專利名稱：一種基于通用可擴(kuò)展固件接口的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)軟件工程及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體指的是一種基于通用可擴(kuò)展固件接口(UEFI)的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法。
背景技術(shù)：
作為連接操作系統(tǒng)與硬件體系之間的橋梁，傳統(tǒng)基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS為計(jì)算機(jī)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。BIOS屬于計(jì)算機(jī)中的底層軟件，是硬件與軟件程序之間的橋梁，負(fù)責(zé)解決硬件的即時(shí)需求，并具體執(zhí)行軟件對硬件的操作要求。它負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)執(zhí)行前的初始化工作，包括檢查系統(tǒng)配備和連接計(jì)算機(jī)內(nèi)各種不同的硬件與引導(dǎo)操作系統(tǒng)等，并且負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)控制硬件時(shí)的中介角色。BIOS的好壞直接影響著系統(tǒng)性能提升以及更多性能的挖掘。雖然電腦的更新?lián)Q代速度越來越快，但作為最重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，BIOS—直沒有太大的改變。UEFI是未來的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中替代BIOS的升級方案。傳統(tǒng)的BIOS采用匯編語言編寫，面對BIOS的新需求明顯力不從心。而新的UEFI則更具優(yōu)勢，它采用模塊化、動態(tài)鏈接和C語言風(fēng)格的參數(shù)堆棧傳遞方式的形式構(gòu)建系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的BIOS更易于實(shí)現(xiàn)。另外，UEFI驅(qū)動程序可以不由運(yùn)行在CPU上的代碼組成，而是由UEFI字節(jié)代碼編寫而成，保證了在不同CPU架構(gòu)上的兼容性，具有更大的靈活性。所述UEFI實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要由通用網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動接口 UNDI (Universal NetworkDriver Interface),簡單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議SNP (Simple Net Protocol),管理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議MNP (ManageNetwork Protocol), IP, TCP, UDP, SOCKET等驅(qū)動組成,每一層都被設(shè)計(jì)為一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)。位于協(xié)議棧最底層的UNDI和SNP協(xié)議向上提供物理層服務(wù)。他們的具體實(shí)現(xiàn)與物理網(wǎng)卡設(shè)備相關(guān)，主要由硬件設(shè)備廠商提供，這些代碼有規(guī)范相同的接口供上層調(diào)用。MNP協(xié)議向上層提供數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)。從這一層開始，所有物理設(shè)備的不同將不在代碼實(shí)現(xiàn)的考慮范圍之內(nèi)。從MNP開始，對其上的所有一協(xié)議來說，下層的內(nèi)容都是透明的，對上層提供統(tǒng)一的接口。各個(gè)驅(qū)動模塊之間有相互依賴關(guān)系。IP模塊的實(shí)現(xiàn)依賴于ARP和MNP模塊的實(shí)現(xiàn)，MNP模塊則依賴于SNP模塊的實(shí)現(xiàn)。這些依賴關(guān)系在模塊實(shí)現(xiàn)過程中被使用。UEFI的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議很明顯的可以分為很多個(gè)模塊，并有清晰的分層結(jié)構(gòu)。在設(shè)備驅(qū)動被加載之后，每一層的協(xié)議都需要在調(diào)用和加載之后，相應(yīng)的協(xié)議才能夠開始工作。對于一個(gè)基于IP層協(xié)議進(jìn)行通訊的程序，它可以在加載了 IP層協(xié)議及其下層的協(xié)議之后就進(jìn)行通訊，而沒有必要加載TCP和UDP等協(xié)議。而當(dāng)這個(gè)程序在之后需要通過TCP協(xié)議進(jìn)行通訊時(shí)，再在相關(guān)區(qū)域加載協(xié)議，之后TCP協(xié)議開始工作。但此時(shí)UDP協(xié)議仍然處于不能工作的狀態(tài)此時(shí)不能通過UDP協(xié)議通訊。傳統(tǒng)的BIOS升級，將用于升級的文件先存儲在移動設(shè)備中，例如光盤、U盤，計(jì)算機(jī)通過讀取移動設(shè)備中用于升級的文件完成BIOS升級。這種BIOS升級方法需要人工效驗(yàn)BIOS文件的數(shù)字簽名，需要移動設(shè)備的輔助，成本較高，并且當(dāng)出現(xiàn)意外情況時(shí)，例如存儲設(shè)備損壞，BIOS升級將無法完成。
鑒于上述問題，有必要提出一種實(shí)現(xiàn)UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，給出一種基于通用可擴(kuò)展固件接口的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種基于通用可擴(kuò)展固件接口的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法，所述方法采用客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)，包括服務(wù)器和客戶機(jī)，所述客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)在可擴(kuò)展固件接口 UEFI基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，客戶機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)和所述服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述遠(yuǎn)程更新方法包括兩個(gè)方法:一是服務(wù)器發(fā)起對客戶機(jī)UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級方法，二是客戶機(jī)發(fā)起的UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級方法；具體分別如下:
服務(wù)器發(fā)起對客戶機(jī)UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級方法，該方法步驟是:
步驟A，服務(wù)器發(fā)起連接請求:用于連接客戶機(jī)，客戶機(jī)收到該連接請求后把客戶機(jī)自身信息發(fā)送給服務(wù)器；
步驟B，服務(wù)器傳送數(shù)據(jù):用于響應(yīng)所述客戶機(jī)，并根據(jù)客戶機(jī)發(fā)送的客戶機(jī)自身信息,傳送相應(yīng)的數(shù)據(jù)包給客戶機(jī)；
步驟C，服務(wù)器等待客戶機(jī)的升級確認(rèn)回復(fù)，服務(wù)器接收客戶機(jī)的接收準(zhǔn)備好確認(rèn)，給出客戶機(jī)重啟指令，客戶機(jī)完成重啟；
步驟D，客戶機(jī)接受服務(wù)器傳輸來的BIOS升級文件并完成固件更新，并回傳升級過程信息給服務(wù)器；
客戶機(jī)發(fā)起的UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級方法，該方法包括如下步驟:
步驟E，開啟客戶機(jī)，客戶機(jī)進(jìn)入U(xiǎn)EFI環(huán)境，建立和所述服務(wù)器之間數(shù)據(jù)連接；
步驟F，客戶機(jī)設(shè)置等待時(shí)間，所述等待時(shí)間包括客戶端計(jì)算機(jī)等待服務(wù)器響應(yīng)的等待時(shí)間；
步驟G，客戶機(jī)UEFI BIOS發(fā)送當(dāng)前BIOS版本信息及其BIOS 二進(jìn)制文件，發(fā)送數(shù)據(jù)讀取請求給服務(wù)器，以請求從服務(wù)器中下載BIOS 二進(jìn)制文件數(shù)據(jù)包；
步驟H，客戶機(jī)接收文件傳輸協(xié)議FTP數(shù)據(jù)包；若客戶機(jī)在所設(shè)置的等待時(shí)間內(nèi)接收到從服務(wù)器發(fā)送的FTP數(shù)據(jù)包，則讀取所述FTP數(shù)據(jù)包的大小，并根據(jù)FTP數(shù)據(jù)包的大小在客戶機(jī)內(nèi)分配相應(yīng)的緩沖空間；
步驟I，校驗(yàn)BIOS 二進(jìn)制文件的數(shù)字簽名，通過UEFI更新工具完成固件更新并報(bào)告相關(guān)信息給服務(wù)器。所述UEFI BIOS上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧是指:UEFI提供了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧接口，所述接口用硬件實(shí)現(xiàn)通用網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動接口 UNDI和簡單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議SNP功能。所述步驟A中，所述客戶機(jī)自身信息包括當(dāng)前BIOS版本、產(chǎn)品管理信息SMBIOS (System Management BIOS)版本、微代碼 Microcode 版本、CPU 編號 CPUID。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出了一種基于通用可擴(kuò)展固件接口的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法，所述方法采用客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)，包括服務(wù)器和客戶機(jī)，所述客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)在UEFI BIOS上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，客戶機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)和所述服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述遠(yuǎn)程更新方法包括兩個(gè)方法:一是服務(wù)器發(fā)起對客戶機(jī)UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級方法，二是客戶機(jī)發(fā)起的UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級方法；所述方法不需要移動設(shè)備的輔助，利用服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)UEFI BIOS的遠(yuǎn)程升級，減少了人力，降低了成本，實(shí)現(xiàn)對UEFI BIOS升級的良好管理。


圖1是UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級系統(tǒng)的客戶端架構(gòu)圖。圖2是UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級系統(tǒng)的客戶端登陸服務(wù)器流程圖。圖3是UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級系統(tǒng)的客戶端接受文件流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述多個(gè)客戶機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器相連接。其中每臺客戶機(jī)和服務(wù)器都包括網(wǎng)卡。下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明提出的一種基于通用可擴(kuò)展固件接口的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法進(jìn)行詳細(xì)說明:
本發(fā)明一種基于通用可擴(kuò)展固件接口的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法，如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級的客戶端架構(gòu)圖?？蛻魴C(jī)開機(jī)進(jìn)入U(xiǎn)EFI固件系統(tǒng)，創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)連接、登陸服務(wù)器查詢、接受升級文件、升級固件、報(bào)告相關(guān)升級結(jié)果發(fā)送給服務(wù)器端。具體步驟如下:
步驟(I):創(chuàng)建連接:創(chuàng)建連接時(shí)需要取得服務(wù)器端的IP地址和端口，客戶端的IP地址可以由本地用戶來手動配置或通過動態(tài)主機(jī)設(shè)置協(xié)議DHCP (Dynamic HostConfiguration Protocol, DHCP)獲取，UEFI BIOS 中提供了用于 IP 的配置接口。IP 地址和端口設(shè)置完成后，按順序調(diào)用相應(yīng)的Socket函數(shù)完成與服務(wù)器連接的創(chuàng)建。步驟⑵:在服務(wù)器進(jìn)行登錄查詢，服務(wù)器判斷是否有符合客戶端的更新文件。登陸服務(wù)器查詢流程圖如圖2所示。步驟(2-1):調(diào)用硬件信息查看模塊獲取客戶端計(jì)算機(jī)的CPU ID和主板型號，這兩個(gè)值是定長的數(shù)值串。創(chuàng)建客戶機(jī)硬件信息報(bào)文MainMSG，并將該報(bào)文發(fā)送到服務(wù)器端。步驟(2-2):服務(wù)器端接收到報(bào)文之后，會讀取報(bào)文的內(nèi)容；然后記錄CPU ID，并依據(jù)主板型號去查詢服務(wù)器中是否有適合升級的BIOS文件，并會給客戶端回復(fù)一個(gè)結(jié)果報(bào)文ACK。步驟(2-3):客戶端在預(yù)設(shè)置的等待時(shí)間內(nèi)收到服務(wù)器回復(fù)的ACK報(bào)文后，會檢測報(bào)文的值去判斷服務(wù)器上是否有待升級固件；如果確認(rèn)服務(wù)器上有可以升級的文件，則進(jìn)入文件接收狀態(tài)。如果服務(wù)器上沒有可升級的文件，則向報(bào)告服務(wù)器結(jié)果并退出。步驟(3):客戶端計(jì)算機(jī)進(jìn)入文件接收狀態(tài)，接受服務(wù)器傳送過來的固件更新文件。文件接受流程圖如圖3所示。步驟(3-1):客戶端計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)文件接收請求給服務(wù)器?？蛻舳说却?wù)器響應(yīng)上述數(shù)據(jù)讀取請求而回復(fù)的數(shù)據(jù)包。步驟(3-2):判斷客戶端是否在所設(shè)置等待時(shí)間內(nèi)偵測到從服務(wù)器發(fā)送來的數(shù)據(jù)包。若客戶端計(jì)算機(jī)沒有在所設(shè)置的等待時(shí)間內(nèi)偵測到從服務(wù)器發(fā)送來的數(shù)據(jù)包，則向報(bào)告服務(wù)器結(jié)果并結(jié)束流程。若客戶端計(jì)算機(jī)在等待時(shí)間內(nèi)偵測到從服務(wù)器發(fā)送來的數(shù)據(jù)包，客戶端計(jì)算機(jī)識別數(shù)據(jù)包是否為FTP數(shù)據(jù)包，若不是FTP數(shù)據(jù)包，則返回等待步驟；若數(shù)據(jù)包為FTP，則客戶端計(jì)算機(jī)讀取FTP數(shù)據(jù)包的大小，并根據(jù)大小分配緩沖空間。
步驟(3-3):客戶機(jī)判斷接收FTP數(shù)據(jù)包是否完成，如果接收完成，發(fā)送接收完成應(yīng)答給服務(wù)器，通知服務(wù)器FTP數(shù)據(jù)包接收完成；接收完成后保存文件并效驗(yàn)更新文件數(shù)字簽名是否正確
步驟(4):調(diào)用UEFI固件更新模塊完成更新工作。并報(bào)告相關(guān)信息給服務(wù)器。本發(fā)明提供一種基于UEFI的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法，不需要支持PXE的網(wǎng)卡即可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升級的方法。并可以在不需要移動設(shè)備輔助的情況下，不需要人為過多的干預(yù)；利用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)UEFI BIOS的遠(yuǎn)程升級。
權(quán)利要求
1.一種基于通用可擴(kuò)展固件接口的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法，其特征在于，所述方法采用客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)，包括服務(wù)器和客戶機(jī)，所述客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)在可擴(kuò)展固件接口 UEFI基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，客戶機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)和所述服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述遠(yuǎn)程更新方法包括兩個(gè)方法:一是服務(wù)器發(fā)起對客戶機(jī)UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級方法，二是客戶機(jī)發(fā)起的UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級方法；具體分別如下: 服務(wù)器發(fā)起對客戶機(jī)UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級方法，該方法步驟是: 步驟A，服務(wù)器發(fā)起連接請求:用于連接客戶機(jī)，客戶機(jī)收到該連接請求后把客戶機(jī)自身信息發(fā)送給服務(wù)器； 步驟B，服務(wù)器傳送數(shù)據(jù):用于響應(yīng)所述客戶機(jī)，并根據(jù)客戶機(jī)發(fā)送的客戶機(jī)自身信息,傳送相應(yīng)的數(shù)據(jù)包給客戶機(jī)； 步驟C，服務(wù)器等待客戶機(jī)的升級確認(rèn)回復(fù)，服務(wù)器接收客戶機(jī)的接收準(zhǔn)備好確認(rèn)，給出客戶機(jī)重啟指令，客戶機(jī)完成重啟； 步驟D，客戶機(jī)接受服務(wù)器傳輸來的BIOS升級文件并完成固件更新，并回傳升級過程信息給服務(wù)器； 客戶機(jī)發(fā)起的UEFI BIOS遠(yuǎn)程升級方法，該方法包括如下步驟: 步驟E，開啟客戶機(jī)，客戶機(jī)進(jìn)入U(xiǎn)EFI環(huán)境，建立和所述服務(wù)器之間數(shù)據(jù)連接； 步驟F，客戶機(jī)設(shè)置等待時(shí)間，所述等待時(shí)間包括客戶端計(jì)算機(jī)等待服務(wù)器響應(yīng)的等待時(shí)間； 步驟G，客戶機(jī)UEFI BIOS發(fā)送當(dāng)前BIOS版本信息及其BIOS 二進(jìn)制文件，發(fā)送數(shù)據(jù)讀取請求給服務(wù)器，以請求從服務(wù)器中下載BIOS 二進(jìn)制文件數(shù)據(jù)包； 步驟H，客戶機(jī)接收文件傳輸協(xié)議FTP數(shù)據(jù)包；若客戶機(jī)在所設(shè)置的等待時(shí)間內(nèi)接收到從服務(wù)器發(fā)送的FTP數(shù)據(jù)包，則讀取所述FTP數(shù)據(jù)包的大小，并根據(jù)FTP數(shù)據(jù)包的大小在客戶機(jī)內(nèi)分配相應(yīng)的緩沖空間； 步驟I，校驗(yàn)BIOS 二進(jìn)制文件的數(shù)字簽名，通過UEFI更新工具完成固件更新并報(bào)告相關(guān)信息給服務(wù)器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于通用可擴(kuò)展固件接口的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法，其特征在于，所述UEFI BIOS上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧是指:UEFI提供了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧接口，所述接口用硬件實(shí)現(xiàn)通用網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動接口 UNDI和簡單網(wǎng)絡(luò)協(xié)議SNP功能。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于通用可擴(kuò)展固件接口的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法，其特征在于，步驟A中，所述客戶機(jī)自身信息包括當(dāng)前BIOS版本、產(chǎn)品管理信息SMBIOS版本、微代碼Microcode版本和CPU編號CPUID。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于通用可擴(kuò)展固件接口的固件系統(tǒng)遠(yuǎn)程更新方法，所述方法采用客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)，包括服務(wù)器和客戶機(jī)，所述客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)在UEFIBIOS上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，客戶機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)和所述服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述遠(yuǎn)程更新方法包括兩個(gè)方法一是服務(wù)器發(fā)起對客戶機(jī)UEFIBIOS遠(yuǎn)程升級方法，二是客戶機(jī)發(fā)起的UEFIBIOS遠(yuǎn)程升級方法；所述方法不需要移動設(shè)備的輔助，利用服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)UEFIBIOS的遠(yuǎn)程升級，減少了人力，降低了成本，實(shí)現(xiàn)對UEFIBIOS升級的良好管理。
文檔編號G06F9/445GK103164244SQ201310083929
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者杜振龍, 沙光俠, 李曉麗, 沈鋼綱 申請人:南京工業(yè)大學(xué)