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。

【關鍵詞】無盤改造；PXE；機器性能

0 引言

高校計算機實驗室網上使用率較高，幾年的高負荷運轉往往會出現許多硬件問題，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器來提供所有工作站的硬盤讀寫要求，一方面節約購買硬盤的成本，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的無盤網絡技術

1.1 無盤網絡定義

無盤網絡的主要特點指的是所有在工作站端上運行的操作系統軟件，以及全部應用程序和資料等都保存在服務器端磁盤上的一種計算機網絡架構。所有的網絡工作站端都不配備物理磁盤驅動器（包括軟盤驅動器、物理光驅和硬盤）。通俗的講，無盤工作站實質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行操作而不存儲任何東西。

1.2 基于PXE的無盤網絡

近年來，無盤技術發展十分迅速，產生了大量的分支，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是動態路由，它的可靠性和穩定性都大大高于RPL，它采用TCP/IP協議作為通信協議，以保證與的連接高效可靠。它是根據服務器端收到的工作站地址，使用服務動態分配地址，是真正意義上的遠程啟動技術。在該模式下啟動的網卡會自動尋找連接服務器獲得IP地址及啟動數據引導系統啟動。

2 實驗室無盤改造方案

進行實驗室無盤網絡改造主要包括硬件軟件和軟件兩方面。

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

軟件方面，目前常用的無盤系統軟件有比如BXP、網眾、銳起、信佑、MZD、阿拉丁、云更新等，都是一些不錯的無盤網絡支持軟件。其中銳起是基于PXE啟動，且應用廣泛技術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內存、160G硬盤、千兆網卡。本著節約成本的原則，我們選取其中一臺計算機增加到8G內存，增加2塊120G的SSD固態硬盤，增加一張千兆網卡作為服務器。該實驗室網絡環境為千兆網絡，配有3臺24口千兆交換機。

3.1 服務器的安裝

在服務器上安裝Windows Server2003操作系統，配置TCP/IP協議，指定靜態IP地址，安裝銳起服務端軟件，按照銳起軟件說明書對服務器進行初步配置，主要是設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、啟動網卡等服務器存儲和網絡傳輸方面的配置。

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，輸入服務器IP地址，安裝完成重啟客戶端。

3.3 系統上傳及調試

在服務器端將該工作站添加為模板工作站并設為“超級用戶”，利用銳起軟件的上傳工具將安裝好的系統上傳至服務器。上傳完成后便可取下硬盤，將所有工作站的啟動方式設置為網卡啟動，這樣就可以通過從服務器上下載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頁的的速度都有所提升。

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

（3）提高實驗室管理效率，無盤網絡的操作系統及應用軟件都集中于無盤服務器，平時只要在模板工作站上更新并上傳于服務器就可實現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，只要在服務器端統一查殺即可解決。

（5）部署靈活多樣，服務器支持多個操作系統鏡像，這樣我們就可以根據不同實驗課程的需要，靈活的在不同操作系統上安裝相應的實驗軟件，避免了諸如多門課程軟件沖突等問題

5 結語

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的無盤網絡技術的無盤化改造方案，并通過實施改造延長了設備使用年限，提高了使用效率。經過一段時間的運行，整個系統性能穩定、可靠性高、易于維護、部署靈活，滿足了不同課程的實驗需要，保證了實驗教學的順利開展。本系統也存在一些不足就是由于成本考慮并未采用專業服務器，導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.無盤工作站組建應用維護實戰精通[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[EB/OL].上海銳起信息技術網，2008/2013.

[責任編輯：王楠]