ＢＸＰ無盤技術在網絡機房建設中的應用研究

摘要：學校網絡機房的管理是一個千頭萬緒的工作，從事機房管理的老師經常疲于應付各種各樣的維護問題，雖然花了不少時間與費用，但仍難做到完全滿足用戶的需求。為此，針對目前各級各類學校的實際教學需要，在此提出一種基于BXP無盤技術的網絡建設方案，通過方案的實施，將徹底克服網絡機房有盤系統的缺點和解決實驗教學中長期存在的難題。

關鍵詞：BXP；無盤技術；網絡規劃；網絡機房；虛擬磁盤

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)36-2865-02

The Study on Applying BXP No-disk Technology in Construction of Network Computer Room

JIANG Lei，LUO Yuan-cheng

(Department of Computer Science，Chongqing Vocational Institute of Engineering，Chongqing 400037，China)

Abstract: It is extremely complicated and difficult to manage the network computer room in schools. The staffs often get tired of dealing with various maintenance problems， although they spend a lot of time and money on it， they can hardly meet users' needs to the full extent.In view of this，the article intends to put forward a construction method of network in order to meet the teaching requirements in all kinds of schools. By implementing the method， the shortcomings of hard disk system can be overcome and the problems existing in experiment teaching can be solved.

Key words: BXP; no-disk technology; network plan; network computerroom;virtual disk

1 引言

隨著信息技術的進步，尤其是Internet的迅猛發展和廣泛應用，作為計算機普及教育以及計算機專業人才培養的學校，計算機網絡機房成為了必要的硬件設施之一。目前，在我國各級各類學校組建網絡機房面臨以下幾大難題：

1) 資金問題。目前，計算機整體淘汰更新的速度已從過去的3～5年時間為一個更新周期縮短到現在的2年左右時間為一個更新周期。同時，為了適應教學要求，網絡機房中計算機的軟件也需經常換代升級。加之網絡機房中計算機使用頻率較高，硬盤壽命較短，硬盤的更新等必然造成機房建設的成本高，軟硬件更新費用開支數額大。

2) 安全性問題。網上病毒的傳輸、學生的不正確操作等都容易引起系統崩潰。傳統有盤網絡機房建設中，雖然通過安裝硬盤保護卡和網絡監控軟件等方式能在一定程度上減少系統崩潰的可能性，但對于如強行斷電等容易損壞硬盤的非法操作卻難以避免。

3) 管理和維護問題。由于每個網絡機房一般只配置1～2個管理員，管理員經常疲于應付如客戶機無法開機、不能上網、軟件升級、系統重裝等各種各樣的管理和維護問題，不僅為此浪費了不少時間與費用，還會影響機房的正常使用。

2 BXP無盤網絡的工作原理

BXP是美國Venturcom公司在美國Microsoft公司協助下開發的一款虛擬網絡驅動軟件，它能夠在服務器上創建一個或多個虛擬磁盤映像文件，不需要特殊硬件設備和專用BIOS系統，就可以使無盤工作站連接服務器的虛擬磁盤映像文件，生成一個虛擬的本地硬盤，從而使無盤工作站完全像有盤工作站一樣工作。

為了實現從網絡上遠程引導，借助BXP無盤技術的思想，在網絡機房的具體體系構建中，BXP工作站使用PXE（preboot execute environment，預置執行環境，RPL的升級品，支持動態路由，采用TCP/IP通信協議，較新的網卡基本上都支持PXE）引導技術。其工作過程如下：

1) 工作站開機后，在TCP/IP Bootrom獲得控制權之前先做自我測試；

2) Bootprom送出BOOTP/DHCP要求以取得IP；

3) 如果服務器收到工作站送出的請求，就會送回BOOTP/DHCP 回應，內容包括：客戶端的IP地址、預設網關及開機映像文件。否則，服務器會忽略這個要求；

4) Bootprom由TFTP（Trivial File Transfer Protocol，簡單文件傳輸協議）通訊協議從服務器下載開機映像文件。TFTP可以看成一個簡化了的FTP，主要的區別是沒有用戶權限管理的功能，也就是說TFTP不需要認證客戶端的權限，這樣遠程啟動的客戶機在啟動一個完整的操作系統之前就可以通過TFTP下載啟動映像文件，而不需要證明自己是合法的用戶；

5) 工作站通過這個開機映像文件開機。開機文件可以只是單純的開機程序也可以是操作系統，包含kernel loader及壓縮過的kernel，此kernel將支持NTFS root系統；

6) 工作站將下載的開機映像文件在內存中模擬成磁盤，然后從這個模擬磁盤啟動。

3 BXP無盤網絡的優點

1) 節省資金

BXP無盤網絡節省了每臺工作站的硬盤、硬盤保護卡、軟驅和光驅等硬件投入，使網絡機房的硬件成本和管理維護成本降到最低。

2) 管理和維護方便

由于工作站無硬盤，不怕隨意關機或人為破壞，對整個網絡的系統維護事實上只是對服務器的維護，使繁重的網絡管理和維護量降到最低，大大節省了人力和時間。

3) 病毒防護能力強

網絡內部感染病毒的幾率幾乎為零。即使網絡中感染了病毒，也無需每臺工作站逐一殺毒，只需在服務器上殺毒即可。

4) 可控性高

工作站端不設硬盤、軟驅和光驅，可以有效地控制學生隨意使用軟件，避免了學生上課時私自安裝娛樂或非法軟件等。

5) 啟動及運行速度快

一些配置較低的工作站可以通過服務器來達到提高速度的效果。

4 BXP無盤網絡實施方案

4.1 網絡規劃

以一個網絡機房容納50人上課為例。一個網絡機房配置一臺服務器，通過交換機級聯，向上連接到校園網，向下連接50臺無盤工作站。每個網絡機房所使用的軟件都安裝在各自的服務器上，工作站無需光驅、軟驅、硬盤等，只需配置一塊網卡，所有工作站利用文件共享服務器進行數據存取。整個網絡的結構見圖1。

4.2 軟件配置

表1為服務器和工作站軟件列表。

4.3 硬件配置

表2為服務器硬件配置列表，表3為工作站硬件配置列表。

4.4 工作站數據存儲策略

本方案中所有工作站利用文件共享服務器（計算機名為FileServer）進行數據的存取操作，在服務器上為每個工作站建立一個工作站目錄，每個目錄只對管理員和對應的工作站開放。為了提高管理和維護的效率，目錄和用戶的創建、目錄的共享和權限設置、工作站的網絡映射等均采用批處理完成，目錄名、訪問用戶名與工作站計算機名相同，按W1～Wn命名（n為工作站的數量）。

1) 建立工作站用戶目錄。在服務器E盤的BXP目錄下創建名為W1～Wn的文件夾，用于工作站的數據存取。

for /l %%a in (1，1，n) do md e:\\BXP\\w%%a

2) 建立用戶帳號。在服務器上創建名為W1～Wn的計算機用戶。

for /l %%a in (1，1，n) do net user w%%a /add

3) 共享目錄。將創建的n個文件夾設置為共享。

for /l %%a in (1，1，n) do net share w%%a=e:\\BXP\\w%%a

4) 設置訪問權限。取消everyone用戶對目錄的訪問權限，增加administrator和對應工作站對目錄的完全控制訪問權限。

for /l %%a in (1，1，n) do cacls e:\\BXP\\w%%a /d everyone

for /l %%a in (1，1，n) do cacls e:\\BXP\\w%%a /t /e /c /g administrator:f w%%a:f

5) 工作站用戶目錄的映射。在工作站啟動項中做一個批處理，使得工作站每次啟動自動映射對應目錄為S盤。

net use s: \\\\FileServer\\%computername% /user:%computername%

5 結論

利用BXP無盤技術規劃組建網絡機房，節約了工作站的投入成本，改善了機房的網絡環境，提高了網絡安全性能，降低了機房工作人員的管理和維護工作量，能充分滿足學校的教學要求，在各級各類學校中有廣泛的應用前景。

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注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”