復）である。ここで、これらの解決法はウィンドウズ２０００に特化したものであるが、以下に記載されるステップはこれらの解決法を他のオペレーティングシステムに拡張するための一般的な枠組を要約したものである。

図５を参照すると、パワーアップ直後、クライアント２のＢＩＯＳ４８の初期化はパワーオン／セルフテスト（ＰＯＳＴ（power-on/self-test））シーケンスの実行（ステップ５０２）とともに開始される。各クライアントはそれ自体のＩＰアドレスを確認するためにＤＨＣＰディスカバリー要求をブロードキャストする。このプロトコル（及び他のプロトコル）をサポートするサーバーのＯ／Ｓは、ネットワークサーバー４であっても、そうでなくてもよい、（クライアントがそこから）ブートされるサーバーのアドレスとともにこれらのパラメーターを戻す。仮想ブートドライブ８はネットワークサーバー４（または、代替的なブートサーバー３４）に関連した（または、サーバーに直接接続した）非揮発性の格納装置を備えてもよい。ドライバーの種類はフロッピーディスク、ハードディスク、磁気テープ、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、及びフラッシュＲＯＭを含む。仮想ブートドライブ８となるために、装置はＯ／Ｓファイルまたは、ダウンロードされることが意図されるマイクロインストラクションコードを含むハイバネーションファイルのコピーを保持しなければならない。

ＰＯＳＴ中、ＣＰＵ４２はＯＰＲＯＭ６４がクライアント２に存在するかを決定するためにバス５６上でアドレスをチェックする。ＯＰＲＯＭが見つかった場合、ＣＰＵはＯＰＲＯＭ上の全てのハードウェア初期化ルーチンを処理し、ＮＩＣ５４を使用可能な状態に初期化する（ステップ５０４）。ＯＰＲＯＭコードは次に、ＰＸＥコードを初期化する（ステップ５０６）。ＯＰＲＯＭコードはまた、ハードディスク５２のリード及びライトを制御する割り込み13hハンドラーサービスを介して、ＢＩＯＳブート処理に「フック（hook）」する。ＰＸＥコードを使用して、ＮＩＣ５４の制御を引き受けることにより、ＯＰＲＯＭ６４のコードはサーバー４と通信し、サーバーのハードディスク８がサーバーに対するディスクのリード及びライトのリダイレクションを介して、クライアント２のローカルハードディスク５２を透明にエミュレートすることを可能にする。

ＰＯＳＴシーケンスの終了時に、ＢＩＯＳ４８はＯ／Ｓのブートを開始するだろう。ＢＩＯＳはサーバーの仮想ドライブ８の最初のセクター（シリンダー０、ヘッド０、セクター１）をリードする（ステップ５１０）。最初のセクターはＯ／Ｓ４０をブートするための付加的なエミュレーションコードを含むＭＢＲ（マスターブートレコード）２４を格納する。ＭＢＲ２４のコードは慣例的にＯ／Ｓの製造者によって供給されるが、以下に説明するハイバネーション再開処理を容易にするために、付加的なエミュレーションコードを開発する必要がある。ＭＢＲコードはクライアントのメモリーにロードされた後に実行される（ステップ５１２）。ＭＢＲのコードはネットワークサーバーと通信するためにＰＸＥ６６を使用し続け、全ての格納装置アクセス要求を取得するために割り込み13hをフックし、ブート処理の初期の段階中にサーバーの仮想ハードディスク８へのライトを防止する（ステップ５１４）。リード要求は好まれるものとして、上述された同期的ストリーミング法４００を使用して処理される。リード要求はオリジナルのInt 13hＢＩＯＳルーチンには送られず、代わりにＰＸＥがネットワークサーバー４からデータを受信するためにＭＢＲによって使用される。リード要求はＭＢＲコードによって履行され、要求はネットワークサーバーからダウンロードされたデータとともに要求の発行元に戻される。ディスクライトは異なった様式で操作される。ＭＢＲコードはライトを実施しないが、正常なライトを示す信号をディスクライトの要求の発行元に戻す。ライトはオリジナルのInt 13hＢＩＯＳルーチンにも送られない。

ＭＢＲコードは次に、図１において「ウィンドウズ２０００ＭＢＲ」として示されているような、Ｏ／Ｓ製造者によって開発されたＯ／ＳＭＢＲ２８をダウンロードする。各クライアント２のＭＢＲコード３３は、ＯＰＲＯＭ６４が要求を調べるための機会を持つ前に、それのInt 13hベクトルのフッキング（hooking）を介してローカルディスクのリードに対する全ての要求を取得する。ダウンロードされたＭＢＲ８８は次に、Ｏ／ＳＭＢＲ２８をダウンロードするために、ＰＸＥ６６を使用して要求をネットワークサーバーに転送する（ステップ５１６）。

ステップ５１８において、ネットワークサーバー４はサーバーの仮想ドライブ８から、Ｏ／ＳＭＢＲ２８を集合的に（または、共同的に）構成するデータパケットをＯ／ＳＭＢＲのダウンロードを要求している各クライアント２に同期的にストリーム（または、データ転送）する。ストリーミングモジュール２６は勧誘期間中にＯ／ＳＭＢＲのダウンロードの要求を出した、全てのクライアント２へのダウンロードに対する登録を行う。勧誘期間は全てのクライアントに登録の機会を与える、予め決められた時間間隔を持つ。ストリーミングモジュール２６は次に、リード要求元として最初のクライアントを指定する。すなわち、そのクライアントだけが、全ての登録されたクライアント２'に次のデータセクターのコンテントが転送されるための、ストリーミングモジュール２６のリード要求を生成することを許可される。ストリーミングモジュール２６は次に、登録されたクライアント２'の全てにアクセスし、リード要求元の識別及びＯ／ＳＭＢＲ２８を集合的に格納する仮想ドライブ８のセクターのグループの第１のセクターのコンテントを同時的に送信する。ストリーミングモジュールは次に、Ｏ／ＳＭＢＲのセクターのグループの全てのセクターが送信されたかを決定する。さらなるセクターが送信されることが必要な場合、かつ、２つ以上の登録されたクライアントが存在する場合、ストリーミングモジュールは新規のリード要求元を指定する。次に、ストリーミングモジュールは次のセクターにアクセスし、新規のリード要求元の識別とともに、それのコンテントを登録されたクライアント２'の全てに同時的に送信する。新規のリード要求元を指定するステップは好まれるものとして、順繰りに実施される。すなわち、各送信ラウンド後に、登録された１つのクライアントが順番に仮想ドライブのリード要求を生成する役割を引き受け、他の指定されていないクライアントはデータの送信を単に待つ。ストリーミング処理４００はＯ／ＳＭＢＲ２８全体が送信され各クライアントにロードされるまで繰り返され、その時点で、ダウンロードされたＯ／ＳＭＢＲはネットワークインターフェース５４の制御及び要求生成処理を引き受ける。

ここで、各リード要求はどの登録されたクライアントが発行したかにかかわらず、同一であることに注意しなければならない。それゆえ、ＭＢＲコードによって実施されるリード要求は密集行進法（lock-step）の様式で進行する。各クライアントは同一の仮想ドライブからリードを要求し、既に仮想ドライブからダウンロードされた同一のＭＢＲ２８を実行しているので、各リード要求は同一となるだろう。

図５を参照すると、ステップ５２０において、各登録されたクライアント２'は送信されたＯ／ＳＭＢＲのセクターを受信及び格納する。受信したデータセクターはＲＡＭ５０に格納される。各セクターは連番とともに送信されてもよい。各クライアントは次に、クライアントが送信されたセクターの全てを正常に受信したかを決定してもよい（ステップ５２２）。クライアントがデータパケットを見逃している場合、クライアントはネットワークサーバーから見逃したデータセクターを非同期的に要求してもよい。しかしながら、データはそのクライアント単体だけに戻され、全ての登録されたクライアントにはブロードキャストまたはマルチキャストされない。

ステップ５２４において、Ｏ／ＳＭＢＲ２８（例えば、ウィンドウズ２０００ＭＢＲ）が各クライアントのメモリー５０にロードされ、実行される。次に、Ｏ／ＳＭＢＲは仮想ドライブからＯ／Ｓの製造者によって記述されたＯ／Ｓローダー７４（例えば、ＮＴＬＤＲ）をダウンロードする（ステップ５２６）。ダウンロードされたＯ／Ｓローダー７８は仮想ドライブ８に有効なハイバネーションイメージが存在するかをチェックしてもよい（ステップ５２８）。仮想ドライブは事前に有効なハイバネーションイメージ２０を含むように設定されている。Ｏ／Ｓローダー７８は次に、ＭＢＲ３３が取得かつネットワークサーバー４にリダイレクトする一連のInt 13hリード要求を介して、ハイバネーションイメージのロードを開始する（ステップ５３０）。ここで、ハイバネーションファイル２０を集合的に格納する仮想ドライブ８上の複数のセクターのコンテントにアクセスし、それを送信するために、ストリーミング処理４００が再び利用されてもよい（ステップ５３２）。

ハイバネーションイメージが各クライアントのローカルメモリー４４にコピーされた後、Ｏ／Ｓローダー７８はハイバネーションイメージから回復（または、再生）されたＯ／Ｓ４０、すなわち、ウィンドウズＸＰまたは２０００に実行を渡す（ステップ５３４）。ここで、この時点以降、リード要求は同期的な様式で実施されないことに注意しなければならない。すなわち、それらは単体ベースでネットワークサーバーに送信され、ネットワークサーバーによって回答される。

Ｏ／Ｓ４０はこの時点で、ストレージドライバー３２等のドライバーを起こし、システムを使用可能な状態に戻すためにいくつかの初期化を実施する必要がある。ここで発生する１つの難しい問題は、ＮＩＣドライバー７４及びネットワークフィルタードライバー３０が初期化されるまで、ストレージドライバー３２が全てのリード及びライトを防止しなければならないことである。しかしながら、ネットワークフィルタードライバーはＯ／Ｓ４０がシステムにユーティリティー機能を与えるファイル（例えば、WIN32.SYS）をリードするまで初期化されないだろう。この問題はハイバネーションイメージを生成する前にWIN32.SYSの、クライアントのメモリー５０への早めのキャッシュを行い、それによって、ファイルをこの時点でローカルメモリー５０内にリードされるハイバネーションイメージ自体の一部にすることによって解決される。これにより、ファイルWIN32K.SYSは仮想ドライブ８をアクセスする必要なく、ローカルメモリーからリードすることができる。１つの例外として、ストレージドライバー３２は全てのＯ／Ｓディスクのライト及びリード要求をハイバネーションイメージの生成中に、事前にアロケートされたキャッシュに、すなわち、この時点でクライアントシステムのメモリー５０にキュー登録する。ストレージドライバー３２は、要求の処理の許可が安全になるまで、すなわち、ＮＩＣドライバー７４及びネットワークフィルタードライバー３０が初期化されるまで、単に要求を格納する（ステップ５３６）。ファイルWIN32K.SYSはローカルクライアントメモリーからリードされ、データがＯ／Ｓに戻される（ステップ５３８）。

Ｏ／Ｓ４０は次に、ＮＩＣドライバー７４及びネットワークフィルタードライバー３０を起こす（ステップ５４０）。ステップ５４２において、ネットワークフィルタードライバー３０はストレージドライバー３２に、ＮＩＣ５４が初期化され、ネットワークフィルタードライバー３０がペンディング中のリード及びライト要求を受諾する準備ができていることを知らせる。あるいは、ストレージドライバー３２は（ハイバネーションイメージの生成中に）事前に、ＮＩＣドライバー７４のディスパッチ機能に「フック」し、それの「IRP_MJ_POWER」のためのデータを監視する。これはネットワークドライバーが起きたときにストレージドライバー３２に警告を出す。Ｏ／Ｓ４０がIRP_MJ_POWERをＮＩＣドライバー７４に送信した後、要求は常にフルパワーオン状態となる。ストレージドライバー３２はＮＩＣドライバーがIRP_MJ_POWERの処理を終了するまで、すなわち、ネットワークドライバーが完全に起きるまで待つ。

ステップ５４４において、ストレージドライバーはＯ／Ｓ４０が使用可能な状態に回復し、その後にユーザーが通常の様式でクライアントＰＣを使用することができるように、全てのキャッシュされたリード及びライト要求のキュー登録を解除する。ここで、この実施例において、ストレージドライバーがリードとライトを僅かに異なった様式で操作することに注意しなければならない。すなわち、ストレージドライバーはライトが仮想ドライブに対して実行されることによって、異なったクライアントが同一の仮想イメージに同時にライトしたときに、それのデータを破壊することを防止するために、全てのライトをローカル的にキャッシュする。逆に、リードは必要なセクターのコピーがクライアント上にキャッシュされないかぎり、仮想ドライブから実際のリードによって行われる。後者の場合、セクターはクライアントのメモリーからキャッシュされ、ネットワークトランザクションは一切行われない。

上述の本発明の特徴及び実施から当業者にとっては本発明の他の実施例が明白であるだろう。例えば、いくつかの実施例において、同期的ストリーミング処理４００は割り込みハンドラープロシジャー（または、割り込みハンドラー処理）によって要求されたデータのダウンロードのみに使用されたり、サーバーの保護モードアクセスでのみ使用されたりしてもよい。または、同期的ストリーミング処理４００はクライアントへのアプリケーションの事前ロードに使用されてもよい。同様に、他の実施例において、データパケットの要求及び受信を同期させるためのＭＢＲコードを使用しない、ハイバネーションイメージのネットワークコピーからのブートも本発明の範囲に含まれる。それゆえ、上述の説明及び実施例は例としてだけのものであり、本発明の本来の範囲及び意図は付随する請求の範囲によって規定される。

本発明が実施されるクライアント／サーバーネットワーク環境を図示しているブロック図である。 本発明の１つの実施例に従ったネットワークアダプターを図示しているブロック図である。 独創的なドライバーがネットワークサーバーからダウンロードされ実行された後の、クライアントのローカルメモリーの一部の実施例を図示しているブロック図である。 本発明によって与えられる同期性ストリーミング処理の１つの実施例を図示しているフローチャートである。 ハイバネーションイメージファイルを利用しているネットワークブート処理の１つの実施例を図示しているフローチャートである。

符号の説明

２ クライアント
４ 第１サーバー
６ ＣＰＵ
８ ハードディスク（仮想ドライブ）
１０ ＲＯＭ
１２ ＲＡＭ
１４ 通信インターフェース（ネットワークアダプター）
１６ バス
１８ ＢＩＯＳ
２０ ハイバネーションファイル
２２ セクターシーケンスファイル
２４ ＭＢＲ
２６ ストリーミングモジュール
２８ Ｏ／ＳＭＢＲ
３０ ネットワークフィルタードライバー
３２ ストレージドライバー
３３ ＭＢＲ
３４ 第２サーバー
３６ クライアントモジュール
３８ ネットワークルーター／スイッチ
４０ Ｏ／Ｓ
４２ ＣＰＵ
４４ メモリー
４６ ＲＯＭ
４８ ＢＩＯＳ
５０ メモリー（ＲＡＭ）
５２ ハードディスク
５４ ネットワークアダプター（ＮＩＣ）
５６ システムバス
５８ バスインターフェース
６０ ネットワークコネクター
６２ ＲＡＭ
６４ ＯＰＲＯＭ
６６ ＰＸＥ
６８ ＯＳネットワークスタック
７０ ウィンドウズの多様なマネジャー
７２ 初期化ファイル
７４ ＮＩＣドライバー
７６ ＯＳドライバー
７８ ＯＳローダー

Claims (43)

1. 第１サーバーから１つまたは複数のクライアントコンピューターヘデ一タをストリーミングするための方法であって、前記第１サーバーは、対応する数のクライアントコンピューターインターフェースを介してネットワーク上で１つまたは複数のクライアントコンピューターに接続しており、
   前記方法は、
   前記第１サーバーに存在する複数のセクターのコンテントを前記第１サーバーから前記１つまたは複数のクライアントコンピューターにダウンロードするために、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターが、前記第１サーバーに１つまたは複数の要求を発行するステップであって、前記複数のセクターが前記１つまたは複数のクライアントコンピューターによって望まれるデータを集合的に格納しており、前記第１サーバーが、前記１つまたは複数の要求に応答して、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターのローカルディスクドライブの動作をエミュレートする、ステップと、
   前記第１サーバーが、予め決められた勧誘期間中に前記第１サーバーによって受信されたダウンロード要求を発行したクライアントコンピューターの各々を登録するステップと、
   前記第１サーバーが、前記第１サーバーにセクターシーケンスファイルが存在しないことを決定し、セクターの順序付けられたリストをセクターシーケンスファイルに記録することによってセクターシーケンスファイルを学習するステップと、
   前記セクターの実際のソースが前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記エミュレートされたローカルディスクドライブとして認識されるように、前記第１サーバーが、前記第１サーバーに前記複数のセクターのダウンロードを要求している前記１つまたは複数のクライアントコンピューターに前記ネットワークを介して前記学習したセクターシーケンスファイルに規定されているシーケンスに従って前記複数のセクターをブロードキャスティングまたはマルチキャスティングするステップと
   を含み、
   前記ブロードキャスティングまたはマルチキャスティングするステップが、
   全てのセクターの送信が終了するまで、前記第１サーバーが予め決められた順序で各セクター送信中に次のセクターのための要求を発行する、異なったクライアントコンピューターを指定するステップを含む、方法。
2. 前記複数のセクターの送信が前記複数のセクターのブロードキャスティングを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のセクターの送信が前記複数のセクターのマルチキャスティングを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記サーバーのエミュレーションが前記１つまたは複数のクライアントコンピューターによる前記１つまたは複数のクライアントコンピューターに存在する実行時前ブート環境（ＰＸＥ）コードの実行、及びそれによる割り込みハンドラープロシジャー及び前記１つまたは複数の要求の発行を介したディスクアクセス操作の処理の結果である、請求項１に記載の方法。
5. 前記所望のデータがローカルディスクドライブのエミュレート及びＯ／Ｓドライバーを含むオペレーティングシステム（Ｏ／Ｓ）ブートファイルのダウンロードの要求のためのエミュレーションコードである、請求項４に記載の方法。
6. 前記サーバーのエミュレーションが前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記第１サーバーから受信したエミュレーションコードの実行、及びそれによる割り込みハンドラープロシジャー及び前記１つまたは複数の要求の発行を介したディスクアクセス操作の処理の結果である、請求項１に記載の方法。
7. 前記所望のデータが前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記ネットワークヘのインターフェースの制御を引き受けるために、そして、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターがブート処理を完了するために必要な１つまたは複数のファイルのダウンロードのための１つまたは複数の要求を発行するためのＯ／Ｓブートファイル及びＯ／Ｓドライバーを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記１つまたは複数のクライアントコンピューターがブート処理を完了するために必要な前記１つまたは複数のファイルが１つまたは複数のハイバネーションファイルを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記サーバーのエミュレーションが、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記ネットワークヘのインターフェース及び前記１つまたは複数の要求の発行の制御を引き受けるための、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記第１サーバーから受信したＯ／Ｓブートファイル及びＯ／Ｓドライバーの実行の結果である、請求項１に記載の方法。
10. 前記所望のデータが、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターがブート処理を完了するために必要な１つまたは複数のファイルを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記１つまたは複数のクライアントコンピューターがブート処理を完了するために必要な前記１つまたは複数のファイルが１つまたは複数のハイバネーションファイルを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記１つまたは複数のクライアントコンピューターがブート処理を完了するために必要な前記１つまたは複数のファイルが１つまたは複数の初期化ファイルを含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記１つまたは複数のクライアントコンピューターが、前記第１サーバーから受信された前記複数の送信されたセクターのコンテントをクライアントコンピューターのローカルメモリーに格納するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記１つまたは複数のクライアントコンピューターが、１つまたは複数のハイバネーションファイルのコンテントを前記１つまたは複数のクライアントコンピューターのローカルメモリーにロードするステップと、
    前記１つまたは複数のクライアントコンピューターが、前記ハイバネーションファイル内に組み込まれたクライアントコンピューターのＯ／Ｓ処理を起動するステップと
    をさらに含む、請求項９または１０に記載の方法。
15. 前記所望のデータが１つまたは複数のアプリケーションファイルを含む、請求項１に記載の方法。
16. 前記セクターシーケンスファイルの学習が、
    前記登録されたクライアントコンピューターの中から単一の登録されたクライアントコンピューターを選択するステップと、
    前記選択されたクライアントコンピューターがディスクアクセス要求を生成することを許可するとともに、学習されるセクターシーケンスファイルに前記選択されたクライアントコンピューターによって要求された前記セクターの順序付けられたリストを記録するステップと
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
17. 前記セクターシーケンスファイルの学習が、
    前記登録されたクライアントコンピューターの中から単一の登録されたクライアントコンピューターを選択するステップと、
    前記選択されたクライアントコンピューターがディスクアクセス要求を生成することを許可するとともに、学習されるセクターシーケンスファイルに前記要求されたセクターのデータを順次記録するステップと
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
18. 送信ステップを完了するために学習されるセクターシーケンスファイルを使用するステップが、
    前記学習されたセクターシーケンスファイルに明記されたシーケンスに従って、選択されていないクライアントコンピューターに前記複数のセクターをブロードキャスティングまたはマルチキャスティングするステップをさらに含む、請求項１６または１７に記載の方法。
19. 各登録されたクライアントコンピューターに各登録されたクライアントコンピューターによって受信された、送信されたセクターを格納するステップと、
    前記第１サーバーから前記登録されたクライアントコンピューターに送信完了信号を送信するステップと、
    各登録されたクライアントコンピューターで正常に受信かつ格納された前記セクターを識別するステップと、
    正常に受信かつ格納されなかったセクターの前記第１サーバーからの再送信を個々に要求するステップと
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
20. 前記セクターシーケンスファイルが１つまたは複数のＯ／Ｓブートファイルを集合的に格納する全てのセクターのリストを含む、請求項１に記載の方法。
21. 前記セクターシーケンスファイルが１つまたは複数のハイバネーションファイルを集合的に格納する全てのセクターのリストを含む、請求項１に記載の方法。
22. 前記セクターシーケンスファイルが１つまたは複数のアプリケーションファイルを集合的に格納する全てのセクターのリストを含む、請求項１に記載の方法。
23. 前記第１サーバーが１つまたは複数のバスを介して前記１つまたは複数のクライアントコンピューターと通信可能である、請求項１に記載の方法。
24. 前記要求を発行するステップが、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターからの前記１つまたは複数の要求に応答して、前記第１サーバーが、複数の第２サーバーのうちのどれがクライアントアドレッシング情報およびダウンロード情報を含むかを指定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
25. 前記第１サーバー及び前記複数の第２サーバーのうちの１つが、前記ネットワークに接続された同一のサーバーまたは異なったサーバーである、請求項２４に記載の方法。
26. 第１サーバーから１つまたは複数のクライアントコンピューターにデータをストリーミングするためのシステムであって、前記第１サーバーが、対応する数のクライアントコンピューターインターフェースを介してネットワーク上で前記１つまたは複数のクライアントコンピューターに接続しており、
    各々のクライアントコンピューターが、
    プロセッサーと、
    実行可能なコンピューター命令を格納するための前記プロセッサーと通信可能なメモリーと
    を備え、
    前記プロセッサーが、前記命令に応答して、前記第１サーバーに存在する複数のセクターのコンテントをダウンロードするために前記第１サーバーに１つまたは複数の要求を発行し、前記複数のセクターが前記１つまたは複数のクライアントコンピューターによって所望されるデータを集合的に格納し、前記第１サーバーが、前記１つまたは複数の要求に応答して、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターのローカルディスクドライブの挙動をエミュレートし、
    前記第１サーバーが、
    サーバープロセッサーと、
    実行可能なコンピューター命令を格納するための前記サーバープロセッサーと通信可能なサーバーメモリーと
    を備え、
    前記サーバープロセッサーが、前記命令に応答して、
    予め決められた勧誘期間中に前記第１サーバーによって受信されたダウンロード要求を発行したクライアントコンピューターの各々を登録し、
    前記第１サーバーにセクターシーケンスファイルが存在しないことを決定し、そして、単一の登録されたクライアントコンピューターを選択し、前記選択されたクライアントコンピューターをブートするとともに、そのブート中に、前記選択されたクライアントコン ピューターによって要求されたセクターの順序付けられたリストをセクターシーケンスファイルに記録することによってセクターシーケンスファイルを学習し、
    前記第１サーバーに接続されたディスクドライブから複数のセクターをアクセスし、
    予め決められた勧誘期間の後、前記セクターの実際のソースが前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記エミュレートされたローカルディスクドライブとして認識されるように、前記学習したセクターシーケンスファイルに規定されているシーケンスに従って、前記ダウンロードを要求している前記１つまたは複数の選択されていない、登録されたクライアントコンピューターに前記ネットワークを介して前記複数のセクターを送信し、さらに、
    全てのセクターの送信が終了するまで、順繰りに、各セクター送信中に次のセクターのための要求を発行する、異なったクライアントコンピューターを指定する、システム。
27. 前記サーバーのエミュレーションが、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記１つまたは複数のクライアントコンピューターに存在する実行時前ブート環境（ＰＸＥ）コードの実行、及びそれによる割り込みハンドラープロシジャー及び前記１つまたは複数の要求の発行を介したディスクアクセス操作の処理の結果である、請求項２６に記載のシステム。
28. 前記所望のデータがローカルディスクドライブのエミュレート及びオペレーティングシステム（Ｏ／Ｓ）ドライバーを含むＯ／Ｓブートファイルのダウンロードの要求のためのエミュレーションコードである、請求項２７に記載のシステム。
29. 前記サーバーのエミュレーションが、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記第１サーバーから受信したエミュレーションコードの実行、及びそれによる割り込みハンドラープロシジャー及び前記１つまたは複数の要求の発行を介したディスクアクセス操作の処理の結果である、請求項２６に記載のシステム。
30. 前記所望のデータが前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記ネットワークヘのインターフェースの制御を引き受けるため、そして、ハイバネーションファイルをダウンロードするための要求を発行するためのＯ／Ｓブートファイル及びＯ／Ｓドライバーを含む、請求項２９に記載のシステム。
31. 前記サーバーエミュレーションが、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記ネットワークヘのインターフェース及び前記１つまたは複数の要求の発行の制御を引き受けるための、前記１つまたは複数のクライアントコンピューターの前記第１サーバーから受信したＯ／Ｓブートファイル及びＯ／Ｓドライバーの実行の結果である、請求項２６に記載のシステム。
32. 前記所望のデータがハイバネーションファイルを含む、請求項３１に記載のシステム。
33. 前記ハイバネーションファイルが１つまたは複数の初期化ファイルを含む、請求項３２に記載のシステム。
34. 前記命令に応答して、各プロセッサーが、
    前記第１サーバーから受信された前記複数の送信されたセクターのコンテントをクライアントコンピューターのローカル格納システムに格納する、請求項２６に記載のシステム。
35. 前記命令に応答して、各プロセッサーが、
    前記ハイバネーションファイルのコンテントを前記１つまたは複数のクライアントのローカルメモリーにロードし、
    前記ハイバネーションファイル内に組み込まれたクライアントコンピューターのＯ／Ｓ処理を起動する、請求項３２または３３に記載のシステム。
36. 前記所望のデータが１つまたは複数のアプリケーションファイルを含む、請求項２６に記載のシステム。
37. 前記命令に応答して、各プロセッサーが、
    クライアントコンピューターによって受信された、前記複数の送信されたセクターのコンテントをクライアントコンピューターのローカルメモリーに格納し、
    前記第１サーバーから送信完了信号を受信し、
    正常に受信かつ格納された前記セクターを識別し、さらに、
    正常に受信かつ格納されなかったセクターの前記第１サーバーからの再送信を個々に要求する、請求項２６に記載のシステム。
38. 前記セクターシーケンスファイルがＯ／Ｓブートファイルを集合的に格納する全てのセクターのリストを含む、請求項２６に記載のシステム。
39. 前記セクターシーケンスファイルがハイバネーションファイルを集合的に格納する全てのセクターのリストを含む、請求項２６に記載のシステム。
40. 前記セクターシーケンスファイルが１つまたは複数のアプリケーションファイルを集合的に格納する全てのセクターのリストを含む、請求項２６に記載のシステム。
41. 前記第１サーバーが、１つまたは複数のシリアルまたはパラレルバスを介して前記１つまたは複数のクライアントコンピューターと通信可能である、請求項２６に記載のシステム。
42. 前記１つまたは複数のクライアントコンピューターからの前記１つまたは複数の要求に応答して、前記第１サーバーが、複数の第２サーバーのうちのどれがクライアントアドレッシング情報およびダウンロード情報を含むかを指定する、請求項２６に記載のシステム。
43. 前記第１のサーバー及び前記複数の第２サーバーのうちの１つが、前記ネットワークに接続された同一のサーバーまたは異なったサーバーである、請求項４２に記載のシステム。

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