淺議學(xué)校機(jī)房管理中PXE技術(shù)的應(yīng)用

◆狄永財(cái)

（天津國(guó)土資源和房屋職業(yè)學(xué)院 天津 300270）

淺議學(xué)校機(jī)房管理中PXE技術(shù)的應(yīng)用

◆狄永財(cái)

（天津國(guó)土資源和房屋職業(yè)學(xué)院 天津 300270）

機(jī)房管理要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟動(dòng)、多機(jī)房計(jì)算機(jī)自動(dòng)開機(jī)、自動(dòng)修改網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)、克隆并自動(dòng)識(shí)別IP地址等多項(xiàng)建設(shè)目標(biāo)，因此應(yīng)尋求整套技術(shù)解決方案，在選擇、利用、集成的基礎(chǔ)上，提高機(jī)房管理效率。本文著重針對(duì)學(xué)校計(jì)算機(jī)機(jī)房數(shù)據(jù)維護(hù)以及PXE技術(shù)的應(yīng)用，詳細(xì)介紹了PXE基本原理的方法，并闡述PXE技術(shù)實(shí)現(xiàn)和步驟，為學(xué)校機(jī)房管理在日常運(yùn)營(yíng)和維護(hù)提供參考。

機(jī)房管理；PXE；技術(shù)應(yīng)用

0 前言

學(xué)校機(jī)房計(jì)算機(jī)數(shù)量大，要為課程實(shí)訓(xùn)等提供優(yōu)質(zhì)的軟硬件服務(wù)，而且由于軟件技術(shù)問題導(dǎo)致操作系統(tǒng)崩潰或者驅(qū)動(dòng)程序損壞，會(huì)嚴(yán)重影響使用。并且，機(jī)房的電腦開機(jī)時(shí)間一般較長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)得不到良好的運(yùn)行環(huán)境，使用人員眾多，不能保證病毒侵入概率的發(fā)生，同時(shí)還有容易發(fā)生誤操作等情況，綜上種種，給維護(hù)和管理工作帶來眾多困擾。所以如何解決機(jī)房管理，將繁雜的維護(hù)工作簡(jiǎn)單便捷化，實(shí)現(xiàn)高效的管理運(yùn)行，是加強(qiáng)校園機(jī)房管理工作的當(dāng)務(wù)之急。

1 機(jī)房管理的工作概述

（1）利用技術(shù)搭建出機(jī)房的無盤啟動(dòng)平臺(tái)，可以起到避免軟硬件的兼容問題、節(jié)約運(yùn)行成本、簡(jiǎn)化工作站系統(tǒng)的安裝與運(yùn)行的作用，對(duì)于機(jī)房管理的更新和維護(hù)具有其他技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)[1]。

（2）實(shí)現(xiàn)機(jī)房軟件系統(tǒng)安裝一般采用的方法為：

①利用Ghost軟件將硬盤數(shù)據(jù)區(qū)分開來，將備份好的映像文件從數(shù)據(jù)分區(qū)恢復(fù)到系統(tǒng)分區(qū)。解決大量硬盤控件被占用的問題，保護(hù)映像文件不會(huì)被刪除，但是這種方法存在效率低下、操作復(fù)雜、磁盤維護(hù)起來較為困難的缺點(diǎn)。因此通過軟盤的引導(dǎo)和光盤的啟動(dòng)，建立起與服務(wù)器相連的網(wǎng)絡(luò)通道，可以利用Ghost等軟件的優(yōu)勢(shì)，既將映像文件恢復(fù)到工作站的系統(tǒng)分區(qū)，又降低了空間的占用，保證軟件運(yùn)行的高速和高效。

②基于PXE技術(shù)的方法是，在工作站中配備軟驅(qū)或者光驅(qū)，通過克隆功能將網(wǎng)絡(luò)還原卡將樣機(jī)軟件系統(tǒng)分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)機(jī)房工作站中。這種方法具有執(zhí)行效率高，可維護(hù)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，而且自帶的硬盤保護(hù)功能便于系統(tǒng)維護(hù)。但是缺點(diǎn)是成本高、網(wǎng)絡(luò)還原卡兼容性高容易導(dǎo)致系統(tǒng)的軟件發(fā)生沖突。

③將PXE無盤啟動(dòng)技術(shù)和Ghost 網(wǎng)絡(luò)多播技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)無需軟驅(qū)、光驅(qū)等硬件就實(shí)現(xiàn)機(jī)房計(jì)算機(jī)的快速系統(tǒng)運(yùn)行，提高機(jī)房的管理效率，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的管理。

2 PXE技術(shù)概述

（1）PXE是建立在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它的最終工作目的是在INTEL設(shè)計(jì)理念下，提供可以無盤啟動(dòng)的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。PXE技術(shù)可以遠(yuǎn)程引導(dǎo)程序，通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端的服務(wù)器下載映像文件，使用PXE BOOTROM遠(yuǎn)程啟動(dòng)、發(fā)出請(qǐng)求、尋找報(bào)文等功能進(jìn)行自我檢測(cè)，發(fā)送的報(bào)文請(qǐng)求經(jīng)過服務(wù)器接收，MAC對(duì)報(bào)文內(nèi)容做出回應(yīng)，工作站根據(jù)兩方面的配置信息協(xié)議，將控制權(quán)轉(zhuǎn)交到啟動(dòng)塊，在收到服務(wù)器的相應(yīng)信息后，引導(dǎo)操作系統(tǒng)完成遠(yuǎn)程啟動(dòng)，將所有的數(shù)據(jù)上傳到工作站的內(nèi)存中[2]。

（2）PXE是預(yù)置啟動(dòng)環(huán)境的簡(jiǎn)寫形式，用于學(xué)校的管理和維護(hù)工作，運(yùn)用無盤、有盤聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在服務(wù)器上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，形成微小的數(shù)據(jù)幀和虛擬內(nèi)存數(shù)據(jù)，引導(dǎo)工作站的其他計(jì)算機(jī)快速啟動(dòng)和數(shù)據(jù)傳輸。這種遠(yuǎn)程引導(dǎo)技術(shù)在啟動(dòng)機(jī)器后可以復(fù)原系統(tǒng)，保證了數(shù)據(jù)的安全可靠，操作較為簡(jiǎn)單，管理比較簡(jiǎn)化。

3 學(xué)校機(jī)房管理中PXE技術(shù)的應(yīng)用

（1）PXE環(huán)境設(shè)計(jì)，建立具有足夠容量的NTFS分區(qū)，配置工作站網(wǎng)卡、遠(yuǎn)程啟動(dòng)芯片，網(wǎng)絡(luò)布線、設(shè)備布置采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)架設(shè)，使用的線路為千兆交換機(jī)需要的非屏蔽雙絞線。基于市場(chǎng)上廣泛使用的無盤工作站技術(shù)，搭建無盤管理系統(tǒng)平臺(tái)。

（2）無盤網(wǎng)絡(luò)的組建需要準(zhǔn)備中心服務(wù)器、交換機(jī)等硬件，服務(wù)器操作系統(tǒng)采用LINUX操作，和WINDOWS無盤軟件。服務(wù)器至少含有一個(gè)以上的NTFS分區(qū)，工作站的網(wǎng)卡具有遠(yuǎn)程啟動(dòng)芯片，網(wǎng)絡(luò)采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)架設(shè)方法。

⑴無盤網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的安裝。由U盤或者光驅(qū)啟動(dòng)程序開始，直接選擇相應(yīng)的硬盤安裝即可，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)客戶端驅(qū)動(dòng)。在安裝程序后，分區(qū)前進(jìn)行確認(rèn)操作，選擇啟動(dòng)服務(wù)器加載的LINUX內(nèi)核，并按照默認(rèn)安裝路徑安裝無盤服務(wù)端。

⑵設(shè)置無盤服務(wù)。第一，采用磁盤列陣的存儲(chǔ)方式進(jìn)行服務(wù)器的運(yùn)行設(shè)置，包括磁盤的讀寫，中央處理器的占用等等。第二，創(chuàng)建軟陣列，將物理磁盤在陣列中進(jìn)行添加選擇磁盤陣列的名稱、類型、塊大小。第三，進(jìn)行磁盤列陣的格式化。第四，掛載磁盤陣列。輸入正確的掛載目錄，創(chuàng)建磁盤陣列，按下掛載按鈕，點(diǎn)擊OK。

設(shè)置服務(wù)器的根目錄。打開數(shù)據(jù)管理器，先將磁盤根目錄下的影像文件以及備份文件進(jìn)行存儲(chǔ)。默認(rèn)的情況下，設(shè)置為mnt/nxp/disk。工作目錄和交換目錄是在WINDOWS 的操作系統(tǒng)下進(jìn)行設(shè)置的。

⑶對(duì)服務(wù)器工作站端網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置是在數(shù)據(jù)管理器系統(tǒng)目錄設(shè)置完成后，對(duì)啟動(dòng)管理器內(nèi)的工作站端的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。雙擊桌面的圖標(biāo)后，進(jìn)入管理器操作界面，在界面中選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)定，填寫子網(wǎng)掩碼、安裝系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)，工作站等，設(shè)定正確的IP地址，設(shè)置多個(gè)DNS[3]。

⑷添加數(shù)據(jù)服務(wù)器。首先將數(shù)據(jù)管理器添加到啟動(dòng)管理界面，雙擊數(shù)據(jù)管理器圖標(biāo)，進(jìn)入界面后，打開啟動(dòng)管理器，輸入IP地址，然后確認(rèn)，如果服務(wù)器的配置過多，就添加多次，保證每個(gè)工作的網(wǎng)絡(luò)都能被添加。

⑸對(duì)磁盤進(jìn)行配置，需要新建磁盤向?qū)?，在磁盤向?qū)е行陆ㄓ诚裎募?，將以前的磁盤文件替換掉后，建立新的物理磁盤，對(duì)應(yīng)舊的物理磁盤，將新建物理磁盤中的活動(dòng)分區(qū)當(dāng)成磁盤的映像。為新建磁盤起名，當(dāng)工作站可以啟動(dòng)后，在磁盤操作系統(tǒng)中存放數(shù)據(jù)。

⑹磁盤的還原。刪除以前的某個(gè)自動(dòng)生成的還原點(diǎn)，將舊有的操作進(jìn)行備注。服務(wù)區(qū)不進(jìn)行還原命令，在數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)了全盤同步操作后開始還原功能。確定服務(wù)器的正確通信功能，選擇同步磁盤的選項(xiàng)，執(zhí)行磁盤同步命令，確保服務(wù)器和磁盤同步同時(shí)進(jìn)行更新。

⑺緩存磁盤。服務(wù)端的磁盤緩存包括了動(dòng)態(tài)緩存和靜態(tài)緩存兩種類型。在進(jìn)行緩存時(shí)，根據(jù)兩種形態(tài)進(jìn)行操作。分配內(nèi)存要注意頁面的大小，將服務(wù)器的磁盤作用的有效范圍設(shè)置為直接讀取，將服務(wù)端緩存放置在磁盤的首個(gè)啟動(dòng)分區(qū)內(nèi)。

⑻在列表中將數(shù)據(jù)服務(wù)器的磁盤管理刷新，啟動(dòng)服務(wù)器的磁盤管理，新建包含操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件的鏡像文件。返回?cái)?shù)據(jù)管理界面，加載鏡像文件，輸入磁盤的名稱后，轉(zhuǎn)到啟動(dòng)管理界面完成操作。

⑼在服務(wù)器中建立工作站，首先添加啟始IP、子網(wǎng)掩碼、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器，然后在工作站中自動(dòng)添加設(shè)定。工作站添加模式包括啟動(dòng)管理器界面完成工作站的自動(dòng)添加，填寫工作站端的參數(shù)。工作站的基本設(shè)定為名稱、客戶端描述、MAC地址、IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、允許自動(dòng)選擇服務(wù)器、啟動(dòng)盤與啟動(dòng)配置、應(yīng)用盤。工作站的公共設(shè)定包括禁用、啟動(dòng)、刪除文件、支持啟用BAW技術(shù)、支持工作站數(shù)據(jù)盤、屏幕分辨率。

⑽工作站無盤設(shè)定。首先設(shè)置多塊啟動(dòng)網(wǎng)卡，設(shè)置IP地址的時(shí)候，雖然網(wǎng)卡可以設(shè)置多個(gè)IP，但是應(yīng)在工作站提示啟動(dòng)時(shí)間后，確定工作站可以無盤啟動(dòng)，再選擇IP地址以及選擇相應(yīng)的啟動(dòng)磁盤進(jìn)行運(yùn)行。設(shè)定交換緩存，工作站配置無盤客戶端的硬盤，通過工作站檢測(cè)本地硬盤的方式，提供需要的磁盤數(shù)據(jù)，啟動(dòng)無盤工作站，對(duì)服務(wù)器中本地硬盤的末分區(qū)進(jìn)行掃描，符合條件的分區(qū)選擇為本地分區(qū)。

⑾最后將無盤客戶端的本地硬盤保護(hù)設(shè)定為自動(dòng)設(shè)定保護(hù)、U盤設(shè)定保護(hù)和本地硬盤不保護(hù)等不同的保護(hù)模式。

（3）PXE技術(shù)搭建無盤工作站網(wǎng)絡(luò)

以BXP3.1.1.1 軟件開發(fā)的無盤工作站技術(shù)軟件為例。該系統(tǒng)在PXE技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的無盤啟動(dòng)系統(tǒng)搭建工作包括：

①先在服務(wù)器上進(jìn)行BXP服務(wù)端軟件的安裝，配置TCP/IP協(xié)議，預(yù)留映像文件、臨時(shí)文件，設(shè)置磁盤IP地址，存放足夠的磁盤空間等[4]。

②通過操作軟件將DHCP組建完成添加和組裝，當(dāng)“我的電腦”中出現(xiàn)確認(rèn)信息后表明BXP服務(wù)添加成功。打開控制面板中的PXE等頁面選項(xiàng)，分別進(jìn)行引導(dǎo)、啟動(dòng)、地址綁定的設(shè)置，將DHCP服務(wù)器的系統(tǒng)選項(xiàng)設(shè)置為默認(rèn)。在新建作用域中，選擇一個(gè)填寫B(tài)XP-DHCP名稱和描述，輸入服務(wù)器分配地址的范圍，設(shè)置好使用期限，確保DHCP服務(wù)器的配置復(fù)合多個(gè)路由器和服務(wù)器的工作要求。

③對(duì)新建BXP進(jìn)行服務(wù)設(shè)置，將PXE設(shè)置為自動(dòng)啟動(dòng)，重新配置BXP服務(wù)端軟件，在開始菜單里找到BXP的后臺(tái)控制程序，選擇讀寫服務(wù)進(jìn)行各項(xiàng)內(nèi)容的填寫，包括計(jì)算機(jī)名稱、服務(wù)器IP地址，默認(rèn)端口號(hào)等。

④建立虛擬硬盤。輸入磁盤名稱、參數(shù)、大小等，用服務(wù)器虛擬硬盤命令選項(xiàng)設(shè)置。

⑤在我的電腦中的虛擬可移動(dòng)硬盤中，進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)，設(shè)置PXE啟動(dòng)引導(dǎo)文件，文件默認(rèn)路徑在C盤下的子目錄中，引導(dǎo)文件的設(shè)置要注意前分區(qū)活動(dòng)標(biāo)志的勾選，此項(xiàng)如果不勾選會(huì)影響引導(dǎo)盤啟動(dòng)。

⑥安裝BXP客戶端軟件。首先要在硬盤中安裝好網(wǎng)卡和系統(tǒng)等的驅(qū)動(dòng)程序，在網(wǎng)絡(luò)鏈接的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作系統(tǒng)和BXP客戶端的安裝與配置，通過建立虛擬客戶機(jī)的方式省卻了安裝硬盤和拆卸硬盤的麻煩。

⑦運(yùn)行BXP客戶端軟件，需要先安裝虛擬磁盤硬件，客戶機(jī)啟動(dòng)后，需要設(shè)置網(wǎng)路自動(dòng)優(yōu)先，并從BIOS系統(tǒng)再次重新啟動(dòng)之后，系統(tǒng)會(huì)再次進(jìn)入PXE引導(dǎo)模式，搜尋到DHCP服務(wù)器，進(jìn)入硬盤操作系統(tǒng)。電腦在系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)入由PXE引導(dǎo)的U盤操作系統(tǒng)中，打開客戶端系統(tǒng)鏡像，建立名為BXP的工具，點(diǎn)擊 build按鈕，系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)[5]。完成上傳后，選中硬盤的remove命令，移除硬盤，重新啟動(dòng)虛擬機(jī)，就可以實(shí)現(xiàn)工作站的無盤啟動(dòng)系統(tǒng)的操作了。

4 結(jié)語

基于PXE的無盤管理系統(tǒng)，是在系統(tǒng)和軟件的更新基礎(chǔ)上重新建立的操作系統(tǒng)，這種安裝特定軟件對(duì)服務(wù)器進(jìn)行操作的方法，減少了學(xué)校機(jī)房管理人員的工作量，提高了機(jī)房運(yùn)營(yíng)維護(hù)的效率，對(duì)系統(tǒng)的使用風(fēng)險(xiǎn)的降低也收到了很好的效果。

[1]李智平，于曉明．淺議PXE技術(shù)在學(xué)校機(jī)房管理中的應(yīng)用[J]．決策與信息（中旬刊），2015．

[2]向蘭宣．Maxdos＋PXE＋VBS在機(jī)房管理中的應(yīng)用[J]．計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012．

[3]李智平，于曉明．淺議PXE技術(shù)在學(xué)校機(jī)房管理中的應(yīng)用[J]．決策論壇——政用產(chǎn)學(xué)研一體化協(xié)同發(fā)展學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集．2015．

[4]付浩．Ghost網(wǎng)絡(luò)克隆技術(shù)在學(xué)校機(jī)房管理中的應(yīng)用[J]．都市家教（下半月），2013．

[5]朱華清．PXE無盤技術(shù)應(yīng)用探討[J]．中國(guó)教育技術(shù)裝備，2013．