联想保护卡系统传输技术的应用研究

杨志红

摘  要： 为了提高实验室的工作效率，减少重复劳动，近10年来，高校纷纷采用保护卡系统进行软件的安装和系统的传输。联想保护卡系统是众多保护卡中比较出色的一款，深入研究保护卡技术，不仅能提升机房管理的工作效率，还可以解决一些软硬件问题，节省大量的维护费用。

关键词： 保护卡; diskpart; 系统同传; windows 操作系统

中图分类号：TP308          文献标志码：A     文章编号：1006-8228（2019）06-16-03

Abstract： Universities and colleges adopt protection card system for software installation and system transmission in recent 10 years， in order to improve the efficiency of laboratory and reduce duplication of labor. Lenovo protection card transmission system is an excellent one among those protection cards. In-depth study of protection card technology can not only improve the efficiency of computer laboratory management， but also solve some hardware and software problems and save a lot of maintenance costs.

Key words： protection card; diskpart; system simultaneous transmission; windows operating system

0 引言

大学计算机公共机房不仅供计算机基础教学使用，还供许多专业课程的实验教学和实习实训使用。机房的软硬件设备需要维护，特别是软件环境需要切换，要解决多种不同版本的教学软件容易发生冲突的问题。以联想保护卡技术为代表的底层虚拟软件技术解决了这个难题，那就是在同一台的计算机上虚拟出多个不同的分区系统，安装不同版本的软件并同时提供系统快速部署，病毒防护和网络同传功能[1-2]。

1 概述

2008年以来，本校机房使用的机器均采用了联想电脑作为主要的计算机实验平台，作为机房管理的重要技术手段，全面采用了联想保护卡技术。该技术让机房自动化管理水平大幅提升，2008年之前机房是九个人的事业编制，到2015年编制人数缩减为二人，外加二个企业编制。人员编制减少一半以上;设备的可用率提高到96%以上，每年为学校节省10万以上的维护费用。

自2012年以来，本人独自钻研机房管理技术，多方调研，多次同类产品进行比较，精心研究，反复调试。最后形成了一整套机房管理的有效技术体系。总结如下，以供同行参考。

2 联想保护卡系统的架构

联想的保护卡系统是一种独立于硬件之上的虚拟系统，该系统是一种linux为核心的虚拟平台，在这个平台之上再安装操作系统，系统架构图如图1所示。其主要功能[3-4]包括：

⑴ 多操作系统共存。随着计算机技术的发展，各种软件越来越多，很多软件由于开发的时间不同，版本差异大，所需要系统平台差别较大，加上学校的机器购买时间相差5年以上，所以软件的不同时期的版本无法共存，但是教学需求又是多种多样，所以多操作系统共存成了教学的必然需求。

⑵ 病毒防护。保护卡第一次出现的时候，主要是防止计算机病毒，所以最早的保护卡就是防毒卡，而且是基于硬件的，在计算机的主板上安装一款防毒卡，对计算机的存储性读写进行过滤，后来才随着技术成熟逐渐过渡到软件保护卡，其主要功能是实现对教学系统的保护，任何对系统盘的读写都会按照保护卡的保护要求而完成，比如当保护卡设置成每次恢复，只要计算机重启，任何写在系统盘的数据都会无效，这大大方便了计算机机房的管理。不管遇到任何的病毒攻击，只要机器重启，就可以保证教学系统不受影响，这大大提高了机房的病毒防护能力，即便是最流行的病毒，目前完全穿透联想保护卡底层软件的，还没有发现。

⑶ 系统快速部署和软件同传功能。随着高校的人才政策向教学一线傾斜，实验室人员编制大幅度减少，软件安装这种重复性劳动比较高的工作逐渐被保护卡的同传功能解决。

保护卡的同传功能主要完成在一台机器上安装操作系统和软件以后，同类配置的计算机，只要每台计算机安装好了保护卡系统，便可以通过一台主机联网完成全部实验室的计算机教学平台的软件部署，这大大方便了教学，减少了重复劳动，据可对比实验，该项技术使得计算机实验室的工作效率提高了100倍。

在保护卡技术出现之前，采取的较好的方法主要是硬盘ghost技术，通过一台计算机安装万系统以后，再打包成ghost镜像文件，通过联网或者移动安装介质，驻台安装系统，这比手工安装要提高了10倍，但是ghost产生的系统还存在IP地址和DNS等网络参数的修改，依然不够自动化。但联想同传系统出现以后，把IP地址和网络参数的修改也完成了自动化，同传以后的计算机，会根据之前设置的IP地址参数和计算机主机名参数，自动完成参数的修改，只要开机就可以使用。这使得计算机软件的部署真正实现了自动化。相比于手工安装，效率提高了100倍以上。

⑷ 提供了便捷的考试系统部署功能。每个高校都会遇到各种各样的计算机平台的考试，每次考试都需要对考试的计算机平台进行软件安装和调试，多数考试都存在时间紧，任务重，考试软件千奇百怪，各种软件冲突问题更是层出不穷。通过保护卡系统，可以独立安装一个独立的操作系统，然后只安装一款考试软件，在少量几台考试机上进行安装和测试完毕以后，再大规模部署其他机器上，减少了大量的人力物力。

3 联想保护系统的主要功能实现

联想的保护卡系统是服务商安装的增值服务技术，作为联想机器销售的卖点，不向用户开放技术细节，其他学校一旦硬盘损坏，就需要向服务商请求服务，三年保修期以后，这部分的服务要另行购买，价格为100元每台机器。或者高价向服务商购买专用硬盘。从2012年开始，本人研究联想EDU保护卡技术，获得了EDU保护卡的安装和卸载方法，并从互联网上下载了所有版本的保护卡系统镜像文件，以解决所有版本的保护卡技术的使用方法。

本技术的核心技术是diskpart分区清除技术和光盘安装技术。

3.1 系统的安装和卸载

以下给出基本步骤。

⑴ 光盘启动系统，输入：diskpart。

输入：select disk 0

輸入：clean

输入：exit

以上步骤主要功能为清除已有的保护卡系统和原来的硬盘分区系统。

⑵ 运行保护卡启动光盘里的EDU.cmd或者winxp.cmd。

⑶ 重启计算机主机，按F4键 联想保护卡运行界面出现。

⑷ 按照保护卡使用说明书[5]划分系统分区，进行系统安装，保护卡分区格式分为FAT32和NTFS两种，如果有Linux教学系统，分区格式为EXT格式。

这里关键问题有：每个分区大小不能超过200G，分区格式和安装操作系统的时候格式化的格式应该保持一致;否则后续会出现分区不一致的提示，联想服务商也没有解决这个问题，此问题直到2017年底才通过反复调试解决。

⑸ 保护卡分区完成以后，重启主机，插入windows 光盘进行系统安装，这里冷启动主机以后按F12，选择光驱启动，否则系统无法识别启动光盘的内容。

选择光驱启动以后进入保护卡界面，选择指定分区，进入该分区的windows安装;

⑹ 安装完毕windows之后，需要安装对应版本的保护卡驱动程序，特别要提醒，一定要这个时候安装，如果安装了其他软件，可能导致软件冲突，出现系统无法保护的现象。

操作系统安装完毕以后，冷启动计算机并按home键，将系统的保护模式设置成每次恢复模式，并设置好机房对应的网络参数包括IP地址，子网掩码和网关以及DNS地址。

每个机房的IP地址和机房楼层分布一致，否则会出现无法上网的现象。

⑺ 保护卡分区删除。一旦投入使用的系统不能任意删除保护卡分区，否则无法恢复，删除保护卡分区的次序是从最后一个分区开始，依次逆序删除。

⑻ 保护卡卸载。如果不考虑数据丢失，卸载保护卡的话，直接开机按HOME键进入保护卡系统选择卸载即可。卸载后的系统，硬盘并不是干净的，而是保留了一个分区的windows系统，如果需要彻底清除，可以运行步骤⑴的DISKPART命令。

3.2 系统同传

联想保护系统同传的上限是200台，超过200台的机房要分开传输。安装好保护卡系统和操作系统软件以及应用软件的计算机可以通过按F4，进入联想同传系统。然后同步唤醒其他要传输的计算机进入同传系统联网界面，所有计算机联网后即开始系统的传输。

传输的模式分为增量传输和全部分区传输。增量传输只传输新增加的数据，全部分区传输传输整个系统的软件。

⑴ 同传之前，每个机器要安装好保护卡系统并设置好本地网络参数，已经按装了保护卡的机器可以通过网络唤醒技术WOL进行唤醒，实现一键同传。同传的时候，母机保护卡系统设置成保护状态，否则所有的机器同传以后会出现同一个IP地址现象，无法正常使用。

⑵ 开机按F4，进入同传界面。其他机器通过唤醒技术进入同传状态，该技术实现的前提是打开每台计算机BIOS设置里的PXE或者wake On Line选项。同传的时候，不同的网络系统会有不同的网络延迟，可以通过按+键或者-键调整网络的延迟参数，以达到最大传输速率。

3.3 保护卡升级

目前联想保护卡系统的版本主要有EDU 6.0- EDU 7.0，EDU 7.2，EDU 7.5，EDU 7.6，EDU 8.0和EDU 9.1几个主流版本。

其中EDU 7.0以前的只支持windows xp ，EDU 7.0-EDU 7.6支持windows xp和windows 7 32位系统，EDU 8.0-EDU9.1支持64位windows 7，windows 8和windows 10系统。严格按照保护卡的限定安装操作系统，否则无法安装操作系统和实现系统保护功能。

不同的保护卡系统针对不同的硬盘格式，IDE的硬盘已经逐渐退出历史舞台了，但是windows XP只能在IDE格式的硬盘上安装，所以如果使用SATA格式的硬盘，应该将BIOS里的硬盘参数设置成IDE兼容格式，否则无法安装windows xp系统。

3.4 保护卡功能对比

目前市场流行的保护卡品牌包括：海光卡，增霸卡，HP保护卡，联想保护卡等许多品牌，相比其他保护卡系统，联想EDU系列的保护卡存在很多优势。

⑴ 安装卸载简单。

⑵ 升级简单。

⑶ 网络管理简单，每台机器可以独立设置IP地址，网关地址和DNS地址，一旦机器换一个地方使用，只要在保护卡里重新设置网络参数，开机即可使用，不用每个操作系统修改一次。

⑷ 维护方便。由于保护卡集成了网络唤醒WOL功能，每次检查机房只要使用唤醒功能即可发现无法开机的机器，相比人工检查效率提升10倍以上。

⑸ 软件安装发布方便。只要在任意一台机器上安装新增软件，然后以这台主机为发送机器，进行增量传输[6]，可以在短时间内完成所有同类机器的软件安装，相比逐台人工安装，效率提升100倍以上。

⑹ 可以禁用某些外设，如光驱，移动硬盘等，适合保密性高的单位，如银行，金融机构和法院等政府部门的办公机器。

4 结束语

联想保护卡技术基本上解决了目前公共教学的软件安装频繁、不同版本冲突，以及考试软件冲突等突出问题，也解放了计算机实验室技术人员的大量重复劳动问题，特别在升级到64位操作系统以后，大量工程软件都以10G以上的容量增加，保护卡的重要性更加突出。基于保护卡的同传技术的应用研究，是提升计算机实验室信息化管理水平的关键目标之一。

参考文献（References）：

[1] 周俊杰.联想edu7.5方案管理机房的概况[J].科技创新与应用，2012.260（4）：46-47

[2] 杨洋，田宏兵.基于edu 6.0的windows 7机房的探索与尝试[J].科技视界，2013.36（33）：105-106

[3] 陈郁，任科.联想edu 7.5方案在医学信息实验中的应用研究[J].计算机光盘软件与应用，2014.22（3）：171，173

[4] 李欣坤.联想保护卡的使用技巧[J].信息与电脑（理论版），2014.105（2）：195

[5] 联想公司.联想保护卡使用说明书 联想知识库.http：//iknow.lenovo.com/detail/dc_040163.html，2015.11.27.

[6] 联想公司.联想保护卡增量传输的解决方法   联想知识库.http：//iknow.lenovo.com.cn/detail/dc_028264.html，2015.11.19.