基于PXE技术的软件在实践教学中的应用

马 光，宋丽新

（北京联合大学商务学院，北京 100025）

基于PXE技术的软件在实践教学中的应用

马 光，宋丽新

（北京联合大学商务学院，北京 100025）

基于PXE技术的管理软件在计算机类实验室的集中管理方面使用日益普遍。因为该技术具有集中管理能力强、管理方式灵活、使用操作和维护方便、有利于提高实验室的综合利用率及降低综合管理成本等优点。文章结合北京联合大学商务学院实验教学中心的实际应用特点，对基于PXE技术的3种管理软件的使用效果进行了实际的应用对比分析，最后给出了适用于经管类实验教学环节应用特点的、基于PXE技术的管理软件的使用建议。

PXE技术；管理软件；计算机类实验室

1 计算机实验室课程所用软件特点

计算机类实验室的特点是硬件基本上是由服务器、网络和计算机组成，只是各专业实践课程所用的软件不同。为了提高实验室的综合利用率，就需要尽量提高同一台计算机承担各种不同实验教学任务的能力，而要想让一台计算机能承担起更多的实践教学任务，比较好的解决办法就是在这台计算机上部署多个操作系统，因为部署多个操作系统有利于解决不同软件或同一个软件但是软件版本不同所导致的使用冲突问题。当在计算机中部署多个操作系统时，如何提高部署与应用的效果，这是一个需要加强统筹管理的问题。基于PXE技术的管理软件，能够使多操作系统的部署与管理更加灵活，对提高实验室的综合利用率提供了良好的解决方案。

北京联合大学商务学院的经贸实验教学中心作为专职从事经管类实验教学工作的部门，在实行院内实验教学资源整合与共享的过程中，为了便于集中管理和提高所有实验室的整体利用率，多年来在计算机中部署和使用多个操作系统的实践过程中，从管理软件的易用性、可靠性、稳定性和性价比等方面，笔者针对基于PXE技术的几种管理软件进行了较大范围和较长时间的使用对比，积累了比较丰富的实际使用经验。在此就部署和使用基于PXE技术的管理软件在实践教学中的使用效果进行对比分析。

2 基于PXE技术管理软件

PXE是由Intel公司开发的最新技术，工作于Client/ Server的网络模式，支持工作站通过网络从远端服务器下载镜像，并由此支持来自网络的操作系统的启动过程，其启动过程中，终端要求服务器分配IP地址，再用TFTP或MTFTP协议下载一个启动软件包到本机内存中并执行，由这个启动软件包完成终端基本软件设置，从而引导预先安装在服务器中的终端操作系统。PXE可以引导多种操作系统，如：Windows XP，Windows 7，Linux等。

要想在计算机上部署多操作系统时使用PXE技术，就需要依赖服务器、网络来支持客户端计算机的正常运行，因此硬件平台是由各实验室的计算机、服务器、交换机等搭建组成的。经过多年的对比与使用，目前我们正在使用的有3套基于PXE技术的管理软件，分别是：中国科学院曙光计算所的“NBC虚拟存储管理系统”，北京晨光溢海数码科技有限公司的“Phantosys桌面虚拟化平台”，东方易盟公司的“集智（ADS）自动部署与管理系统”。

3 基于PXE技术的管理软件的部署和应用

在部署基于PXE技术管理软件之前，各实验室的计算机使用的是硬盘保护卡的管理方式。这种管理方式有许多不尽如人意的地方，如：有的计算机经常莫名其妙发生蓝屏及保护卡故障；安装完成软件后需要重新传送硬盘数据，但传送完成后总会有个别计算机需要重新传送硬盘数据；在对于计算机病毒的防范方面也不够理想……采用基于PXE技术管理软件进行部署运行，它通过虚拟存储将客户端的操作系统和应用软件存于服务器端，同时，它的还原技术可以支持用户对数据及应用进行选择性还原，保持系统处于最佳状态，实验室计算机通过网络将保存于服务器端的操作系统镜像文件下载到本地运行，有效地解决上面提到的硬盘保护卡所遇到的问题。但对网络设备及服务器提出很高的要求，因为实验室计算机所存取的各种数据都集中储存在服务器上，实验室计算机运行时要不断地从服务器上下载索要使用的软件，对网络、服务器之间的数据转换非常频繁，网络设备越好，服务器性能越好越稳定，就越能保障基于PXE技术管理软件的部署和顺利运行。

核心交换机选用的是锐捷网络RG-S6810如图1所示；各实验室选用的是锐捷网络RG-S2352G交换机，它有两个千兆网口，48个百兆网口，以前的网线使用的是百兆的五类线，整改后实验室里是超五类线，实验室的交换机连接到核心交换机的网线使用的是千兆网线或者是光纤，使得网络环境得到较大的提升。

锐捷网络RG-S2352G交换机有两个千兆网口，对这两个千兆网口进行聚合，使之变为一个2 000 M的网口再与核心交换机连接，服务器使用的是当时比较新的戴尔机架式服务器。

图1 网络环境示意

3.1 NBC虚拟存储管理系统

“NBC虚拟存储管理系统”是一套局域网管理软件，是基于PXE技术的无盘工作站模式的管理软件，结合了PC网络、无盘网络、NC网络的优势，通过虚拟存储将客户端的操作系统和应用软件存于服务器端，并充分发挥客户端的本地计算能力。下面就是笔者在经过几年的使用后对它的评价。

（1）在安装和部署方面方便简单。

（2）维护起来也比较简单，性能稳定。

（3）它对网络环境（如网络交换机和服务器）的要求比较高，早期选用的戴尔Poweredge2950服务器，后来改用戴尔PoweredgeR720服务器，经过当时的测试，一台服务器管理最多不超过40台计算机效果比较理想，它理论上能管理80台，但客户端计算机启动速度不理想，NBC虚拟存储管理系统支持多服务器管理，即一个80台计算机的机房可以使用两台服务器管理，为了使实验室里客户端计算机启动得迅速快捷，也必须使用两台服务器才能保证实践教学的使用效果。

（4）操作简单灵活，系统的还原性能比较好，在还原与不还原之间点击一下就设定成功了，平时上课就设定为还原状态，学生考试时就设定为不还原状态。

（5）在添加删除客户端软件方面操作简单，虽然一个80台计算机的实验室需要两台服务器，但只要将这两台服务器关联同步上，在某一台服务器管理的客户端计算机上添加删除软件完成后，只要点击接收按钮，两台服务器里的操作系统镜像文件都能够得到更新。

（6）NBC虚拟存储管理系统是基于PXE技术管理软件的无盘工作站模式，对于计算机客户端不需要使用本地硬盘，本地硬盘可以当作数据盘使用，它能较好地对U盘、本地硬盘进行屏蔽，操作简单，但它不能虚拟较大的数据盘。

（7）支持客户端计算机多操作系统启动，但启动界面只是英文界面，不太直观。

3.2 Phantosys桌面虚拟化平台

Phantosys桌面虚拟化平台是北京晨光溢海数码科技有限公司的产品，全名“Phantosys Desktop Virtual Platform桌面虚拟化平台”，是基于PXE技术的管理软件，当时在这个平台上布置了大约100台实验室计算机。它具有无盘工作站的特点，又能和计算机的本地硬盘结合起来使用，它的对象就是有盘的计算机。因为它能和计算机本地硬盘结合使用，大大降低了服务器的工作运行压力，这也是它较NBC虚拟存储管理系统而言的优势所在。使用Phantosys桌面虚拟化平台，一台服务器带100台计算机感觉使用效果还是很好的。下面就是在经过一年的使用后对该平台的评价：

（1）Phantosys桌面虚拟化平台在安装和部署的过程中比较方便简单。

（2）系统维护方面简单灵活，性能稳定。

（3）对网络环境方面要求较高，但是比较NBC虚拟存储管理系统可以带更多的客户端，笔者使用的是一台戴尔PoweredgeR720服务器，管理了100台计算机，而且计算机启动速度较快。

（4）还原性能比较好，在还原与不还原之间设定比较简单，平时上课就设定为还原状态，学生考试时就设定为不还原状态。

（5）添加删除客户端软件比较复杂，当对一台客户端计算机安装完成软件的添加或删除后，不仅要对所有的客户端进行更新，还需要开启所有的客户端将新的添加或删除的软件从服务器下发到每一台客户端计算机的本地硬盘中，如果不做软件下发本地硬盘的操作就会影响使用效果，在更新完客户端计算机软件后第一次开机时会显得非常慢，而且它不能有效地保护好下发的系统。

（6）Phantosys桌面虚拟化平台一定程度上依赖于客户端计算机本地的硬盘，当客户端计算机的本地硬盘出现故障，客户端计算机就不能启动系统。解决的方法是暂时将出现事故的客户端计算机设置为无盘工作站启动方式，不使用本地硬盘，等本地硬盘修好后再对该客户端重新下发软件。使用这种工作模式，在保证客户端访问速度的前提下，系统服务器端可以比无盘工作站模式带动更多的客户端，这正是该系统的主要特点。另，Phantosys桌面虚拟化平台还支持大容量的虚拟数据盘。

（7）支持客户端计算机多操作系统启动，操作界面友好、直观。

3.3 集智（ADS）自动部署与管理系统

目前集智（ADS）自动部署与管理系统在试用阶段，一台戴尔PoweredgeR710服务器带了一个小实验室40台客户端计算机，由于带客户端的数量少，客户端计算机在启动和更新软件时感觉都很完美，支持客户端计算机多操作系统启动，操作界面友好、直观；系统稳定，使用集智（ADS）自动部署与管理系统必须要求客户端计算机有本地硬盘，客户端计算机的系统由服务器下发到本地计算机硬盘并能够很好地保护起来，下发完成后客户端计算机就不再依赖服务器，即使服务器关闭，网络出现故障客户端计算机也能独立运行，这和以上两款“NBC虚拟存储管理系统”、“Phantosys桌面虚拟化平台”相比较也是它最大的优势所在。但它也还有不尽如人意处，实验室目前的网络环境，由于前期已经安装和部署有NBC虚拟存储管理系统及Phantosys桌面虚拟化平台，都需要客户端计算机通过PXE技术网络启动，而集智（ADS）自动部署与管理系统也设定为PXE技术网络启动，集智（ADS）自动部署与管理系统在处理客户端计算机时和NBC虚拟存储管理系统的DHCP服务发生冲突，目前的解决办法是通过对核心交换机划分VLAN的方法来处理的，这就使得这个教室在教学过程中出现有部分不支持跨VLAN的课件服务软件不能使用的情况发生，关于DHCP服务冲突的问题还有待生产厂家解决，在DHCP服务这个问题方面Phantosys桌面虚拟化平台处理地比较好。

4 部署和使用基于PXE技术管理软件的体会

通过对以上3款机房管理部署的基于PXE技术的管理软件进行比较，不难看出，NBC虚拟存储管理系统是无盘工作站的模式，属于早期的产品，需要强大的网络及服务器的支持；而Phantosys桌面虚拟化平台比较NBC虚拟存储管理系统而言，减轻了服务器的压力，不需要投入许多台服务器来维持虚拟存储管理平台的正常运行，但操作相对于NBC虚拟存储管理系统较为复杂，每一次更新客户端计算机的软件后需要一定的时间下发系统，而更新客户端计算机软件是发生较多的事情，并且Phantosys桌面虚拟化平台不能有效的保护好下发的系统，也对网络环境及服务器有高度的依赖；集智（ADS）自动部署与管理系统较好地解决了虚拟系统对服务器的依赖问题，也解决了把系统下发到客户端计算机本地硬盘的保护问题。

在使用以上3种基于PXE技术的管理软件的过程中，使人们深深地认识到要想用好基于PXE技术的管理软件，好的服务器及好的网络环境非常关键。在早期部署第一个教室时总是觉得这种虚拟存储方式不好用，以至于都有放弃部署NBC虚拟存储管理系统的想法，当改善了网络环境等硬件条件后就使用得非常好，以至于以后部署的Phantosys桌面虚拟化平台及集智自动部署与管理系统时基本上1～2天就能部署完，所以良好的硬件环境保障对于使用基于PXE技术的管理软件是不可或缺的必备的条件。

利用基于PXE技术的管理软件能在每一台计算机上部署多操作系统特点安装多操作系统，如：Windows 7中文版、Windows 7英文版、专门为英语语音练习建立的系统、为学习数据库开发的学生建立的专门的系统、为影像影音处理的系统及Linux系统等，较好地满足了实验教学的使用需求，使每个计算机房都能承担尽可能多地经管类课程的实践教学任务，不仅方便了教务人员的排课，更方便了学生的自主上机学习，极大地提高了实验室的综合利用率。

5 结语

只要对实验室的管理采用先进的技术手段，良好的管理方法和运行机制，就能充分发挥实验室的功能。多年的使用实践使人们认识到，采用基于PXE技术的管理软件这类的操作系统管理平台，有利于保证和提高实践教学的使用效果和质量，更有利于提高实验室的综合利用率。总之，只有通过科学有效和富有针对性的建设与管理，才能真正发挥好实践教学环节的使用功能，才能进一步提高实验室的综合利用率，达到资源有效共享和满足实验教学需求的目的。

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Application of software based on PXE technology in practice teaching

Ma Guang, Song Lixin
（Business College of Beijing Union University, Beijing 100025, China）

Manage software based on PXE is increasingly used to manage computer labs. PXE has the advantages of strong centralized management ability, fexible operation and convenient maintenance, easy maintenance, which can help us to improve laboratory utilization and reduce management costs. According to PXE’application in practice teaching center of our college, the application effect of 3 management software based on PXE technology is compared and analyzed, and at last gives some suggestions of their usage in economic and management practice teaching.

PXE technology; management software; computer lab

马光（1962— ），男，江苏苏州。