淺談基于iSCSI的gPXE無盤工作站架設

摘要: 本文提出了一種目前在組建教學和辦公網(wǎng)中廣泛應用的高性價比方案——無盤工作站模式，即基于iSCSI的gPXE無盤工作站技術，并通過具體案例論證該無盤工作站的安裝過程及配置方法。

關鍵詞:中職;iSCSI;gPXE

存儲技術日新月異的發(fā)展使得存儲虛擬化、iSCSI、NAS與SAN等的融合成為目前存儲技術的發(fā)展新焦點。這些技術為人們解決數(shù)據(jù)存儲提供了新方法，微軟公司的Windows XP和Windows 7等產(chǎn)品實現(xiàn)對iSCSI網(wǎng)絡存儲和網(wǎng)絡啟動的支持，不難看出未來計算機的發(fā)展將逐步實現(xiàn)以網(wǎng)絡存儲為主體的模式。本文立足當前學校和企業(yè)計算機設備更新速度緩慢，但需求快速增長的現(xiàn)狀，提出一種開源平臺的無盤工作站新模式，即基于iSCSI的gPXE無盤工作站。

一、實現(xiàn)思路

無盤工作站是指在網(wǎng)絡中沒有硬盤和軟驅(qū)的計算機。無盤工作站技術是計算機網(wǎng)絡的一種特殊應用，它不具備本地硬盤，所有數(shù)據(jù)全部位于服務器上。它通過網(wǎng)卡上的遠程啟動芯片(BootROM)從服務器硬盤讀取數(shù)據(jù)，服務器對硬盤數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和調(diào)度，實現(xiàn)硬盤共享和數(shù)據(jù)的同步更新。當無盤工作站通過遠程引導與服務器建立連接后，從服務器上將所需要的數(shù)據(jù)下傳到工作站內(nèi)存中，所有程序在本地工作站運行，結(jié)果存放在服務器上。

iSCSI技術是一種由IBM公司研究開發(fā)的，一個供硬件設備使用可以在IP協(xié)議的上層運行的SCSI指令集，這種指令集合可以實現(xiàn)在IP網(wǎng)絡上運行SCSI協(xié)議，該技術是將現(xiàn)有SCSI接口與以太網(wǎng)絡(Ethernet)技術結(jié)合，使計算機可以與使用IP網(wǎng)絡的儲存裝置互相交換資料。

基于iSCSI的gPXE無盤工作站啟動原理如下圖所示:

如上圖所示，iSCSI的gPXE無盤工作站啟動原理具體解釋如下:

1.無盤客戶端由BOOTROM芯片中的PXE啟動代碼啟動客戶機，此時客戶機還沒有IP地址，它以廣播形式發(fā)出DHCP請求。

2.網(wǎng)絡中運行PXE服務的服務器(gPXE啟動服務器)接收到的這個請求幀后，根據(jù)這幀中的MAC地址在啟動數(shù)據(jù)庫中查找這個MAC的記錄，如果沒有此MAC的記錄則不響應這個請求，如果有就將FOUND幀發(fā)送回客戶機。FOUND幀中包含的主要信息有客戶端的IP地址、服務器的IP地址、硬件類型、網(wǎng)關IP地址、客戶端MAC地址和啟動映像文件名。

3.客戶端根據(jù)FOUND幀中的信息通過TFTP服務器下載啟動映像文件(undionly.kpxe)，并將此文件保存在客戶端本地的內(nèi)存中，然后將控制權交給undionly.kpxe。

4.通過undionly.kpxe引導程序，從iSCSI存儲服務器上讀取Windows系統(tǒng)文件，并通過這些系統(tǒng)文件啟動Windows。

二、基于iSCSI的gPXE無盤工作站構(gòu)建方案

1.安裝環(huán)境說明。

(1)服務器操作系統(tǒng):Red Hat Enterprise Linux 5(IP:192.168.188.8)，該服務器同時提供DHCP服務和iSCSI存儲服務。

(2)無盤客戶端操作系統(tǒng):Windows XP。

2.服務器安裝與配置。

(1)從網(wǎng)站http://sourceforge.net/projects/iscsitarget/files/上下載最新版本的iscsitarget源程序，在無盤服務器上解包后使用命令:make;make install安裝iscsitarget。以目前最新版iscsitarget-1.4.19為例。

(2)使用命令dd if=/dev/zero of=/usr/vm.img bs=1024 count= 4000000創(chuàng)建一個4GB的iSCSI磁盤文件用于保存Windows XP無盤系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

(3)配置/etc/iet/ietd.conf文件，主要配置文件如下:

Target iqn.2010-04.com.example:storage.disk2.sys1.xyz

Lun 0 Path=/usr/vm.img，Type=fileio

(4)從網(wǎng)站http://rom-o-matic.net/上下載最新版的gPXE源程序，在無盤服務器上解包后在src目錄下使用命令:make bin/undionly.kpxe編譯gPXE啟動文件。然后在/ tftpboot目錄內(nèi)創(chuàng)建一個名為gpxe的文件夾，將編譯后的undionly.kpxe文件拷貝到該目錄下;并在該目錄下新建一個名為menu.gpxe的文件，在文件中添加如下語句。

#!gpxe chain

sanboot iscsi:192.168.188.8::::iqn.2010-04.com.example:storage.disk2.sys1.xyz

以目前最新版gPXE 1.0.0為例。

(5)修改/etc/xinetd.d/tftp配置文件，修改配置項server_args改為server_args= -s /tftpboot/gpxe，disable項改為disable=no，以啟用主目錄為/tftpboot/gpxe 的TFTP服務。

(6)安裝DHCP服務，安裝完成后修改DHCP服務配置文件/etc/dhcpd.conf，主要配置文件如下。

ddns-update-style interim;

ignore client-updates;

option space gpxe;

option gpxe-encap-opts code 175 = encapsulate gpxe;

option gpxe.bus-id code 177 = string;

subnet 192.168.188.0 netmask 255.255.255.0 {

option routers192.168.188.1;

option subnet-mask255.255.255.0;

range dynamic-bootp 192.168.188.10 192.168.188.254;

default-lease-time 21600;

max-lease-time 43200;

next-server 192.168.188.8;

if not exists gpxe.bus-id { filename \"undionly.kpxe\"; }

else { filename \"menu.gpxe\";}

}

3.在Windows XP計算機上安裝iSCSI補丁，然后通過“開始”→“程序”→“Microsoft iSCSI Initiator” →“Microsoft iSCSI Initiator”，打開Windows中Initiator端配置界面，在“Discovery”選項卡中添加iSCSI服務器;在“Targets”選項卡中連接已發(fā)現(xiàn)的iSCSI磁盤。接著就可以通過“計算機管理”中的“磁盤管理”，像使用本地硬盤一樣分區(qū)，格式換iSCSI磁盤。

4.在Windows XP中安裝SAN啟動補丁sanbootconf，使無盤系統(tǒng)的IP地址固定為DHCP獲取到的IP，以免多機啟動造成IP沖突。然后使用無盤上傳工具，將XP系統(tǒng)上傳到iSCSI磁盤內(nèi)。

5.使用命令/etc/init.d/xinetd restart、/etc/init.d/dhcpd restart和/etc/init.d/iscsi-target restart重新啟動TFTP、DHCP和iscsitarget服務，客戶機設置從網(wǎng)卡啟動后就可以開始使用該無盤系統(tǒng)了。

因此，通過以上的實例實現(xiàn)了基于iSCSI的gPXE無盤工作站。筆者所在的學校應用了該系統(tǒng)后，很好地解決了計算機設備更新速度緩慢的問題，同時也極大的降低了系統(tǒng)的維護成本。

(作者單位:廣東省電子技術學校)

參考文獻:

[1]徐瑾. 從iSCSI SAN直接啟動[J].Windows IT Pro Magazine(國際中文版)，2009，(6).

[2] (美)Evi Nemeth，Garth Snyder，Trent R.Hein 著，張輝 譯. Linux系統(tǒng)管理技術手冊(第二版)[M]. 北京:人民郵電出版社，2008.

責任編輯賴俊辰