PXE無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室改造

林　榕，　盤煒生，　陳守寬

(肇慶學(xué)院 教育技術(shù)與計(jì)算機(jī)中心，廣東 肇慶 526061)

0　引　言

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要教學(xué)場(chǎng)所，承載著無(wú)法替代的責(zé)任，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[1]。隨著地方院校向應(yīng)用型本科院校轉(zhuǎn)型的不斷深入，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)，提高實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的地位，全面提高實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)水平，保障計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有序進(jìn)行，是應(yīng)用型本科院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要目標(biāo)[2]。

開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提出了更高的要求，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理維護(hù)手段也必須適應(yīng)這種要求，否則會(huì)嚴(yán)重影響應(yīng)用型本科教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。針對(duì)這種需求，經(jīng)過(guò)對(duì)云桌面技術(shù)和無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)踐論證后，根據(jù)實(shí)際情況，提出一種基于無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室改造方案。這種方案在較少投入資金的情況下，既能夠極大降低計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)升級(jí)、軟件安裝等維護(hù)的時(shí)間成本，又能夠在現(xiàn)有條件下，最大化提供實(shí)踐教學(xué)所需的軟、硬件環(huán)境，為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的全面開放提供了技術(shù)保障[3]。

1　無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)就是局域網(wǎng)中所有客戶機(jī)都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器磁盤上獲取操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件并運(yùn)行的一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的客戶機(jī)都不安裝磁盤而得名，基于這種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的技術(shù)就是無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[4]。客戶機(jī)不安裝磁盤驅(qū)動(dòng)器僅是表面現(xiàn)象，不具有實(shí)質(zhì)意思。

無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前主要以PXE技術(shù)為主，它采用動(dòng)態(tài)路由，在安裝和操作上更簡(jiǎn)單、快捷[5]，其優(yōu)越性已經(jīng)超過(guò)有盤網(wǎng)絡(luò)[6]。

1.1　PXE基本原理

預(yù)啟動(dòng)執(zhí)行環(huán)境(Pre-boot Execution Environment，PXE)是由Intel公司開發(fā)的一種無(wú)盤啟動(dòng)技術(shù)，用于計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程啟動(dòng)，工作在Client/Server的軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)下。當(dāng)計(jì)算機(jī)設(shè)置以LAN方式啟動(dòng)時(shí)，就會(huì)通過(guò)網(wǎng)卡內(nèi)置的啟動(dòng)芯片發(fā)出請(qǐng)求，要求服務(wù)器分配IP地址，建立聯(lián)系后，再用TFTP(Trivial File Transfer Protocol)協(xié)議將預(yù)先存儲(chǔ)在服務(wù)器中的終端操作系統(tǒng)鏡像包下載到本機(jī)內(nèi)存中執(zhí)行，完成終端操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程啟動(dòng)[7]。

使用PXE技術(shù)的客戶機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程啟動(dòng)操作系統(tǒng)后，所有操作和運(yùn)算都由客戶機(jī)本身完成，運(yùn)行速度要比有盤PC快3倍以上[8]。

1.2　基于PXE無(wú)盤的管理方式

(1) 在客戶機(jī)上安裝好操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件后上傳至服務(wù)器生成系統(tǒng)鏡像文件，就可以由服務(wù)器控制和管理全體實(shí)驗(yàn)室客戶機(jī)的正常啟動(dòng)和運(yùn)行。

(2) 可以將客戶機(jī)的驅(qū)動(dòng)與鏡像分離，使網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存在不同硬件配置的客戶機(jī)可以共用一個(gè)鏡像文件而不產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)沖突?？梢匝娱L(zhǎng)計(jì)算機(jī)的使用壽命，緩解資金投入不足的壓力。

(3) 在服務(wù)器中可以創(chuàng)建多個(gè)磁盤組(可包含DOS、Windows和Linux等多個(gè)系統(tǒng))，客戶機(jī)啟動(dòng)時(shí)可選擇任意磁盤組進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)，徹底解決了傳統(tǒng)模式下無(wú)法使用多系統(tǒng)環(huán)境的難題。

2　基于PXE無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室改造方案

基于無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室改造，主要需要考慮的是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、服務(wù)器和無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的選擇。

(1) 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)中，客戶機(jī)的系統(tǒng)啟動(dòng)、運(yùn)行都依賴局域網(wǎng)進(jìn)行，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的優(yōu)劣和穩(wěn)定性都直接關(guān)系著整個(gè)無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。1GB到桌面的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)環(huán)境已經(jīng)非常普及，這也是無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠快速發(fā)展的主要原因。

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

(2) 服務(wù)器。服務(wù)器是整個(gè)無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的承載者，是核心的核心，它為客戶機(jī)的運(yùn)行提供遠(yuǎn)程引導(dǎo)服務(wù)和磁盤IO服務(wù)，這兩個(gè)服務(wù)都依賴于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換。因而無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)對(duì)服務(wù)器硬件需求主要是考慮網(wǎng)卡和磁盤的性能，并且無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)中客戶機(jī)的運(yùn)行不消耗服務(wù)器的CPU、RAM等資源[9-10]，對(duì)于一般應(yīng)用或較小的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，現(xiàn)在一般配置的PC就可以作為服務(wù)器使用[11]。

對(duì)應(yīng)用或網(wǎng)絡(luò)要求較高時(shí)，就需要有專業(yè)服務(wù)器來(lái)保障更好的穩(wěn)定性和速度。在其他條件相同時(shí)，使用高磁盤IO處理能力的SAS 15KB硬盤或SSD硬盤能夠保證客戶機(jī)的處理速度。如果客戶機(jī)數(shù)量較多，則應(yīng)考慮使用多塊硬盤實(shí)現(xiàn)服務(wù)器硬盤的“讀寫分離”，進(jìn)一步提升無(wú)盤系統(tǒng)的運(yùn)行速度[12]。

(3) 無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的功能越來(lái)越強(qiáng)大，安裝配置越來(lái)越簡(jiǎn)單，產(chǎn)品也越來(lái)越多。上海銳起信息技術(shù)有限公司作為國(guó)內(nèi)較早從事無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)的公司，其銳起B(yǎng)SD虛擬化平臺(tái)比較成熟，是基于PXE的無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件，支持服務(wù)器多網(wǎng)卡、支持服務(wù)器集聯(lián)等功能，適合高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)改造。

(4) 客戶機(jī)。無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雖然對(duì)客戶機(jī)硬件無(wú)特殊要求，只需網(wǎng)卡支持PXE啟動(dòng)，在有盤環(huán)境中能流暢運(yùn)行Windows 7即可。但是要發(fā)揮出無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能，客戶機(jī)的網(wǎng)卡也需要支持千兆傳輸。為了將銳起B(yǎng)SD系統(tǒng)軟件“本地寫緩存”性能充分發(fā)揮出來(lái)，以達(dá)到提高無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶機(jī)量或加快客戶機(jī)運(yùn)行速度的目的，客戶機(jī)使用2GB以上內(nèi)存，并將512MB～1GB的內(nèi)存空間劃作客戶機(jī)的“本地寫緩存”。

(5) 操作系統(tǒng)選用。Windows Server 2008 R2新加入的Hyper-V 2.0具有可對(duì)虛擬磁盤動(dòng)態(tài)調(diào)整容量、具備VM內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置等新功能更適合用作無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)器操作系統(tǒng)。客戶機(jī)的操作系統(tǒng)則選用64位的Windows 7。

3　具體實(shí)現(xiàn)

3.1　服務(wù)器安裝與配置

服務(wù)器上安裝操作系統(tǒng)Windows Server 2008 R2，配置好TCP/IP協(xié)議，根據(jù)規(guī)劃指定靜態(tài)IP地址。安裝銳起無(wú)盤BSD主服務(wù)器端程序，分別為客戶機(jī)系統(tǒng)盤鏡像、客戶機(jī)軟件盤鏡像和客戶機(jī)臨時(shí)回寫盤創(chuàng)建目錄，為了提高客戶機(jī)運(yùn)行速度，可規(guī)劃為“兩讀一寫”3個(gè)固態(tài)硬盤，對(duì)應(yīng)設(shè)置為3個(gè)固態(tài)盤的根目錄。需要注意的是，3個(gè)固態(tài)硬盤在分區(qū)和格式化時(shí)必須設(shè)置為NTFS文件系統(tǒng)格式。

3.2　客戶機(jī)安裝與配置

(1) 模板客戶機(jī)安裝與配置。選取1臺(tái)客戶機(jī)安裝好64位Windows 7，配置好T CP/IP協(xié)議，并根據(jù)規(guī)劃指定靜態(tài)IP地址。將另一硬盤分區(qū)設(shè)置為“S盤”并將應(yīng)用軟件全部安裝至此分區(qū)中。安裝銳起B(yǎng)SD客戶端，結(jié)束后會(huì)彈出“初始配置”對(duì)話框，如圖2所示，此界面“啟用換主板及網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)功能”就是啟用PNP功能，允許不同硬件配置在同一鏡像中啟動(dòng)，為默認(rèn)勾選。點(diǎn)擊“系統(tǒng)優(yōu)化”按鈕，會(huì)彈出“系統(tǒng)優(yōu)化”對(duì)話框，如圖3所示，根據(jù)使用需求，對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化的內(nèi)容進(jìn)行選擇，一般“全選”即可。在“服務(wù)器IP地址”框內(nèi)填入正確的服務(wù)器IP地址，點(diǎn)擊“確定”按鈕，會(huì)自 動(dòng)進(jìn)行虛擬磁盤驅(qū)動(dòng)程序的安裝，安裝結(jié)束后會(huì)要求重啟計(jì)算機(jī)。

圖2　銳起客戶端配置界面

(2) 加入模板客戶機(jī)。在銳起無(wú)盤BSD管理器新增工作站，填入模板客戶機(jī)的MAC地址等相應(yīng)信息，選擇之前設(shè)置好的回寫目錄和創(chuàng)建的磁盤鏡像，完成模板客戶機(jī)的添加，并將其設(shè)置為“超級(jí)用戶”。

(3) 上傳客戶機(jī)系統(tǒng)?？蛻魴C(jī)經(jīng)過(guò)剛才的重啟后，會(huì)提示找到新硬件并自動(dòng)安裝驅(qū)動(dòng)程序后要求再次重啟。根據(jù)提示重啟后，進(jìn)入“磁盤管理”完成虛擬網(wǎng)絡(luò)磁盤的初始化、格式化、盤符分配等，就可以運(yùn)行“上傳工具”進(jìn)行客戶機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件兩個(gè)鏡像的上傳。

(4) 啟動(dòng)模板客戶機(jī)。鏡像上傳結(jié)束后，將模板客戶機(jī)關(guān)機(jī)，移除硬盤，再開機(jī)進(jìn)入COMS設(shè)置，將啟動(dòng)設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，并關(guān)閉所有硬盤通道，再次重啟，這時(shí)模板客戶機(jī)應(yīng)該能在沒(méi)有硬盤的情況下正常從網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)進(jìn)入操作系統(tǒng)。驗(yàn)證模板客戶機(jī)在無(wú)盤狀態(tài)下正常啟動(dòng)，運(yùn)行系統(tǒng)后關(guān)機(jī)，在服務(wù)端將模板客戶機(jī)設(shè)置成“普通”。

(5) 加入其他客戶機(jī)。在銳起無(wú)盤BSD服務(wù)端設(shè)置客戶機(jī)加入方式為全自動(dòng)加入后，依次將其他客戶機(jī)的啟動(dòng)方式設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)就可以正常啟動(dòng)進(jìn)入操作系統(tǒng)了。此時(shí)與模板客戶機(jī)相同硬件配置的客戶機(jī)加入時(shí)，無(wú)需再關(guān)閉所有硬盤通道和移除硬盤。

4　無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理中的應(yīng)用

我校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室都是2010年左右改建或新建的實(shí)驗(yàn)室。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室為了保護(hù)系統(tǒng)和硬盤數(shù)據(jù)，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)正常有序進(jìn)行，全部采用了硬盤保護(hù)卡技術(shù)。該技術(shù)可以防止包括學(xué)生惡意操作或病毒攻擊等行為對(duì)硬盤數(shù)據(jù)的修改，還可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的智能網(wǎng)絡(luò)同傳，快速完成系統(tǒng)的安裝、升級(jí)和軟件更新等維護(hù)工作[13-14]。然而，硬盤保護(hù)卡技術(shù)在在許多情況下，仍然必須逐臺(tái)機(jī)器操作，維護(hù)和更新的工作量依然極大[15-16]。

近些年，隨著往應(yīng)用型本科院校的轉(zhuǎn)型，學(xué)校加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)，眾多專業(yè)、學(xué)科已經(jīng)展開了以“課程為導(dǎo)向”向以“應(yīng)用為導(dǎo)向”的轉(zhuǎn)變，一些課程從以前的“理論+實(shí)驗(yàn)”的課程結(jié)構(gòu)向全部或增加實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改革。使用計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的課程數(shù)量、學(xué)生數(shù)量明顯增加，對(duì)計(jì)算機(jī)軟、硬件的需求明顯提高。硬盤保護(hù)卡技術(shù)已經(jīng)捉襟見肘，不能滿足改革對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的更高需求。同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)滯后，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室數(shù)量少，長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，計(jì)算機(jī)更新周期長(zhǎng)，大量機(jī)器出現(xiàn)硬盤等故障引起的頻繁死機(jī)甚至無(wú)法運(yùn)行，嚴(yán)重影響了正常教學(xué)，阻礙了實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)。

中心針對(duì)現(xiàn)狀，整合現(xiàn)有設(shè)備，運(yùn)用無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了整合改造，實(shí)現(xiàn)了故有資源的充分利用，降低了故障率，提升了實(shí)驗(yàn)室維護(hù)效率，為開放的實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)提供了技術(shù)保障。

4.1　整合服務(wù)器資源

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心一直承擔(dān)著全校的省計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的任務(wù)，每間實(shí)驗(yàn)室都配置了一臺(tái)入門級(jí)服務(wù)器或工作組級(jí)服務(wù)器。這些服務(wù)器在進(jìn)行少量投入改造后，就可以充分利用虛擬化技術(shù)，根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行調(diào)配，只使用其中若干臺(tái)服務(wù)器就可以實(shí)現(xiàn)原來(lái)的所有功能，剩余部分就可以用作無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)器。

4.2　整合客戶機(jī)緩解資金投入和實(shí)驗(yàn)室數(shù)量的壓力

一間早于2010年建設(shè)的實(shí)驗(yàn)室由于使用年限長(zhǎng)，機(jī)器故障頻繁，完好率低，維護(hù)難度大且周期長(zhǎng)，需要整體進(jìn)行更新改造。運(yùn)用無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將該實(shí)驗(yàn)室整合成了Windows XP無(wú)盤實(shí)驗(yàn)室。改造后，該實(shí)驗(yàn)室機(jī)器故障率下降，資源得到充分利用，緩解了資金投入和實(shí)驗(yàn)室數(shù)量少的壓力。

這間實(shí)驗(yàn)室的改造主要利用了銳起無(wú)盤BSD的驅(qū)動(dòng)分離技術(shù)，很好地將多種配置的客戶機(jī)整合在一起卻不增加維護(hù)的時(shí)間成本。不同硬件配置的客戶機(jī)加入時(shí)，要注意每種配置加入的第一臺(tái)客戶機(jī)仍需關(guān)閉硬盤通道和移除硬盤后再加入，能順利進(jìn)入無(wú)盤系統(tǒng)后，在服務(wù)端將客戶機(jī)勾選“設(shè)為參照工作站”，再添加與此相同配置的客戶機(jī)；相同配置的客戶機(jī)添加完成后，服務(wù)端在同一配置的分組中任選一臺(tái)客戶機(jī)設(shè)置“驅(qū)動(dòng)管理”中的“進(jìn)入驅(qū)動(dòng)安裝模式”，開啟客戶機(jī)，進(jìn)入系統(tǒng)安裝硬件驅(qū)動(dòng)。由于銳起無(wú)盤BSD在安裝時(shí)默認(rèn)勾選了“啟用客戶機(jī)網(wǎng)卡PNP”，系統(tǒng)本身自帶的幾千款各種類型的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)就能供絕大多數(shù)客戶機(jī)直接啟動(dòng)，如果缺少所需的客戶機(jī)網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，需要在服務(wù)端的“網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)管理”中添加，而不是在客戶機(jī)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)安裝模式下進(jìn)行。所以客戶機(jī)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)安裝模式下，一定要注意不能安裝網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，不要安裝其他任何與驅(qū)動(dòng)無(wú)關(guān)的信息。驅(qū)動(dòng)安裝完畢，關(guān)閉客戶機(jī)，“退出驅(qū)動(dòng)安裝模式”，系統(tǒng)將自動(dòng)提取此類客戶機(jī)的硬件驅(qū)動(dòng)到存儲(chǔ)目錄。至此，一類配置的客戶機(jī)添加完成，按同樣方法可以繼續(xù)添加下一類配置的客戶機(jī)。

無(wú)盤系統(tǒng)中有多類硬件配置的客戶機(jī)存在時(shí)，進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)或軟件安裝等維護(hù)時(shí)，為避免各硬件配置分離的驅(qū)動(dòng)與系統(tǒng)鏡像包合并，因此盡量避免每種配置的客戶機(jī)都去切換“超級(jí)用戶”，以免導(dǎo)致鏡像包中安裝的驅(qū)動(dòng)太多引起客戶機(jī)兼容問(wèn)題和系統(tǒng)鏡像增大。建議只使用模板客戶機(jī)為“超級(jí)用戶”進(jìn)行操作或直接在服務(wù)器上利用Virtualbox虛擬機(jī)軟件進(jìn)行操作。

4.3　新建實(shí)驗(yàn)室采用網(wǎng)絡(luò)匯聚，提升無(wú)盤系統(tǒng)性能

無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和交換機(jī)在條件允許的情況下，可以把網(wǎng)卡和交換機(jī)端口進(jìn)行匯聚，以達(dá)到提升網(wǎng)卡和交換機(jī)的吞吐量，增加網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力，提升批量客戶機(jī)同時(shí)啟動(dòng)和大數(shù)據(jù)讀寫時(shí)的速度和穩(wěn)定性，以最經(jīng)濟(jì)的方式提高無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)的性能,如圖4、5所示。該圖是在對(duì)無(wú)盤系統(tǒng)服務(wù)器4個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口分別進(jìn)行分流和匯聚的不同設(shè)置時(shí)，全體客戶機(jī)同時(shí)開機(jī)加載系統(tǒng)的情況。分流設(shè)置時(shí)，4個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口分流時(shí)的網(wǎng)絡(luò)使用率分別是73.78%，66.15%，67.74%，68.15%；CPU使用率35%；內(nèi)存使用率20%。網(wǎng)絡(luò)使用率相對(duì)較低，網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力有限，個(gè)別客戶機(jī)出現(xiàn)獲取鏡像緩慢，甚至不成功，停留在獲取界面，需要人為干預(yù)重新獲取。匯聚設(shè)置時(shí)，4個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口匯聚時(shí)網(wǎng)絡(luò)使用率長(zhǎng)時(shí)間在99%左右；CPU使用率53%，內(nèi)存使用率39%。網(wǎng)絡(luò)使用率相對(duì)較高，網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)能力強(qiáng)，個(gè)別客戶機(jī)獲取鏡像緩慢時(shí)，會(huì)自動(dòng)重啟，重新獲取，不會(huì)出現(xiàn)停留獲取界面的情況。

5　改造效果對(duì)比分析

(1) 改造后實(shí)驗(yàn)室維護(hù)時(shí)間對(duì)比。經(jīng)過(guò)無(wú)盤改造后，實(shí)驗(yàn)室維護(hù)的時(shí)間成本大大降低，與硬盤保護(hù)卡技術(shù)在維護(hù)效果上的對(duì)比如表1所示。

(2) 改造后使用效果對(duì)比。以動(dòng)畫創(chuàng)作專業(yè)實(shí)驗(yàn)室為例，完成同一個(gè)動(dòng)畫作品制作，不同的老師和學(xué)生，可能使用不同的插件，甚至使用不同的軟件。而這些同類的軟件或插件往往不能同時(shí)安裝，否則容易出現(xiàn)沖突，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。解決辦法一般是多系統(tǒng)共存，把這些軟件分別安裝在不同的系統(tǒng)中。動(dòng)畫創(chuàng)作所需的軟件更新頻繁，且絕大多數(shù)需要逐臺(tái)注冊(cè)，注冊(cè)后就不能再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)同傳，硬盤保護(hù)卡除了保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)外，沒(méi)有任何作用，更新維護(hù)都要逐臺(tái)機(jī)器操作，工作量極大，多系統(tǒng)共存基本不可能。

圖4　四網(wǎng)絡(luò)端口分流

圖5　四網(wǎng)絡(luò)端口匯聚

在無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)改造前的教學(xué)過(guò)程中，老師對(duì)一些軟件或插件只能靠PPT講解或演示，學(xué)生無(wú)法在課堂上進(jìn)行實(shí)際操作，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，教學(xué)效果大打折扣。改造完成后，所有的維護(hù)只需要做一次，更新、安裝、卸載軟件及插件都在幾分鐘內(nèi)完成，而且這些操作進(jìn)行時(shí)不影響當(dāng)前的使用，多系統(tǒng)共存只需要增加服務(wù)器硬盤，維護(hù)所需的時(shí)間幾乎沒(méi)有增加。動(dòng)畫創(chuàng)作過(guò)程中，不同的學(xué)生可以選擇不同的系統(tǒng)，從而選擇適合自己的軟件或插件進(jìn)行創(chuàng)作，極大的提高了實(shí)踐教學(xué)效果，師生對(duì)改造效果贊不絕口。

表1　兩種方案效果對(duì)比表

6　結(jié)　語(yǔ)

在“動(dòng)畫專業(yè)實(shí)驗(yàn)室無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)改造”取得良好效果的基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心根據(jù)現(xiàn)有條件，在進(jìn)行了很少投入后，對(duì)幾間實(shí)驗(yàn)室作了無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)的改造，極大簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)工作，提高了實(shí)驗(yàn)室的使用率，緩解了資金投入和實(shí)驗(yàn)室數(shù)量偏少的壓力。中心已明確地將無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)定位為未來(lái)實(shí)驗(yàn)室改造和建設(shè)的優(yōu)選方案。隨著云計(jì)算技術(shù)的成熟，云計(jì)算虛擬化應(yīng)用之一的云桌面也正在逐漸興起。云桌面具有像無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣的維護(hù)方式，能輕易實(shí)現(xiàn)無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)難以實(shí)現(xiàn)的個(gè)性化軟件需求，沒(méi)有了無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)相對(duì)集中的地域限制。但由于云桌面終端的所有運(yùn)算都由服務(wù)器完成，因而對(duì)服務(wù)器硬件配置要求極高。要達(dá)到相對(duì)較高要求的使用，其服務(wù)器的投入不是一般地方院校所能承擔(dān)的。以虛擬服務(wù)器技術(shù)替代實(shí)體服務(wù)器的無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，相信隨著技術(shù)的發(fā)展和硬件成本的降低，云桌面技術(shù)將得到更快推廣和應(yīng)用。

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