基于DRBL的机房维护系统的设计与实现

霍芳,史化光

摘要:该文分析了目前机房管理维护的现状,详细介绍了DRBL系统,阐述了其工作原理及安装使用方法,并重点讲解了基于DRBL机房维护系统的设计与实现。该系统通过在本校计算机实训中心的应用,实践证明该系统稳定可靠、操作简便,具有很高的实用价值。

关键词:机房;DRBL;Clonezilla;Linux

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)34-9650-02

The DRBL-based Design and Implementation of the Maintenance System of Computer room

HUO Fang, SHI Hua-gang

(Hunan Railway College of Science & Technology, Zhuzhou 412000, China)

Abstract: This paper analyzes the current maintenance of the computer room and makes an introduction of the DRBL system in detail that explaining its working principle and installation methods and making a focus on the DRBL-based Design and Implementation of the Maintenance System of Computer room. The application of the DRBL-based Maintenance system in our Computer Training Center has proved that the system is stable, reliable and easy to operate, which has high practical value.

Key words: computer room; DRBL; clonezilla; Linux

1 引言

随着信息化技术的快速发展和计算机教育的日益普及,为了进一步提高学生的计算机实践技能水平,各大、专院校都建设了一定规模的计算机机房,主要承担全校的计算机文化基础课、专业课的实践教学、课程实训、毕业设计以及学生的自由上机实践。随着上机实验课开设的增多和学生上机人数的增加,机房的计算机使用频率和故障率也随之升高。由于少数学生操作不当或恶意破坏,安装自带软件和游戏,浏览问题网站等,导致计算机系统遭受破坏或病毒感染,系统崩溃;系统软件和应用程序的不断升级更新,实时根据教学需要安装相应的教学软件等。当面临此类问题时,最彻底的解决办法就是重新安装系统,然而由于计算机数目众多,造成工作量大,操作重复,重装系统和各种软件则是一项冗长枯燥的工作。因此如何提高计算机机房的管理维护效率,减轻机房工作人员的工作负荷成为管理计算机机房的首要任务。

2 机房管理维护的现状

目前,大多数院校在机房管理维护方面一般常采用还原精灵软件、硬盘还原卡和Ghost克隆软件进行系统的修护还原,但在长期的使用过程中,却发现一些不足和弊端。

2.1 还原精灵软件

还原精灵是一种纯软件版硬盘还原工具,能够将保护分区的内容恢复到安装还原精灵时的状态,可以重新恢复被删除的文件,彻底清除安装失败的程序,并避免由于系统死机带来的数据丢失等问题。但是还原精灵所支持的文件格式类型有限,仅支持NTFS、FAT32、FAT16文件系统格式;如果长期使用则会在系统内部产生许多垃圾文件,从而降低计算机的运行速度,并且还原精灵不能实现从分区到分区的克隆功能,也不能生成单个备份文件进行移动存储。

2.2 硬盘还原卡

硬盘还原卡是PCI结构的内置全双工网卡,它在网卡的扩展槽上集成了一块保护芯片,能够实现对微机操作系统执行保护和还原的功能。该卡采用基于硬件底层的内核技术,能对硬盘内容实现动态保护。硬盘还原卡采用硬件实现,因此经常出现兼容性的问题,有时会引起设备冲突,并且还原卡的密码一旦被破解将导致其失去保护作用。

2.3 Ghost克隆软件

Ghost克隆软件是美国赛门铁克公司推出的一款硬盘备份还原工具,能够实现FAT16、FAT32、NTFS和OS2等多种硬盘分区格式的分区及硬盘的备份还原。具有硬盘对拷,硬盘镜像与还原,分区镜像与还原,网络克隆安装等功能。然而Ghost克隆软件是商业软件,需要花费较高的成本。Ghost不具有对客户端计算机进行自动化集中管理功能,不可远程控制客户端计算机的相关操作;并且利用Ghost恢复系统后不能自动更改计算机名,从而导致计算机名冲突。

3 DRBL工作原理

DRBL(Diskless Remote Boot in Linux)源自台湾,即Linux无盘远程启动,是以Linux为基础架设的无盘或是硬盘上未安装操作系统的远程启动环境,因此可以作为无盘计算机机房或整批还原的解决方案。DRBL服务器提供DHCP、TFTP、NFS和NIS服务。客户端计算机通过etherboot向服务器请求IP地址,通过DHCP服务获取IP地址之后,从服务器下载开机的核心(kernel)以便网络开机。然后,通过NFS将镜像系统加载到服务器上,最后,客户端计算机通过服务器所提供的NIS服务进行登录。DRBL采用分散式硬件资源方式,实现了胖客户机的远程启动。通过使用DRBL及其Clonezilla(再生龙)能够实现无盘远程开机以及快速还原系统,其特点如下:

1) 系统免费,开源代码,并且可以根据需要对其进行修改,因此使用DRBL不需要花费成本,也不存在版权问题。

2) 支持多元化的信息教育,可以实现多种操作系统并存,包括Linux和Windows,并可方便又快速的切换操作系统。

3) 具有再生龙Clonezilla还原系统。Clonezilla类似于Symantec Ghost,是一款出色的系统克隆工具, 支持多种格式的文件系统,可以同时复制或还原多台客户端计算机的操作系统,支持单机、多播以及广播快速还原机制。

4) 具有卓越的集中管理功能,所有的服务集中在服务器管理,可有效减少管理每台客户端计算机的困扰,例如由服务器远程控制客户端开机和关机以及由服务器远程切换客户端计算机的操作系统。

5) 客户端计算机无需安装硬盘,可以实现无盘启动到Linux环境,特别对于从事Linux系统教学的机房,无盘Linux系统非常容易维护。

4 DRBL的部署与应用

DRBL软件的安装和使用简单方便,它对硬件和软件的配置要求不高,现有的硬件配置一般都能达到要求。为了实现网络远程开机,DRBL服务器须安装两块以上的网卡,并且客户端计算机需要安装具有支持PXE网络启动功能的网卡或者是具有内置PXE功能网卡的主板,下面介绍DRBL的安装步骤。

1) 安装Linux服务器

DRBL 支持Fedora、Debian、Ubuntu以及CentOS等Linux发行版本。首先在服务器上安装Linux操作系统,缺省安装DHCP、tftp等服务。操作系统安装完毕后,接着在服务器上安装客户端所需要使用的各种应用软件和程序。另外,DRBL需要两块以上的网卡支持,一块用于外网连接,一块用于连接内网。例如设置eth0供服务器连接到Internet网络,eth1供DRBL的内部网络使用。

2) 安装DRBL软件

获取并安装DRBL软件,对于不同的Linux版本,其获取与安装的方法有些差异。对于Redhat公司的Linux,可以在DRBL官方网站下载rpm程序包,通过rpm命令完成安装。

安装DRBL程序完毕后,并没有完成相关软件的安装。需要运行命令/opt/DRBL/sbin/DRBLsrv–i,该命令会自动从网络上下载相应的程序软件进行安装。

3) 配置DRBL客户端执行环境

在完成对DRBL服务器的安装后,可以对其进行配置。配置的命令为:/opt/DRBL/sbin/DRBLpush–i,配置的参数包括DNS域名,计算机主机名,DHCP分配的IP地址,外网使用的网卡,启动时图形界面,NAT服务等。

4) DRBL的使用

DRBL属于集中管理的环境,因此,通过一些指令就能很方便的管理整个机房环境。DRBL支持的指令很多,能对客户端电脑进行控制,对DRBL用户进行管理以及实现客户端的备份与恢复功能。其中最常用的指令是/opt/DRBL/sbin/dcs,这个指令可用来确定用戶端电脑开机时的启动模式。

5) 启动客户机

采用网卡具有PXE网络开机功能的计算机作为客户端,将客户端计算机的BIOS设定为网络PXE启动即可。对于不支持PXE网络开机的机器,可以通过Etherboot程序模拟从网络启动。启动客户端计算机后,如果网络没有问题的话,客户端计算机上将进入到DRBL服务器设置的模式。

5 基于DRBL的机房维护系统

DRBL基于Linux系统架构,功能强大,但是操作界面复杂,对于计算机数量庞大,且规格配置不完全统一的机房,直接使用DRBL进行管理有一定困难。为了方便管理,且简化操作难度,开发了基于DRBL的机房维护系统。机房维护系统运行在Windows操作系统上,负责管理整个机房的计算机信息,包括计算机名、MAC地址、IP地址以及相关硬件参数等,将相同硬件配置的计算机分配到一组。机房管理系统提供友好的图形化界面,提供了机房管理的各项操作菜单。

机房维护系统提供的功能主要有:Linux无盘工作站功能、客户机备份、客户机单点还原、客户机组播还原、客户机信息管理。通过机房维护系统,能实现普通机房集中式管理。机房维护系统采用本地的数据库用来保存机房的相关信息,并根据功能的不同,生成对应的DRBL命令,命令通过网络通信程序发送给DRBL服务器。在DRBL服务器上,编写对应的通信程序,完成DRBL命令的接收,并完成DRBL操作命令的执行。

6 结束语

通过对学校计算机实训中心部署基于DRBL的机房维护系统,极大简化了机房的维护管理工作,并且具有了Linux系统的实验环境。DRBL的多播克隆技术能够快速有效地进行系统还原,在本校机房进行多次测试,在几十台计算机同时进行克隆的情况下,系统的还原速度可高达100M/s以上。

采用DRBL软件不仅能够大幅度提高机房管理的工作效率,减轻机房工作人员的劳动强度,还可以大大降低维护计算机和软件购置的成本,具有很高的实际应用价值和意义。

参考文献:

[1] 彭剑. 网络还原技术在机房管理中的应用[J].中国科技信息,2008(11):55.

[2] 林国献,向驹. 网络克隆技术在机房管理中的应用[J].电脑知识与技术,2006(14).

[3] 胡悦. 浅谈高校计算机房的管理和维护[J].科技资讯, 2006,(7).