[发明专利]高效且透明的远程唤醒

说明书

技术领域

本发明涉及计算系统，尤其涉及方便高效且透明的远程唤醒的系统和方法。

背景

随着计算机和网络的增长，系统管理员快速形成了对通过网络(例如，诸如通过局域网(LAN))来远程还原计算机以便于远程访问、远程管理、更新安装等的能力的需求。LAN唤醒(WOL)是由已经为满足该需求而开发的协作硬件和软件组件构成的一组技术。通常，网络设备或机载网络芯片具有可由主机操作系统配置来允许选择供用作正确的WOL信号的可识别网络通信模式的过滤器。一旦配置，目标计算机就可功率下降至降低功率和降低可用性模式(例如，休眠模式)且为网络设备保留功率(例如，至唤醒状态)。网络设备然后监听特定模式。由此，可检查并确认在目标计算机处接收到的与模式之一相匹配的网络通信，此后网络设备可信令目标主机(例如，目标计算机)使计算机通电(例如，唤醒)。

例如，只要有意义的数据通过网络呈现给目标系统，就可使用唤醒帧事件来唤醒该系统。有意义的数据的示例可包括对Magic Packet(魔术分组)的接收、来自远程管理员的管理请求、或仅仅是直接针对本地系统的网络通信。在所有这些情况下，网络设备通常用关于如何从其他网络通信中标识唤醒帧的信息来预编程。在将网络适配器置入唤醒状态之前，系统配置该网络设备(例如，向适配器的驱动程序传递样本帧和对应的字节掩码的列表)以便向该网络设备提供应唤醒该系统的帧的示例。例如，每一个字节掩码都可定义应将传入帧中的哪些字节与对应的样本帧进行比较以确定是否接受传入帧作为唤醒事件。

然而，常规WOL解决方案的缺点导致远程唤醒技术的有限部署并导致丧失节能机会。例如，网络可具有由于在后台传递的各种协议而产生的大量后台噪声。因此，作为某些后台通信的结果，可阻止机器进入休眠模式。

一种常见的提供WOL的解决方案是允许接收特别模式的网络分组以唤醒被配备和配置成响应这些分组的目标计算机。这些模式中的一种被称为MagicPacket^TM并且可以在其中目标机器的媒体访问控制(MAC)地址是已知的情形中使用。该模式通常由目标计算机的网络设备MAC地址的16个副本构成，且没有间断或中断，之前是被定义为6字节的FFh(FF十六进制)的同步流。

另一个问题可导致无法从远程主机唤醒目标主机。例如，许多网络由路由器分割以便将LAN分割成多个子网以及减少每一个分段上的广播通信量。顾名思义，WOL是为在LAN上使用而开发的。尽管在从另一LAN子网或从因特网接收到的分组和从同一子网中接收到的分组之间可能不存在根本上的不同，但可引发以如何确保通信到达正确的目标机器或目标机器的子网(例如，对于广播通信)为中心的问题。

例如，如果在远程主机和目标主机之间存在路由器，则该远程主机通常只知道最靠近该远程主机的路由器而不是在该路由器的另一侧的机器(例如，其他路由器以及特别是目标主机)的MAC地址。因此，尽管远程主机可能知道目标机器的网际协议(IP)地址或名称，但如果不知道该目标机器的MAC地址，则无法形成Magic Packet^TM模式。

另外，WOL是广播协议。因此，当组织的路由器不转发广播分组(例如，被配置成阻塞广播分组)时，则也可在路由器处阻塞WOL分组。虽然某些路由器可被配置成允许转发用户数据报协议(UDP)广播(例如，到UDP端口9的广播)，但诸如基于网络地址转换(NAT)的常驻网关(例如，电缆或数字用户线(DSL)网关)设备等其他路由器通常不允许传递这些WOL分组。

另外，IP和MAC地址之间的转换使用IP版本4(IPv4)和以太网网络中的地址解析协议(ARP)来执行。然而，路由器中的ARP高速缓存表的老化可导致目标主机的MAC地址被从最后一跳路由器(例如，最靠近目标主机的路由器)的ARP高速缓存中移除。因此，当在路由器中接收到其目的地IP地址不在ARP高速缓存中的帧时，该路由器将会将ARP请求分组发到网络上以获得目的地IP地址。因为该分组是广播分组，所以ARP请求通常由网络中的所有主机来接收和处理。然而，如果目标主机正在休眠并处于Magic Packet^TM模式，则它将不会响应该ARP请求。结果，路由器将仅仅丢弃该帧，由此限制通过路由网络来远程唤醒目标主机的能力。