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

董毅 汪安祺

摘 要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了顯著成就，但由于我國(guó)信息化體系發(fā)展較晚，在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室過程中仍然存在著許多問題。PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模式改變了傳統(tǒng)意義上的管理方式。因此，要綜合考量PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，提出對(duì)應(yīng)的維修措施，促進(jìn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室快速發(fā)展?；诖耍恼聦⒅饕撌鯬XE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室改造研究。

關(guān)鍵詞：PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù);高校計(jì)算機(jī);實(shí)驗(yàn)室改造

0 引言

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是專業(yè)課的基礎(chǔ)硬件，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐精神和創(chuàng)新能力，在高校教育中承擔(dān)著重要的育人職責(zé)。目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的維護(hù)手段很難滿足學(xué)生多元化的需求，計(jì)算機(jī)在應(yīng)用過程中很容易出現(xiàn)問題，不利于整體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此管理人員應(yīng)該明確PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要點(diǎn)，在實(shí)際維護(hù)中進(jìn)行分析并提出切實(shí)可行的建議，加強(qiáng)后續(xù)的交流與探討，確保計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室高質(zhì)量發(fā)展。

1 ? PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室改造概述

當(dāng)下高校辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)室的開放程度也在不斷提高。大部分高校建設(shè)時(shí)間較早，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室仍采用較為傳統(tǒng)的管理方法。在維護(hù)過程中，以硬盤還原卡和網(wǎng)絡(luò)同傳等系統(tǒng)維護(hù)手段為主，整體的維護(hù)層面用時(shí)較長(zhǎng)，效率較低，因此相應(yīng)管理人員要綜合引入PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，降低老舊計(jì)算機(jī)的故障概率，緩解后續(xù)資金的投入壓力。PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不停機(jī)維護(hù)，為學(xué)生和教師提供有力的學(xué)習(xí)和教學(xué)環(huán)境。整合硬件、軟件設(shè)計(jì)，全面開放計(jì)算機(jī)。綜合應(yīng)用DES與RSA算法，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，集通信、管理、設(shè)計(jì)于一體，推動(dòng)現(xiàn)代化高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理模式的實(shí)現(xiàn)。

PXE（Pre-bootExecution Environmen）主要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程啟動(dòng)，在Client/Server的軟件體系結(jié)構(gòu)下，工作過程中計(jì)算機(jī)以設(shè)置LAN方式進(jìn)行啟動(dòng)。當(dāng)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)通過內(nèi)置的芯片發(fā)出統(tǒng)一要求，按照服務(wù)器內(nèi)部的協(xié)議分配IP地址。在建立聯(lián)系后，借助協(xié)議將儲(chǔ)存的服務(wù)器終端直接下載到本機(jī)中，最后實(shí)現(xiàn)整體的終端操作。一般而言，PXE技術(shù)整體運(yùn)算都由客戶機(jī)自身完成，運(yùn)行速度比傳統(tǒng)的個(gè)人PC要快到3～5倍以上[1]。

2 ? 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室改造中存在的問題

2.1? 技術(shù)手段單一

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中大多采取硬盤還原卡技術(shù)，采取硬盤還原卡技術(shù)可以有效防止硬盤數(shù)據(jù)被修改，雖然可抵擋外部的病毒攻擊和惡意操作，但在后續(xù)維護(hù)升級(jí)過程中必須進(jìn)行逐臺(tái)操作，整體工作量較大，嚴(yán)重影響了課堂進(jìn)度。

2.2? 硬件故障

硬件故障是高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中較為常見的故障之一，一般由設(shè)備硬件或相關(guān)線路連接引起。硬件發(fā)生故障容易判斷，通過觀察指示燈的顏色變化，就能快速判斷硬件工作設(shè)備的狀況。而高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室改造項(xiàng)目需要對(duì)整個(gè)空間中的計(jì)算機(jī)進(jìn)行改造，在改造過程中，容易出現(xiàn)線路短路或者硬件損壞等故障，使得改造流程及質(zhì)量無法得到保證。

2.3? 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存在漏洞

計(jì)算機(jī)作為高校常用的基礎(chǔ)性工具，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)涉及大量的數(shù)據(jù)信息，一旦防火墻與自身的系統(tǒng)不匹配，或者是防火墻升級(jí)與系統(tǒng)升級(jí)不同步，都會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存在漏洞，嚴(yán)重危害到學(xué)校安全和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，病毒一旦侵入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)很有可能導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，計(jì)算機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)不能正常工作，出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)丟失，嚴(yán)重影響教學(xué)進(jìn)度。

3 PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室改造措施

信息時(shí)代不斷發(fā)展，帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)逐步向前，PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加扁平化，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行規(guī)范化。通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、服務(wù)器以及無盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的選擇，可以在投入較少資金的基礎(chǔ)上，有效降低高校實(shí)驗(yàn)室老舊計(jì)算機(jī)出現(xiàn)各類故障的概率。同時(shí)對(duì)各計(jì)算機(jī)等設(shè)備的維護(hù)工作提供了更加可行的解決方案，降低高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)成本，促進(jìn)整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境快速發(fā)展。

3.1? 完善PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的配置

PXE無盤網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)是無線傳播，計(jì)算機(jī)內(nèi)部的端口參數(shù)也不盡相同。在經(jīng)過全面篩查過后，閱讀匹配服務(wù)器的端口參數(shù)，檢驗(yàn)上下端口參數(shù)是否保持一致，是否符合信息傳遞的基本要求?？稍诜?wù)器上安裝操作系統(tǒng)Windows Server 2008 R2操作，客戶機(jī)完成服務(wù)器操作系統(tǒng)后，可以直接上傳至服務(wù)器，生成相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)，最終由中心服務(wù)器直接控制全體的實(shí)驗(yàn)室客戶機(jī)，進(jìn)行同步的啟動(dòng)和運(yùn)行。

例如，PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以整合客戶機(jī)自身的狀態(tài)，匹配不同軟件和硬件之間的關(guān)系，有效降低計(jì)算機(jī)的工作壓力，延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)的使用壽命，緩解后續(xù)的工作壓力。此外，在可以通過創(chuàng)建多個(gè)磁盤組，整合Windows，DOS等多個(gè)系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)模式下的不兼容問題。借助PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)用戶進(jìn)行仿真，利用四維超混沌系統(tǒng)，產(chǎn)生隨機(jī)的密碼。強(qiáng)化數(shù)據(jù)信息，提高客戶機(jī)查找效率，提高內(nèi)部數(shù)據(jù)的耦合性，擴(kuò)展數(shù)據(jù)表的體積，強(qiáng)化軟件自動(dòng)測(cè)試，提高信息安全系數(shù)。綜合字節(jié)替代、行列混合等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)態(tài)管理。同時(shí)，PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合利用了云桌面模式，很好地解決了傳統(tǒng)PC模式下維護(hù)困難與軟件無法共存的問題。但相對(duì)而言，云桌面技術(shù)的投入資金較高，整體運(yùn)算能力有限。通過對(duì)PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理配置，可以在高校實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件下，為實(shí)踐教學(xué)提供最優(yōu)化的硬、軟件環(huán)境，有效提高實(shí)驗(yàn)室的改造效率。

3.2? 強(qiáng)化PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作業(yè)流程

在PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)際作業(yè)過程中，應(yīng)該根據(jù)靜態(tài)IP地址將硬盤進(jìn)行分區(qū)設(shè)置為s盤，并將全部軟件安裝至s分區(qū)中，借助銳起客戶端進(jìn)行初始化配置，點(diǎn)擊系統(tǒng)優(yōu)化按鈕，在框內(nèi)輸入正確的服務(wù)器IP地址，在結(jié)束后重啟計(jì)算機(jī)進(jìn)行整機(jī)配置，完成對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)磁盤的格式化和初始化，實(shí)現(xiàn)整體客戶機(jī)的鏡像操作。

例如，當(dāng)啟動(dòng)模板客戶機(jī)后，要直接將模板客戶機(jī)關(guān)機(jī)，移除硬盤，在開機(jī)進(jìn)入原廠設(shè)置，關(guān)閉所有磁盤通道再次進(jìn)行重啟。此時(shí)的客戶機(jī)可以在沒有硬盤的情況下重新進(jìn)入操作系統(tǒng)，同時(shí)借助客戶模板機(jī)將MAC地址直接添加到計(jì)算機(jī)管理器中，直接對(duì)目錄進(jìn)行操作，并設(shè)置超級(jí)用戶作業(yè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)卡與交換機(jī)口進(jìn)行匯聚，以提高整體網(wǎng)卡和交換機(jī)的吞吐量，提高CPU的工作效率，有效減少后續(xù)的人工干預(yù)。通過構(gòu)建ULLC業(yè)務(wù)場(chǎng)景，直接通過終端進(jìn)行管理，強(qiáng)化邊緣設(shè)計(jì)與關(guān)鍵數(shù)據(jù)，提供更加完善的信息傳輸服務(wù)[2]。

3.3? 整合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的改造是一個(gè)長(zhǎng)期性的工程，要綜合考量網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、服務(wù)器性能和無盤網(wǎng)絡(luò)的軟件，要根據(jù)軟件特點(diǎn)進(jìn)行分析，明確各種靜態(tài)指標(biāo)，優(yōu)化不必要的環(huán)節(jié)，完善后續(xù)的安裝與配置。

3.3.1? 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境既指運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)包括物理環(huán)境，在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中，客戶機(jī)的各項(xiàng)指令都依賴于局域網(wǎng)的進(jìn)行，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的優(yōu)劣直接影響著無盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)。

3.3.2? 服務(wù)器系統(tǒng)

服務(wù)器系統(tǒng)作為學(xué)校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房的核心，能夠?yàn)榭蛻魴C(jī)提供引導(dǎo)服務(wù)和磁盤IO服務(wù)。服務(wù)器對(duì)于網(wǎng)卡和磁盤的性能較低，或借助SSD硬盤實(shí)現(xiàn)讀寫分離，進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。

3.3.3? 軟件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，系列產(chǎn)品不斷增多，其中銳起B(yǎng)SD虛擬化平臺(tái)比較成熟，能夠滿足不同學(xué)科的作業(yè)要求。在整體操作系統(tǒng)中選用64位的Windows7，綜合利用FTP，SMTP等各種網(wǎng)關(guān)，控制檢測(cè)Internet的通關(guān)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的相互連接，明確后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換技術(shù)，保證信息能夠傳遞到正確的位置。綜合匹配NEWS，WWW來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能，確保軟件系統(tǒng)的安全性[3]。

4結(jié)語

PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要整合管理網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、服務(wù)器、客戶及系統(tǒng)軟件等不同因素，借助網(wǎng)絡(luò)匯聚，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的擬合操作，提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)水平，增強(qiáng)整體的教學(xué)實(shí)踐效果，給教師和學(xué)生良好的操作體驗(yàn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]程浩.基于PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室改造分析[J].電子世界，2018（9）：70-71.

[2]林榕，林瑜華，盤煒生，等.無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和云技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018（4）：246-250.

[3]林榕，盤煒生，陳守寬.PXE無盤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室改造[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018（1）：241-246.

（編輯 傅金睿）