高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室基于保護(hù)卡的技術(shù)分析

楊公雷 吳曉凌 朱 華 呂克峰

（[1]武漢生物工程學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院 湖北·武漢 430415；[2]粵海永順泰（寧波）麥芽有限公司 浙江·寧波 315800）

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室特別是計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)作為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)所越發(fā)顯得重要，同時(shí)為了適應(yīng)滿足教學(xué)需要，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的硬件和軟件要求越來越高。比方說作為游戲設(shè)計(jì)類的軟件unity，僅這一個(gè)應(yīng)用軟件安裝程序?qū)⒔?GB的大小，加上其他支持運(yùn)行環(huán)境的軟件加操作系統(tǒng)加上屏幕演示及收發(fā)隨堂作業(yè)的控制軟件，體量非常龐大。如果依靠人工一臺(tái)一臺(tái)地安裝，不僅僅效率低下，而且非常容易出錯(cuò)。所以選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)取得相對(duì)事半功倍的效果。當(dāng)然針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理有其他許多技術(shù)，比方說無盤站，現(xiàn)在比較流行的云端等。但是使用硬件保護(hù)卡做管理技術(shù)的仍占很大比例，筆者工作的學(xué)院就是這個(gè)情況。

使用硬件保護(hù)卡作為技術(shù)管理手段有著良好的基礎(chǔ)，一是技術(shù)比較成熟，硬件保護(hù)卡技術(shù)使用時(shí)間早，至今差不多有近20年左右的時(shí)間，積累了大量的豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且使用方便，成本相對(duì)較低。再就有比較好的再利用優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)單點(diǎn)講，像筆者學(xué)院其中一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室，硬件配置比較好，I 7處理器、8G內(nèi)存，9700獨(dú)立顯卡，服務(wù)教學(xué)已三年余。即便到時(shí)候?qū)聿蛔鳛榻虒W(xué)使用，作為更新辦公電腦適應(yīng)，應(yīng)該是非常滿足日常辦公應(yīng)用的。所以說大部分高校都有會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的有獨(dú)立主機(jī)的實(shí)驗(yàn)室。所以筆者以保護(hù)卡為例子做一下探討。

1 保護(hù)卡及主板型號(hào)說明

筆者根據(jù)自己學(xué)院實(shí)際情況此處保護(hù)卡指具有實(shí)體的硬件保護(hù)卡，為噢易公司產(chǎn)品為例子。版本型號(hào)為 SW:V5.02.2980.JG4S（圖1）。主板型號(hào)：MSI click bios 5（圖2）。

圖1：保護(hù)卡

圖2：主板型號(hào)

2 應(yīng)用場(chǎng)景

每個(gè)學(xué)期開學(xué)之初，根據(jù)教學(xué)任務(wù)為了滿足實(shí)踐教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室維護(hù)需要，需要安裝與教材同步的應(yīng)用軟件或?qū)π枰膶?shí)驗(yàn)室進(jìn)行優(yōu)化或升級(jí)病毒庫。根據(jù)這個(gè)實(shí)際情況，現(xiàn)在已知條件是，需要安裝的應(yīng)用軟件與計(jì)算機(jī)運(yùn)行的操作系統(tǒng)環(huán)境兼容，并且可以正常安裝運(yùn)行，病毒庫具備在線升級(jí)條件。但是一臺(tái)安裝完成時(shí)間需要五十分鐘、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)計(jì)算機(jī)數(shù)量是120臺(tái)、每臺(tái)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)正常、每臺(tái)計(jì)算機(jī)均使用基于相同型號(hào)的保護(hù)卡、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境正常。要求兩天內(nèi)完成安裝，并測(cè)試運(yùn)行成功。

3 任務(wù)分析

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，可以知道。一是單臺(tái)安裝需要時(shí)間長(zhǎng)，需要五十分鐘。這是在順利情況下，如果安裝過程中出現(xiàn)意外情況，可能需要時(shí)間更長(zhǎng)。二是數(shù)量多，有120臺(tái)需要安裝。雖然你不用對(duì)操作系統(tǒng)等進(jìn)行維護(hù)，但是120臺(tái)計(jì)算機(jī)，數(shù)量相對(duì)比較多。三是時(shí)間短，要求兩天內(nèi)完成安裝，并測(cè)試成功。通過這個(gè)場(chǎng)景我們還知道，機(jī)器操作系統(tǒng)正常，保護(hù)卡型號(hào)相同，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境正常。這些條件都給我們完成任務(wù)提供了有利保障。根據(jù)這些條件制定任務(wù)方案，基于保護(hù)卡功能通過網(wǎng)絡(luò)傳輸使用增量拷貝完成任務(wù)，并自動(dòng)修改計(jì)算機(jī)名和自動(dòng)分配IP地址。

4 技術(shù)分析

根據(jù)上面制定的任務(wù)方案制定出來具體執(zhí)行步驟，第一步即首先制作一臺(tái)條件的母機(jī)以備用，以便完成后面的工作后即可作為發(fā)射端使用。第二步利用完成母機(jī)的時(shí)間間隙檢查保護(hù)卡的運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)120臺(tái)計(jì)算機(jī)內(nèi)有24臺(tái)，在登錄界面提示初始化網(wǎng)絡(luò)失?。▓D3）。該24臺(tái)計(jì)算機(jī)無法實(shí)現(xiàn)差異拷貝同傳，如果不把這24臺(tái)無法同傳問題解決，不但影響任務(wù)的全部完成，還會(huì)給后面的運(yùn)維帶來不便。但是我們可以肯定的是，實(shí)驗(yàn)室既然部署了該保護(hù)卡，即肯定支持差異拷貝即支持PXE模式啟動(dòng)。我們采用對(duì)直接的故障分析辦法，與可以正常登錄（圖4）界面對(duì)比的辦法發(fā)現(xiàn)。異常電腦除了有初始化網(wǎng)絡(luò)失敗字樣提示外，在屏幕左下角還有Net mode區(qū)別（圖5、圖6）。

圖3:初始化網(wǎng)絡(luò)失敗

圖4:正常界面

圖5：初始化網(wǎng)絡(luò)失敗局部

圖6：正常界面局部

通過圖5、圖6兩個(gè)局部圖，可以清晰看到。一個(gè) Net mode：NDIS，一個(gè)PXE。NDIS是初始化網(wǎng)絡(luò)失敗提示，PXE是正常界面顯示。根據(jù)局部細(xì)節(jié)對(duì)比我們可以知道，雖然主板支持PXE網(wǎng)絡(luò)模式，但是這個(gè)PXE網(wǎng)絡(luò)模式是不是開啟了呢？這個(gè)需要進(jìn)主板BIOS檢查設(shè)置。通俗一點(diǎn)講好比一所計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室支持同學(xué)完成實(shí)踐練習(xí)，但是前提是需要首先打開該實(shí)驗(yàn)室的門才可以。同樣的道理，雖然主板支持PXE模式，但是前提是需要首先打開該模式。通過進(jìn)BIOS檢查知道，的確LAN Option ROM為off狀態(tài)，改修為on狀態(tài)，保存退出重新啟動(dòng)后即恢復(fù)正常（圖7）。

圖7：LAN Option ROM

5 技術(shù)延展

上述情況屬于僅屬于同類應(yīng)用場(chǎng)景的一個(gè)。包含很多種異常情況。討論的保護(hù)卡版本為OSS V4、V5或老版本V1.1至1.28的版本。

（1）BIOS支持PXE模式，進(jìn)入BIOS檢測(cè)也確認(rèn)開啟了PXE模式，且開機(jī)加載能看到PXE引導(dǎo)界面（如圖8）。

圖8：PXE引導(dǎo)界面

但是保護(hù)卡系統(tǒng)選擇界面仍然出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)初始化失敗提示，且界面左下角Netmode是NDIS模式，不是PXE模式（如圖3）。

（2）BIOS支持PXE模式，且也開啟了PXE模式，且開機(jī)加載能看到PXE引導(dǎo)界面。但是啟動(dòng)界面除了保護(hù)卡logo外，沒有出現(xiàn)系統(tǒng)選擇與其他異常信息呈藍(lán)色背景顯示（如圖9）。

圖9：藍(lán)色背景界面

遇到以上兩種異常情況，首先應(yīng)該檢查計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)是否有PXE設(shè)置界面，即啟動(dòng)時(shí)屏幕左上角是否有按shift+F10的提示。若有，則按shift+F10進(jìn)入，將boot order改為pnp/BEV(BBS)模式，才可以正常啟動(dòng)PXE模式。若沒有按shift+F10提示，則可能需要在BIOS設(shè)置里修改boot order，但是這個(gè)情況比較少見。其次有的計(jì)算機(jī)BIOS設(shè)置里，PXE模式有兩種設(shè)置。需要關(guān)掉一個(gè)非常規(guī)的PXE模式，如宏碁的計(jì)算機(jī)。需要把Launch PCGUARD OpROM禁用（關(guān)閉）還有再比如HP的計(jì)算機(jī)，要關(guān)閉BIOS設(shè)置里的快速引導(dǎo)（fast boot）選項(xiàng)（如圖10）。

圖10：HP關(guān)閉快速引導(dǎo)選項(xiàng)

OSS系統(tǒng)的CTRL+H或Insert模式設(shè)置不對(duì)(開機(jī)啟動(dòng)是按CTRL+H或insert，進(jìn)入模式設(shè)置界面)，必須是legacy N，BIOS也必須是N。

（3）再就是進(jìn)行了以上步驟的操作，但是仍然出現(xiàn)初始化網(wǎng)絡(luò)失敗，Net mode仍為NDIS模式。則嘗試按Ctrl+Q進(jìn)入OSS底層參數(shù)設(shè)置界面，進(jìn)行PXE入口點(diǎn)綁定操作（如圖11）。

圖11：PXE入口地址綁定

PXE入口查看方法，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)時(shí)按Ctrl+Y，進(jìn)入OSS底層調(diào)試模式，在出現(xiàn)調(diào)試信息時(shí)，重復(fù)按任意鍵，會(huì)出現(xiàn)OSS底層調(diào)試Hardware Mode Select模式根據(jù)try load PXE.CE00 0C6C的提示信息，將0C6C轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，轉(zhuǎn)換后的值為3190，填入圖十四的輸入數(shù)值處。然后依次保存退出設(shè)置，重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)觀察看能否正常以 PXE模式啟動(dòng)。如果仍然不行，則可以仔細(xì)重復(fù)檢查上面步驟，基本上可以排除80%的初始化網(wǎng)絡(luò)失敗的故障。

如果重復(fù)檢查上面數(shù)次仍然如法排除故障，又為了在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，則可以把初始化網(wǎng)絡(luò)失敗的單獨(dú)標(biāo)記出來，采用保護(hù)卡自帶的硬盤拷貝——完全拷貝技術(shù)來解決問題，當(dāng)然也可以采用最直接的方法，單獨(dú)安裝。

以上即高校實(shí)驗(yàn)室學(xué)期開學(xué)之初經(jīng)常遇到的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，在實(shí)際當(dāng)中可能還會(huì)遇到其他異常情況，具體情況應(yīng)該具體分析才可以排除故障，完成任務(wù)。