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【技术员 第二课】认识无盘工作原理
栏目分类:网管员培训   发布日期:2017-07-20   浏览次数:

【技术员 第二课】认识无盘工作原理
启动原理
 
无盘工作站[启动原理
无盘工作站之所以能够启动,是由硬件(工作站端)和软件(服务器端)共同配合的结果。软件上,就是服务器上的远程启动相关服务和无盘系统软件;硬件上,则是工作站网卡上的BootROM芯片。当然,对于不是很老的主板,其BIOS中空闲较多并支持写入,可以将BootROM芯片代码写入主板BIOS中,节省了一个芯片。
 
较常用的无盘启动芯片有RPL和PXE两种。这两种较为通用,其它还有一些厂商开发的专用芯片,不是很普及,以下的讨论中均以RPL和PXE为主。
RPL 芯片可用于10M和100M的网卡,有针对NT(2000)的,有针对NetWare的。不同的网卡用的也不一样,需要配套。所以做无盘时不是任何网卡都能做的。10M的NE2000和8029网卡、100M的8139网卡等都支持RPL芯片,并且也都容易找到相应的RPL芯片。
PXE芯片一般用于100M的网卡,以在8139网卡上的应用最为成熟和典型,甚至很容易就可找到用于8139网卡的PXE芯片代码(用于写入主板或空白BOOT片)。如今较常见的是那种RPL/PXE双启动的BootROM芯片,价格在6元左右。
RPL芯片启动原理
1.发现阶段。当客户机(Client)启动后,其网卡上的BootROM会向服务器(Server)广播一个引导请求帧,即“FIND帧”,该帧包含有客户机的网卡号(MAC地址),网络上所有服务器都会发现这个FIND帧。
2.提供阶段。服务器远程启动服务收到客户机广播的“FIND帧”,根据帧中所带的ID号,检查远程启动数据库中是否有该卡号的配置记录,如果不存在,则引导过程不能继续;如果存在,远程启动服务发送一个“FOUND帧”,这个帧中包含了服务器的网卡ID(即服务器的MAC地址),然后调用自举协议(BOOTP,Boot Protocol)或者动态主机设置协议(DHCP,Dynamic Host Configuration Protocol)。
3.选择阶段。客户机收到第一个响应后(因为可能网络中不止一个服务器在运行远程启动服务,客户机只对收到的第一个“FOUND帧”回应,包括:分配给客户机的机器名称、IP地址、服务器的IP地址、BOOT所需的映像文件等),则发送一个SEND.FILE.REQUEST Frame 给第一个回应的远程启动服务器,请求传送启动所需的文件。
4.确认阶段。当远程启动服务器收到 SEND.FILE.REQUEST Frame的请求后,根据其远程启动数据库的客户机记录查找对应的BOOT BLOCK,将客户机启动所需的文件传送给客户机,即给工作站一个FILE.DAT.RESPONSE帧,这个帧 包含了客户机启动所需的BOOT BLOCK。
5.启动阶段。客户机接收到完整的启动文件后,开始执行文件中的程序,将执行点转向启动块的入口,启动客户机,同时使用另外一个互联网协议:简单文件传输协议(TFTP,Trivial Transfer Protocol)。然后引导不同的OS。
PXE芯片启动原理
PXE 是RPL的升级品,它是Preboot Execution Environment(预启动执行环境)的缩写。它们的不同之处为:一个是静态路由,一个动态路由。不难理解:RPL是根据网卡上的ID号加上其它的记录组成的Frame向server发出请求,而server那里早已经有了这个ID数据,匹配成功则进行远程启动;PXE则是根据服务器端收到的工作站MAC地址(就是网卡号),使用DHCP服务给这个MAC地址指定一个IP地址,每次重启动可能同一台工作站有与上次启动有不同的IP,动态分配地址。下面以工作站引导过程说明PXE的启动原理:
1.用户端电脑开机后,PXE Boot ROM 获得控制权之前先做自我测试,然后以广播形式发出一个请求FIND帧。
2.如果服务器收到个人电脑所送出的要求,就会送回 DHCP 回应,内容包括用户端的 IP 地址,预设通讯通道,及开机映像文件。否则,服务器会忽略这个要求。
3.工作站收到服务器发回的响应后则会回应一个FRAME,以请求传送启动所需文件。
4.之后,将有更多的讯息在用户端与服务器之间作应答,用以决定启动参数。BootPROM 由 TFTP 通讯协议从服务器下载开机映像档,这个映像档就是软盘的映象文件。
5.工作站使用TFTP 协议接收启动文件后,将控制权转交启动块,引导操作系统,完成远程启动。
Windows 2000终端
WBT介绍
WBT(Windows Based Terminal)是Windows2000 Server/Advanced Server推出的一项标准服务,它允许用户以Windows界面的客户端访问服务器,运行服务器中的应用程序,使用户就像用自己的计算机一样。在WBT的网络中,所有应用软件的安装、配置、运行和存储等均在服务器上进行,客户机(终端)只作为输入输出设备。当终端用户登录到服务器后,就可以像使用本地资源一样使用服务器上的资源,运行服务器上Windows应用程序。多个终端用户可以同时登录到服务器上,互不影响地工作。这样的网络十分容易进行集中管理,很适合学校和中小企业的局域网构建。WBT的这一特点跟早期的UNIX的字符终端类似,但WBT的优势在于它是基于Windows的,具有友好的图形界面和Windows的易用性。另外,在WBT的网络环境下,网络传输的数据主要是键盘和鼠标的输入信息与显示器的输出信息,数据的处理都在服务器上进行,这就大大减少了网络的传输量。
此方案中将原本要淘汰的386、486计算机作为终端使用,有利于资源的再利用;同时,安装软件及运算等都在服务器上进行,一般情况只需维护一台服务器就行,对于软件及防病毒的管理也降低了,所以利用该方案大大降低了总体拥有成本,节省了大量的资金。它有以下一些特点:
1.运算、存储都在服务器内进行,安装软件只需安装在服务器上一份,所有终端就都可以使用;所有终端用户的文件都各自独立地存放在服务器上,即使掉电,也不会造成资料丢失;
2. 机房维护由维护每一台PC,转变为维护一台服务器,维护成本大大降低;总拥有成本(TCO)大大降低;
3. Windows2000 服务器版本是最新的服务器操作系统,性能非常稳定,整个系统的稳定性得到可靠保障;
4.能满足对因特网的需求;应用当今流行软件时单机反映速度快;使用 Windows终端与使用PC完全相同,所以在 Windows终端上的学习经验,可以应用到
5. 管理和控制性强:终端服务器能够对终端进行管理,设定终端机运行的软件,同时能对终端机进行随时监控。
纯软件终端启动原理
它的启动原理前一部分与RPL或PXE无盘启动原理完全相同,这里就不再详述了,后一部分的连接是基于Windows 2000多用户、多任务的基础上的终端服务,在工作站上安装由微软提供的32位的连接程序,或由第三方的提供的16位或32位在DOS、Windows 3x或Windows 9x无盘站安装连接程序,并设置好连接属性,然后在启动无盘站时将其连接命令加到DOS站的开机批处理,或加到无盘Windows 的启动组,使其自动连接Windows 2000服务器。在终端安装Windows CE,服务器端安装Windows 2000专业版,终端启动以后透过RDP协议运行服务器端的应用程序,服务器端进行应用程序运算后同样透过RDP协议将结果在终端显示。

主流对比

PXE与RPL在运行应用程序所使用的资源除硬盘外,都是本地的资源,从其运行模式来看两者有很多相似之处,但内核是截然不同的,以下从几个方面进行比较:
PXE:Intel新推出的软件,从理论上来讲应该是很先进的,尽管还存在一些问题,但其优越的一面已经在应用中得到了充分的体现,而且Intel公司还将继续提供这方面的支持,并且公开源码,相信以后会更加改进。
RPL:Microsoft产品,已经很成熟了,而且许多爱好者都比较熟,技术资料到处都是,但Microsoft已经放弃了此产品开发与支持,不会再有更新的升级产品了。

PXE是真正意义上的远程启动技术。PXE是Intel公司开发,虽然推出时间不短,但真正有价值的应用却是这一年内才体现。据记载,国内DTK公司,长城电脑都已成功在Intel PXE技术上研发Windows 98无盘工作站,并在教育系统中大力推广。工作站具有一个带有Intel PXEbootrom的网卡或集成到BIOS的英特尔PXE代码。当一个终端启动后,服务器的操作系统(OS)将被加载至其内存中。在远程启动软件外接附件的帮助下,服务器操作系统远程启动服务可以支持学生站运行Windows 95和Windows 98。当终端启动时,PXE代码将从服务器检索启动和配置软件,这一过程就是远程启动。

与终端技术不同的是,PXE运行应用程序用到的是本地的资源,及内存,只是相当于硬盘由网络代替了,服务器的负荷也大为减少,配置要求相对较低,这是比WBT先进的一大优点。由于工作站上运行的是真正的Windows 98,所以支持的应用软件十分丰富。工作站加上硬盘后就变成一个标准的PC机,可以在其它场合应用,从而保护了客户的投资。可惜的是,PXE如今还不支持拨号,ISDN等方式,因而不能透过Internet实现远程启动,因此作为ASP工具不太合适。但如果应用于电子教室,办公室,酒店,网吧,证券等场合则相当具有竞争力。在速度方面,与终端不相上下,但在多媒体方面,PXE占优势。

无盘优势

无盘网络 的本意一个是为了降低工作站的成本,但主要却是为了管理和维护的方便。试想,如果把工作站要用到的操作系统的文件和软件文件都放到服务器上,系统的管理和维护都在服务器上完成,软件升级只需要配置一次,网络中的所有计算机就都能用上新软件,这对网络管理员来说的确是福音。但事实上情况并没有那么简单,微软最初推出的传统无盘Window95已经使人们对"无盘网络"失去了信心,无盘网络配置的繁琐比之有盘网络配置更加麻烦、结构的不合理导致传统无盘网络系统不稳定、软件运行不正常甚至很多软件无法运行,这些使无盘技术几乎已经走到了尽头,正是在这个时候,无盘Windows98、Windows2000终端网络系统应运而生了。

列举优点如下:
1.省资金。每个工作站都不用硬盘,节约大量资金。
2.易管理。工作站开机秒自动还原,由于无硬盘,所以不怕随意关机或人为破坏。
3.速度快。千兆网络下12秒进Windows 7,万兆到桌面甚至更快。服务器采用高速磁盘阵列,加上大内存,大缓存,高速CPU,所以响应速度极高,普通工作站性能大幅提升。
4.内容丰富。每个工作站都共享服务器资料,比有盘多N倍。例如2000多首MP3,1000多集电影,上1000个游戏,足以让每个网民乐不思蜀,网吧财源滚滚。
5.安全性好。独一无二的超级保护功能足以让有盘工作站相形见绌,不怕恶意攻击和破坏,实现无人值守及零维护,再也不用整天手忙脚乱地Ghost硬盘了。
6.游戏升级快。升级服务器游戏相当于同时升级几百台工作站的游戏。
7.安装快速简单。原有网络原封不动,100台同配置主机改无盘只要3个小时左右(拆硬盘、架设服务器、客户端系统上传)。

 


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