基于DRBL的機房維護系統的設計與實現

霍芳,史化光

摘要:該文分析了目前機房管理維護的現狀,詳細介紹了DRBL系統,闡述了其工作原理及安裝使用方法,并重點講解了基于DRBL機房維護系統的設計與實現。該系統通過在本校計算機實訓中心的應用,實踐證明該系統穩定可靠、操作簡便,具有很高的實用價值。

關鍵詞:機房;DRBL;Clonezilla;Linux

中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)34-9650-02

The DRBL-based Design and Implementation of the Maintenance System of Computer room

HUO Fang, SHI Hua-gang

(Hunan Railway College of Science & Technology, Zhuzhou 412000, China)

Abstract: This paper analyzes the current maintenance of the computer room and makes an introduction of the DRBL system in detail that explaining its working principle and installation methods and making a focus on the DRBL-based Design and Implementation of the Maintenance System of Computer room. The application of the DRBL-based Maintenance system in our Computer Training Center has proved that the system is stable, reliable and easy to operate, which has high practical value.

Key words: computer room; DRBL; clonezilla; Linux

1 引言

隨著信息化技術的快速發展和計算機教育的日益普及,為了進一步提高學生的計算機實踐技能水平,各大、專院校都建設了一定規模的計算機機房,主要承擔全校的計算機文化基礎課、專業課的實踐教學、課程實訓、畢業設計以及學生的自由上機實踐。隨著上機實驗課開設的增多和學生上機人數的增加,機房的計算機使用頻率和故障率也隨之升高。由于少數學生操作不當或惡意破壞,安裝自帶軟件和游戲,瀏覽問題網站等,導致計算機系統遭受破壞或病毒感染,系統崩潰;系統軟件和應用程序的不斷升級更新,實時根據教學需要安裝相應的教學軟件等。當面臨此類問題時,最徹底的解決辦法就是重新安裝系統,然而由于計算機數目眾多,造成工作量大,操作重復,重裝系統和各種軟件則是一項冗長枯燥的工作。因此如何提高計算機機房的管理維護效率,減輕機房工作人員的工作負荷成為管理計算機機房的首要任務。

2 機房管理維護的現狀

目前,大多數院校在機房管理維護方面一般常采用還原精靈軟件、硬盤還原卡和Ghost克隆軟件進行系統的修護還原,但在長期的使用過程中,卻發現一些不足和弊端。

2.1 還原精靈軟件

還原精靈是一種純軟件版硬盤還原工具,能夠將保護分區的內容恢復到安裝還原精靈時的狀態,可以重新恢復被刪除的文件,徹底清除安裝失敗的程序,并避免由于系統死機帶來的數據丟失等問題。但是還原精靈所支持的文件格式類型有限,僅支持NTFS、FAT32、FAT16文件系統格式;如果長期使用則會在系統內部產生許多垃圾文件,從而降低計算機的運行速度,并且還原精靈不能實現從分區到分區的克隆功能,也不能生成單個備份文件進行移動存儲。

2.2 硬盤還原卡

硬盤還原卡是PCI結構的內置全雙工網卡,它在網卡的擴展槽上集成了一塊保護芯片,能夠實現對微機操作系統執行保護和還原的功能。該卡采用基于硬件底層的內核技術,能對硬盤內容實現動態保護。硬盤還原卡采用硬件實現,因此經常出現兼容性的問題,有時會引起設備沖突,并且還原卡的密碼一旦被破解將導致其失去保護作用。

2.3 Ghost克隆軟件

Ghost克隆軟件是美國賽門鐵克公司推出的一款硬盤備份還原工具,能夠實現FAT16、FAT32、NTFS和OS2等多種硬盤分區格式的分區及硬盤的備份還原。具有硬盤對拷,硬盤鏡像與還原,分區鏡像與還原,網絡克隆安裝等功能。然而Ghost克隆軟件是商業軟件,需要花費較高的成本。Ghost不具有對客戶端計算機進行自動化集中管理功能,不可遠程控制客戶端計算機的相關操作;并且利用Ghost恢復系統后不能自動更改計算機名,從而導致計算機名沖突。

3 DRBL工作原理

DRBL(Diskless Remote Boot in Linux)源自臺灣,即Linux無盤遠程啟動,是以Linux為基礎架設的無盤或是硬盤上未安裝操作系統的遠程啟動環境,因此可以作為無盤計算機機房或整批還原的解決方案。DRBL服務器提供DHCP、TFTP、NFS和NIS服務。客戶端計算機通過etherboot向服務器請求IP地址,通過DHCP服務獲取IP地址之后,從服務器下載開機的核心(kernel)以便網絡開機。然后,通過NFS將鏡像系統加載到服務器上,最后,客戶端計算機通過服務器所提供的NIS服務進行登錄。DRBL采用分散式硬件資源方式,實現了胖客戶機的遠程啟動。通過使用DRBL及其Clonezilla(再生龍)能夠實現無盤遠程開機以及快速還原系統,其特點如下:

1) 系統免費,開源代碼,并且可以根據需要對其進行修改,因此使用DRBL不需要花費成本,也不存在版權問題。

2) 支持多元化的信息教育,可以實現多種操作系統并存,包括Linux和Windows,并可方便又快速的切換操作系統。

3) 具有再生龍Clonezilla還原系統。Clonezilla類似于Symantec Ghost,是一款出色的系統克隆工具, 支持多種格式的文件系統,可以同時復制或還原多臺客戶端計算機的操作系統,支持單機、多播以及廣播快速還原機制。

4) 具有卓越的集中管理功能,所有的服務集中在服務器管理,可有效減少管理每臺客戶端計算機的困擾,例如由服務器遠程控制客戶端開機和關機以及由服務器遠程切換客戶端計算機的操作系統。

5) 客戶端計算機無需安裝硬盤,可以實現無盤啟動到Linux環境,特別對于從事Linux系統教學的機房,無盤Linux系統非常容易維護。

4 DRBL的部署與應用

DRBL軟件的安裝和使用簡單方便,它對硬件和軟件的配置要求不高,現有的硬件配置一般都能達到要求。為了實現網絡遠程開機,DRBL服務器須安裝兩塊以上的網卡,并且客戶端計算機需要安裝具有支持PXE網絡啟動功能的網卡或者是具有內置PXE功能網卡的主板,下面介紹DRBL的安裝步驟。

1) 安裝Linux服務器

DRBL 支持Fedora、Debian、Ubuntu以及CentOS等Linux發行版本。首先在服務器上安裝Linux操作系統,缺省安裝DHCP、tftp等服務。操作系統安裝完畢后,接著在服務器上安裝客戶端所需要使用的各種應用軟件和程序。另外,DRBL需要兩塊以上的網卡支持,一塊用于外網連接,一塊用于連接內網。例如設置eth0供服務器連接到Internet網絡,eth1供DRBL的內部網絡使用。

2) 安裝DRBL軟件

獲取并安裝DRBL軟件,對于不同的Linux版本,其獲取與安裝的方法有些差異。對于Redhat公司的Linux,可以在DRBL官方網站下載rpm程序包,通過rpm命令完成安裝。

安裝DRBL程序完畢后,并沒有完成相關軟件的安裝。需要運行命令/opt/DRBL/sbin/DRBLsrv–i,該命令會自動從網絡上下載相應的程序軟件進行安裝。

3) 配置DRBL客戶端執行環境

在完成對DRBL服務器的安裝后,可以對其進行配置。配置的命令為:/opt/DRBL/sbin/DRBLpush–i,配置的參數包括DNS域名,計算機主機名,DHCP分配的IP地址,外網使用的網卡,啟動時圖形界面,NAT服務等。

4) DRBL的使用

DRBL屬于集中管理的環境,因此,通過一些指令就能很方便的管理整個機房環境。DRBL支持的指令很多,能對客戶端電腦進行控制,對DRBL用戶進行管理以及實現客戶端的備份與恢復功能。其中最常用的指令是/opt/DRBL/sbin/dcs,這個指令可用來確定用戶端電腦開機時的啟動模式。

5) 啟動客戶機

采用網卡具有PXE網絡開機功能的計算機作為客戶端,將客戶端計算機的BIOS設定為網絡PXE啟動即可。對于不支持PXE網絡開機的機器,可以通過Etherboot程序模擬從網絡啟動。啟動客戶端計算機后,如果網絡沒有問題的話,客戶端計算機上將進入到DRBL服務器設置的模式。

5 基于DRBL的機房維護系統

DRBL基于Linux系統架構,功能強大,但是操作界面復雜,對于計算機數量龐大,且規格配置不完全統一的機房,直接使用DRBL進行管理有一定困難。為了方便管理,且簡化操作難度,開發了基于DRBL的機房維護系統。機房維護系統運行在Windows操作系統上,負責管理整個機房的計算機信息,包括計算機名、MAC地址、IP地址以及相關硬件參數等,將相同硬件配置的計算機分配到一組。機房管理系統提供友好的圖形化界面,提供了機房管理的各項操作菜單。

機房維護系統提供的功能主要有:Linux無盤工作站功能、客戶機備份、客戶機單點還原、客戶機組播還原、客戶機信息管理。通過機房維護系統,能實現普通機房集中式管理。機房維護系統采用本地的數據庫用來保存機房的相關信息,并根據功能的不同,生成對應的DRBL命令,命令通過網絡通信程序發送給DRBL服務器。在DRBL服務器上,編寫對應的通信程序,完成DRBL命令的接收,并完成DRBL操作命令的執行。

6 結束語

通過對學校計算機實訓中心部署基于DRBL的機房維護系統,極大簡化了機房的維護管理工作,并且具有了Linux系統的實驗環境。DRBL的多播克隆技術能夠快速有效地進行系統還原,在本校機房進行多次測試,在幾十臺計算機同時進行克隆的情況下,系統的還原速度可高達100M/s以上。

采用DRBL軟件不僅能夠大幅度提高機房管理的工作效率,減輕機房工作人員的勞動強度,還可以大大降低維護計算機和軟件購置的成本,具有很高的實際應用價值和意義。

參考文獻:

[1] 彭劍. 網絡還原技術在機房管理中的應用[J].中國科技信息,2008(11):55.

[2] 林國獻,向駒. 網絡克隆技術在機房管理中的應用[J].電腦知識與技術,2006(14).

[3] 胡悅. 淺談高校計算機房的管理和維護[J].科技資訊, 2006,(7).