浅谈无盘系统在计算机实验室中的应用

摘　要： 计算机实验室是学生学习计算机知识的重要场所，以东莞理工学院计算机公共实验室为背景，分析了目前计算机实验室主要面临的问题,介绍了无盘系统的优缺点及其现实方法，最后以Phantom无盘系统为例，对其应用实践后的性能进行比较与总结。

关键词：计算机实验室；优缺点； 无盘系统
　　计算机实验室主要承担着学校计算机文化基础课程、计算机专业课程、毕业设计等教学任务以及计算机等级考试、学生的网上选课、了解新闻、收发邮件等，是学生学习与实践的重要场所。因此，重视和提高公共计算机机房的管理水平，对保证正常的实验教学，提高计算机机房的使用率，增强机房管理人员的服务意识等方面都有着重要意义。[1]
1在计算机实验室应用无盘系统的优缺点对比
1.1 一般计算机实验室的管理现状
　　计算机实验室一般采用带有硬盘保护卡的有盘系统,由于访问硬盘数据首先要通过保护卡，在一定程度上降低了硬盘的访问速度，但保护卡可以防止病毒对系统数据的破坏。由于机器慢慢老化，大型的软件不断推出，一个系统要安装的软件非常多，导致系统启动和运行速度比较慢。由于老旧机器的硬件更换后变得不统一，使得安装系统变得复杂，维护工作量增多。本地硬盘有一个不受保护的分区和系统，往往是这个分区和系统成为病毒的驻留地，病毒的防护成为计算机实验日常维护的难点。[2]
1.2无盘系统简介
　　无盘系统，泛指由无盘工作站组成的局域网，相对于的普通的PC机无盘工作站可以在没有任何外存（软驱、硬件、光盘等）支持的情况启动并运行操作系统，为了支撑这样的网络构架，需要采用专门的软件系统，此类的软件成为整个无盘系统的组成部分之一。无盘系统的启动原理是：
　　（1）无盘工作站是的网卡配有启动芯片（Boot ROM）,当工作站以LAN方式启动时,它会向服务器发出启动请求号。
　　（2）服务器收到后，根据不同的机制，向工作站发送启动数据，工作站下载完启动数据后，系统控制权由Boot ROM转到内存中的某些特定区域，并引导操作系统。
　　（3）根据不同的启动机制，目前比较常用无盘工作站可分为RPL、PXE及 虚拟硬盘等启动类型，目前国内外主流的无盘系统均为基于PXE 的虚拟硬盘模式。
　　无盘网络系统可以应用在网络教室，学校无盘网络教室的组建或改造,企业内部局域网、网吧、酒店、点歌娱乐行业等无盘网络的组建和改造。 　　
1.3 无盘系统的优点和缺点
　　无盘系统的优点：
　　（1） 节省机房建设成本, 网络施工系统安装工作时间缩短。无盘系统不要求每部电脑有独立的硬盘、光驱和软驱，这比常规的机房要节省了很多硬件成本。可以在服务器上对机房的全部电脑时行统一管理，安装系统的工作时间可以大大减少。可以对软硬件进行统一管理，也降低了维护成本。
　　（2） 易于管理和维护。无盘系统最主要的优点是可以在一台电脑上集中管理全部电脑。。无盘系统客户机的操作系统和数据都集中存储于服务器。整个网络教室的管理只需要维护一台服务器即可。
　　（3）系统不容易感染病毒。由于病毒无处不在，学校的电脑一般是联网的，学生在上机的时候经常会访问网络，这就很容易感染病毒，并在局域网里传播，由于无盘系统没有本地硬盘，数据是临时存储在服务器上的，在保护的状态下，服务器重启之后会还原干净的系统。
　　无盘系统的缺点：
　　（1）客户机对无盘系统服务器的依赖性过高。如果服务器出了故障，所有跟这台服务器连接的客户机就无法操作。如果服务器硬盘被破坏了，那么在这块硬盘上存储的客户机资料都会丢失。需要经常对服务器硬盘上的资料备份。
　　（2）过分依赖网络。由于客户机的全部资源都需要从服务器下载，依靠网络传输到各个客户机。当客户机同时开机，或者同时运行大型软件时，需要很高的网络传输速度，对网络的稳定性要求也很高，这时容易发生网络塞车，系统启动速度明显变慢。
2 无盘系统的安装规划
　　系统及应用软件安装在服务器上，所有客户机不需要硬盘，通过网卡启动从服务器上下载系统到内存。下面以Phantom无盘系统为例，介绍无盘系统的安装和设置。
2.1服务端配置
　　（1）安装服务器操作系统、驱动及防护软件
　　按照安装规划，先对服务器硬盘进行分区、格式化（一定要是NTFS格式）；服务器安装Windows XP SP3、服务器硬件最新版本驱动、防病毒软件等；安装Phantom服务器端硬件及驱动，最后安装Phantom服务器端软件
　　（2）设置服务器 PXE DHCP池
　　服务器的PXE DHCP池的作用就是使Phantom Server能够响应客户端网卡PXE启动的请求，建立一个客户端与Phantom Server的临时连接，Phantom Server可以将Phantom的EDSC协议客户端发送到客户端的内存中，使其作用、并与Phantom Server建立一个EDSC的长效连接，开始真正的数据传输。
　　（3）在服务器端添加、删除客户端
　　将Phantom服务器开启，并启动需要添加的客户端电脑（BIOS启动首选项设为网卡PXE启动），然后在Phantom服务器上的控制台界面中选择“用户”选项卡，在下面的按钮列点击增加按钮为该客户端建立一个对应的用户名称。在网卡地址一栏刚才开启的客户端的MAC地址已经自动识别到，输入一个用户名称点确定即完成用户的建立（如果按照示例规划那样做好了客户端的MAC地址记录，便可以直接输入，不用开启该客户端即可建立与之对应的用户）。点击“用户”栏下方保存按钮，即可保存本次设置。然后依次进行后续客户端（用户）的添加。如果要删除某个客户端（用户），选择这个客户端（用户）后，点击下方的删除按钮，就可完成。
　　（4）在服务器端建立供客户端使用的系统和数据容器
　　在Phantom的管理架构中，所有的客户端由服务器控制的系统、应用程序、数据，都存放在Phantom独有的文件格式的容器中，这种容器文件为PIM（Phantom Image）镜像文件。启动Phantom服务器后会自动加载Phantom主程序.建立系统环境镜像文件，在“镜像文件”选项卡中，点击添加按钮开始创建镜像文件。首先建立一个系统环境的PIM镜像文件。在名称处填入一个有代表意义的镜像文件名称。根据实际要求输入镜像文件的大小。如果要单独建立数据盘镜像文件的话。这里只需要考虑操作系统和应用软件的容量即可。选择一个硬盘分区存放镜像文件。存放的位置很重要，如果条件允许，我们尽量将 不同的镜像文件存放在不同的物理硬盘上。
　　（5）制作和上传系统镜像
　　在一台模版客户端机器上先挂接一个专用硬盘（母盘），像普通PC一样分区格式化，安装操作系统、驱动程序，然后安装Phantom的Client端程序，利用Client端程序，将整个母盘的C盘扇区数据完整上传到Phantom的服务器上，作为以后延伸节点的一个模版客户端操作系统的基础。在此基础上就可以很方便的定制更多的镜像。
通过上述的设置，重启电脑，至此，完成Phantom服务器端的安装。
2.2客户端配置
  客户端的设置很简单，开机进入BIOS，系统第一启动顺序选择从网卡启动，保存退出即可。
3 应用实践结果
3.1机房的机器配置
服务器硬件
CPU：Intel双核3.0G
内存：2GB
主板：Intel 服务器主板
硬盘：SATA II 160GB两个
网卡：Intel Pro 1000Mb
客户机硬件
　　CPU：Intel P42.8G
内存：512MB
主板：Intel845主板
网卡：Intel Pro 100Mb
网络
　　核心交换机：锐捷智能万兆三层交换机
　　接入层交换机：3COM百兆自适应交换机
　　网线：超五类线
3.2测试情况
　　一台服务器对应一百台客户机，系统运行速度较之前有较大的提高，安装常规软件和一般的系统维护也比有盘系统简单，客户端可以多样化，可以集中在服务器上对每台客户机进行定制，减少了病毒的破坏的机会。当很多客户机在局域网FTP下载文件的时候，网络变得很繁忙，这时进入系统比较慢，对网络和服务器性能要求比较高。总体来说减轻了管理员的工作量。
4 结语
　　无盘系统的优点很明显，能够明显提高旧机器的运行速度，降低了机房工作人员的管理与维护工作量。但由于过分依赖于服务器和网络，当实验室进行重要应用如计算机等级考试的时候，失败的风险比有盘系统要大。随着计算机不断的发展，计算机的硬件运行速度不断加快，硬盘保护卡方式的管理系统也不断完善，有盘系统和无盘系统将在较长一段时间并存，起到互补的作用。
参考文献：
[1] 许继彦。浅谈高校计算机机房的管理[J]。长春大学学报，2007，17（5）：62－63。
[2] 苟洪文，赵伟，李虎。浅谈BXP无盘系统在教学机房中的应用[J]。装备制造技术，2009，54（9）：35－37. 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jisuanjiyingyong/241734.html