計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室無(wú)盤(pán)化改造

第第頁(yè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室無(wú)盤(pán)化改造【摘要】針對(duì)老舊計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器性能下降，管理和維護(hù)成本上升，以及日益增加的實(shí)驗(yàn)授課要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行無(wú)盤(pán)化改造，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低管理和維護(hù)工作量，提高實(shí)驗(yàn)室使用效率。

【關(guān)鍵詞】無(wú)盤(pán)改造；PXE；機(jī)器性能

0引言

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)上使用率較高，幾年的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)往往會(huì)出現(xiàn)許多硬件問(wèn)題，其中最常見(jiàn)的就是硬盤(pán)的損壞問(wèn)題，而且隨著年限的增加，每個(gè)學(xué)期使用的軟件也逐漸的增加，這也給實(shí)驗(yàn)室管理人員帶來(lái)了很多困擾。對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行無(wú)盤(pán)化改造可以通過(guò)一臺(tái)服務(wù)器來(lái)提供所有工作站的硬盤(pán)讀寫(xiě)要求，一方面節(jié)約購(gòu)買(mǎi)硬盤(pán)的成本，另一方面可以使軟件部署多樣化，升級(jí)更新簡(jiǎn)單化，同時(shí)提升了工作站對(duì)病毒的免疫力。

1基于PXE的無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.1無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)定義

無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)指的是所有在工作站端上運(yùn)行的操作系統(tǒng)軟件，以及全部應(yīng)用程序和資料等都保存在服務(wù)器端磁盤(pán)上的一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。所有的網(wǎng)絡(luò)工作站端都不配備物理磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（包括軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、物理光驅(qū)和硬盤(pán)）。通俗的講，無(wú)盤(pán)工作站實(shí)質(zhì)上就是把物理硬盤(pán)和計(jì)算機(jī)的主機(jī)分開(kāi)，無(wú)盤(pán)工作站僅僅去執(zhí)行操作而不存儲(chǔ)任何東西。

1.2基于PXE的無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)

近年來(lái)，無(wú)盤(pán)技術(shù)發(fā)展十分迅速，產(chǎn)生了大量的分支，其中按啟動(dòng)方式分類(lèi)的主要有RPL、PXE和BOOTP等。

PXE是PrebootExecutionEnvironment的縮寫(xiě)，是由Intel推出的RPL的升級(jí)品[1]。PXE是動(dòng)態(tài)路由，它的可靠性和穩(wěn)定性都大大高于RPL，它采用TCP/IP協(xié)議作為通信協(xié)議，以保證與的連接高效可靠。它是根據(jù)服務(wù)器端收到的工作站地址，使用服務(wù)動(dòng)態(tài)分配地址，是真正意義上的遠(yuǎn)程啟動(dòng)技術(shù)。在該模式下啟動(dòng)的網(wǎng)卡會(huì)自動(dòng)尋找連接服務(wù)器獲得IP地址及啟動(dòng)數(shù)據(jù)引導(dǎo)系統(tǒng)啟動(dòng)。

2實(shí)驗(yàn)室無(wú)盤(pán)改造方案

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)改造主要包括硬件軟件和軟件兩方面。

硬件方面，無(wú)盤(pán)服務(wù)器是無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)的核心，工作站的各種操作都要通過(guò)對(duì)服務(wù)器的硬盤(pán)讀寫(xiě)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以在服務(wù)器的配置上一定要負(fù)載能力，能夠擔(dān)負(fù)起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的需要。服務(wù)器的網(wǎng)卡和硬盤(pán)直接影響無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)的整體速度，所以盡量選取千兆網(wǎng)卡以及雙網(wǎng)卡來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)速度和分流訪(fǎng)問(wèn)量，同時(shí)還要注意工作站網(wǎng)卡是否支持PXE啟動(dòng)。硬盤(pán)可選用兩塊固態(tài)硬盤(pán)做到讀寫(xiě)分離也可大大提升無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)速度。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，工作站與服務(wù)器之間的交流全部依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用千兆交換機(jī)以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化也是相當(dāng)必要的。

軟件方面，目前常用的無(wú)盤(pán)系統(tǒng)軟件有比如BXP、網(wǎng)眾、銳起、信佑、MZD、阿拉丁、云更新等，都是一些不錯(cuò)的無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)支持軟件。其中銳起是基于PXE啟動(dòng)，且應(yīng)用廣泛技術(shù)也較成熟能夠滿(mǎn)足本次無(wú)盤(pán)化改造的需要。

3方案實(shí)施

選取一個(gè)60臺(tái)計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行無(wú)盤(pán)化改造，該實(shí)驗(yàn)室機(jī)器配置情況為IntelE7400雙核2.8GHzCPU，2G內(nèi)存、160G硬盤(pán)、千兆網(wǎng)卡。本著節(jié)約成本的原則，我們選取其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)增加到8G內(nèi)存，增加2塊120G的SSD固態(tài)硬盤(pán)，增加一張千兆網(wǎng)卡作為服務(wù)器。該實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為千兆網(wǎng)絡(luò)，配有3臺(tái)24口千兆交換機(jī)。

3.1服務(wù)器的安裝

在服務(wù)器上安裝WindowsServer2003操作系統(tǒng)，配置TCP/IP協(xié)議，指定靜態(tài)IP地址，安裝銳起服務(wù)端軟件，按照銳起軟件說(shuō)明書(shū)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行初步配置，主要是設(shè)置工作站鏡像存放目錄、回寫(xiě)目錄、還原目錄，以及工作站啟動(dòng)方式、啟動(dòng)網(wǎng)卡等服務(wù)器存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸方面的配置。

3.2工作站的安裝

在一臺(tái)工作站上連接上臨時(shí)硬盤(pán)，安裝Windowsxp和銳起客戶(hù)端軟件，輸入服務(wù)器IP地址，安裝完成重啟客戶(hù)端。

3.3系統(tǒng)上傳及調(diào)試

在服務(wù)器端將該工作站添加為模板工作站并設(shè)為“超級(jí)用戶(hù)”，利用銳起軟件的上傳工具將安裝好的系統(tǒng)上傳至服務(wù)器。上傳完成后便可取下硬盤(pán)，將所有工作站的啟動(dòng)方式設(shè)置為網(wǎng)卡啟動(dòng)，這樣就可以通過(guò)從服務(wù)器上下載WindowsXP的鏡像文件完成工作站啟動(dòng)。如需安裝新軟件使用，只要在“超級(jí)用戶(hù)”上將軟件安裝好之后上傳更新服務(wù)器上的鏡像文件就可以了[2]。

4改造效果

基于此方案改造后的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室效果如下

（1）負(fù)載力強(qiáng)，運(yùn)行流暢，工作站系統(tǒng)運(yùn)行速度提升，開(kāi)機(jī)速度由原來(lái)的90秒提升到60秒左右，運(yùn)行普通軟件和瀏覽網(wǎng)頁(yè)的的速度都有所提升。

（2）資源得以充分利用，再也不用擔(dān)心工作站因硬盤(pán)故障無(wú)法使用的問(wèn)題，延長(zhǎng)了現(xiàn)有設(shè)備的使用年限，提高了資源利用率。

（3）提高實(shí)驗(yàn)室管理效率，無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件都集中于無(wú)盤(pán)服務(wù)器，平時(shí)只要在模板工作站上更新并上傳于服務(wù)器就可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有工作站的更新，這大大的降低了管理人員的工作強(qiáng)度。

（4）提高了工作站對(duì)病毒的免疫力，即使存在病毒，只要在服務(wù)器端統(tǒng)一查殺即可解決。

（5）部署靈活多樣，服務(wù)器支持多個(gè)操作系統(tǒng)鏡像，這樣我們就可以根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)課程的需要，靈活的在不同操作系統(tǒng)上安裝相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)軟件，避免了諸如多門(mén)課程軟件沖突等問(wèn)題

5結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)目前高校計(jì)算機(jī)老舊實(shí)驗(yàn)室存在的問(wèn)題，提出了基于PXE的無(wú)盤(pán)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無(wú)盤(pán)化改造方案，并通過(guò)實(shí)施改造延長(zhǎng)了設(shè)備使用年限，提高了使用效率。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠性高、易于維護(hù)、部署靈活，滿(mǎn)足了不同課程的實(shí)驗(yàn)需要，保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開(kāi)展。本系統(tǒng)也存在一些不足就是由于成本考慮并未采用專(zhuān)業(yè)服務(wù)器，導(dǎo)致在運(yùn)行一些大型軟件時(shí)速度較慢，這一點(diǎn)可通過(guò)今后的進(jìn)一步升級(jí)來(lái)得