無盤網絡技術在實踐應用中的分析與探索

摘 要：隨著網絡技術的飛速發展，企業、單位、個人對網絡的需求日益增強，因此安全可靠的無盤網絡技術被運用到各個領域，但在其運用過程中，人們在追求網絡安全、節約成本的同時，缺忽視了無盤網絡實現的技術條件和缺陷，導致網絡在應用過程中達不到理想的預期。文章通過對無盤引導技術、網絡架構等多方面的分析，找出影響網絡的因素，提出改進措施。

關鍵詞：無盤技術；實踐應用；分析探索

中圖分類號：TP393.05 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）20-0077-02

1 無盤網絡發展概況

20世紀90年代以前，受計算機硬件價格的制約，及網絡技術的飛速發展，網絡環境的改進和企業、單位、個人等創建者對其投入因素的現實考慮，對網絡的構建、性能和運行狀況提出了越來越高的要求。人們開始尋求以經濟安全的方式組建網絡，實現網絡資源的共享和利用，因此無盤技術應運而生。無盤網絡發展過程包括以下幾個時段：

①無盤DOS時代。最早的無盤網絡是由Novell公司研發的，在1996年以前，Netware被網絡界作為局域網標準，當時服務器的安裝運行平臺基于Novell Netware3.x，受到各大網絡公司和網絡愛好者的青睞，無盤客戶端主要以IPX協議進行認證，主要處理各種命令行模式下的各種應用問題。

②無盤WIN95時代。1996年～1999年，微軟公司看到了無盤網絡的發展前景，在微軟開發團隊的一致努力下，發布了基于Windows服務器NT 4.0版本，同時相繼推出了Windows 95操作系統的網絡版本，它嵌入了”Netsetup”命令，該系統可以與Windows NT 4.0 Server進行有機的結合，Windows NT 4.0 Server作為服務器平臺，工作站以RPL方式進行訪問。此時出現了以Novell NetWare 作為服務器平臺+DOS工作環境，和Windows NT 4.0 Server 服務器平臺+WINDOWS工作環境并存的局面。

③無盤WIN98網絡。20世紀初期，世界知名的IT公司QUALSTEM、3COM和英特爾等紛紛加入，無盤網絡技術發展迅速，并且研發出基于各種操作系統平臺的無盤管理軟件，以RPL方式的工作站可以運行Windows 98系統，使得無盤網路架構方案出現多元化。

④無盤其它系統網絡。隨著Windows產品的不斷升級，Venturcom公司自主研發了遠程引導軟件（嵌入式），并與微軟公司合作研發了Boot-NIC 第一代版本，主要用于Windows 2000系統遠程引導；另一款BXP無盤產品則專為Windows XP系統設計的遠程引導。運行于服務器平臺的操作系統由Windows 2000 server升級到2003server、2007server等更高，同時開發出多種無盤軟件，幾乎所有的應用軟件都能在無盤工作站中順利運行。無盤網絡的應用領域更廣，其性能更可靠、穩定。

2 無盤網絡啟動方式及原理

無盤網絡：指工作站中沒有硬盤、光驅、軟驅，利用其網卡或主板中集成遠程啟動芯片，配合服務器遠程啟動服務，通過網絡訪問上傳至服務器中的系統，從而實現工作站運行操作系統及各種應用程序。

①RPL啟動方式及原理。RPL（Remote Initial Program Load）是一種靜態匹配方式，應用在Netware、Windows nt 4.0 server服務器平臺上，無盤工作站采用該方式啟動。客戶端啟動后，初始化網卡，網卡的遠程啟動芯片會產生一個”FIND”地址全為1的廣播幀，即Remote boot quest幀，請求幀中攜帶有該客戶機的網卡硬件MAC地址號；當服務器的內置遠程啟動服務收到客戶端發出的廣播幀后，服務器通過分析該廣播幀所攜帶的網卡MAC硬件碼，然后在數據庫中查找與該網卡相匹配的記錄。如果網卡ID信息不存在，引導失敗；如果網卡ID匹配成功，服務器遠程啟動服務則回饋一個響應幀”FOUND 幀”給客戶機，FOUND幀中攜帶了服務器的網卡MAC地址，服務器將激活BOOTP協議來響應無盤客戶端的請求。

②PXE預置啟動方式及原理。PXE中文全稱預啟動執行環境，Intel公司開發的新一代無盤啟動方式，是一種動態匹配方式，應用在Windows 98系統的遠程啟動和運行，其通信協議采用TCP/IP。其啟動過程前一部分與RPL啟動基本相似，當服務器在遠程啟動數據庫中找到該網卡ID號后，服務器啟動其DHCP協議來為該網卡動態分配一個IP地址，并且把相應的系統引導文件塊傳送給請求的客戶端，客戶端開始遠程引導系統。

③BOOTP啟動方式及原理。BOOTP的全稱是BOOT strap Protocol，是最早支持遠程啟動的協議，設計初衷應用在字符形式的操作系統中如UNIX系統，LINUX系統中，主要應用于該類系統的遠程引導，到目前為止，仍然常用在UNIX及Linux系統中。在微軟Windows無盤系統中很少使用，但隨著Windows系統的逐漸成熟，Windows 2000及后續系統不在使用RPL遠程引導，并且微軟系統默認網絡協議以TCP/IP為主，因此以純TCP/IP協議的網絡將是今后發展的方向。BOOTP引導方式主要是客戶端從服務器數據庫中獲取本機MAC地址以及服務器MAC地址后，調用服務器中的系統鏡像文件，最終完成客戶端的遠程系統引導。

④虛擬磁盤方式。虛擬磁盤，指工作站啟動時，利用Windows系統中的共享設置以及無盤管理軟件在服務器的硬盤中虛擬出一塊硬盤空間，作為工作站的本地磁盤的方式。原理如下：在客戶端中臨時安裝一塊硬盤，安裝好系統及應用程序后，通過網絡的方式，由專用上傳軟件將系統及程序上傳至服務器中，作為系統的鏡像。無盤客戶端啟動時，在實模式下以PXE的方式啟動，登錄到服務器，根據啟動配置信息連接虛擬硬盤映像文件，完成虛擬磁盤的啟動。

3 無盤網絡的特點

①經濟實惠。由于無盤客戶端無需硬盤、光驅等，僅服務器配置該硬件，從成本上節約很大硬件費用。

②便于維護。僅服務器安裝有操作系統，無盤客戶端本身沒有系統，因此維護由多臺計算機變為只維護服務器，可以減少維護的費用和時間。同時無需擔心惡意攻擊及熱插拔電源導致系統損壞。

③安全性好。獨一無二的超級保護功能，實現無人值守，只需在服務器端設置每次關機后系統自動還原，即可保持每次開機系統都一致。

④工作站的硬件要求低。無盤網絡中僅需配置高性能服務器，對客戶端硬件要求極低，因此客戶端能在低配置下實現高速運行。

4 無盤網絡在實踐應用中實例分析

通過對無盤網絡在實踐應用中的觀察，發現客戶端啟動速度和程序運行速率受以下因素的影響：硬件配置情況（計算機、網路設備等）、局域網中計算機數量、網絡結構等。現將以某大學無盤網絡教室為例（客戶端總數為60臺，服務器1臺，采用VIM無盤系統），在硬件配置相同的情況下，因同時啟動客戶端數量的不同，來分析對啟動速度造成的影響，提出改進措施。無盤網絡教室配置情況如表1所示。

由于無盤工作站利用網卡遠程啟動芯片配合服務器的遠程啟動服務，通過網絡來調用服務器上的系統，從而實現偽本地系統及應用程序的訪問。

4.1 實例結論

根據表1延遲時間可以看出，當同時啟動數量較少時，客戶端啟動速度較快，就如一臺獨立的客戶端運行，且因網絡爭用帶寬的造成擁堵的狀況不會出現；當同時啟動客戶端的數量達到一定程度（如40臺以上），客戶端啟動的時間明顯延長，且因調用無盤系統鏡像，網絡爭用帶寬現象較為嚴重，甚至出現因網絡端口堵塞造成死機現象，有些客戶端需要重復啟動多次，嚴重影響正常使用。

4.2 改進無盤網絡運行措施

①網絡硬件升級：由于該無盤網絡采用TP-link非智能型24端口100 Mbps帶寬，端口速度無法滿足突發的大數據量的傳輸，導致客戶端啟動和運行的速度較慢，可將該交換機進行升級，更換普通端口帶寬達到1000 Mbps的交換機；網線可用六類線代替現有的超五類雙絞線。

②服務器升級：將現有服務器升級為專用服務器，采用磁盤陣列的方式，將服務器的讀寫分開，提高訪問速度。

③分布式服務器處理系統：在現有應用服務器的基礎上，增加新的服務器，利用服務器管理軟件，進行配置和管理，組成一個整體的處理系統，利用網絡負載平衡，對服務器的訪問進行隨機分配，從而提高服務器響應速度。

參考文獻：

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