TWI345711B - - Google Patents

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丄州/11 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種網際網路和磁碟存取服務之系統及 其資料傳送和接收的方法’尤指一種以單一識別碼提供網 際網路和磁碟存取服務的無硬碟電腦系統及其資料傳 接收的方法。

【先前技術】 按，所謂無硬碟電腦（Diskless Computer)之架構， 其概念主要是移除電腦本機的硬碟裝置，利用網路資料儲 存的技術，透過網路和網路儲存通訊協定（㈣靖叩 PmocoD，讓電腦在電源啟動時可立即透過網路和遠端 的儲存飼服器連線，以自該儲存飼服器取得啟 所需的資料’並在電腦内建立一作業系統核心（ker= 而該網路儲存词服器内的硬碟裝置則會分配一塊空間，並 在該工間内安裝作業系統相關的棺案，作為讓 腦使用的磁碟空間.盆中兮你U …、更嘴電 . H其中該作㈣統核心之功能主要在於 腦週邊設備，透過複數個驅動程式以控制對應的硬 供使用者操作控制電腦執行各種動作，並依據使 用者對作業系統或應用程式之操作而發出命令 ^欲讀取資料時，該作業系統核心將發出—磁碟^命 々（__d) ’透過硬體和軟體的處理，而 存取封包至網際網路，以向網路 、 ’、 内峪储存伺服益取得資料。如 -來’母台個人電腦即毋需具備實體磁碟裝置，而只要 4 Γ345711 透過上述遠端啟動的作業流程，即可讓每台電腦在開機後 仍有作業系統以及應用程式可供操作，故此種分享形式之 電腦架構已在企業界與教育界曰漸普及，而有效減少安裝 套裝軟體之數量或儲存資料用之大型磁碟機，有助企業或 學校建置電腦設備時減少大量成本之支出。 網路儲存（Network Storage)系統即是一種透過網路 連線，以提供無硬碟電腦處理檔案或磁碟區塊（Bl〇ck)之 資料的應用，一般網路儲存系統主要係利用網路檔案系統 (Network File System，簡稱NFS )或通用網路檔案系統 (Common Internet File System，簡稱 CIFS)，以及傳輸 協定如網路小型電腦系統界面（Internet 〇ver Small Computer System Interface，簡稱 iscsi)或光纖通道協定 (Fiber Channel Protoco卜簡稱FCP )進行資料傳輸。 請參閱第四圖所示，係為實現網路儲存系統的一既有 系統架構，其主要係於無硬碟電腦上連接一以適配器 (Adapter)，其中該適配器（5〇)係包含有一常見電腦 介面（5 1 )，例如周邊零件連接界面（Peripheralc〇mp〇nent Interconnect，簡稱PCI)，而插設於該無硬碟電腦（6 〇 ) 上的介面卡插槽（61)内，藉由在該無硬碟電腦（6〇) 安裝之一適配器驅動程式，以由該無硬碟電腦（6 〇)之 中央處理器（6 2 )執行，而作為作業系統核心和適配器 (5 0 )之間的溝通橋樑；又該適配器（5 〇 )係包含有 一核心控制晶片（5 2 )，其負責執行網路儲存協定的運 算’將電腦（6 0 )之中央處理器（6 2 )戶斤發出的磁碟 5 1345711 存取命令轉換為_存取封 (53)將磁媒存取封勺② 达、*網路介面控制器 m 土 封包透過—網料（54)，路绩 (圖中未示）傳送至網際網路（7 )…網路線 包於網際網路（7〇)j_m、、， 7磁碟存取封 u)上轉达，進而送至一儲 〇)。當電腦（6〇)6赤恭山崎 服咨（8 貝料的磁碟存取封句接 〇) 取対包後，該適配器（5 ◦) 網路（7 0 )收到來自吁妙六μ 明俊P自馮際 】來自該儲存伺服器（8 〇 )回 封包’此貧料封包會經該核心控制晶“心 包之處理，最後再透過電腦介 進仃解封 0)中。 過電細…5 1 )輸入至電腦（6 =述說明可知，由於適配器（5〇)僅能供該電腦 (6 0)進彳了網路磁碟存取:力能，並μ作為—般電腦上 網用之網路卡，故電腦還是S要-張網路卡（9 使用額外-張網路卡（9 〇 )則必定要佔用電腦…7 内的-個介面卡插槽（6 "，如此一來，— 儲存系統及一般上網功能的無硬碟電腦 ’周路 1 、〇 U )必須插巧 一適配器（5 0 )和一網路卡（9 〇 )而处m 個口又 下、yu)而佔用電腦（6 内的兩個介面卡插槽（61) ’並分別以兩條網路線連接 :周路交換，（—switch) ’而佔用網路交換器的兩 個網路埠，實造成空間的浪費與維護的困難。 為了讓無硬碟電腦可同時具備網路儲存和上網的能 =，且不致多佔二電腦的介面卡插槽和網路交換器的網路 蟑’相關業界已提出一些作法。請參閲筮I @ 甲九圖所示，其中 一方式係直接整合前述適配器及網路卡為_ 改良的適配器 6 1345711 (50.) ’該改良適配器（5〇i) gp包含有雙控制晶片

(52 a) (52b)、一電腦介面（51)、一網路埠 4 )及一仲裁電路（Arbitration Circuit) ( 5 5 ),其中 一核心控制晶片（5 2a)係負責供處理磁碟命令，而另一 核心控制晶片（52b)則負責處理網路封包，並於電腦 (6 0 )中女裝有分別對應該兩核心控制晶片（5 2 & )( $ 的磁碟驅動程式和網路驅動程式，該兩驅動程式可 刀別自作業系統核心取得該兩核心控制晶片（5 2 a)( 5 2b)的裝置識別資料，該兩控制晶片（5 又透過該仲裁電路（5 5 )共同連接—網路介面控制器（5 3 ) ’故此一改良適配器（5 ◦，）卩需要一網路淳（5 * ) ^電腦介面（51)，以藉由單—條網路線連接至網路 父換器（圖中未示）上的對應網路淳（5 4 ),以及藉由 佔用電腦（60) λ單一介面卡插槽丄）即可。 上述改良適配器（5 〇，）雖然簡化到只剩單一網路淳 (54)㈣-電腦介面（51)，但必須使用兩個核心 控制晶片（5 ( 5 2b)分別與磁碟驅動程式和網路 驅動程式溝通’以分別處理磁碟存取封包和網路資料封 包，因此必須進一步設計一仲裁電路（5 5 )以判斷何時 應由哪個核心控制晶片（5 2a) ( 5 2b)進行處理，因 而提高了設計複雜度和製作成本。 ,,為解決上述問題，業界再改良出另一種適配器（5 〇 )，如第六圖所示，其僅包含有單一電腦介面（51) ' 單-核心控制晶片（5 2)、單一網路介面控制_ (53) 7 1345711 • 及單一網路埠（5 4)。由於此一改良適配器（5 q，，） 只有單一核心控制晶片（5 2 )，無法同時處理磁碟存取 封包及網路資料封包’故業者進一步改良磁碟驅動程式， 令其内建有判斷磁碟存取封包與網路資料封包之副程式。 當該中央處理器（62)執行作業系統核心輸出—網 路存取命令至網路驅動程式時，該網路驅動程式會將網路 存取命令予以封裝後，再傳送至該磁碟驅動程式，該磁碟 驅動程式不會改變網路資料封包的型態，而直接將網路資 鲁#封包送* ’接著中央處理器（62)即將網路資料封包 送到該適配器（5 〇，，）中，再透過網際網路（7 〇 )傳 出；惟由於該磁碟驅動程式在接收該網路驅動程式所發出 * 之網路資料封包傳送的要求時，將導致十央處理器（62) - 之整體傳輸和處理效能下降。 综合以上所述，在無硬碟電腦環境中確實需要一種改 進=案，以利用單一裝置提供網際網路和磁碟存取服務， _ 且逛要能夠維持資料傳輸和處理之效能。 【發明内容】 本發明之主要目的在提供一種以單_ 供網際網路和磁雄卢说* ^別碼k , 和磁碟存取服務的無硬碟電腦系統及其資料傳 送和接收的太^ ’，其係以單一識別碼令無硬碟電腦完成網 I不網路和磁碟 > 六 “之存取服務，且仍能夠維持資料傳輸和處理 4效能。 為達成别述目的所採取之主要技術手段係令前述無硬 8

Claims (1)

1345711 100年2替換苜 十、申請專利範圍： 1 . 一種以早一識別碼提供網際網路和磁碟存取服務 的無硬碟電腦系統，係包括： 一網路連接裝£，係具有封裝《存取資料為磁碟存 取封包（packet)和解封裝磁碟存取封包之能力，且可供 連接網際網路，以收發網路資料封包和磁碟存取封包/、 一電腦’其内係設有-中央處理器、-輸出/入介面以 及-記憶媒體’其中該輸出/入介面係透過該網路連接 連線網際網路’又該輸出/入介面與該記憶媒體係電連接該 =處理器’另該記憶媒體内存有由中央處理器執行的 糸統核心（kernel) ' —網路驅動程式（driver)盘一 =驅動程式；其中該作業㈣核心係可發出磁碟存取命 :二:—）和網路存取命令以及接收磁碟存取資料和 資料二，：網路驅動程式係將網路存取命令轉換為網路 透取得該網路連接裝置的裝置識別資料，以 =相料接裝置將網„料封包送至㈣網路，又节 換為網路資料並傳予作”替、、：之網路資料封包轉 磁碟存取命令轉換為=取:：，4磁碟驅動程式係將 轉換為磁碑存㈣m 再透過網路連接裝置 將網路連接誓詈所、、,山 τ周路δ亥磁碟驅動程式亦 心； 达出之磁碟存取資料送至作業系統核 體中刀別規劃-緩衝暫存區，以暫存磁碟存取命 21 >711 100 年 2 月 21 碟存取資料、網路存取命令以及網路資料封包，使 \碟驅動私式可同時收取多個磁碟存取命令與磁碟存取資 = 路驅動裎式可同時收取多個網路存取命令和網路資 而由中央處理器執行磁碟驅動程式和網路驅動程 ^依序處理之；該網路驅動程式係採輪詢方式於檢查到該 緩衝暫存區中有磁碟存取資料時即將該磁碟存取資料送 予該作業系統核心。

2 .如申請專利範圍第1項所述以單 β个丄π厂%从早一 1¾別碼提供網 牙、^路和磁碟存取服務的無硬碟電腦系統，該網路連接裝 置係進一步包括： 、 一連接介面，係供與該無硬碟電腦上的輸出/入介面連 ’以透過該輸出/入介面而與該無硬碟電腦進行磁碟 命令及網路資料封包之收發；

專輸協定轉換模組’係電連接該連接介面，並供依 康-傳輪協定將磁碟存取命令封裝為磁碟存取封包，以及 將该磁碟#㈣包解封裝為磁碟存取資料，· 岡俗1卜面單元，係電連接 換模組’並供連接網際網路； -封包判斷模組’係電連接該網路介面單元、該連 1面和傳輸協定轉換模組’並供判斷自 收之姻攸私4 n 攻々路介面％ 7L接 路封3包疋否以該傳輸Μ進行封裝，若是則將該網 面。 4傳輸協定轉換模組，反之料至該連接介 乂單一識別碼提供網 如申請專利範圍第2項所述 22 1345711 :網路和磁碟存取服務的無硬碟電腦系統面 對應該捺ψ / λ人I 1 ® .出入"面而為週邊零件連接（Peripheral 〇mponentInterc〇nnect ’簡稱 介面。 4 ·如申請專利範圍第2項所述以單一識別瑪提供網 際網路和磁碟存取服務的無硬碟電㈣統，該連接介面係 對應戎輪出’入介面而為通用序列匯排流（Universal Serial Bus，簡稱USB)介面。

.如申請專利範圍第2項所述以單一識別碼提供網 際凋路和磁碟存取服務的無硬碟電腦系統，該連接介面係 對應°玄輸出/入介面而為IEEE 1394介面。 6 .如申請專利範圍第1至5項中任一項所述以單一 裝置提供網際網路和磁碟存取服務之系統，該磁碟驅動程 式和網路驅動程式内進—步分別具有一硬體中斷副程式， 且磁碟驅動程式和網路驅動程式可分別於作業系統核心註 冊一硬體中斷服務。 :7如申晴專利範圍第1至5項中任一項所述以單— 識别碼提供，網際網路和磁碟存取服務的無硬碟電腦系統， 垓傳輸協定係為網路小型電腦系統界面（Internet ovei Small Computer System Interface，簡稱 iSCSI)協定。 8如申凊專利範圍第i至5項中任一項所述以單_ 識別碼提供網際網路和磁碟存取服務的無硬碟電腦系統， 該傳輸協定係為iSCSI協定。 9如申清專利範圍第1至5項中任一項所述以單_ 識别碼提供網際網路和磁碟存取服務的無硬碟電腦系統， 23 1345711 ιυυ 午 z 月 ζί « η 該網路驅動程式倍、將 、’’路存取命令轉換為符合乙太網路通 訊協定的網路資料封包。 1◦如申清專利範圍第1至5項中任一項所述以單 識別碼提供網際網路^ Μ T凋路和磁碟存取服務的無硬碟電腦系 統’ 5玄網路驅動程式传蔣纟 Λ係將，用路存取命令轉換為符合乙太網 路通訊協定的網路資料封包。 1 1 .—種應用於申請專利範圍第1至1 〇項中任- 項斤述…、硬碟電腦系統的資料傳送方法，係包括下 驟： 由中央處理器依據使用者操作作業系統之指令令作業 系統核心發出命令； ' 由中央處理益判斷作業系統核心所發出之 磁碟存取命令； 疋占马 若是’則由該中央處理器執行該磁碟驅動程式，以將 磁碟存取命令轉換為磁碟存取資料並送至該網路穿 置，由該網路連接裝置將磁碟存取資料封裝為磁碟存取^ 包後送至網際網路； 廿取封 若否’則由該中央處理器執行該網路驅動 網路存取命令轉換為網路資料封包，並取得該網路連J 置之裝置减別賁料後’將網路f料封包透過該 置送至網際網路。 路連接裝 1 2 . —種應用於申請專利範圍第丄至丄〇項 項所述之無硬碟電腦系統的資料接 中任- 驟： Μ係'包括下列步 24 1345711

若否，則由網路連接裝置傳送 器，並由中央處理器執行網路驅動程路封包至中央處理 送至作業系統核心丨 ^理該網路封包後 反之，則由網路連接裝置將該 並蜻抖ΙΓΜ 土 越碟存取封包解封裝’ 亚頊仃下列步驟；

由網路連接裝置傳送磁碟存取眘 i Φ ^ ^ 貢枓至中央處理器，並 甲央處理器執行磁碟驅動程式虛 δ 3勒枉式處理该磁碟存取資料後送 至作業系統核心。 十一、圖式： 如次頁 25