CN101207565B - 网络通讯方法 - Google Patents
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Abstract
一种网络通讯方法，无须网卡而驱动可驻留内部存储器的网络通讯程序进行实模式下网络数据的传输。首先对标准网络通讯程序进行精简；编制一个预启动程序；于网络及客户端***上设定预执行环境PXE相关服务；自网络服务器下载预启动程序；执行预启动程序；将预启动程序中的标准网络通讯程序安插于内部存储器空间；在中断向量表增加网络通讯中断；修改基本输入输出***BIOS的数据区。本方法通过中断机制访问而无须专有驱动程序支持，并利用有连接服务保证数据传输可靠性，且采用隐藏于BIOS数据区的短小通讯协议，不会影响其它程序的运作。
Description
技术领域
本发明涉及一种网络通讯方法，尤其涉及一种通过无须网卡驱动可驻留内部存储器的网络通讯程序进行实模式下网络数据传输的网络通讯方法。
背景技术
目前，以x86为硬件架构的操作***，如Windows、Linux***等，其启动时仍然采用实模式向保护模式过渡的工作方式。而作为在实模式下运行的磁盘操作***(DOS)也有着一定的应用，如某些16位专用***，或者一些硬件检测***等。硬设备的访问通常是通过驱动程序，需要针对不同芯片型号及不同***选用不同的专用程序。但是现在一些硬件厂商已经不再提供实模式下***驱动程序，或者在操作***启动的初级阶段网络设备驱动尚未被加载，上述两种情况下均无法进行网络数据的传输。同时，基本输入输出***(BasicInput Output System，BIOS)中也没有提供通用网络设备输入/输出(I/O)控制的接口。
针对以上无法进行网络传输的情况，目前通常由预先加载执行环境(Preboot Execution Environment，PXE)协议来完成网络数据传输。预先加载执行环境协议是Intel公司推出的网络引导协议，首先，***中要装有支持预先加载执行环境协议的网卡，同时网络环境中需要配置好动态主机组态协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)及简易文件传送协议(TrivialFile Transfer Protocol，TFTP)等相关的服务。***加电自检过后，通过一系列的自动化操作设定好网络环境，然后将预启动程序(NBP)加载到本地并完成***启动的引导工作。
预先加载执行环境协议主要工作步骤如下：
客户***自检完成后，PXE网卡接管CPU控制；
客户***的PXE网卡与网络中动态主机组态协议服务器(DHCP Server)通讯，以致获得网际网络通讯协议(IP)地址及预启动程序(NBP)的信息；
通过简易文件传送协议(TFTP)自网络中简易文件传送协议服务器(TFTPServer)下载预启动程序(NBP)；
预启动程序(NBP)开始执行完成客户***的引导。
借助预先加载执行环境协议能够完成一定的网络数据传输，但是预先加载执行环境协议规范仅仅提供简易文件传送协议、用户数据元协议(UserDatagram Protocol，UDP)、预先启动(Pre-Boot)应用接口，而并没有提供网络传输常见的传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)。采用用户数据元协议/网际网络通讯协议进行通讯则数据传输的可靠性得不到保证，对于那些对数据依赖很强的应用而言这无疑是致命的缺陷。虽然通过在采取用户数据元协议基础上再添加私有协议的形式可以确保数据传输的正确性及可靠性，但这样会引入额外的协议部署及维护升级等工作。
发明内容
为了解决上述现有技术中的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种网络通讯方法，通过无须网卡驱动可驻留内部存储器的网络通讯程序进行实模式下网络数据的传输。
本发明所提供的一种网络通讯方法，包含以下步骤：对标准网络通讯程序进行精简，以使标准网络通讯程序于能够满足实际数据传输需要的前提下，具有有效的可靠性连接，并且占用较小的内部存储器空间；编制一预启动程序并将预启动程序储存于一个网络服务器中，精简后的标准网络通讯程序编制于预启动程序之中，且预启动程序设置为实模式网络通讯环境；于支持预先加载执行环境协议的客户端***上设定为网卡启动模式，并配置预先加载执行环境相关的动态主机组态协议服务及简易文件传送协议服务；启动客户端***，预先加载执行环境网络配接器由动态主机组态协议服务获得网际网络通讯协议地址及预启动程序的信息，并由简易文件传送协议自网络服务器下载预启动程序；执行预启动程序，以判断当前软、硬件环境是否符合网络通讯的需求；于客户端基本内部存储器中选取适当的空间，以将预启动程序中的精简后的标准网络通讯程序安插于内部存储器空间中；在中断向量表中添加配置项，用以为精简后的标准网络通讯程序配置软中断以便于调用精简后的标准网络通讯程序；以及修改基本输入输出***的数据区，以将标准网络通讯程序所在的位置安插于基本输入输出***空间中进行保护。
其中，对标准网络通讯程序进行精简通过精简传输控制协议/网际网络通讯协议的协议族的方式完成。精简后的传输控制协议/网际网络通讯协议的协议族所保留的结构包含有：传输控制协议(TCP)层，用以保证数据传输的可靠性；网际网络通讯协议(IP)层，用以负责数据的收发；以及通用网络驱动程序接口(UNDI)，用以进行网络设备的控制。
综上所述，与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的网络通讯方法无须实模式下不同芯片的专有驱动程序支持；
2、本发明的网络通讯方法使用简便，并采用实模式下通用的硬件访问方式，即中断方式；
3、本发明的网络通讯方法通过有效的持续性连接，确保了数据传输的可靠性；
4、本发明的网络通讯方法中所采用的精简后的标准网络通讯程序节省了实模式下宝贵的基本内部存储器空间，且不影响***中其它程序的执行(例如：Windows NT内核操作***的启动)；
5、本发明的网络通讯方法中，精简后的标准网络通讯程序隐藏于内部存储器的基本输入输出***数据区内，采取适当的保护机制可避免网络通讯程序被其它的执行程序破坏；
6、本发明的网络通讯方法采用精简的标准网络通讯协议程序，通过专用私有协议的部署，能够最大限度的获得网络数据传输的互通性。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的一种网络通讯方法的方法流程图；以及
图2为本发明的一种网络通讯方法所应用的一实施例的***方块图。
其中，附图标记
10 客户端***
20 动态主机组态协议服务器
30 简易文件传送协议服务器
40 储存服务器
步骤100 对标准网络通讯程序进行精简
步骤110 将精简后的标准网络通讯程序编制于预启动程序中
步骤120 将预启动程序储存于网络服务器中
步骤130 客户端***上设定为网卡启动模式，并配置预先加载执行环境相关的服务
步骤140 由动态主机组态协议服务获得网际网络通讯协议地址及预启动程序的信息
步骤150 由简易文件传送协议服务器下载预启动程序
步骤160 执行预启动程序以判断当前软、硬件环境是否符合网络通讯的需求
步骤170 将网络通讯程序安插于客户端内部存储器空间中
步骤180 设置一个中断向量表
步骤190 修改基本输入输出***的数据区
具体实施方式
以下，将结合图式部份对本发明的较佳实施方式作详细说明。
为了克服现有技术中安装专有驱动程序的缺陷，现在通常采用预先加载执行环境(PXE)协议规范的方式实现网络通讯。预先加载执行环境协议目前已经得到了绝大多数网卡厂商的支持，预先加载执行环境协议的底层具有完整的网卡输入/输出调用方法，即网络驱动程序接口，但是，预先加载执行环境协议在传输控制协议/网际网络通讯协议的协议族的运输层仅提供用户数据元协议的非持续性连接，其在数据敏感的应用环境下不能满足数据传输的可靠性的需要。本发明的方法正是利用预先加载执行环境协议以实现对网络的访问，同时克服了预先加载执行环境协议运输层仅提供用户数据元协议的不可靠连接的弊端。
请参阅图1，此图为本发明的一种网络通讯方法的方法流程图，如图所示，本发明的一种网络通讯方法包含有以下步骤：
首先，对标准网络通讯程序进行精简(步骤100)，由于无操作***的实模式下可用的内部存储器空间很小，通常操作***启动前实模式阶段只有前640KB的一部份空间可用，其余则被基本输入输出***程序、显示程序等占用；并且实际数据的传输仍需要额外的程序支持，服务器端应尽量避免部署专用协议且必须符合现有路径方式的需求，所以本发明的方法中要求精简后的标准网络通讯程序仅占用较小的内部存储器空间，并使精简后的标准网络通讯程序于能够满足实际数据传输需要的前提下，具有有效的可靠性连接，其中，最具使用价值的方式为对传输控制协议/网际网络通讯协议的协议族进行精简，使其被精简后只保留以下的结构功能：一个传输控制协议层，用以保证数据传输的可靠性，一个网际网络通讯协议层，用以负责数据的收发，以及一个通用网络驱动程序接口，用以进行网络设备的控制；
然后，由开发人员编制一个预启动程序，并将精简后的标准网络通讯程序编制于预启动程序之中(步骤110)，其具体功能及实现细节可根据需求进行制定，除了设定为实模式的网络通讯环境外还可以完成其它的功能；
接下来，将预启动程序储存于网络服务器中(步骤120)；
而后，于支持预先加载执行环境协议的客户端***上设定为网卡启动模式，并配置预先加载执行环境相关的动态主机组态协议服务及简易文件传送协议服务(步骤130)；
接着，启动客户端***，预先加载执行环境网络配接器由动态主机组态协议服务获得网际网络通讯协议地址及预启动程序的信息(步骤140)；并由简易文件传送协议自网络服务器下载预启动程序(步骤150)；
然后，执行预启动程序以判断当前软、硬件环境是否符合网络通讯的需求(步骤160)，例如判断预先加载执行环境协议的版本是否合适，如果符合则继续执行后续步骤，否则结束；
于客户端基本内部存储器中选取适当的空间，以将预启动程序中的精简后的标准网络通讯程序安插于内部存储器空间中(步骤170)，其中预启动程序接管CPU后，将储存于自身程序空间中的精简后的标准网络通讯程序安插于客户端剩余的基本内部存储器的顶端；
设置一个中断向量表项(步骤180)，用以为精简后的标准网络通讯程序配置软中断以便于调用精简后的标准网络通讯程序；以及
修改基本输入输出***的数据区(步骤190)，基本输入输出***数据区的40：13h位置记载有剩余内部存储器的顶端位置，在配置好网络通讯程序并设定好软中断后，修改此数据区内容可以保护此段网络通讯程序。所有通过40：13h位置查询基本内部存储器剩余空间的程序会认为此空间已被基本输入输出***数据占用，从而避开此位置，进而实现对网络通讯程序的保护，其中在预启动程序退出之前，还可以进行显示提示信息，自网络读取数据以及调用其它程序执行的功能操作。
现在请参阅图2，图2所示为本发明的一种网络通讯方法所应用的一实施例的***方块图，此实施例为一无盘操作***，举例而言，此无盘操作***可实际应用于刀锋型服务器(Blade Sever)及高性能计算(High PerformanceComputing；HPC)等***中，假定无盘***支持预先加载执行环境(PXE)启动，首先，客户端***10的PXE网卡与网络中动态主机组态协议服务器20通讯，以致获得网际网络通讯协议(IP)地址及预启动程序的信息，而后，在预先加载执行环境启动执行阶段，客户端***10先自简易文件传送协议服务器30中下载预启动程序，其中网络通讯程序编制于预启动程序中，接着在预启动程序执行阶段，控制客户端***10将网络通讯程序安插于其基本输入输出***空间中的基本内部存储器剩余区域的顶端，同时于中断向量表中修改本地硬盘的中断，其指向的中断处理程序的位置就是网络通讯程序的入口点。当操作***启动时，所有对本地硬盘的操作都自动转移至网络的储存服务器40中储存的***镜像上，由于采用持续的可靠性连接，因此避免了精简后的网络通讯过程中由于数据丢失而导致启动失败的灾难性后果。在内部存储器640KB的空间中，操作***启动以及基本输入输出***处理程序都要占用内部存储器空间，因此留下的空间非常有限，由于精简后的网络通讯程序非常短小，因此可以完全储存于内部存储器空间中，同时修改基本输入输出***的数据区，将精简后的网络通讯程序所占用的空间算作基本输入输出***自身的处理程序，这样就可以保护精简后的网络通讯程序免受外界的干扰。
对于其它应用，可以参照上述无盘***，在中断向量表中添加新的软中断，当实模式下的精简后的网络通讯程序需要访问网络设备时只需要调用相应的中断即可。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种网络通讯方法，通过无须网卡驱动可驻留内部存储器的网络通讯程序进行实模式下网络数据的传输，其特征在于，该方法包含有以下步骤：
对一传输控制协议/网际网络通讯协议的协议族进行精简，使其被精简后的标准网络通讯程序只保留以下的结构功能：一个传输控制协议层，用以保证数据传输的可靠性，一个网际网络通讯协议层，用以负责数据的收发，以及一个通用网络驱动程序接口，用以进行网络设备的控制；
编制一预启动程序并将该预启动程序储存于一网络服务器中，该精简后的标准网络通讯程序编制于该预启动程序之中，且该预启动程序设置为实模式网络通讯环境；
于支持预先加载执行环境PXE协议的客户端***上设定为网卡启动模式，并配置预先加载执行环境相关的动态主机组态协议DHCP服务及简易文件传送协议TFTP服务；
启动客户端***，预先加载执行环境PXE网络配接器由动态主机组态协议服务获得网际网络通讯协议地址及该预启动程序的信息，并由简易文件传送协议自该网络服务器下载该预启动程序；
执行该预启动程序，以判断当前软、硬件环境是否符合网络通讯的需求；
于该客户端基本内部存储器中选取适当的空间，以将该预启动程序中的该精简后的标准网络通讯程序安插于该内部存储器空间中；
在一中断向量表中添加配置项，用以为该精简后的标准网络通讯程序配置软中断以便于调用该精简后的标准网络通讯程序；以及
修改基本输入输出***BIOS的数据区，以将该精简后的标准网络通讯程序所在的位置安插于该基本输入输出***空间中进行保护。
2.根据权利要求1所述的网络通讯方法，其特征在于，于执行该预启动程序的进程中，还可以进行显示提示信息、自网络读取数据以及调用其它程序执行的功能操作。
3.根据权利要求1所述的网络通讯方法，其特征在于，该预启动程序中的该精简后的标准网络通讯程序被安插于该客户端剩余的基本内部存储器的顶端。
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