聯(lián)想保護卡系統(tǒng)傳輸技術的應用研究

楊志紅

摘? 要： 為了提高實驗室的工作效率，減少重復勞動，近10年來，高校紛紛采用保護卡系統(tǒng)進行軟件的安裝和系統(tǒng)的傳輸。聯(lián)想保護卡系統(tǒng)是眾多保護卡中比較出色的一款，深入研究保護卡技術，不僅能提升機房管理的工作效率，還可以解決一些軟硬件問題，節(jié)省大量的維護費用。

關鍵詞： 保護卡; diskpart; 系統(tǒng)同傳; windows 操作系統(tǒng)

中圖分類號：TP308? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：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

大學計算機公共機房不僅供計算機基礎教學使用，還供許多專業(yè)課程的實驗教學和實習實訓使用。機房的軟硬件設備需要維護，特別是軟件環(huán)境需要切換，要解決多種不同版本的教學軟件容易發(fā)生沖突的問題。以聯(lián)想保護卡技術為代表的底層虛擬軟件技術解決了這個難題，那就是在同一臺的計算機上虛擬出多個不同的分區(qū)系統(tǒng)，安裝不同版本的軟件并同時提供系統(tǒng)快速部署，病毒防護和網(wǎng)絡同傳功能[1-2]。

1 概述

2008年以來，本校機房使用的機器均采用了聯(lián)想電腦作為主要的計算機實驗平臺，作為機房管理的重要技術手段，全面采用了聯(lián)想保護卡技術。該技術讓機房自動化管理水平大幅提升，2008年之前機房是九個人的事業(yè)編制，到2015年編制人數(shù)縮減為二人，外加二個企業(yè)編制。人員編制減少一半以上;設備的可用率提高到96%以上，每年為學校節(jié)省10萬以上的維護費用。

自2012年以來，本人獨自鉆研機房管理技術，多方調(diào)研，多次同類產(chǎn)品進行比較，精心研究，反復調(diào)試。最后形成了一整套機房管理的有效技術體系。總結(jié)如下，以供同行參考。

2 聯(lián)想保護卡系統(tǒng)的架構(gòu)

聯(lián)想的保護卡系統(tǒng)是一種獨立于硬件之上的虛擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種linux為核心的虛擬平臺，在這個平臺之上再安裝操作系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。其主要功能[3-4]包括：

⑴ 多操作系統(tǒng)共存。隨著計算機技術的發(fā)展，各種軟件越來越多，很多軟件由于開發(fā)的時間不同，版本差異大，所需要系統(tǒng)平臺差別較大，加上學校的機器購買時間相差5年以上，所以軟件的不同時期的版本無法共存，但是教學需求又是多種多樣，所以多操作系統(tǒng)共存成了教學的必然需求。

⑵ 病毒防護。保護卡第一次出現(xiàn)的時候，主要是防止計算機病毒，所以最早的保護卡就是防毒卡，而且是基于硬件的，在計算機的主板上安裝一款防毒卡，對計算機的存儲性讀寫進行過濾，后來才隨著技術成熟逐漸過渡到軟件保護卡，其主要功能是實現(xiàn)對教學系統(tǒng)的保護，任何對系統(tǒng)盤的讀寫都會按照保護卡的保護要求而完成，比如當保護卡設置成每次恢復，只要計算機重啟，任何寫在系統(tǒng)盤的數(shù)據(jù)都會無效，這大大方便了計算機機房的管理。不管遇到任何的病毒攻擊，只要機器重啟，就可以保證教學系統(tǒng)不受影響，這大大提高了機房的病毒防護能力，即便是最流行的病毒，目前完全穿透聯(lián)想保護卡底層軟件的，還沒有發(fā)現(xiàn)。

⑶ 系統(tǒng)快速部署和軟件同傳功能。隨著高校的人才政策向教學一線傾斜，實驗室人員編制大幅度減少，軟件安裝這種重復性勞動比較高的工作逐漸被保護卡的同傳功能解決。

保護卡的同傳功能主要完成在一臺機器上安裝操作系統(tǒng)和軟件以后，同類配置的計算機，只要每臺計算機安裝好了保護卡系統(tǒng)，便可以通過一臺主機聯(lián)網(wǎng)完成全部實驗室的計算機教學平臺的軟件部署，這大大方便了教學，減少了重復勞動，據(jù)可對比實驗，該項技術使得計算機實驗室的工作效率提高了100倍。

在保護卡技術出現(xiàn)之前，采取的較好的方法主要是硬盤ghost技術，通過一臺計算機安裝萬系統(tǒng)以后，再打包成ghost鏡像文件，通過聯(lián)網(wǎng)或者移動安裝介質(zhì)，駐臺安裝系統(tǒng)，這比手工安裝要提高了10倍，但是ghost產(chǎn)生的系統(tǒng)還存在IP地址和DNS等網(wǎng)絡參數(shù)的修改，依然不夠自動化。但聯(lián)想同傳系統(tǒng)出現(xiàn)以后，把IP地址和網(wǎng)絡參數(shù)的修改也完成了自動化，同傳以后的計算機，會根據(jù)之前設置的IP地址參數(shù)和計算機主機名參數(shù)，自動完成參數(shù)的修改，只要開機就可以使用。這使得計算機軟件的部署真正實現(xiàn)了自動化。相比于手工安裝，效率提高了100倍以上。

⑷ 提供了便捷的考試系統(tǒng)部署功能。每個高校都會遇到各種各樣的計算機平臺的考試，每次考試都需要對考試的計算機平臺進行軟件安裝和調(diào)試，多數(shù)考試都存在時間緊，任務重，考試軟件千奇百怪，各種軟件沖突問題更是層出不窮。通過保護卡系統(tǒng)，可以獨立安裝一個獨立的操作系統(tǒng)，然后只安裝一款考試軟件，在少量幾臺考試機上進行安裝和測試完畢以后，再大規(guī)模部署其他機器上，減少了大量的人力物力。

3 聯(lián)想保護系統(tǒng)的主要功能實現(xiàn)

聯(lián)想的保護卡系統(tǒng)是服務商安裝的增值服務技術，作為聯(lián)想機器銷售的賣點，不向用戶開放技術細節(jié)，其他學校一旦硬盤損壞，就需要向服務商請求服務，三年保修期以后，這部分的服務要另行購買，價格為100元每臺機器?；蛘吒邇r向服務商購買專用硬盤。從2012年開始，本人研究聯(lián)想EDU保護卡技術，獲得了EDU保護卡的安裝和卸載方法，并從互聯(lián)網(wǎng)上下載了所有版本的保護卡系統(tǒng)鏡像文件，以解決所有版本的保護卡技術的使用方法。

本技術的核心技術是diskpart分區(qū)清除技術和光盤安裝技術。

3.1 系統(tǒng)的安裝和卸載

以下給出基本步驟。

⑴ 光盤啟動系統(tǒng)，輸入：diskpart。

輸入：select disk 0

輸入：clean

輸入：exit

以上步驟主要功能為清除已有的保護卡系統(tǒng)和原來的硬盤分區(qū)系統(tǒng)。

⑵ 運行保護卡啟動光盤里的EDU.cmd或者winxp.cmd。

⑶ 重啟計算機主機，按F4鍵 聯(lián)想保護卡運行界面出現(xiàn)。

⑷ 按照保護卡使用說明書[5]劃分系統(tǒng)分區(qū)，進行系統(tǒng)安裝，保護卡分區(qū)格式分為FAT32和NTFS兩種，如果有Linux教學系統(tǒng)，分區(qū)格式為EXT格式。

這里關鍵問題有：每個分區(qū)大小不能超過200G，分區(qū)格式和安裝操作系統(tǒng)的時候格式化的格式應該保持一致;否則后續(xù)會出現(xiàn)分區(qū)不一致的提示，聯(lián)想服務商也沒有解決這個問題，此問題直到2017年底才通過反復調(diào)試解決。

⑸ 保護卡分區(qū)完成以后，重啟主機，插入windows 光盤進行系統(tǒng)安裝，這里冷啟動主機以后按F12，選擇光驅(qū)啟動，否則系統(tǒng)無法識別啟動光盤的內(nèi)容。

選擇光驅(qū)啟動以后進入保護卡界面，選擇指定分區(qū)，進入該分區(qū)的windows安裝;

⑹ 安裝完畢windows之后，需要安裝對應版本的保護卡驅(qū)動程序，特別要提醒，一定要這個時候安裝，如果安裝了其他軟件，可能導致軟件沖突，出現(xiàn)系統(tǒng)無法保護的現(xiàn)象。

操作系統(tǒng)安裝完畢以后，冷啟動計算機并按home鍵，將系統(tǒng)的保護模式設置成每次恢復模式，并設置好機房對應的網(wǎng)絡參數(shù)包括IP地址，子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關以及DNS地址。

每個機房的IP地址和機房樓層分布一致，否則會出現(xiàn)無法上網(wǎng)的現(xiàn)象。

⑺ 保護卡分區(qū)刪除。一旦投入使用的系統(tǒng)不能任意刪除保護卡分區(qū)，否則無法恢復，刪除保護卡分區(qū)的次序是從最后一個分區(qū)開始，依次逆序刪除。

⑻ 保護卡卸載。如果不考慮數(shù)據(jù)丟失，卸載保護卡的話，直接開機按HOME鍵進入保護卡系統(tǒng)選擇卸載即可。卸載后的系統(tǒng)，硬盤并不是干凈的，而是保留了一個分區(qū)的windows系統(tǒng)，如果需要徹底清除，可以運行步驟⑴的DISKPART命令。

3.2 系統(tǒng)同傳

聯(lián)想保護系統(tǒng)同傳的上限是200臺，超過200臺的機房要分開傳輸。安裝好保護卡系統(tǒng)和操作系統(tǒng)軟件以及應用軟件的計算機可以通過按F4，進入聯(lián)想同傳系統(tǒng)。然后同步喚醒其他要傳輸?shù)挠嬎銠C進入同傳系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)界面，所有計算機聯(lián)網(wǎng)后即開始系統(tǒng)的傳輸。

傳輸?shù)哪Ｊ椒譃樵隽總鬏敽腿糠謪^(qū)傳輸。增量傳輸只傳輸新增加的數(shù)據(jù)，全部分區(qū)傳輸傳輸整個系統(tǒng)的軟件。

⑴ 同傳之前，每個機器要安裝好保護卡系統(tǒng)并設置好本地網(wǎng)絡參數(shù)，已經(jīng)按裝了保護卡的機器可以通過網(wǎng)絡喚醒技術WOL進行喚醒，實現(xiàn)一鍵同傳。同傳的時候，母機保護卡系統(tǒng)設置成保護狀態(tài)，否則所有的機器同傳以后會出現(xiàn)同一個IP地址現(xiàn)象，無法正常使用。

⑵ 開機按F4，進入同傳界面。其他機器通過喚醒技術進入同傳狀態(tài)，該技術實現(xiàn)的前提是打開每臺計算機BIOS設置里的PXE或者wake On Line選項。同傳的時候，不同的網(wǎng)絡系統(tǒng)會有不同的網(wǎng)絡延遲，可以通過按+鍵或者-鍵調(diào)整網(wǎng)絡的延遲參數(shù)，以達到最大傳輸速率。

3.3 保護卡升級

目前聯(lián)想保護卡系統(tǒng)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幾個主流版本。

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位系統(tǒng)，EDU 8.0-EDU9.1支持64位windows 7，windows 8和windows 10系統(tǒng)。嚴格按照保護卡的限定安裝操作系統(tǒng)，否則無法安裝操作系統(tǒng)和實現(xiàn)系統(tǒng)保護功能。

不同的保護卡系統(tǒng)針對不同的硬盤格式，IDE的硬盤已經(jīng)逐漸退出歷史舞臺了，但是windows XP只能在IDE格式的硬盤上安裝，所以如果使用SATA格式的硬盤，應該將BIOS里的硬盤參數(shù)設置成IDE兼容格式，否則無法安裝windows xp系統(tǒng)。

3.4 保護卡功能對比

目前市場流行的保護卡品牌包括：海光卡，增霸卡，HP保護卡，聯(lián)想保護卡等許多品牌，相比其他保護卡系統(tǒng)，聯(lián)想EDU系列的保護卡存在很多優(yōu)勢。

⑴ 安裝卸載簡單。

⑵ 升級簡單。

⑶ 網(wǎng)絡管理簡單，每臺機器可以獨立設置IP地址，網(wǎng)關地址和DNS地址，一旦機器換一個地方使用，只要在保護卡里重新設置網(wǎng)絡參數(shù)，開機即可使用，不用每個操作系統(tǒng)修改一次。

⑷ 維護方便。由于保護卡集成了網(wǎng)絡喚醒WOL功能，每次檢查機房只要使用喚醒功能即可發(fā)現(xiàn)無法開機的機器，相比人工檢查效率提升10倍以上。

⑸ 軟件安裝發(fā)布方便。只要在任意一臺機器上安裝新增軟件，然后以這臺主機為發(fā)送機器，進行增量傳輸[6]，可以在短時間內(nèi)完成所有同類機器的軟件安裝，相比逐臺人工安裝，效率提升100倍以上。

⑹ 可以禁用某些外設，如光驅(qū)，移動硬盤等，適合保密性高的單位，如銀行，金融機構(gòu)和法院等政府部門的辦公機器。

4 結(jié)束語

聯(lián)想保護卡技術基本上解決了目前公共教學的軟件安裝頻繁、不同版本沖突，以及考試軟件沖突等突出問題，也解放了計算機實驗室技術人員的大量重復勞動問題，特別在升級到64位操作系統(tǒng)以后，大量工程軟件都以10G以上的容量增加，保護卡的重要性更加突出?；诒Ｗo卡的同傳技術的應用研究，是提升計算機實驗室信息化管理水平的關鍵目標之一。

參考文獻（References）：

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