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無盤啟動工作原理及其分類 |
| 發布時間: 2012/5/15 17:19:25 |
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總的來說，無盤工作站都是由網卡的啟動芯片（Boot ROM）以不同的形式向服務器發出啟動請求號，服務器收到后，根據不同的機制，向工作站發送啟動數據，工作站下載完啟動數據后，系統控制權由Boot ROM轉到內存中的某些特定區域，并引導操作系統。根據不同的啟動機制，目錄比較常用無盤工作站可分為RPL和PXE，而目前的Windows 2000終端從其原理來說，并不屬于無盤工作站，它也可以用終端卡或硬盤引導系統，進入工作站操作系統后，再連接Windows2000 服務器，而這個連接程序與一般的應用軟件并沒有什么本質區別，我們把它歸結到無盤網絡的原因是：目前大多數的終端都是先通過RPL或PXE啟動無盤到DOS或Windows3x，再從無盤站中連接，成為終端。
4.1.1 RPL啟動工作原理 客戶機開機后，初始化網卡，網卡BootROM上固化的軟件向網絡廣播一個FIND幀，即引導請求幀，該幀中包含有客戶機的網卡ID號。 服務器端的遠程啟動服務接收到客戶機廣播的FIND 幀后，根據幀中所帶的網卡ID號在遠程啟動數據庫中查找相應的工作站記錄，如果不存在這樣一個記錄，引導過程不能繼續;如果此工作站記錄已經存在，遠程啟動服務則發送一個FOUND 幀給客戶機的RPLROM，FOUND幀中已包含了服務器的網卡ID。 當網絡上有數臺服務器在運行遠程啟動服務時，RPLROM有可能會接收到多個FOUND幀，但RPLROM只對它收到的第一個FOUND幀有反應，它將根據第一個FOUND幀中所帶的服務器網卡ID號，返回一個SEND.FILE.REQUEST幀給對應的服務器。SEND.FILE.REQUEST幀是一個要求服務器發送文件的請求。 服務器端的遠程啟動服務在收到SEND.FILE.REQUEST幀后，將根據遠程啟動數據庫中的工作站記錄查找對應的啟動塊（BootBlock）——在實際配置時我們知道，它位于NETBEUI目錄，名為DOSBB.CNF和W95BB.CNF——用FILE.DAT.RESPONSE幀將啟動塊送回客戶機端的RPLROM。 RPLROM在收齊所有的FILE.DAT.RESPONSE幀后，將執行點轉向啟動塊的入口，啟動工作站。工作站以Windows 95實模式啟動后，將創建一個RAM盤，并將Windows 95實模式文件從遠程啟動服務器拷貝到RAM盤，加載Windows 95實模式網絡設備啟動并建立一個到SBS服務器的連接。最后，連接到該客戶機的計算機目錄（Machine Directory）所在的服務器上，并根據計算機目錄中的有關設置及數據完成Windows 95啟動過程。 4.1.2 PXE啟動原理 ¨ 客戶端個人電腦開機后, 在 TCP/IP Bootrom 獲得控制權之前先做自我測試。 ¨ Bootprom 送出 BOOTP/DHCP 要求以取得 IP。 ¨ 如果服務器收到個人電腦所送出的要求, 就會送回 BOOTP/DHCP 回應,內容包括 客戶端的 IP 地址, 預設網關, 及開機影像文件。否則, 服務器會忽略這個要求。 ¨ Bootprom 由 TFTP 通訊協議從服務器下載開機影像文件。 ¨ 個人電腦通過這個開機影像文件開機, 這個開機文件可以只是單純的開機程式也可 以是操作系統。 ¨ 開機影像文件將包含 kernel loader 及壓縮過的 kernel, 此 kernel 將支持NTFS root 系統。 ¨ 遠程客戶端根據下載的文件啟動機器。 4.1.3 Windows 2000終端（WBT）的特點及純軟件終端啟動原理 此方案中將原本要淘汰的386、486計算機作為終端使用，有利于資源的再利用；同時，安裝軟件及運算等都在服務器上進行，一般情況只需維護一臺服務器就行，對于軟件及防病毒的管理也降低了，所以利用該方案大大降低了總體擁有成本，節省了大量的資金。它有以下一些特點： ¨ 運算、存儲都在服務器內進行，安裝軟件只需安裝在服務器上一份，所有終端就都可以使用；所有終端用戶的文件都各自獨立地存放在服務器上，即使掉電，也不會造成資料丟失； ¨ 機房維護由維護每一臺PC，轉變為維護一臺服務器，維護成本大大降低；總擁有成本（TCO）大大降低； ¨ Windows2000 服務器版本是最新的服務器操作系統，性能非常穩定，整個系統的穩定性得到可靠保障； ¨ Windows2000 終端的界面是標準的 Windows風格界面，使用最新的Windows2000 的界面，用戶非常熟悉，無需特殊培訓； ¨ 能滿足對因特網的需求；應用當今流行軟件時單機反映速度快；使用 Windows終端與使用PC完全相同，所以在 Windows終端上的學習經驗，可以應用到PC上； ¨ 管理和控制性強：終端服務器能夠對終端進行管理，設定終端機運行的軟件，同時能對終端機進行隨時監控。 純軟件終端的啟動原理：它的啟動原理前一部分與RPL或PXE無盤啟動原理完全相同，這里就不再詳述了，后一部分的連接是基于Windows 2000多用戶、多任務的基礎上的終端服務，在工作站上安裝由微軟提供的32位的連接程序，或由第三方的提供的16位或32位在DOS、Windows 3x或Windows 9x無盤站安裝連接程序，并設置好連接屬性，然后在啟動無盤站時將其連接命令加到DOS站的開機批處理，或加到無盤Windows 的啟動組，使其自動連接Windows 2000服務器。在終端安裝Windows CE，服務器端安裝Windows 2000專業版，終端啟動以后透過RDP協議運行服務器端的應用程序，服務器端進行應用程序運算后同樣透過RDP協議將結果在終端顯示。 4.2 無盤網絡的歷史及發展 從1994年至1996年，絕大多數無盤網絡基本構架都是采用Novell Netware 3.11或Novell Netware 3.12作服務器的操作平臺，工作站以IPX方式登錄。當時我們稱它為IPX無盤網絡，主要是用于教學網絡，應用程序主要以DOS為主。 從1996年至1999年，以RPL方式登錄的無盤網絡占絕大多數，服務器端可以選擇Novell Netware 4.1或Windows NT 4.0 Server，在此期間，由于微軟的大力支持，在它的Windows 95產品系列中，推出了網絡版的Windows 95即所謂的完全版，它包含了網絡安裝命令Netsetup，之后的幾年RPL幾乎成為了無盤網絡的代名詞，1998年微軟推出的Windows 98，沒過多久，又推出了Windows 98第二版，其內核較Windows95有較大變化，與Internet聯系更加緊密，功能也有所增強，遺憾的是Windows98不再提供Netsetup命令，也就是說Windows98無法安裝在無盤站上，盡管眾多的愛好者不斷的努力，無盤仍然不能98，期間，也有人聲稱成功安裝無盤Windows 98，其實，只是改頭換面的Windows 95，其內核仍然是Windows 95，我們把它稱之為偽Windows 98。 自2000年至今的一年多來，由于Inter、3COM和QUALSTEM等大公司的界入,使無盤技術得到了飛速的發展，大量高質量的無盤支持軟件不斷出現，例如Inter PXE PDK、3COM DABS、3COM虛擬硬盤和QUALSTEM的Litenet。與之相對應的無盤方案也層出不窮，令人目不暇接，無盤站不能運行Windows 98已成為過去，新的無盤啟動機制反過來被用到了RPL中，使得RPL工作站上也可以運行Windows 98了。與此同時，微軟公司在其劃時代的產品Windows2000中將終端技術收為標準組件，加上第三方軟件Mateframe對終端的支持，使其可以在無盤DOS或無盤Windows3x下連接Windows2000 Server而形成所謂的純軟件Windows 2000 終端。目前在無盤技術方面有三個主流即：RPL無盤Windows98、PXE 無盤Windows 98系統和純軟件的Windows 2000 終端。可以看出在無盤組網方面用戶有了更多的選擇，而且無盤技術的應用領域更廣，幾乎所有有盤站能運行的軟件在無盤站都能運行。 4.3 三種主流無盤網絡的對比 標準WBT名氣最大，是軟件巨人微軟推出，捆綁在Windows 2000里面。它也是微軟針對嵌入式產品推出的重量級產品，微軟希望籍此在嵌入式產品市場中搶得壟斷地位。 標準WBT的優點是對終端的硬件要求不高，只須運行Windows CE以及處理一些簡單I/O動作。不須對現有終端作更多改造升級或再投資，通常586機器即可滿足要求，無須硬盤，在網卡的bootrom中增加Windows CE或PCI槽中插一片帶Windows CE的DOS即可，終端的其它方面無須改動，保護現有投資。缺點：對服務器硬件要求高，因為所有的終端運行的應用程序都在服務器上運行，CPU及內存資源消耗相當大。同時，由于Windows CE本身受限的缺陷，即“客戶機過瘦”，對各種外設的支持不足，相應的驅動程序較難找到，多媒體方面的性能較弱。大型軟件的運行速度較慢。由于微軟的慣例，客戶端只限于Windows CE設備，服務器須是Windows 2000服務器，從而大大限制了它的應用場合。 MetaFrame國內較少見，大家較為陌生，是美國Citrix公司開發，支持16位，32位Windows PC，Windows終端，網絡電腦，Windows CE設備，及范圍很廣的非Windows終端，web 瀏覽器等。服務器端是MetaFrame Server，其實質是用Windows 2000 Server上裝有MetaFrame服務端程序。服務器可以采用多個服務器群集的方式，但須指定一個主服務器（Master metal frame Server）由于客戶端程序可以跨平臺工作，所以在未來ASP中競爭更強。工作方式也與標準WBT極為相似，客戶端須自舉啟動（不一定選擇Windows CE，可以用其它OS，包括DOS、UNIX等），然后可以透過ICA協議在服務器執行應用程序，服務器端也通過ICA傳輸用戶界面，包括運行結果。服務器可以置在遠端，然后終端通過ISDN，MODEN撥號，局域網，甚至無線傳輸等方式，以ICA協議與遠端的服務器通信。這與標準WBT相比有著很大的優勢，意味著ASP供應商可以透過Intenet提供應用服務。MetaFrame還有一個工具很誘人，管理員可以遠程操控客戶端界面，控制客戶端的鍵盤，鼠標以及輸出界面。MetaFrame 的缺點與標準WBT一樣，對服務器硬件資源要求較高。 實質上，MetaFrame與 WBT的核心技術是將用戶界面程序與邏輯運行程序剝離，邏輯運行程序在服務器端運行，用戶界面程序通過ICA或RDP協議傳輸到客戶端，同時ICA或RDP將用戶交互響應的信息（如鍵盤，鼠標操作等）送回至邏輯運行程序處理。但客戶端系統的自舉還須靠本地原有的OS如Windows CE等完成，故嚴格而言，并不算是遠程啟動技術。 PXE是真正意義上的遠程啟動技術。PXE是Intel公司開發，雖然推出時間不短，但真正有價值的應用卻是今年內才體現。據網站記載，國內DTK公司，長城電腦都已成功在Intel PXE技術上研發Windows 98無盤工作站，并在教育系統中大力推廣。 工作站具有一個帶有Intel PXE bootrom的網卡或集成到BIOS的英特爾PXE代碼。當一個終端啟動后，服務器的操作系統（OS）將被加載至其內存中。在遠程啟動軟件外接附件的幫助下，服務器操作系統遠程啟動服務可以支持學生站運行Windows 95和Windows 98。當終端啟動時，PXE代碼將從服務器檢索啟動和配置軟件，這一過程就是遠程啟動。 與終端技術不同的是，PXE運行應用程序用到的是本地的資源，及內存，只是相當于硬盤由網絡代替了，服務器的負荷也大為減少，配置要求相對較低，這是比WBT先進的一大優點。由于工作站上運行的是真正的Windows 98，所以支持的應用軟件十分豐富。工作站加上硬盤后就變成一個標準的PC機，可以在其它場合應用，從而保護了客戶的投資。可惜的是，PXE現在還不支持撥號，ISDN等方式，因而不能透過Internet實現遠程啟動，因此作為ASP工具不太合適。但如果應用于電子教室，辦公室，酒店，網吧，證券等場合則相當具有競爭力。在速度方面，與終端不相上下，但在多媒體方面，PXE占優勢。 綜上所述，三者各具優勢，用戶可根據自身的需求選擇適當的技術和產品。一般而言，若ASP，遠程教育選擇Metal frame最為合適，局域網場合選用PXE較為合適，而PDA，手持設備等則選Windows CE為佳。 PXE與RPL在運行應用程序所使用的資源除硬盤外，都是本地的資源，從其運行模式來看兩者有很多相似之處，但內核是截然不同的，以下從幾個方面進行比較： ¨ 發展前景 PXE：Intel新推出的軟件，從理論上來講應該是很先進的，盡管還存在一些問題，但其優越的一面已經在應用中得到了充分的體現，而且Intel公司還將繼續提供這方面的支持，并且公開源碼，相信以后會更加改進。 RPL：Microsoft產品，已經很成熟了，而且許多愛好者都比較熟，技術資料到處都是，但Microsoft已經放棄了此產品開發與支持，不會再有更新的升級產品了。 ¨ 工作站啟動速度 從少量機器來看,PXE與RPL似乎沒有太多的區別，但如果機器數量較多，PXE會快一些，其原因主要是RPL采用NETBEUI通信協議，若傳送過程中有錯誤幀，RPL會要求整個數據包重發，而PXE采用基于TCP/IP的MTFTP（多點傳送）的通信協議，若在傳送過程中有錯誤幀，PXE并不是將整個數據包重發，只是將某一出錯線程的數據重發，這樣使整個網絡的啟動的速度加快。在工作站較多的情況下，出錯的概率較高，因此在這種情況下啟動速度的差別較大。 ¨ 安裝方面 PXE安裝是基于本地上傳的，也就是說，只要在一個工作站上安裝好一臺有盤工作站，然后通過上傳軟件，將整個硬盤上傳服務器的一個共享目錄下，安裝步驟比較少，整個過程也很簡單，安裝成功率很高。傳統方式下的RPL Windows 95無盤站的安裝過程十分繁瑣，且很容易出錯，安裝成功率很低。目前的RPL技術吸取了PXE的本地上傳方式，使安裝的方法接近PXE的安裝，但需掌握RPL和PXE兩項技術才能進行安裝。當然目前出現的許多RPL98的安裝工具，給安裝無盤RPL Windows 98帶來方便。 ¨ 運行速度 PXE要快一些，特別是在運行一些大的應用軟件或上網時更加明顯，主要原因是由于PXE的默認協議為TCP/IP。而在低配置無盤網絡中，RPL無盤Windows 95要快一些。 ¨ 日后維護方面 PXE和改良的RPL在日后的維護方面十分方便，軟件的維護量極低，所需的維護只是升級應用軟件，刪除客戶機無用文件。若一段時間不用應用程序，且硬盤作好磁盤配額，那么在這段時間內可以作到軟件零維護，對機房管理人員來說可以說是一個解放。傳統的RPL網絡的維護量極大，客戶機可以輕意的破壞系統，雖然可以通過各種手段加以限制，但無法從根本上解決，而且由于各種限制的存在使Windows 界面面目全非。 ¨ 硬件兼容性 PXE軟件可以大多數的網卡和主板，但PXE的啟動芯片支持的網卡并不多，對主板的BIOS要求為AWORD的，其它的BIOS版本則有不兼容的現象，這是目前制約PXE發展的重要因素。RPL的硬件兼容性則很好幾乎所有的網卡和主板都能支持。 三種主流無盤網絡系統（四種方案）對比如表4.1所示。 表4.1 四種無盤啟動技術的比較表
作平臺 Windows2000 Server Windows2000 Advance Server Windows NT 4.0 Server Windows2000 Advance Server Windows2000 advance Server 無盤Windows 95工作站 無盤Windows 98工作站 無盤Windows95工作站 無盤Windows98工作站 教學網絡，游戲網等 教學網絡、游戲網 本文出自：億恩科技【www.bbzhan.com】 |
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