淺談網(wǎng)絡(luò)教室使用網(wǎng)絡(luò)克隆

　　摘 要： 網(wǎng)絡(luò)機房常常因為頻繁地死機、系統(tǒng)崩潰、病毒的破壞而需要重裝系統(tǒng)，給機房管理員帶來諸多不便，造成管理上的困難。作者通過實踐，得出可以利用網(wǎng)絡(luò)克隆軟件來解決所遇到的問題，從而提高網(wǎng)絡(luò)機房的管理效率。
　　關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)教室 網(wǎng)絡(luò)克隆 GHSOT
　　
　　隨著信息時代的來臨和計算機的廣泛應(yīng)用，多媒體教學(xué)顯得日益重要。需要用計算機來完成的課程越來越多，除了《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》等必修的公共課外，還有各種專業(yè)課，如用計算機制圖軟件、數(shù)控仿真軟件、輔助教學(xué)軟件等，這使得學(xué)校機房的負擔(dān)加重。在機房的管理上出現(xiàn)了許多令人頭疼的問題，如網(wǎng)絡(luò)病毒的傳播、人為的惡意損壞、黑客的入侵等諸多問題，電腦系統(tǒng)損壞嚴重。如何快速安裝與恢復(fù)機房電腦系統(tǒng)就成了維護機房的關(guān)鍵。而安裝一臺計算機的操作系統(tǒng)，進行必要的設(shè)置，再加上安裝應(yīng)用軟件，是一個很費時費力的事，那么安裝維護一個有上百臺計算機的機房就更加困難了。因此我們采用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下硬盤多播克隆技術(shù)來維護機房。采用網(wǎng)絡(luò)克隆功能是目前維護機房最有效的一種方法。
　　網(wǎng)絡(luò)克隆是一種通過局域網(wǎng)將一塊母盤的數(shù)據(jù)完全拷貝到多臺計算機上的方法，能在短時間內(nèi)在大批量電腦上執(zhí)行安裝操作。這種方法在學(xué)校機房和網(wǎng)吧采用較多。簡單地說就是將克?。℅HOST）網(wǎng)絡(luò)化，相信用過GHOST的朋友都知道GHOST的強大功能，利用GHOST可以快速備份和恢復(fù)一個系統(tǒng)，甚至在相同和不同配置的機器上通過GHOST方式快速安裝操作系統(tǒng)（后面我將簡單介紹GHOST的使用）。網(wǎng)絡(luò)克隆就是利用GHOST中的一個網(wǎng)絡(luò)多點傳播功能來實現(xiàn)的，它內(nèi)置了豐富的網(wǎng)卡驅(qū)動，可以自動識別多種網(wǎng)卡，而且全部是中文化界面，不需要像其他網(wǎng)絡(luò)克隆軟件那樣要制作相應(yīng)網(wǎng)卡驅(qū)動的批處理文件、要設(shè)置DHCP服務(wù)器，它讓網(wǎng)絡(luò)克隆變得更為簡單、實用。
　　學(xué)校有兩個網(wǎng)絡(luò)教室，各有60臺電腦，時間長了，很多電腦感染了病毒，運行速度很慢，而且每學(xué)期還需要安裝一些新的教學(xué)軟件，所以軟件的更新和系統(tǒng)的維護耗費了大量的人力。本文以WindowsXP系統(tǒng)，8139網(wǎng)卡，60臺電腦為例來說明多機硬盤網(wǎng)絡(luò)克隆方法。
　　經(jīng)過一番學(xué)習(xí)、摸索、對比和試驗，利用全自動PXE網(wǎng)刻成功進行了網(wǎng)絡(luò)克隆。下面我具體講講如何使用PXE網(wǎng)刻軟件來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)克隆。
　　1.使用網(wǎng)絡(luò)克隆及所需環(huán)境
　　1.1為什么要使用網(wǎng)絡(luò)克隆
　　目前，相當多的電子教室都接入校園網(wǎng)又采用了沒有軟驅(qū)、光驅(qū)的工作站。在沒有軟驅(qū)、光驅(qū)的情況下，當硬盤的軟件系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，能否實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)硬盤克隆呢？PXE（它是基于TCP/IP、DHCP、TFTP等Internet協(xié)議之上的擴展網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）技術(shù)提供的從網(wǎng)絡(luò)啟動的功能，讓我們找到了解決之道，使用網(wǎng)絡(luò)克隆成為最快備份和恢復(fù)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)的工具。
　　1.2網(wǎng)絡(luò)克隆所需的環(huán)境
　　網(wǎng)絡(luò)克隆是利用網(wǎng)絡(luò)多播的技術(shù)，實現(xiàn)一對多的數(shù)據(jù)更新。要運行網(wǎng)絡(luò)克隆這一操作，必須具備一定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。因為網(wǎng)克是批量的，如果機器數(shù)量少，就沒有網(wǎng)克的必要。
　　1.2.1網(wǎng)絡(luò)傳輸速度穩(wěn)定：網(wǎng)絡(luò)克隆利用數(shù)據(jù)廣播的工作原理，因此要求網(wǎng)絡(luò)傳輸速度一定要穩(wěn)定。
　　1.2.2網(wǎng)絡(luò)克隆服務(wù)器運行要穩(wěn)定：由于網(wǎng)絡(luò)克隆是數(shù)據(jù)多播，對服務(wù)器的要求要高，同時處理并發(fā)請求功能要好。如果網(wǎng)絡(luò)克隆服務(wù)器出現(xiàn)問題，所有客戶機的硬盤數(shù)據(jù)會丟失。
　　1.2.3網(wǎng)絡(luò)傳輸速度要快：要使用網(wǎng)絡(luò)克隆，必須要保證100Mb的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的高低，直接決定了在進行網(wǎng)絡(luò)克隆時客戶機的數(shù)量。
　　1.2.4每塊網(wǎng)卡必須帶有啟動芯片（現(xiàn)在的電腦一般都有，只要在BIOS設(shè)置下就可以）。
　　2.網(wǎng)絡(luò)克隆維護全自動PXE網(wǎng)刻的介紹
　　2.1PXE的工作原理
　　PXE（遠程引導(dǎo)）是RPL（遠程啟動）的升級產(chǎn)品。它們的不同之處為：RPL是靜態(tài)路由，PXE是動態(tài)路由。不難理解，RPL是根據(jù)網(wǎng)卡上的ID號加上T9oPvBe8vwCqNU6lCN7xCA==其它的記錄組成的一個幀向器發(fā)出請求，匹配成功則進行遠程啟動；PXE則是根據(jù)服務(wù)器端收到的工作站MAC地址（就是網(wǎng)卡號），使用DHCP給這個MAC地址指定一個IP地址，每次重啟動可能同一臺工作站有與上次啟動有不同的IP，即動態(tài)分配地址。下面以工作站引導(dǎo)過程說明PXE的原理。
　　2.1.1工作站開機后，PXE BootROM（自啟動芯片）獲得控制權(quán)之前先做自我測試，然后以廣播形式發(fā)出一個請求FIND幀。
　　2.1.2如果服務(wù)器收到工作站所送出的要求，就會送回DHCP回應(yīng)，內(nèi)容包括用戶端的IP地址，預(yù)設(shè)通訊通道，及開機映像文件。否則，服務(wù)器會忽略這個要求。
　　2.1.3工作站收到服務(wù)器發(fā)回的響應(yīng)后則會回應(yīng)一個幀，以請求傳送啟動所需文件。
　　2.1.4之后，將有更多的訊息在工作站與服務(wù)器之間作應(yīng)答，用以決定啟動參數(shù)。BootROM由TFTP通訊協(xié)議從服務(wù)器下載開機映像檔。
　　2.1.5工作站使用TFTP協(xié)議接收啟動文件后，將控制權(quán)轉(zhuǎn)交啟動塊，引導(dǎo)操作系統(tǒng)，完成遠程啟動。
　　2.2以全自動PXE網(wǎng)刻為例
　　使用網(wǎng)絡(luò)克隆全自動PXE網(wǎng)刻，完美解決了網(wǎng)吧、學(xué)校機房等網(wǎng)刻的問題。功能強大無須架設(shè)DHCP和TFTP服務(wù)器（圖2-2），也無須進行GHSOT服務(wù)端設(shè)置（圖2-3），是真正全自動的網(wǎng)刻。你只需要將客戶機設(shè)置從網(wǎng)卡啟動即可，支持8139、INTEL系列、NF系列、D-LINK530系列網(wǎng)卡。支持全盤網(wǎng)刻和單分區(qū)網(wǎng)刻，網(wǎng)管們網(wǎng)刻更輕松了，再也不需要到每臺客戶機上設(shè)置網(wǎng)刻類型了，只需要在服務(wù)器上點下鼠標就可以輕松網(wǎng)刻了。為了使網(wǎng)刻速度更快，我們自動將IP段與正常網(wǎng)段分開，在網(wǎng)刻結(jié)束以后，只須點擊恢復(fù)IP就可以恢復(fù)原來的IP設(shè)置。（圖2-1）
　　在不同的類型切換使用中，要先把TFTPD關(guān)了，不然IP恢復(fù)肯定出錯，TFTPD里的PXE也不會改變，造成刻錯分區(qū)。
　　3.GHOST詳解及如何制作母盤鏡像
　　3.1GHSOT詳解
　　3.1.1分區(qū)備份
　　使用Ghost進行系統(tǒng)備份，有整個硬盤（Disk）和分區(qū)硬盤（Partition）兩種方式。在菜單中點擊Local（本地）項，在右面彈出的菜單中有3個子項，其中Disk表示備份整個硬盤（即克隆）、Partition表示備份硬盤的單個分區(qū)、Check表示檢查硬盤或備份的文件，查看是否可能因分區(qū)、硬盤被破壞等造成備份或還原失敗。分區(qū)備份作為個人用戶來保存系統(tǒng)數(shù)據(jù)，特別是在恢復(fù)和復(fù)制系統(tǒng)分區(qū)時具有實用價值。
　　選Local→Partition→To Image菜單，彈出硬盤選擇窗口，開始分區(qū)備份操作。點擊該窗口中白色的硬盤信息條，選擇硬盤，進入窗口，選擇要操作的分區(qū)（若沒有鼠標，可用鍵盤進行操作：Tab鍵進行切換，回車鍵進行確認，方向鍵進行選擇）。在彈出的窗口中選擇備份儲存的目錄路徑并輸入備份文件名稱，注意備份文件的名稱帶有GHO的后綴名。接下來，程序會詢問是否壓縮備份數(shù)據(jù)，并給出3個選擇：No表示不壓縮，F(xiàn)ast表示壓縮比例小而執(zhí)行備份速度較快，High就是壓縮比例高但執(zhí)行備份速度相當慢。最后選擇Yes按鈕即開始進行分區(qū)硬盤的備份。Ghost備份的速度相當快，不用久等就可以完成，備份的文件以GHO后綴名儲存在設(shè)定的目錄中。
　　3.1.2硬盤克隆與備份
　　硬盤的克隆就是對整個硬盤的備份和還原。選擇菜單Local→Disk→ToDisk，在彈出的窗口中選擇源硬盤（第一個硬盤），然后選擇要復(fù)制到的目標硬盤（第二個硬盤）。注意，可以設(shè)置目標硬盤各個分區(qū)的大小，Ghost可以自動對目標硬盤按設(shè)定的分區(qū)數(shù)值進行分區(qū)和格式化。選擇Yes開始執(zhí)行。
　　
　　Ghost能將目標硬盤復(fù)制得與源硬盤幾乎完全一樣，并實現(xiàn)分區(qū)、格式化、復(fù)制系統(tǒng)和文件一步完成。只是要注意目標硬盤不能太小，必須能將源硬盤的數(shù)據(jù)內(nèi)容裝下。
　　Ghost還提供了一項硬盤備份功能，就是將整個硬盤的數(shù)據(jù)備份成一個文件保存在硬盤上（菜單Local→Disk→To Image），然后就可以隨時還原到其他硬盤或源硬盤上，這在安裝多個系統(tǒng)時很方便，使用方法與分區(qū)備份相似。
　　3.1.3備份還原
　　如果硬盤中備份的分區(qū)數(shù)據(jù)受到損壞，用一般數(shù)據(jù)修復(fù)方法不能修復(fù)，以及系統(tǒng)被破壞后不能啟動，都可以用備份的數(shù)據(jù)進行完全的復(fù)原而無須重新安裝程序或系統(tǒng)。當然，也可以將備份還原到另一個硬盤上。
　　要恢復(fù)備份的分區(qū)，就在界面中選擇菜單Local→Partition→From Image，在彈出窗口中選擇還原的備份文件，再選擇還原的硬盤和分區(qū)，點擊Yes按鈕即可。
　　3.2制作鏡像文件
　　不管使用什么方法網(wǎng)克，首先是要做好鏡像（分區(qū)鏡像或全盤鏡像）。把其中一臺電腦的C盤格式化或全盤格式化，然后重新分區(qū)，全新安裝Windows XP SP3操作系統(tǒng)，在線或離線升級系統(tǒng)到最新版，裝上教學(xué)所需要的各種常用軟件，進行一番優(yōu)化設(shè)置后，用Ghost工具制作一個系統(tǒng)盤的鏡像文件，作為進行網(wǎng)絡(luò)克隆的母盤備用。這個過程一定注意保證系統(tǒng)的純凈。備份完成后把鏡像文件拷貝到服務(wù)器上備用。
　　4.網(wǎng)絡(luò)克隆全自動PXE的過程
　　4.1工作站的設(shè)置
　　由于鏡像文件已做好了，接下來就設(shè)置工作站（也叫客戶端）工作站有60臺，我們分兩次，一次只刻30臺。那先說一下工作站。
　　工作站的界面與設(shè)置就比較復(fù)雜了，我們這里只談網(wǎng)絡(luò)GHOST的部分。GHOST客戶端程序因為需要操作整個硬盤的數(shù)據(jù)，所以是運行于DOS界面的。一般GHOST程序存放在軟盤、USB閃盤、光盤等設(shè)備中，近年又通過Linux的啟動菜單GRUB加載到內(nèi)存中啟動，而機房、網(wǎng)吧中最實用的做法是通過PXE（Preboot Execution Environment）遠程啟動。它無需外接設(shè)備就可以啟動，而且可以同時啟動很多臺客戶機。在向新的客戶機部署系統(tǒng)或修復(fù)硬盤無法啟動的客戶機時非常實用。
　　我們介紹一下PXE啟動的方法。PXE是英特爾公司編寫的遠程啟動協(xié)議，也是C/S（客戶端/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)。服務(wù)器端由兩部分服務(wù)組成，DHCP（動態(tài)主機分配）服務(wù)和TFTP（簡單文件傳輸）服務(wù)，工作中需要在子網(wǎng)中關(guān)閉其它DHCP服務(wù)。以Tftpd32工具為例子，只打開Tftpd32的DHCP服務(wù)與TFTP服務(wù)，在DHCP標簽中需要設(shè)置IP。
　　IP地址池開始地址、地址池的大小、啟動文件、子網(wǎng)掩碼（誠龍網(wǎng)維全自動PXE會自動生成）如圖4-1。
　　4.2CMOS的設(shè)置
　　把所有的工作站啟動，按“Delete”鍵進入CMOS設(shè)置。進入CMOS界面后，選擇第三項高級BIOS設(shè)置Advanced BIOS Features，進入Advanced BIOS Features界面后選取擇第一項回車。就可以設(shè)置第一啟動為“LAN”。連按“Esc”鍵，返回上一層。再選擇第四項 Integrated Peripherals 回車→ 選擇 Ondoard Device ［Press Enter］→Onboard Lan［Enabled］。連按兩次“Esc”鍵，再按F10保存退出。
　　4.3服務(wù)端的設(shè)置
　　我們都熟悉單機克隆的使用方法了，網(wǎng)絡(luò)克隆的實現(xiàn)就是單機的延伸。網(wǎng)絡(luò)克隆是C/S（客戶端/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)的，在GHOST中的誠龍網(wǎng)維全自動PXE.exe就是服務(wù)器端。網(wǎng)絡(luò)克隆的過程是服務(wù)器端加載鏡像文件，客戶機需要加載網(wǎng)卡驅(qū)動，然后克隆程序開始接收服務(wù)器端發(fā)送的數(shù)據(jù)。這與單機的區(qū)別只是在線，單機的數(shù)據(jù)源來自另一個存儲設(shè)備，而網(wǎng)絡(luò)克隆的數(shù)據(jù)源通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。
　　在服務(wù)器電腦上直接雙擊誠龍網(wǎng)維全自動PXE.exe。先擇全盤網(wǎng)刻，在瀏覽里選路徑F：＼Windows XP.gho，點擊按鈕“開始網(wǎng)刻”如圖4-2所示。
　　會話名稱是用來區(qū)別在同一個子網(wǎng)中的多個克隆進程，在客戶端連接時也是重要的參數(shù)，會話名稱一定要正確才能連接到指定的服務(wù)器。Ghostcast不僅支持向客戶機分發(fā)鏡像，而且支持客戶機向服務(wù)器上傳鏡像，這個區(qū)別在于“恢復(fù)映像”是可以接受多臺客戶機連接的，而“創(chuàng)建映像”只能針對一臺客戶機連接。然后選擇被分發(fā)映像文件，如果是創(chuàng)建映像的模式就是選擇要創(chuàng)建映像的文件名與位置。GHOST的映像文件可以是單個或多個。點擊“接受客戶端A”，啟動客戶端自動獲取IP。如圖4-4所示。
　　客戶端使用PXE啟動會自動尋找子網(wǎng)中的DHCP服務(wù)，獲取IP后自動加載啟動PXEboot Menu中的啟動項目，獲取IP后，服務(wù)端會看到客戶機的IP、MAC地址、模式、狀態(tài)、連接數(shù)目。單擊“發(fā)送”按鈕，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。如下（圖4-5）
　　在客戶端接收數(shù)據(jù)如圖4-6所示。
　　數(shù)據(jù)接收完成后，會提示你重啟計算機，服務(wù)端會提示數(shù)據(jù)傳送完成。至此一個機房的網(wǎng)絡(luò)克隆就全部完成了。
　　5.結(jié)語
　　本文利用PXE啟動技術(shù)和Ghost多播克隆技術(shù)在學(xué)校機房中的運用，解決了機房管理與維護的一些實際問題，通過網(wǎng)絡(luò)克隆可以將學(xué)校機房中幾十臺計算機的維護工作簡化為維護一臺計算機，極大地方便了機房管理員的工作。但是網(wǎng)絡(luò)克隆也不可能一勞永逸地解決所有的問題。因此，我們還應(yīng)該不斷地實踐和探索，解決更多的實際問題，來減輕機房管理教師的負擔(dān)，提高工作效率。
　　
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　　 注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”