浅议学校机房管理中PXE技术的应用

2016-03-14狄永财

网络安全技术与应用 2016年11期

关键词：管理器磁盘工作站

◆狄永财

（天津国土资源和房屋职业学院天津 300270）

浅议学校机房管理中PXE技术的应用

◆狄永财

（天津国土资源和房屋职业学院天津 300270）

机房管理要实现远程启动、多机房计算机自动开机、自动修改网络标识、克隆并自动识别IP地址等多项建设目标，因此应寻求整套技术解决方案，在选择、利用、集成的基础上，提高机房管理效率。本文着重针对学校计算机机房数据维护以及PXE技术的应用，详细介绍了PXE基本原理的方法，并阐述PXE技术实现和步骤，为学校机房管理在日常运营和维护提供参考。

机房管理；PXE；技术应用

0 前言

学校机房计算机数量大，要为课程实训等提供优质的软硬件服务，而且由于软件技术问题导致操作系统崩溃或者驱动程序损坏，会严重影响使用。并且，机房的电脑开机时间一般较长，计算机得不到良好的运行环境，使用人员众多，不能保证病毒侵入概率的发生，同时还有容易发生误操作等情况，综上种种，给维护和管理工作带来众多困扰。所以如何解决机房管理，将繁杂的维护工作简单便捷化，实现高效的管理运行，是加强校园机房管理工作的当务之急。

1 机房管理的工作概述

（1）利用技术搭建出机房的无盘启动平台，可以起到避免软硬件的兼容问题、节约运行成本、简化工作站系统的安装与运行的作用，对于机房管理的更新和维护具有其他技术无法比拟的优势[1]。

（2）实现机房软件系统安装一般采用的方法为：

①利用Ghost软件将硬盘数据区分开来，将备份好的映像文件从数据分区恢复到系统分区。解决大量硬盘控件被占用的问题，保护映像文件不会被删除，但是这种方法存在效率低下、操作复杂、磁盘维护起来较为困难的缺点。因此通过软盘的引导和光盘的启动，建立起与服务器相连的网络通道，可以利用Ghost等软件的优势，既将映像文件恢复到工作站的系统分区，又降低了空间的占用，保证软件运行的高速和高效。

②基于PXE技术的方法是，在工作站中配备软驱或者光驱，通过克隆功能将网络还原卡将样机软件系统分发到网络机房工作站中。这种方法具有执行效率高，可维护性强的优势，而且自带的硬盘保护功能便于系统维护。但是缺点是成本高、网络还原卡兼容性高容易导致系统的软件发生冲突。

③将PXE无盘启动技术和Ghost 网络多播技术，可以实现无需软驱、光驱等硬件就实现机房计算机的快速系统运行，提高机房的管理效率，加强网络机房的管理。

2 PXE技术概述

（1）PXE是建立在TCP/IP网络协议基础上的网络标准，它的最终工作目的是在INTEL设计理念下，提供可以无盘启动的节点的网络机制。PXE技术可以远程引导程序，通过网络远端的服务器下载映像文件，使用PXE BOOTROM远程启动、发出请求、寻找报文等功能进行自我检测，发送的报文请求经过服务器接收，MAC对报文内容做出回应，工作站根据两方面的配置信息协议，将控制权转交到启动块，在收到服务器的相应信息后，引导操作系统完成远程启动，将所有的数据上传到工作站的内存中[2]。

（2）PXE是预置启动环境的简写形式，用于学校的管理和维护工作，运用无盘、有盘联网的网络协议，在服务器上对数据进行分割，形成微小的数据帧和虚拟内存数据，引导工作站的其他计算机快速启动和数据传输。这种远程引导技术在启动机器后可以复原系统，保证了数据的安全可靠，操作较为简单，管理比较简化。

3 学校机房管理中PXE技术的应用

（1）PXE环境设计，建立具有足够容量的NTFS分区，配置工作站网卡、远程启动芯片，网络布线、设备布置采用统一标准架设，使用的线路为千兆交换机需要的非屏蔽双绞线。基于市场上广泛使用的无盘工作站技术，搭建无盘管理系统平台。

（2）无盘网络的组建需要准备中心服务器、交换机等硬件，服务器操作系统采用LINUX操作，和WINDOWS无盘软件。服务器至少含有一个以上的NTFS分区，工作站的网卡具有远程启动芯片，网络采用统一的网络标准架设方法。

⑴无盘网络服务器的安装。由U盘或者光驱启动程序开始，直接选择相应的硬盘安装即可，系统会自动检测客户端驱动。在安装程序后，分区前进行确认操作，选择启动服务器加载的LINUX内核，并按照默认安装路径安装无盘服务端。

⑵设置无盘服务。第一，采用磁盘列阵的存储方式进行服务器的运行设置，包括磁盘的读写，中央处理器的占用等等。第二，创建软阵列，将物理磁盘在阵列中进行添加选择磁盘阵列的名称、类型、块大小。第三，进行磁盘列阵的格式化。第四，挂载磁盘阵列。输入正确的挂载目录，创建磁盘阵列，按下挂载按钮，点击OK。

设置服务器的根目录。打开数据管理器，先将磁盘根目录下的影像文件以及备份文件进行存储。默认的情况下，设置为mnt/nxp/disk。工作目录和交换目录是在WINDOWS 的操作系统下进行设置的。

⑶对服务器工作站端网络的设置是在数据管理器系统目录设置完成后，对启动管理器内的工作站端的参数进行设置。双击桌面的图标后，进入管理器操作界面，在界面中选择网络设定，填写子网掩码、安装系统网关，工作站等，设定正确的IP地址，设置多个DNS[3]。

⑷添加数据服务器。首先将数据管理器添加到启动管理界面，双击数据管理器图标，进入界面后，打开启动管理器，输入IP地址，然后确认，如果服务器的配置过多，就添加多次，保证每个工作的网络都能被添加。

⑸对磁盘进行配置，需要新建磁盘向导，在磁盘向导中新建映像文件，将以前的磁盘文件替换掉后，建立新的物理磁盘，对应旧的物理磁盘，将新建物理磁盘中的活动分区当成磁盘的映像。为新建磁盘起名，当工作站可以启动后，在磁盘操作系统中存放数据。

⑹磁盘的还原。删除以前的某个自动生成的还原点，将旧有的操作进行备注。服务区不进行还原命令，在数据信息实现了全盘同步操作后开始还原功能。确定服务器的正确通信功能，选择同步磁盘的选项，执行磁盘同步命令，确保服务器和磁盘同步同时进行更新。

⑺缓存磁盘。服务端的磁盘缓存包括了动态缓存和静态缓存两种类型。在进行缓存时，根据两种形态进行操作。分配内存要注意页面的大小，将服务器的磁盘作用的有效范围设置为直接读取，将服务端缓存放置在磁盘的首个启动分区内。

⑻在列表中将数据服务器的磁盘管理刷新，启动服务器的磁盘管理，新建包含操作系统和数据文件的镜像文件。返回数据管理界面，加载镜像文件，输入磁盘的名称后，转到启动管理界面完成操作。

⑼在服务器中建立工作站，首先添加启始IP、子网掩码、系统网关、DNS服务器，然后在工作站中自动添加设定。工作站添加模式包括启动管理器界面完成工作站的自动添加，填写工作站端的参数。工作站的基本设定为名称、客户端描述、MAC地址、IP地址、子网掩码、网关、允许自动选择服务器、启动盘与启动配置、应用盘。工作站的公共设定包括禁用、启动、删除文件、支持启用BAW技术、支持工作站数据盘、屏幕分辨率。

⑽工作站无盘设定。首先设置多块启动网卡，设置IP地址的时候，虽然网卡可以设置多个IP，但是应在工作站提示启动时间后，确定工作站可以无盘启动，再选择IP地址以及选择相应的启动磁盘进行运行。设定交换缓存，工作站配置无盘客户端的硬盘，通过工作站检测本地硬盘的方式，提供需要的磁盘数据，启动无盘工作站，对服务器中本地硬盘的末分区进行扫描，符合条件的分区选择为本地分区。

⑾最后将无盘客户端的本地硬盘保护设定为自动设定保护、U盘设定保护和本地硬盘不保护等不同的保护模式。

（3）PXE技术搭建无盘工作站网络

以BXP3.1.1.1 软件开发的无盘工作站技术软件为例。该系统在PXE技术基础上进行的无盘启动系统搭建工作包括：

①先在服务器上进行BXP服务端软件的安装，配置TCP/IP协议，预留映像文件、临时文件，设置磁盘IP地址，存放足够的磁盘空间等[4]。

②通过操作软件将DHCP组建完成添加和组装，当“我的电脑”中出现确认信息后表明BXP服务添加成功。打开控制面板中的PXE等页面选项，分别进行引导、启动、地址绑定的设置，将DHCP服务器的系统选项设置为默认。在新建作用域中，选择一个填写BXP-DHCP名称和描述，输入服务器分配地址的范围，设置好使用期限，确保DHCP服务器的配置复合多个路由器和服务器的工作要求。

③对新建BXP进行服务设置，将PXE设置为自动启动，重新配置BXP服务端软件，在开始菜单里找到BXP的后台控制程序，选择读写服务进行各项内容的填写，包括计算机名称、服务器IP地址，默认端口号等。

④建立虚拟硬盘。输入磁盘名称、参数、大小等，用服务器虚拟硬盘命令选项设置。

⑤在我的电脑中的虚拟可移动硬盘中，进行数据修复，设置PXE启动引导文件，文件默认路径在C盘下的子目录中，引导文件的设置要注意前分区活动标志的勾选，此项如果不勾选会影响引导盘启动。

⑥安装BXP客户端软件。首先要在硬盘中安装好网卡和系统等的驱动程序，在网络链接的基础上进行操作系统和BXP客户端的安装与配置，通过建立虚拟客户机的方式省却了安装硬盘和拆卸硬盘的麻烦。

⑦运行BXP客户端软件，需要先安装虚拟磁盘硬件，客户机启动后，需要设置网路自动优先，并从BIOS系统再次重新启动之后，系统会再次进入PXE引导模式，搜寻到DHCP服务器，进入硬盘操作系统。电脑在系统启动后，进入由PXE引导的U盘操作系统中，打开客户端系统镜像，建立名为BXP的工具，点击 build按钮，系统上传数据[5]。完成上传后，选中硬盘的remove命令，移除硬盘，重新启动虚拟机，就可以实现工作站的无盘启动系统的操作了。