計算機實驗室無盤化改造

王玉峰　李文志

【摘 要】針對老舊計算機實驗室機器性能下降，管理和維護成本上升，以及日益增加的實驗授課要求，對實驗室進行無盤化改造，延長設(shè)備使用壽命，降低管理和維護工作量，提高實驗室使用效率。

【關(guān)鍵詞】無盤改造；PXE；機器性能

0 引言

高校計算機實驗室網(wǎng)上使用率較高，幾年的高負荷運轉(zhuǎn)往往會出現(xiàn)許多硬件問題，其中最常見的就是硬盤的損壞問題，而且隨著年限的增加，每個學(xué)期使用的軟件也逐漸的增加，這也給實驗室管理人員帶來了很多困擾。對計算機實驗室進行無盤化改造可以通過一臺服務(wù)器來提供所有工作站的硬盤讀寫要求，一方面節(jié)約購買硬盤的成本，另一方面可以使軟件部署多樣化，升級更新簡單化，同時提升了工作站對病毒的免疫力。

1 基于PXE的無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.1 無盤網(wǎng)絡(luò)定義

無盤網(wǎng)絡(luò)的主要特點指的是所有在工作站端上運行的操作系統(tǒng)軟件，以及全部應(yīng)用程序和資料等都保存在服務(wù)器端磁盤上的一種計算機網(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驅(qū)動器（包括軟盤驅(qū)動器、物理光驅(qū)和硬盤）。通俗的講，無盤工作站實質(zhì)上就是把物理硬盤和計算機的主機分開，無盤工作站僅僅去執(zhí)行操作而不存儲任何東西。

1.2 基于PXE的無盤網(wǎng)絡(luò)

近年來，無盤技術(shù)發(fā)展十分迅速，產(chǎn)生了大量的分支，其中按啟動方式分類的主要有RPL、PXE和BOOTP等。

PXE是Preboot Execution Environment的縮寫，是由Intel推出的RPL的升級品[1]。PXE是動態(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)動態(tài)分配地址，是真正意義上的遠程啟動技術(shù)。在該模式下啟動的網(wǎng)卡會自動尋找連接服務(wù)器獲得IP地址及啟動數(shù)據(jù)引導(dǎo)系統(tǒng)啟動。

2 實驗室無盤改造方案

進行實驗室無盤網(wǎng)絡(luò)改造主要包括硬件軟件和軟件兩方面。

硬件方面，無盤服務(wù)器是無盤網(wǎng)絡(luò)的核心，工作站的各種操作都要通過對服務(wù)器的硬盤讀寫來實現(xiàn)，所以在服務(wù)器的配置上一定要負載能力，能夠擔(dān)負起整個網(wǎng)絡(luò)的需要。服務(wù)器的網(wǎng)卡和硬盤直接影響無盤網(wǎng)絡(luò)的整體速度，所以盡量選取千兆網(wǎng)卡以及雙網(wǎng)卡來提升網(wǎng)絡(luò)訪問速度和分流訪問量，同時還要注意工作站網(wǎng)卡是否支持PXE啟動。硬盤可選用兩塊固態(tài)硬盤做到讀寫分離也可大大提升無盤網(wǎng)絡(luò)速度。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是無盤網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，工作站與服務(wù)器之間的交流全部依賴于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用千兆交換機以及對網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化也是相當(dāng)必要的。

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

3 方案實施

選取一個60臺計算機的實驗室進行無盤化改造，該實驗室機器配置情況為Intel E7400雙核2.8GHz CPU，2G內(nèi)存、160G硬盤、千兆網(wǎng)卡。本著節(jié)約成本的原則，我們選取其中一臺計算機增加到8G內(nèi)存，增加2塊120G的SSD固態(tài)硬盤，增加一張千兆網(wǎng)卡作為服務(wù)器。該實驗室網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為千兆網(wǎng)絡(luò)，配有3臺24口千兆交換機。

3.1 服務(wù)器的安裝

在服務(wù)器上安裝Windows Server2003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，按照銳起軟件說明書對服務(wù)器進行初步配置，主要是設(shè)置工作站鏡像存放目錄、回寫目錄、還原目錄，以及工作站啟動方式、啟動網(wǎng)卡等服務(wù)器存儲和網(wǎng)絡(luò)傳輸方面的配置。

3.2 工作站的安裝

在一臺工作站上連接上臨時硬盤，安裝Windows xp和銳起客戶端軟件，輸入服務(wù)器IP地址，安裝完成重啟客戶端。

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“超級用戶”，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，將所有工作站的啟動方式設(shè)置為網(wǎng)卡啟動，這樣就可以通過從服務(wù)器上下載Windows XP的鏡像文件完成工作站啟動。如需安裝新軟件使用，只要在“超級用戶”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算機實驗室效果如下

（1）負載力強，運行流暢，工作站系統(tǒng)運行速度提升，開機速度由原來的90秒提升到60秒左右，運行普通軟件和瀏覽網(wǎng)頁的的速度都有所提升。

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

（3）提高實驗室管理效率，無盤網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件都集中于無盤服務(wù)器，平時只要在模板工作站上更新并上傳于服務(wù)器就可實現(xiàn)對所有工作站的更新，這大大的降低了管理人員的工作強度。

（4）提高了工作站對病毒的免疫力，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)器支持多個操作系統(tǒng)鏡像，這樣我們就可以根據(jù)不同實驗課程的需要，靈活的在不同操作系統(tǒng)上安裝相應(yīng)的實驗軟件，避免了諸如多門課程軟件沖突等問題

5 結(jié)語

本文針對目前高校計算機老舊實驗室存在的問題，提出了基于PXE的無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無盤化改造方案，并通過實施改造延長了設(shè)備使用年限，提高了使用效率。經(jīng)過一段時間的運行，整個系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠性高、易于維護、部署靈活，滿足了不同課程的實驗需要，保證了實驗教學(xué)的順利開展。本系統(tǒng)也存在一些不足就是由于成本考慮并未采用專業(yè)服務(wù)器，導(dǎo)致在運行一些大型軟件時速度較慢，這一點可通過今后的進一步升級來得到改善。

【參考文獻】

[1]藍宇，趙莊，屈耀輝.無盤工作站組建應(yīng)用維護實戰(zhàn)精通[M].北京：人民郵電出版社，2004.

[2]銳起科技.銳起無盤XP V3.0幫助系統(tǒng)[EB/OL].上海銳起信息技術(shù)網(wǎng)，2008/2013.

[責(zé)任編輯：王楠]