计算机实验室无盘化改造

王玉峰　李文志

【摘 要】针对老旧计算机实验室机器性能下降，管理和维护成本上升，以及日益增加的实验授课要求，对实验室进行无盘化改造，延长设备使用寿命，降低管理和维护工作量，提高实验室使用效率。

【关键词】无盘改造；PXE；机器性能

0 引言

高校计算机实验室网上使用率较高，几年的高负荷运转往往会出现许多硬件问题，其中最常见的就是硬盘的损坏问题，而且随着年限的增加，每个学期使用的软件也逐渐的增加，这也给实验室管理人员带来了很多困扰。对计算机实验室进行无盘化改造可以通过一台服务器来提供所有工作站的硬盘读写要求，一方面节约购买硬盘的成本，另一方面可以使软件部署多样化，升级更新简单化，同时提升了工作站对病毒的免疫力。

1 基于PXE的无盘网络技术

1.1 无盘网络定义

无盘网络的主要特点指的是所有在工作站端上运行的操作系统软件，以及全部应用程序和资料等都保存在服务器端磁盘上的一种计算机网络架构。所有的网络工作站端都不配备物理磁盘驱动器（包括软盘驱动器、物理光驱和硬盘）。通俗的讲，无盘工作站实质上就是把物理硬盘和计算机的主机分开，无盘工作站仅仅去执行操作而不存储任何东西。

1.2 基于PXE的无盘网络

近年来，无盘技术发展十分迅速，产生了大量的分支，其中按启动方式分类的主要有RPL、PXE和BOOTP等。

PXE是Preboot Execution Environment的缩写，是由Intel推出的RPL的升级品[1]。PXE是动态路由，它的可靠性和稳定性都大大高于RPL，它采用TCP/IP协议作为通信协议，以保证与的连接高效可靠。它是根据服务器端收到的工作站地址，使用服务动态分配地址，是真正意义上的远程启动技术。在该模式下启动的网卡会自动寻找连接服务器获得IP地址及启动数据引导系统启动。

2 实验室无盘改造方案

进行实验室无盘网络改造主要包括硬件软件和软件两方面。

硬件方面，无盘服务器是无盘网络的核心，工作站的各种操作都要通过对服务器的硬盘读写来实现，所以在服务器的配置上一定要负载能力，能够担负起整个网络的需要。服务器的网卡和硬盘直接影响无盘网络的整体速度，所以尽量选取千兆网卡以及双网卡来提升网络访问速度和分流访问量，同时还要注意工作站网卡是否支持PXE启动。硬盘可选用两块固态硬盘做到读写分离也可大大提升无盘网络速度。网络环境是无盘网络的基础，工作站与服务器之间的交流全部依赖于网络环境，使用千兆交换机以及对网络进行优化也是相当必要的。

软件方面，目前常用的无盘系统软件有比如BXP、网众、锐起、信佑、MZD、阿拉丁、云更新等，都是一些不错的无盘网络支持软件。其中锐起是基于PXE启动，且应用广泛技术也较成熟能够满足本次无盘化改造的需要。

3 方案实施

选取一个60台计算机的实验室进行无盘化改造，该实验室机器配置情况为Intel E7400双核2.8GHz CPU，2G内存、160G硬盘、千兆网卡。本着节约成本的原则，我们选取其中一台计算机增加到8G内存，增加2块120G的SSD固态硬盘，增加一张千兆网卡作为服务器。该实验室网络环境为千兆网络，配有3台24口千兆交换机。

3.1 服务器的安装

在服务器上安装Windows Server2003操作系统，配置TCP/IP协议，指定静态IP地址，安装锐起服务端软件，按照锐起软件说明书对服务器进行初步配置，主要是设置工作站镜像存放目录、回写目录、还原目录，以及工作站启动方式、启动网卡等服务器存储和网络传输方面的配置。

3.2 工作站的安装

在一台工作站上连接上临时硬盘，安装Windows xp和锐起客户端软件，输入服务器IP地址，安装完成重启客户端。

3.3 系统上传及调试

在服务器端将该工作站添加为模板工作站并设为“超级用户”，利用锐起软件的上传工具将安装好的系统上传至服务器。上传完成后便可取下硬盘，将所有工作站的启动方式设置为网卡启动，这样就可以通过从服务器上下载Windows XP的镜像文件完成工作站启动。如需安装新软件使用，只要在“超级用户”上将软件安装好之后上传更新服务器上的镜像文件就可以了[2]。

4 改造效果

基于此方案改造后的计算机实验室效果如下

（1）负载力强，运行流畅，工作站系统运行速度提升，开机速度由原来的90秒提升到60秒左右，运行普通软件和浏览网页的的速度都有所提升。

（2）资源得以充分利用，再也不用担心工作站因硬盘故障无法使用的问题，延长了现有设备的使用年限，提高了资源利用率。

（3）提高实验室管理效率，无盘网络的操作系统及应用软件都集中于无盘服务器，平时只要在模板工作站上更新并上传于服务器就可实现对所有工作站的更新，这大大的降低了管理人员的工作强度。

（4）提高了工作站对病毒的免疫力，即使存在病毒，只要在服务器端统一查杀即可解决。

（5）部署灵活多样，服务器支持多个操作系统镜像，这样我们就可以根据不同实验课程的需要，灵活的在不同操作系统上安装相应的实验软件，避免了诸如多门课程软件冲突等问题

5 结语

本文针对目前高校计算机老旧实验室存在的问题，提出了基于PXE的无盘网络技术的无盘化改造方案，并通过实施改造延长了设备使用年限，提高了使用效率。经过一段时间的运行，整个系统性能稳定、可靠性高、易于维护、部署灵活，满足了不同课程的实验需要，保证了实验教学的顺利开展。本系统也存在一些不足就是由于成本考虑并未采用专业服务器，导致在运行一些大型软件时速度较慢，这一点可通过今后的进一步升级来得到改善。

【参考文献】

[1]蓝宇，赵庄，屈耀辉.无盘工作站组建应用维护实战精通[M].北京：人民邮电出版社，2004.

[2]锐起科技.锐起无盘XP V3.0帮助系统[EB/OL].上海锐起信息技术网，2008/2013.

[责任编辑：王楠]