虛擬化系統封裝技術在通信運營商營業系統中的應用

王穎杰

(中國聯合網絡通信有限公司揚州市分公司，江蘇 揚州 225000)

0　引言

通信運營商業務不斷擴展，筆者所在公司的營業終端增加了無紙化營業、電子支付與實名制等各種應用和外設，營業終端操作系統需要進行大量的設備驅動安裝調試、插件安裝和應用設置，導致系統維護工作量急劇增加。筆者所在公司約有超過400臺營業終端分布在全市范圍內，一旦遇到批量營業電腦系統癱瘓、營業系統升級或設備更新，就會導致不能及時有效恢復營業，從而影響客戶感知，甚至會發生大規模的營業中斷。所以定制一套滿足現有多種外設和營業應用需求并能兼容大部分電腦硬件的快速部署系統迫在眉睫。

1　解決方案

采用系統封裝方式中的完全重新封裝技術,也稱無殘留安裝[1-2]，并借助虛擬化軟件平臺進行安裝母盤系統，同時在系統中安裝營業所需的全部設備驅動程序和應用插件；系統通過各項業務功能測試后，使用微軟的Sysprep技術對系統進行封裝并導出為GHO映像文件，再制作啟動U盤并寫入映像文件。營業網點電腦插入U盤后自動安裝部署系統，15-20分鐘完成部署[3]。部署系統可適配目前主流型號的電腦硬件，適配率在90%以上；系統部署成功后無需再人工進行任何復雜設置，各種外設備接入后即可進行業務受理。

2　關鍵技術

2.1　系統封裝技術介紹

系統封裝的核心技術Sysprep是微軟公司操作系統系統自帶的一個工具，用于將安裝好的系統（包括各種軟件）去除硬件和 SID（安全標識符）信息，以便于快速方便地將系統以同樣形態部署到其他計算機上[4]。

系統封裝使用虛擬化軟件技術優勢有三：便于系統安裝、備份等操作，可添加多臺不同系統的計算機，便于測試和使用；硬件組成簡單，不會因個別特殊硬件影響源系統映像的兼容性；節省計算機資源，不必專門用一臺計算機做封裝環境或使用工作計算機作為封裝環境[5]。

2.2　封裝前準備工作

母盤系統使用Windows 7，該系統在快速部署方面比XP系統更為快捷、可靠，原因在于其使用了基于硬件抽象層的文件磁盤鏡像技術[6]；虛擬化軟件選擇VMware workstation 12.0 64位版本；運行虛擬化軟件的電腦配置為內存不低于4G、CPU不低于i5，操作系統windows7 64位旗艦版或專業版；封裝專用PE工具盤的作用是前期需要PE盤來分區，后期需要PE盤進行壓縮備份與系統部署；萬能驅動選擇適合大部分PC主板、顯卡、聲卡、網卡等硬件使用的版本。

封裝工具本文采用Easy Sysprep（簡稱ES），該工具是一款 Windows操作系統封裝部署輔助工具。它以微軟系統準備工具sysprep.exe程序為核心，以微軟官方文檔為理論依據，結合廣大系統工程師、系統維護人員、系統愛好者的實戰經驗，將系統封裝部署的各步驟進行有機的整合。該工具很大程度上縮減了系統部署時間，加強了系統部署效率，節約了人力與時間成本[7]。

其他軟件主要包括公司指定外接設備驅動程序和相關插件，裝機相關應用軟件，如office、輸入法、殺毒軟件等。

2.3　封裝過程

封裝系統過程分為虛擬機配置及操作系統安裝、系統精簡優化、系統外設驅動與插件安裝及使用測試、系統封裝、制作實體PE啟動U盤并導入封裝鏡像這五個步驟。

2.3.1　虛擬機配置及系統安裝

運行虛擬機軟件VMware workstation，選擇windows 7的系統并創建保存到指定文件夾，配置默認選擇1個cpu，2G內存，50G硬盤。設置虛擬機開機調用PE工具盤ISO映像，進入PE系統，對虛擬機硬盤分區。重啟虛擬機并調用windows 7旗艦版32位ISO映像文件進行安裝。注意重啟虛擬機時要快速按[Esc]鍵，然后選擇從CD啟動即可進入系統安裝界面，如果錯過則按Ctrl+Alt+Insert重啟[8]。

虛擬系統安裝完成重啟后，會進入OOBE階段，此時不要輸入任何信息，也不要“下一步”，直接按“Ctrl+Shift+F3”。系統重啟后會自動以 Administrator登錄，啟用桌面，進桌面時會自動啟用微軟官方封裝工具“系統準備工具3.14”，直接關閉即可。注意后續系統重啟都會出現“系統準備工具”界面，必須直接關閉，不能做其他操作，否則系統無法完成后續封裝。進入系統后需進行默認登錄Administrator系統賬戶設置，因為Windows 7中該賬號具有用戶可用的最高系統權限，而系統封裝需要執行大量對系統文件的修改與執行類操作[9]，具體操作為進入“系統控制面板-管理工具-計算機管理-本地用戶和組-用戶”，雙擊Administrator，將“賬號已禁用”勾選去除。

最后，將安裝好的虛擬機系統進行快照或克隆備份，以便重復調用。同時在后續不同測試階段，也需對系統實時狀態進行備份，便于后續測試重復調用。

2.3.2　系統精簡優化

系統精簡需要使用相應的精簡工具對系統進行精簡瘦身、關閉系統的休眠、修改虛擬內存位置至D盤等，這一系列操作可以在封裝時減少封裝文件的容量。同時為了系統安全的優化，可根據實際應用的網絡環境進行漏洞補丁的提前安裝，本文考慮縮小封裝系統的容量，未進行補丁安裝。

2.3.3　外設驅動與插件的安裝測試

系統安裝完畢后，需要進行26項系統與軟件設置、安裝7種外設驅動和插件并進行功能測試。其中軟件設置包括IE選項的設置、專業版開戶功能插件、C側營業系統數字證書、SIM卡寫卡器插件、身份證閱讀反破解插件的安裝。外設驅動安裝包括打印機、身份證閱讀器、專用拍照攝像頭、銀聯繳費刷卡機、無紙化辦公設備。對以上各設備軟硬件的安裝，作者采用按步驟分批次多輪安裝設置、功能測試、封裝并在部署后再次實際使用驗證，具體為：

⑴ 瀏覽器的22項設置項目主要包括受信任站點添加及區域安全級別設置、隱私設置、管理加載項設置、高級選項設置等。通過多次對IE選項的設置、系統封裝和部署測試后發現，預設后的IE設置在部署至真實PC環境后，部分設置會被還原成初始默認設置。在虛擬機系統中對IE各選項進行設置后，將其配置的信息從注冊表中導出，在封裝系統時設置成系統部署后自動執行IE預設置注冊表文件導入至系統注冊表即可解決此問題。有關IE設置選項注冊表文件[10-11]的導出選項目錄為：

⑵ 專業版開戶功能插件、C側營業系統數字證書直接在虛擬機中安裝即可。

⑶ SIM卡寫卡器驅動系統直接識別即插即用，寫卡器插件需使用瀏覽器登錄一次B側營業系統，點擊開戶菜單即可自動安裝下載Cardx.ocx控件，并且在IE瀏覽器高級設置管理加載項中查詢到Cardx.ocx控件，說明安裝成功。

⑷ 身份證閱讀器方面，所有不同品牌驅動全部安裝后，均可以識別到對應的設備。身份證閱讀反破解插件在虛擬機安裝完畢后，經各營業系統測試后均正常使用。

⑸ 銀聯繳費MISPOS刷卡機直接安裝對應驅動應用程序后即可使用。

⑹ 實名制拍照攝像頭，分為單攝像頭與高拍儀雙攝像頭兩個版本，經測試兩個版本的驅動有沖突，不能同時安裝，最后封裝需做成兩個版本的系統。

⑺ 無紙化手寫屏和高拍儀將相應驅動裝到對應目錄后經封裝并部署后可正常使用。

2.3.4　使用Easy sysprep工具進行系統封裝

Easy sysprep工具系統封裝分為兩個階段：第一階段是針對系統做最基本的封裝，將穩定的完成系統封裝為首要目的。第二階段專注于將系統調整至封裝者所需要的樣子，只執行調整操作。從而盡最大可能的使系統多樣化，不影響封裝。第二階段正常完成后，一個具有個性化的、部署范圍廣泛的、功能多樣化的系統就完成了[12]。

⑴ 準備工作，在虛擬機Windows 7系統C盤下新建名稱為Sysprep的文件夾，將萬能驅動安裝文件復制于該目錄下；在C盤下新建其他文件夾并將所需的軟件安裝包、IE瀏覽器注冊表導入文件等拷貝到此處。

⑵ 系統封裝，①第一階段在虛擬機Windows 7中運行Easy Sysprep，注意在第四界面‘封裝完成后’選擇‘退出本程序’后點擊‘完成’后，封裝程序自動執行后退出，此時務必將虛擬機Windows 7系統點擊關機。②第二階段要先將VMware虛擬機設置為從封裝專用PE盤的ISO鏡像啟動并選擇進入Windows PE系統，找到Easy Sysprep所在盤符目錄，再次運行Easy Sysprep。注意在第四界面中的‘計算機名稱模式’一般使用‘完全固定’，‘設定名字’必須用英文。在第六界面中‘萬能驅動助理’選擇C盤中對應萬能驅動的可執行文件，綜合運行庫可根據需要選擇VC、DX9、.NET的安裝程序，其他選項可根據需要選擇；第七界面中添加相關部署時需要運行的程序，‘系統部署中’選擇相應的運行庫程序，‘系統部署后’選擇需要安裝的軟件進行自動安裝，‘首次進入桌面’選擇IE瀏覽器的注冊表文件導入、殺毒軟件安裝等操作，在‘首次進入桌面’選擇‘刪除’菜單對應的‘文件’或‘目錄’將C盤中的安裝文件和目錄進行刪除。

⑶ 在pe系統下使用備份工具對C盤進行ghost備份，備份完成后，關閉虛擬機系統并使用VMware的硬盤映射工具將系統ghost備份導出。注意在系統未做ghost備份之前，切記不能進入系統，重新進入系統將會進行部署使得之前的封裝無效[8]。

⑷ 封裝系統的版本方面，作者根據公司營業網點業務受理類型，共封裝了3個版本的系統：身份證閱讀器+單攝像頭版本、身份證閱讀器+雙攝像頭高拍儀版本、身份證閱讀器+無紙化+單攝像頭+MISPOS刷卡機。

最后使用光盤工具將封裝專用PE工具盤ISO文件寫入至U盤，并將封裝系統鏡像拷貝至U盤，營業網點使用該U盤進行系統一鍵部署。注意：在P E盤的選擇方面要采用純凈版不帶流氓軟件的鏡像，否則使用U盤進行系統鏡像部署后，IE設置有可能會被流氓軟件篡改，影響正常營業使用。

3　結束語

封裝操作系統實現后，免去了營業系統復雜的安裝和設置，提升了營業受理效率，90%的電腦終端安全后都能正常使用，非專業人員自行安裝系統也十分簡易。但在系統部署過程中也出現了一些問題，部分機型硬件驅動不兼容，如華碩、惠普等品牌的較新型號主板在系統部署展開安裝驅動時出現不兼容報錯；在部署正常的電腦終端上使用一段時間偶爾會出現藍屏死機或某些應用窗口無法正常彈出執行的現象。對以上問題計劃通過更新母盤系統的萬能驅動版本、優化IE瀏覽器的設置選項并通過全業務類型操作交易測試等方法進行優化解決。

參考文獻(References):

[1]王紅云,肖文雅.基于的系統封裝在高校計算機維護中的應用[J].軟件導刊教育技術,2014.2014(4):80-82

[2]蔣國松.基于技術的機房部署研究[J].福建電腦,2009.6:153-154

[3]王麗娜,張東軍,張午光.技術在醫院工作站操作系統部署中的應用探討[J].電腦知識與技術,2013.9(31):7122-7122

[4]張春雷.系統封裝技術在企業信息化中的應用[J].計算機應用,2013.2013(1):68-70

[5]it天空官網.使用VMware Player創建適合封裝的虛擬機[EB/OL].https://www.itsk.com/thread-252280-1-1.html,2013-01-21.

[6]張立天.商務應用局域網環境下操作系統的快速部署[J].江西建材,2012.2012(1):285-287

[7]it天空官網.easy sysprep簡介[EB/OL].https://www.itsk.com/thread-373708-1-1.html,2017-02-16.

[8]it天空官網.創建虛擬機[EB/OL].http://bbs.itiankong.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=252280&pid=4925089,2013-01-21/2018-02-01.

[9]it天空官網.使用Easy Sysprep v4封裝Windows7[EB/OL].https://www.itsk.com/thread-273127-1-1.html,2013-05-24.

[10]武新華,陳芳,黃宗響.BIOS與Windows注冊表應用一點通[M].清華大學出版社,2007:237-260

[11]電腦報.注冊表完全操作3000例[M].山東電子音像出版社,2007.

[12]it天空官網.為什么ES4要分成兩階段EB/[OL].https://www.itsk.com/thread-335812-1-1.html,2014-09-17.