본 발명은 멀티미디어 플레이어 기능을 가지는 셋탑박스 네트워크 시스템 및 정보 교환방법에 관한 것으로, 특히 셋탑박스의 하드웨어적 구성 및 그 프로그램 기능에 있어서 BIOS와 네트워크 BOOT ROM을 하나의 칩으로 원칩화한 BIOS와 네트워크 부팅 기능을 원칩화 한 셋탑박스의 네트워크 시스템 및 정보 교환방법에 관한 것이다.The present invention relates to a set-top box network system and an information exchange method having a multimedia player function. In particular, in the hardware configuration of the set-top box and its program functions, a BIOS and a network boot function in which the BIOS and the network boot ROM are integrated into one chip. The present invention relates to a network system and a method for exchanging information of a set-top box that has been chipped into chips.
도 1은 기존 멀티미디어 플레이어 기능을 갖는 셋탑박스의 구성도이다. 그구성은 BIOS ROM(3), SDRAM(4), 저장장치(6), 네트워크 IC(1), 네트워크 BOOT ROM(2), CPU(7), 멀티미디어 플레이어 모듈(5), TV(9) 출력을 위한 비디오/오디오 처리부(8) 등으로 구성되어 있으며, 상기의 네트워크 BOOT ROM은 네트워크 카드나 메인보드에 실장되어 있는 것도 있고 또는, 네트워크 기능의 프로그램이 저장되어 있는 플로피디스크를 이용하도록 구성되어 있는 것도 있다.1 is a block diagram of a set-top box having a conventional multimedia player function. Its output is BIOS ROM (3), SDRAM (4), storage device (6), network IC (1), network boot ROM (2), CPU (7), multimedia player module (5), TV (9) output And a video / audio processing unit 8 for the above, wherein the network boot ROM is mounted on a network card or a motherboard, or is configured to use a floppy disk in which a program of a network function is stored. There is also.
또한, 상기와 같이 구성된 셋탑박스에 전원이 인가되면 BIOS(3) 프로그램은 POST(Power On self Test)를 수행하고 저장장치(6)에 저장되어 있는 운영체제(OS) 프로그램을 실행시킨다. 또한 기타 응용 프로그램을 실행시킨다. 보통의 셋탑박스에서 저장장치(6)는 운영체제(OS) 및 응용프로그램을 저장하며, 운영체제(OS)나 응용프로그램에서 필요에 의해서 저장하고자 하는 데이터가 있을 때 이를 저장한다. 셋탑박스를 제어하는 운영체제(OS)와 멀티미디어 플레이어를 운영하는 프로그램을 저장장치(6)에 미리 저장시켜 놓고 운영한다.In addition, when power is applied to the set-top box configured as described above, the BIOS 3 program performs a power on self test (POST) and executes an operating system (OS) program stored in the storage device 6. It also runs other applications. In a typical set-top box, the storage device 6 stores an operating system (OS) and an application program, and stores the data when there is data desired to be stored in the operating system (OS) or an application program as needed. An operating system (OS) for controlling the set-top box and a program for operating the multimedia player are stored in advance and stored in the storage device 6.
상기에서 서술한 셋탑박스의 구성에서 보는 바와 같이, POST 기능을 하는 프로그램이 저장되어 있는 BIOS ROM(3)과 네트워크 부팅기능을 하는 프로그램이 저장되어 있는 네트워크 BOOT ROM(2)이 별개로 구성되어 있으며, 또 저장장치를 필요로 하므로 셋탑박스 관리에 어려움이 많았다.As shown in the configuration of the set-top box described above, the BIOS ROM (3) that stores the program for POST function and the network boot ROM (2) that stores the program for network booting are configured separately. In addition, it required a storage device, which made it difficult to manage the set-top box.
따라서, 본 발명의 목적은 셋탑박스 구성에서 BIOS ROM과 네트워크의 BOOT ROM 기능을 하나의 칩으로 원칩화 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to one-chip a BIOS ROM and a BOOT ROM function of a network in a set-top box configuration.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 원칩화 된 칩에 상기의 BIOS 프로그램과 네트워크 BOOT ROM 프로그램을 하나의 프로그램으로 수행할 수 있게 하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to be able to perform the above-described BIOS program and network BOOT ROM program as one program on a one-chip chip.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 각 셋탑박스는 서버로부터 각각의 운영체제를 다운로드 받고 또, 서버의 저장장치 내의 프로그램을 공유하는데 있다.In addition, another object of the present invention is that each set-top box downloads each operating system from a server and shares a program in a storage device of the server.
본 발명의 상기 및 그 이외의 목적과 신규한 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 명확하게 이해될 것이다.The above and other objects and novel features of the present invention will be clearly understood from the description of the present specification and the accompanying drawings.
도 1은 기존방식에 의한 멀티미디어 플레이어 셋탑박스의 구성도,1 is a block diagram of a multimedia player set-top box according to the conventional method,
도 2는 본 발명에 따른 셋탑박스의 내부 구성도,2 is an internal configuration diagram of a set-top box according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 셋탑박스 네트워크 시스템을 나타낸 구성도,3 is a block diagram showing a set-top box network system according to the present invention,
도 4는 셋탑박스 네트워크 시스템에서의 정보 교환방법을 나타낸 흐름도,4 is a flowchart illustrating a method of exchanging information in a set-top box network system;
도 5는 RARP 프로토콜을 사용하는 경우의 데이터 패킷 형식이다.5 is a data packet format when using the RARP protocol.
상술한 목적들을 달성하기 위해, 본 발명의 원칩화 한 셋탑박스는 전원을 인가하였을 때, 제일 먼저 시스템을 POST(Power On Self Test)를 수행하고 네트워크 부팅 기능을 수행하는 BIOS ROM과, 셋탑박스가 네트워크를 통해 서버에 연결하기 위한 네트워크 IC와, BIOS 프로그램 및 네트워크로 다운로드 한 운영체제(OS) 또는 응용 프로그램을 실행하기 위한 SDRAM과, 멀티미디어 플레이어 모듈, 멀티미디어 플레이어 기능, 인터넷 기능 등 셋탑박스의 각종 비디오 신호 및 오디오 신호를 TV로 보내기 위해 변환하는 비디오 및 오디오 처리부와, 이들을 제어하기 위한 CPU를 포함하여 구성되며,In order to achieve the above objects, the one-chip set-top box of the present invention is a BIOS ROM that performs a power on self test (POST) and performs a network booting function first when power is applied, and the set-top box is networked. Network IC for connecting to the server through the PC, SDRAM for executing the BIOS program and the downloaded OS or application through the network, multimedia player module, multimedia player function, Internet function, etc. And a video and audio processor for converting audio signals to a TV and a CPU for controlling them.
또한, 이들 셋탑박스는 네트워크 상에서 허브(hub)를 통해 다수의 셋탑박스가 셋탑박스 서버에 연결되어 있다.In addition, these set-top boxes are connected to a plurality of set-top box server via a hub (hub) on the network.
상기 허브를 통해 셋탑박스 서버에 접속 가능한 다수의 셋탑박스에서 네트워크를 통해 상기 셋탑박스 서버로부터 프로그램을 다운로드 받아 구동되는 셋탑박스 네트워크 시스템에 있어서, 상기 셋탑박스 서버에는 각 셋탑박스 고유의 하드웨어 어드레스(MAC Address) 정보를 저장한 데이터베이스가 저장되어 있어, 각 하드웨어어드레스 정보에 해당하는 네트워크 정보 및 프로그램을 각 셋탑박스에 제공한다.In a set-top box network system in which a plurality of set-top boxes accessible to the set-top box server through a hub are downloaded and operated from the set-top box server through a network, the set-top box server has a unique hardware address (MAC). Address) information is stored in the database. Network information and programs corresponding to each hardware address information are provided to each set-top box.
또한, 본 발명에 의한 셋탑박스 네트워크 시스템은, 각 셋탑박스가 고유 네트워크 하드웨어 어드레스를 가지고 있으므로 서버에서 셋탑박스마다 별도의 다른 구성을 한 프로그램을 운용할 수 있으며, 하나의 프로그램을 모든 셋탑박스나 또는 지정된 일부 셋탑박스가 공유하여 운영할 수도 있다.In addition, in the set-top box network system according to the present invention, since each set-top box has a unique network hardware address, it is possible to operate a program having a different configuration for each set-top box in the server. Some designated set-top boxes may be shared and operated.
또, 본 발명에 의한 셋탑박스 네트워크 시스템은, 셋탑박스 서버에서 프로그램의 기능 추가 및 변경함으로써, 한번의 수정으로 상기 서버에 연결되어 있는 모든 셋탑박스에 반영할 수 있다.In addition, the set-top box network system according to the present invention, by adding and changing the function of the program in the set-top box server, it can be reflected in all set-top boxes connected to the server in one modification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 셋탑박스 네트워크 시스템의 구성과 그에 따른 동작을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration and operation of the set-top box network system according to the present invention.
도 2은 본 발명에 따른 셋탑박스 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram schematically showing the internal configuration of a set-top box according to the present invention.
BIOS(23)는 셋탑박스에 전원이 인가되면 BIOS 프로그램을 수행하고 또 BIOS 프로그램 내에 있는 네트워크 부트 프로그램을 수행한다. 즉, BIOS의 기본 기능인 자기진단 POST를 수행하고, 또 셋탑박스가 네트워크로 서버에 연결되어 셋탑박스를 운영하기 위한 운영체제(OS) 및 응용프로그램을 다운로드 할 수 있도록 하는 네트워크 부팅 기능이 BIOS ROM으로 원칩화 되어 있다. 네트워크 IC(21)는 셋탑박스가 네트워크 및 셋탑박스 서버에 연결하는 동작을 수행하는 집적회로이다. SDRAM(24)은 BIOS 프로그램을 통해 서버로부터 다운로드 받은 운영체제(OS) 또는 응용프로그램 등을 실행하는 역할을 수행한다. CPU(27)는 각 장치의 제어에 필요한 연산을수행하고, 비디오 및 오디오 처리부(28)는 멀티미디어 플레이어 기능, 인터넷 기능 등 셋탑박스의 각종 비디오 신호 및 오디오 신호를 TV(29)로 보내기 위해 변환한다.The BIOS 23 executes a BIOS program when a power is supplied to the set-top box, and performs a network boot program in the BIOS program. In other words, the BIOS booting function enables the self-diagnostic POST, which is the basic function of the BIOS, and the network boot function that allows the set-top box to be connected to the server via a network to download operating systems and applications for operating the set-top box into the BIOS ROM. It is. The network IC 21 is an integrated circuit that performs the operation of connecting the set-top box to the network and the set-top box server. The SDRAM 24 executes an operating system (OS) or an application program downloaded from a server through a BIOS program. The CPU 27 performs operations necessary for controlling each device, and the video and audio processing unit 28 converts various video signals and audio signals of the set-top box to the TV 29 such as a multimedia player function and an Internet function. .
도 3는 본 발명에 의한 셋탑박스 네트워크의 구성을 나타낸 구성도이다. 도시된 바와 같이, 다수의 셋탑박스(A, B, C∼N)는 허브를 통하여 셋탑박스 서버와 네트워크로 연결되어 있으며, 셋탑박스 서버에는 각 셋탑박스의 고유 정보를 저장한 데이터베이스가 저장되어 있다. 각 셋탑박스(A, B, C∼N)는 네트워크 연결을 위한 네트워크 IC를 구비하고 있으며, 각 셋탑박스를 구분하기 위하여 고유 네트워크 하드웨어 어드레스를 가진다. 하드웨어 어드레스는 48bit(6Byte)으로 구성되며 LAN 카드 회사 ID와 어댑터 카드 ID 정보로 구성되어 있다. 셋탑박스 서버에는 각 셋탑박스(A, B, C∼N)의 MAC Address와 셋탑박스의 네트워크 정보, 각 셋탑박스(A, B, C∼N)가 다운로드 할 운영체제(OS) 이름, 프로그램 실행시 저장을 위해 셋탑박스에 할당된 하드디스크 디렉토리의 정보 등이 저장된 데이터베이스가 연결되어 있다.3 is a block diagram showing the configuration of a set-top box network according to the present invention. As shown, a plurality of set-top boxes (A, B, C ~ N) are connected to the set-top box server via a hub network, the set-top box server is stored a database that stores the unique information of each set-top box . Each set top box (A, B, C ~ N) has a network IC for network connection, and has a unique network hardware address to distinguish each set top box. The hardware address consists of 48 bits (6 bytes) and consists of LAN card company ID and adapter card ID information. In the set-top box server, the MAC address of each set-top box (A, B, C-N), network information of the set-top box, the name of the operating system (OS) to be downloaded by each set-top box (A, B, C-N), and the program execution The database that stores the information on the hard disk directory assigned to the set-top box for storage is connected.
도 4는 본 발명에 따른 셋탑박스 네트워크 시스템에서의 정보 교환방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 셋탑박스에서 이루어지는 과정(A1∼A5)과 셋탑박스 서버에서 이루어지는 과정(B1∼B3)이 연계되어 있음을 알 수 있다.4 is a flowchart illustrating a procedure of an information exchange method in a set-top box network system according to the present invention. As shown, it can be seen that processes (A1 to A5) performed in the set-top box and processes (B1 to B3) performed in the set-top box server are linked.
셋탑박스(A, B, C∼N)에 전원을 인가하면 BIOS ROM(23)에서 POST(Power On Self Test)를 수행하고 또한, 네트워크 부팅을 수행한다.(A-1, A-2 과정).When power is supplied to the set-top boxes A, B, and C to N, the BIOS ROM 23 performs a POST (Power On Self Test) and performs a network boot. (A-1, A-2 processes) .
또한 BIOS 내의 부팅 프로그램은 BOOTP, DHCP 또는 RARP(이후, 상세히 설명한다.) 등의 네트워크 프로토콜을 사용하여 자신이 가지고 있는 고유의 하드웨어 어드레스를 동일 네트워크에 연결된 모든 셋탑박스에 브로드캐스트 한다(A-3 과정).The boot program in the BIOS also broadcasts its own hardware address to all set-top boxes connected to the same network using network protocols such as BOOTP, DHCP, or RARP (described in more detail later). process).
셋탑박스 서버는 각 셋탑박스로부터 수신된 하드웨어 어드레스들을 분석한다(B-1 과정).The set top box server analyzes the hardware addresses received from each set top box (step B-1).
각 셋탑박스(A, B, C∼N)의 고유 하드웨어 주소와 네트워크 정보 및 각 셋탑박스(A, B, C∼N)가 다운로드 할 운영체제(OS) 이름, 프로그램 실행시 저장을 위해 셋탑박스에 할당된 하드디스크 디렉토리의 정보 등이 저장된 데이터베이스로부터 해당정보를 읽어들인다(B-2 과정).Unique hardware address and network information of each set-top box (A, B, C ~ N), operating system (OS) name that each set-top box (A, B, C ~ N) will download, The corresponding information is read from the database in which the information of the allocated hard disk directory is stored (step B-2).
매칭되는 각 셋탑박스에 읽어들인 정보를 전송한다(B-3 과정). 이때, 데이터베이스로부터 각 셋탑박스에 제공되는 정보는 다음과 같다.The read information is transmitted to each matched set-top box (B-3 process). At this time, the information provided to each set-top box from the database is as follows.
- 셋탑박스의 네트워크 정보(IP, 게이트웨이, 서브넷마스크, DNS 등)Set-top box network information (IP, gateway, subnet mask, DNS, etc.)
- 셋탑박스의 이름-Name of the set-top box
- 셋탑박스에 지정된 운영체제(OS) 프로그램 이름Operating system name assigned to the set-top box
- 셋탑박스에 할당된 서버의 하드디스크의 디렉토리의 정보(여기에 각종 응용프로그램이 저장되어 있으며 셋탑박스에서 프로그램 실행시 데이터를 저장하고자 하는 경우 여기에 저장된다).-Information on the directory of the hard disk of the server assigned to the set-top box (where various application programs are stored, if you want to save data when running the program on the set-top box).
셋탑박스에서는 상기 셋탑박스 서버로부터 받은 정보를 바탕으로 TCP/IP 인터페이스를 설정한다.(A-4 과정)The set-top box sets the TCP / IP interface based on the information received from the set-top box server. (A-4 process)
네트워크에 연결된 상태에서 셋탑박스는 셋탑박스 서버로부터 운영체제(OS) 프로그램을 다운로드하여 실행하고, 서버에 지정된 하드디스크 디렉토리를 NFS 프로토콜을 사용하여 연결하고 멀티미디어 플레이어 등의 응용프로그램을 실행하는 과정(A-5 과정)으로 이루어진다.The set-top box downloads and runs an operating system (OS) program from the set-top box server while connected to the network, connects the specified hard disk directory to the server using the NFS protocol, and executes an application such as a multimedia player (A- 5 steps).
이하에서는 셋탑박스에서 사용하는 네트워크 프로토콜 종류에 따른 네트워크 부팅과정을 설명한다.The following describes the network booting process according to the type of network protocol used in the set-top box.
먼저, BOOTP 방식을 사용하는 셋탑박스의 네트워크 부팅과정을 살펴보기로 한다.First, the network booting process of the set-top box using the BOOTP method will be described.
(BOOTP-1 과정) 셋탑박스 즉 BOOTP 클라이언트는 네트워크 구성 정보 및 운영체제(OS) 등의 정보를 얻기 위해 아래의 표 1과 같은 BOOTP 메시지 패킷(packet)을 브로드캐스트한다.(BOOTP-1 process) The set-top box, or BOOTP client, broadcasts a BOOTP message packet as shown in Table 1 below to obtain network configuration information and operating system (OS) information.
BOOTP는 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP)과 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하여 구성정보를 전달하도록 설계되어 있다. 요청을 하는 셋탑박스를 BOOTP 클라이언트라 하며, BOOTP 클라이언트의 요청에 응답하는 컴퓨터를 BOOTP 서버라고 한다. BOOTP는 "RFC 951 Bootstrap Protocol" 규정되어 있으며 RFC 2132, RFC 1532, RF1542 및 RFC 1395에서 갱신이 되었다.BOOTP is designed to deliver configuration information using User Datagram Protocol (UDP) and Internet Protocol (IP). The set-top box that makes the request is called a BOOTP client, and the computer that responds to the request of the BOOTP client is called a BOOTP server. BOOTP is defined in the "RFC 951 Bootstrap Protocol" and has been updated in RFC 2132, RFC 1532, RF1542, and RFC 1395.
BOOTP 메시지는 UDP 헤더에 캡슐화되며 UDP 데이터그램은 IP 헤더에 캡슐화 된다. BOOTP 클라이언트는 BOOTP 서버의 IP 주소를 모르므로 제한적 IP 동보전송을 사용한다. 제한적 동보전송은 BOOTP 클라이언트의 하드웨어 네트워크 주소를 포함하여 BOOTP 클라이언트 출발지 주소를 0.0.0.0으로 가지며 목적지 IP 값으로 255.255.255.255를 사용하여 네트워크에 있는 모든 셋탑박스 및 서버에 BOOTP 메시지 패킷(표 1)을 브로드캐스트 한다.BOOTP messages are encapsulated in UDP headers and UDP datagrams are encapsulated in IP headers. Since BOOTP clients do not know the IP address of the BOOTP server, they use limited IP broadcasts. Restrictive Broadcast sends a BOOTP message packet (Table 1) to all set-top boxes and servers on the network with a BOOTP client source address of 0.0.0.0, including the hardware network address of the BOOTP client, and a destination IP value of 255.255.255.255. Broadcast
(BOOTP-2 과정) 셋탑박스 서버 즉 BOOTP 서버는 셋탑박스 즉 BOOTP 클라이언트의 네트워크 구성정보 및 운영체제(OS) 프로그램 이름 등을 셋탑박스에 전송한다. 제한적 동보전송은 BOOTP 서버를 포함하여 네트워크의 모든 셋탑박스에서 수신된다. 하지만 BOOTP 서버만 이를 받아서 처리한다.(BOOTP-2 process) The set-top box server or BOOTP server transmits the network configuration information of the set-top box, that is, the BOOTP client, the operating system (OS) program name, and the like to the set-top box. Limited broadcasts are received by all set-top boxes in the network, including BOOTP servers. But only the BOOTP server receives it and processes it.
BOOTP 서버는 BOOTP 클라이언트 메시지 패킷(표 1)으로부터 BOOTP 클라이언트의 하드웨어 주소(표 1의 chaddr)를 알아내어 자체의 BOOTP 구성 데이터베이스(표 2)에서 BOOTP 클라이언트의 하드웨어 어드레스와 매칭이 되는 IP 주소와 관련 정보를 찾아서 BOOTP 클라이언트에게 돌려준다.The BOOTP server obtains the BOOTP client's hardware address (chaddr from Table 1) from the BOOTP client message packet (Table 1) and matches the IP address and associated information with the BOOTP client's hardware address in its BOOTP configuration database (Table 2). Find it and return it to the BOOTP client.
(BOOTP-3 과정) 운영체제 이미지를 셋탑박스 서버로부터 다운로드 한다. BOOTP 클라이언트는 운영체제 이미지를 얻기 위하여 TFTP 프로토콜을 사용하며 TFTP 프로토콜은 UDP 운반계층에서 실행된다. 셋탑박스 서버는 TFTP 프로토콜에 의해서 전달된 셋탑박스의 요청을 해석하여 구성 데이터베이스(표 2)에서 해당되는 운영체제(OS) 프로그램 이름을 셋탑박스에 돌려준다.(BOOTP-3 process) Download the operating system image from the set-top box server. The BOOTP client uses the TFTP protocol to obtain an operating system image, which runs on the UDP transport layer. The set-top box server interprets the set-top box request sent by the TFTP protocol and returns the operating system (OS) program name to the set-top box in the configuration database (Table 2).
(BOOTP-4 과정) 셋탑박스는 운영체제(OS) 프로그램을 메모리(SDRAM)(24)에 올리고 초기화를 실행한다.(BOOTP-4 process) The set-top box loads an operating system (OS) program into a memory (SDRAM) 24 and executes initialization.
(BOOTP-5 과정) 셋탑박스는 셋탑박스 서버에 지정된 하드디스크 디렉토리를 연결하고 멀티미디어 플레이어 등의 응용프로그램을 실행하기 위하여 NFS(Network File System) 프로토콜을 사용하여 셋탑박스 서버와 연결을 한다. NFS 프로토콜은 "RFC 1094"에 규정되어 있으며 UDP를 운반 프로토콜을 사용하고 있다.(BOOTP-5 process) Set-top box connects to the set-top box server by using NFS (Network File System) protocol to connect the designated hard disk directory to the set-top box server and execute applications such as multimedia player. The NFS protocol is specified in "RFC 1094" and uses UDP as the transport protocol.
다음으로 DHCP 방식을 사용하는 셋탑박스의 네트워크 부팅과정은 다음과 같이 이루어진다. DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)는 BOOTP 프로토콜의 확장판이다. DHCP 프로토콜은 다음의 두 요소로 구성되어 있다.Next, the network booting process of the set-top box using the DHCP method is performed as follows. Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) is an extension of the BOOTP protocol. The DHCP protocol consists of two elements:
- IP 주소 및 다른 TCP/IP 매개변수를 할당하기 위한 메커니즘-Mechanism for assigning IP addresses and other TCP / IP parameters
- 호스트 전용 정보를 조정하고 송신하기 위한 프로토콜Protocol for coordinating and sending host-specific information
여기에서 TCP/IP 구성정보를 요청하는 쪽을 DHCP 클라이언트라고 하며 이 정보를 제공하는 TCP/IP 호스트는 DHCP 서버라고 불린다. DHCP 프로토콜은 "RFC 2131 Dynamic Host Configuration Protocol"에 규정되어 있다.The client requesting TCP / IP configuration information is called a DHCP client, and the TCP / IP host providing this information is called a DHCP server. The DHCP protocol is specified in "RFC 2131 Dynamic Host Configuration Protocol."
(DHCP-1 과정) 셋탑박스 즉 DHCP 클라이언트는 네트워크 구성정보 및 운영체제(OS) 등의 정보를 얻기 위해 DHCPDISCOVER를 브로드캐스트한다.(DHCP-1 process) The set-top box, or DHCP client, broadcasts DHCPDISCOVER to obtain network configuration information and operating system (OS) information.
DHCPDISCOVER는 UDP/IP 패킷에 캡슐화 된다. DHCP 프로토콜은 BOOTP 프로토콜의 확장판이므로 목적지 UDP 포트 번호는 BOOTP 서버의 것과 같은 67번을 사용한다. 지역 IP 동보전송 주소 255.255.255.255는 DHCPDISCOVER 패킷에 사용된다.DHCPDISCOVER is encapsulated in UDP / IP packets. Since the DHCP protocol is an extension of the BOOTP protocol, the destination UDP port number uses the same 67 as that of the BOOTP server. The local IP broadcast address 255.255.255.255 is used for DHCPDISCOVER packets.
DHCP 클라이언트는 동보전송을 보낸 후 선택(SELECTING) 단계로 들어가며 DHCP 서버로부터 DHCPOFFER 메시지를 수신한다. 이후 DHCPACK를 서버에 보낸다.After sending a broadcast, the DHCP client enters the SELECTing phase and receives a DHCPOFFER message from the DHCP server. It then sends a DHCPACK to the server.
(DHCP-2 과정) 셋탑박스 서버 즉 DHCP 서버는 셋탑박스의 네트워크 구성정보 및 운영체제(OS) 프로그램 이름 등을 셋탑박스에 전송한다.(DHCP-2 process) The set-top box server, or DHCP server, transmits the network configuration information of the set-top box and the operating system (OS) program name to the set-top box.
제한적 동보전송은 DHCP 서버를 포함하여 네트워크의 모든 셋탑박스에서 수신된다. 하지만 DHCP 서버만 이를 받아서 처리한다.Limited broadcasts are received by all set-top boxes in the network, including DHCP servers. But only a DHCP server receives it and processes it.
DHCP 서버는 DHCP 클라이언트 메시지 패킷(표 1)으로부터 DHCP 클라이언트의 하드웨어 주소(표 1의 chaddr)를 알아내어 자체의 DHCP 구성 데이터베이스(표 2)에서 DHCP 클라이언트의 하드웨어 어드레스 (표 1 chaddr)와 매칭이 되는 IP 주소와 관련 정보를 찾아서 DHCP 클라이언트에게 돌려준다.The DHCP server obtains the DHCP client's hardware address (chaddr from Table 1) from the DHCP client message packet (Table 1) and matches the DHCP client's hardware address (Table 1 chaddr) in its DHCP configuration database (Table 2). Find the IP address and related information and return it to the DHCP client.
(DHCP-3 과정) 운영체제 이미지를 셋탑박스 서버로부터 다운로드 받는다.(DHCP-3 process) Download the operating system image from the set-top box server.
DHCP 클라이언트는 운영체제 이미지를 얻기 위하여 TFTP 프로토콜을 사용하며 TFTP 프로토콜은 UDP 운반계층에서 실행된다. 셋탑박스 서버는 TFTP 프로토콜에 의해서 전달된 셋탑박스의 요청을 해석하여 구성 데이터베이스(표 2)에서 해당되는 운영체제(OS) 프로그램 이름을 셋탑박스에 돌려준다.The DHCP client uses the TFTP protocol to obtain an operating system image, which runs on the UDP transport layer. The set-top box server interprets the set-top box request sent by the TFTP protocol and returns the operating system (OS) program name to the set-top box in the configuration database (Table 2).
(DHCP-4 과정) 셋탑박스는 운영체제(OS) 프로그램을 메모리(SDRAM)(24)에 올리고 초기화를 실행한다.(DHCP-4 process) The set-top box loads an operating system (OS) program into a memory (SDRAM) 24 and executes initialization.
(DHCP-5 과정) 셋탑박스는 셋탑박스 서버에 지정된 하드디스크 디렉토리를 연결하고 멀티미디어 플레이어등의 응용프로그램을 실행하기 위하여 NFS(Network File System) 프로토콜을 사용하여 셋탑박스 서버와 연결을 한다. NFS 프로토콜은 "RFC 1094"에 규정되어 있으며 UDP를 운반 프로토콜로 사용하고 있다.(DHCP-5 process) The set-top box connects to the set-top box server by using NFS (Network File System) protocol to connect the designated hard disk directory to the set-top box server and execute applications such as multimedia player. The NFS protocol is specified in "RFC 1094" and uses UDP as the transport protocol.
다음으로, RARP 방식을 이용한 네트워크 부팅 과정에 대하여 설명한다.Next, a network booting process using the RARP method will be described.
(RARP-1 과정) 셋탑박스 즉 RARP 클라이언트는 네트워크 구성정보 및 운영체제(OS) 등의 정보를 얻기 위해 RARP 요청이라는 브로드캐스트을 한다.(RARP-1 process) The set-top box, or RARP client, broadcasts a RARP request to obtain network configuration information and operating system (OS) information.
RARP(Reverse Address Resolution Protocol)는 찾는 정보가 ARP 프로토콜에서 찾는 것과 반대이므로 역 ARP 라고 불린다. RARP 클라이언트는 자체의 하드웨어 주소는 알고있지만 그 IP 주소는 모르고 있다. RARP 요청을 처리하는 서버를 RARP 서버라 한다.Reverse Address Resolution Protocol (RARP) is called reverse ARP because the information it finds is the opposite of what it looks for in the ARP protocol. The RARP client knows its hardware address but does not know its IP address. A server that processes RARP requests is called a RARP server.
RARP 요청과 응답 패킷의 형식은 도 5에 나타난 바와 같다. RARP 요청과 응답 패킷의 설명은 아래와 같다.The format of the RARP request and response packet is shown in FIG. The RARP request and response packets are described below.
* RARP 요청* RARP Request
- 데이터 링크 목적지 하드웨어 주소 = 동보 전송Data Link Destination Hardware Address = Broadcast Transmission
- 데이터 링크 출발지 하드웨어 수조 = RARP 클라이언트 HA(Hardware Address)Data Link Origin Hardware Tank = RARP Client HA (Hardware Address)
- 데이터 링크 Ethertype = 8035 16진Data Link Ethertype = 8035 Hex
- 작동 = 3(RARP 요청)Operation = 3 (RARP Request)
- 송신자 HA = RARP 클라이언트 HASender HA = RARP Client HA
- 송신자 IP = 정의되어 있지 않음. 대개 0.0.0.0을 사용함Sender IP = not defined. Usually 0.0.0.0 is used
- 대상 HA = RARP 클라이언트 HATarget HA = RARP Client HA
- 대상 IP = 정의되어 있지 않음Destination IP = not defined
* RARP 응답RARP response
- 데이터 링크 목적지 하드웨어 주소 = RARP 클라이언트 HA(Hardware Address)Data Link Destination Hardware Address = RARP Client Hardware Address (HA)
- 데이터 링크 출발지 하드웨어 주소 = RARP 서버 HAData Link Origin Hardware Address = RARP Server HA
- 데이터 링크 Ethertype = 8035 16진Data Link Ethertype = 8035 Hex
- 작동 = 4(RARP 응답)Operation = 4 (RARP Response)
- 송신자 HA = RARP 서버 HA-Sender HA = RARP server HA
- 송신자 IP = RARP 서버 IP 주소Sender IP = RARP Server IP Address
- 대상 HA = RARP 클라이언트 HATarget HA = RARP Client HA
- 대상 IP = RARP 클라이언트 IP 주소(이것이 응답임)Destination IP = RARP Client IP Address (this is the response)
(RARP-2 과정) 셋탑박스 서버 즉 RARP 서버는 셋탑의 네트워크 구성정보 및 운영체제(OS) 프로그램 이름등을 셋탑박스에 전송한다. 네트워크의 모든 셋탑박스는 RARP 요청 동보 전송(도 5 참조)을 받지만 RARP 서버만이 이에 응답한다.(RARP-2 process) The set-top box server, or RARP server, sends the set-top network configuration information and the operating system (OS) program name to the set-top box. All set-top boxes in the network receive the RARP request broadcast transmission (see Figure 5), but only the RARP server responds.
RARP 서버는 RARP 클라이언트 메시지(도면 5)의 데이터 링크 계층헤더로부터 RARP 클라이언트의 하드웨어 주소(도면 5의 송신자 HA)를 알아내어 자체의 RARP 구성 데이터베이스(표 2에서 RARP 클라이언트)의 하드웨어 주소(도면 5의 송신자 HA)와 매칭이 되는 IP 주소와 관련 정보를 찾아서 클라이언트에게 돌려준다.The RARP server obtains the hardware address of the RARP client (sender HA in Figure 5) from the data link layer header of the RARP client message (Figure 5) and the hardware address of its RARP configuration database (RARP client in Table 2) (see Figure 5). It finds the IP address and related information matching the sender HA) and returns it to the client.
(RARP-3 과정) 운영체제 이미지를 서버로부터 다운로드 받는다.(RARP-3 process) Download the operating system image from the server.
RARP 클라이언트는 운영체제 이미지를 얻기 위하여 TFTP 프로토콜을 사용하며 TFTP 프로토콜은 UDP 운반계층에서 실행된다. 셋탑박스 서버는 TFTP 프로트콜에 의해서 전달된 셋탑박스의 요청을 해석하여 구성 데이터베이스(표 2)에서 해당되는 운영체제(OS) 프로그램 이름을 셋탑박스에 돌려준다.The RARP client uses the TFTP protocol to obtain an operating system image, which runs on the UDP transport layer. The set-top box server interprets the set-top box request sent by the TFTP protocol and returns the operating system (OS) program name to the set-top box in the configuration database (Table 2).
(RARP-4 과정) 셋탑박스는 운영체제(OS) 프로그램을 메모리(SDRAM)(24)에 올리고 초기화를 실행한다.The set-top box loads an operating system (OS) program into a memory (SDRAM) 24 and executes initialization.
(RARP-5 과정) 셋탑박스는 셋탑박스 서버에 지정된 하드디스크 디렉토리를 연결하고 멀티미디어 플레이어등의 응용프로그램을 실행하기 위하여 NFS(Network File System) 프로토콜을 사용하여 셋탑박스 서버와 연결을 한다. NFS 프로토콜은 "RFC 1094"에 규정되어 있으며 UDP를 운반 프로토콜로 사용하고 있다.(RARP-5 process) The set-top box connects to the set-top box server by using the NFS (Network File System) protocol to connect the hard disk directory designated to the set-top box server and execute applications such as a multimedia player. The NFS protocol is specified in "RFC 1094" and uses UDP as the transport protocol.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 셋탑박스는 네트워크 부팅을 위한 별도의 네트워크 BOOT ROM이 필요 없이 BIOS에 통합하여 수행할 수 있으므로 효율적이고, 또한, 네트워크 시스템은 각 셋탑박스가 고유한 네트워크 어드레스를 가지고 있으므로 서버에서는 각각의 셋탑박스에 별도의 다른 구성을 한 운영체제(OS) 및 프로그램을 운영할 수 있으며, 하나의 프로그램을 모든 셋탑박스나 또는 지정된 일부 셋탑박스가 공유하여 운영할 수도 있고 또, 한번의 수정으로 서버에 연결되어 있는 모든 셋탑박스의 프로그램을 수정할 수도 있다. 또, 셋탑박스에서 프로그램실행시 저장할 데이터가 있는 경우 서버에 할당된 하드디스크 등의 저장장치를 이용하므로 별도의 저장장치를 가질 필요가 없다.As described above, the set-top box according to the present invention is efficient because it can be integrated into the BIOS without the need for a separate network boot ROM for network booting, and the network system has a unique network address for each set-top box. Because the server has a separate operating system (OS) and programs with different configurations in each set-top box, one set-top box or some designated set-top boxes may be shared and operated once. You can also modify the programs of all set-top boxes connected to the server by modifying. In addition, if there is data to be stored when the program is executed in the set-top box, it does not need to have a separate storage device because it uses a storage device such as a hard disk allocated to the server.
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