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1、兰州大学管理学院计算机网络大作业无盘兰州大学 管理学院 10信息管理 阮岩1. 无盘的相关概念1.1无盘网络就是一个网络中的所有工作站都不安装硬盘，所有工作站全部通过网络服务器来启动，这样的网络就是无盘网络，这些工作站被称为无盘工作站。1.2无盘工作站可以在没有任何外存（软驱、硬盘、光盘等）支持的情况启动并运行操作系统。1.3无盘系统指由无盘工作站组成的局域网。2. 无盘的发展历程2.1国内的无盘系统出现在上个世纪九十年代中后期，主流应用在大专院校的学生机房中，当时部署的目的主要在于节省硬盘的购置价格，因为当时一块不到1G硬盘，价格在千元人民币。2.2本世纪初，开始有专门公司和人将改良后的国外

2、无盘技术应用在网吧中，并得到用户的好评，并且开始有专门的研发队伍，开始专用无盘软件，利用这类的软件后，普通的网管人员也可以轻松安装无盘机房，因此从那个时代开始，人们习惯将无盘软件当作是无盘系统本身，无盘系统被贴牌后成为了一些无盘软件的代名词。2.3随着美国微软、3COM 、思杰、英特尔公司对PXE 与 ISCSI 等技术的进一步研发与公开，及标准的形成，刺激了整个行业的技术提升，于是产生了现在主流的基于pxe 引导的虚拟磁盘系统，这项革新使无盘系统更加成熟。目前已经成为主流。3. 无盘的工作原理无盘工作站的网卡配有启动芯片（Boot ROM），当工作站以LAN方式启动时，它会向服务器发出启动请

3、求号。服务器收到后，根据不同的机制，向工作站发送启动数据，工作站下载完启动数据后，系统控制权由Boot ROM转到内存中的某些特定区域，并引导操作系统。根据不同的启动机制，目前比较常用无盘工作站可分为RPL、PXE及虚拟硬盘等启动类型，目前国内外主流的无盘系统均为基于PXE 的虚拟硬盘模式。近年来，无盘技术发展十分迅速，产生了大量的分支。根据分类角度的不同，主要有以下几种分类方式：3.1按启动类型：RPL、PXE和BOOTP。3.2按工作站的操作系统：DOS无盘系统、Windows 3.2无盘系统、Windows 95无盘系统、Windows 98无盘系统、纯Windows 2000及 XP

4、无盘系统、Windows 2000终端及Windows XP远程桌面。3.3按服务器操作系统分：基于Windows 2000的无盘系统、基于Windows NT 4.0的无盘系统、基于Windows XP的无盘系统、基于Novell NetWare的无盘系统及基于Linux的无盘系统，甚至还有基于Windows 98的无盘系统，也就是说用Windows 98作服务器。3.4根据系统是否具有移植能力可以分为：PNP (即插即用) 系统、非PNP系统。3.5根据所使用工具的不同进行分类：使用Intel PDK+Litenet的无盘系统、使用国产相关第三方工具的无盘系统、使用Boot-NIC+3CO

5、M PXE的无盘系统。3.6按虚拟磁盘分类：3Com VLD、Boot-NIC、BXP和Edisk等。3.1.1 RPL启动工作原理RPL为Remote Initial Program Load的缩略语，启动过程分析如下：客户端开机后，初始化网卡，网卡BootROM上固化的软件向网络广播一个FIND帧，即引导请求帧，该帧中包含有客户机的网卡ID号。服务器端的远程启动服务接收到客户机广播的FIND 帧后，根据帧中所带的网卡ID号在远程启动数据库中查找相应的工作站记录。如果不存在这样一个记录，引导过程不能继续；如果此工作站记录已经存在，远程启动服务则发送一个FOUND 帧给客户机的RPLROM，F

6、OUND帧中已包含了服务器的网卡ID。当网络上有数台服务器在运行远程启动服务时，RPLROM有可能会接收到多个FOUND帧，但RPLROM只对它收到的第一个FOUND帧有反应。它将根据第一个FOUND帧中所带的服务器网卡ID号，返回一个SEND.FILE.REQUEST帧给对应的服务器。SEND.FILE.REQUEST帧是一个要求服务器发送文件的请求。服务器端的远程启动服务在收到SEND.FILE.REQUEST帧后，将根据远程启动数据库中的工作站记录查找对应的启动块 (BootBlock) 在实际配置时我们知道，它位于NETBEUI目录，名为DOSBB.CNF和W95BB.CNF用FILE

7、.DAT.RESPONSE帧将启动块送回客户机端的RPLROM。RPLROM在收齐所有的FILE.DAT.RESPONSE帧后，将执行点转向启动块的入口，启动工作站。工作站以Windows 95实模式启动后，将创建一个RAM盘，并将Windows 95实模式文件从远程启动服务器复制到RAM盘，加载Windows 95实模式网络设备启动并建立一个到SBS服务器的连接。最后，连接到该客户机的计算机目录 (Machine Directory) 所在的服务器上，并根据计算机目录中的有关设置及数据完成Windows 95启动过程。3.1.2 PXE启动原理PXE远程无盘引导技术是由Intel推出的，配合

8、Qualystem公司的LiteNet，最初选用台湾DTK公司的E-Terminal，成功地实现了Windows 98的远程启动和运行，并使可靠性和稳定性都大大提高。Windows 98的各种应用软件只需通过简单的几个步骤即可加到无盘工作站上，并可随时升级和扩充，其简便的安装方式和构架，很快得到了业内人士的认可，并广泛流行起来。PXE是RPL的升级品，它是Preboot Execution Environment的缩写，意思为预置启动环境。它们的不同之处在于RPL是静态路由，而PXE是动态路由。其通信协议采用TCP/IP，与Internet连接高效而可靠，PXE无盘工作站的启动过程分析如下：（

9、1）客户端个人电脑开机后，在TCP/IP BootROM获得控制权之前先做自我测试。（2）BootPROM送出BOOTP/DHCP 要求以取得IP。（3）如果服务器收到个人电脑所送出的要求，就会送回BOOTP/DHCP回应，内容包括：客户端的IP地址、预设网关及开机影像文件。否则，服务器会忽略这个要求。（4）BootPROM由TFTP通信协议从服务器下载开机影像文件。TFTP协议为Trivial File Transfer Protocol缩写，意为：简单文件传输协议。TFTP可以看成一个简化了的FTP，主要的区别是没有用户权限管理的功能。也就是说，TFTP不需要认证客户端的权限，这样远程启动

10、的客户机在启动一个完整的操作系统之前就可以通过TFTP下载启动映像文件，而不需要证明自己是合法的用户。（5）客户机通过这个开机影像文件开机，这个开机文件可以只是单纯的开机程序也可以是操作系统。（6）开机影像文件将包含kernel loader及压缩过的kernel，此kernel将支持NTFS root系统。（7）开机影像文件在工作站内存模拟成磁盘，从这个模拟磁盘启动。（8）在实模式下连接服务器，将无盘启动预置好各种环境，例如操作系统所在路径，相关注册表的调整等。（9）实模式向保护模式下切换 ( (8)、(9) 两项只有无盘Windows 98时才存在) 。3.1.3 BOOTP协议原理BOO

11、TP是BOOT strap Protocol的缩略语，是一种较早出现的远程启动的协议，BOOTP最早出在UNIX系统中，负责UNIX终端的远程启动，直到目前仍是UNIX及之后的Linux系统中最常用的方式。它在基于Windows的无盘网络运用较少，但随着Windows 2000不支持RPL远程启动，并且以TCP/IP作为默认安装网络协议，逐步表明今后的Windows也将以TCP/IP协议作为主要的发展方向，纯TCP/IP的网络将是今后发展的方向。我们经常用到的DHCP服务就是从BOOTP服务扩展而来的。BOOTP协议使用TCP/IP网络协议中的UDP 67/68两个通信端口。BOOTP主要是用

12、于无磁盘的客户机从服务器得到自己的IP地址、服务器的IP地址、启动映像文件名、网关IP等。它的简单启动过程为：由BootROM芯片中的BOOTP启动代码启动客户机。此时客户机还没有IP地址，它就用广播形式以IP地址0.0.0.0向网络中发出IP地址查询的请求，这个请求帧中包含了客户机的网卡MAC地址。网络中的运行BOOTP服务的服务器接收到这个请求帧后，根据这帧中的MAC地址在BOOTPTAB启动数据库中查找这个MAC的记录，如果没有此MAC的记录则不响应这个请求，如果有就将FOUND帧发送回客户机。FOUND帧中包含的主要信息有客户机的IP地址、服务器的IP地址、硬件类型、网关IP地址、客户

13、机MAC地址和启动映像文件名。客户机就根据ROUND帧中的信息通过TFTP服务器下载启动映像文件，并将此文件在工作站内存模拟成磁盘，从这个模拟磁盘启动。在PXE启动中可以采用动态分配IP的DHCP方式，也可以采用固定IP方式的BOOTP方式，但它的应用场合不同，若为单一的无盘网络，则可采用DHCP方式简化管理；若为多个网络互连的结构，则使用指定IP的BOOTP方式更为合理一些。4. 无盘的工作环境4.1主控服务器，控制队列排序，列表集中管理。由主控服务器统一分配地址，统一分配承载机量，服务器的自我检测由下至上发送，不再横向互发。4.2服务器间的镜像自动同步，其中一台更新过镜像之后，向其他服务器

14、发出通知，自动与之对比，确保多服务器之间的数据是统一的。4.3回写缓存数据除了支持本地回写外，超出写向服务器回写盘中的数据，也会与多机之间互同步，即确保存在与服务端的CACHE 数据也是多服统一的。4.4当某台服务器宕机后，原服务器所承载的所有机器，会被平均分配到其他几台（而不是一台）服务器上，工作站无需重新启动。4.5当服务器修好以后，再次处于正常运行中，其原先所带的工作站，可以自动全部回到它的队列中，不需人工干涉。5. 无盘的优势及劣势5.1节省网络部署成本，网络施工系统安装工作时间缩短。5.2易于管理和维护，采用国际主流的虚拟化桌面存储概念，统一管理网络中的所有的机器，统一软件部署与版本

15、更新可以集中完成，节省管理成本。5.3安全稳定。由于无盘网吧不存在硬盘，整个系统在网维大师无盘的管理下非常安全。在普通用户模式下，无盘工作站操作系统上所进行的操作，在重新启动后均会还原初始，可以防止病毒入侵与误操作破坏. 节省维护成本。5.4性能和负载更强。智能负载均衡，按服务器硬件性能智能分配客户机，性能得到机极致发挥，让网吧提速20倍。5.5速度更快。除了上述优势外，无盘还存在以下劣势：5.6容易被恶意攻击导致系统瘫痪。5.7大量复制文件时会卡。5.8不能抵御局域网攻击。6. 无盘的应用范围6.1适用于学校无盘网络教室的组建或改造。6.2适用于大中小型公司、企事业单位、营业厅等办公室。6.

16、3适用于游戏吧及Internet 网吧。6.4适用于酒店、KTV歌厅等以VOD为主的网络。7. 主流的无盘技术7.1锐起无盘锐起无盘是上海锐起信息技术有限公司集多年网络平台研发经验和深厚的无盘开发功底，全力推出的用于远程启动Win XP/2000系统的网络平台软件，锐起无盘XP是锐起科技集多年的研发经验和深厚的技术功底，基于PXE启动方式，开发的用于远程启动的网络平台软件系统。最新一代的锐起无盘XP3.X系统独创性地采用多机热备技术，任一服务器宕机都不会影响客户机的正常使用，彻底解决了传统无盘服务器高风险的难题。为了减少服务器数据回写压力，锐起无盘XP采用了客户机内存数据写缓存技术，可以将客户

17、机运行过程中产生的临时文件保存在本地内存中，这样极大地提高了回写速度，增强了服务器的负载能力，让服务器运行更加高速稳定。锐起无盘XP基于多机热备与写缓存两大技术优势已经成为网吧无盘方案的首选。锐起无盘具有以下特点：（1）性价比高，安全可靠。精心优化的网络通信结构和硬盘驱动使服务器负载能力强劲，单台服务器可带多达百台以上的客户机。多台服务器进行级联，宕机时服务器自动负载平衡，宕机服务器所带客户机会智能选择正常服务器进行启动。无盘服务器宕机不再影响客户机正常使用，确保无盘网吧安全运行。独创“无盘+有盘”工作模式，令客户使用更安心。（2）稳定可靠，兼容性极佳。采用WindowsscsiMinipor

18、t驱动模型程序为核心，确保软件稳定可靠，兼容性强；智能化的即插即用功能，确保客户未来硬件升级简单易行。（3）功能强大，配置简便。包含游戏自动更新在内的多项功能令客户使用更方便。单一磁盘及多磁盘的灵活选择所体现出来的人性化设计遍布软件的各个功能模块，将维护工作量降到最低。（4）智能保护智能化的自我恢复，最大限度地提高防毒能力，服务器自动数据同步，确保系统稳定。发挥网络性能及至，突破硬盘速度瓶颈千兆桌面网络环境下，更能充分利用高效TCP协议突破硬盘速度瓶颈，令每台客户机都能体验到无盘服务器的高速硬盘性能，实现无盘环境下软件运行速度超越有盘的效果。锐起无盘在大中国地区拥有广泛的市场知名度和占有率，客

19、户遍及教育院校、公共事业、电信、金融、零售贸易和娱乐等诸多行业。锐起无盘案也逐步走向世界，受到美国、日本、韩国和马来西亚等国家地区海外用户的欢迎。7.2网众无盘网众无盘的基本实现原理简而言之就是利用底层技术通过网络将服务器上的磁盘映像文件模拟成硬盘，并从其启动。网众无盘具有以下特点：（1）自主知识产权产品，其他公司都是盗版美国Ardence的BXP产品。（2）服务器支持Linux/Windows。（3）客户端支持DOS/Windows 2000/Windows XP/windows2003/windows vista/Linux。（4）BAW专利技术支持所有主板和网卡的PNP。（5）支持NFo

20、rce2,3,4,5全系列网卡。（6）一键式全自动安装和恢复，只要会安装普通软件，就会安装网众NxD。（7）服务端支持直接读取硬盘，会安装Windows，就会做无盘。（8）服务端支持多网卡绑定，网络流量不再是瓶颈。（9）服务器端支持多服务器同步技术，多台服务器也可一次完成更新维护。（10）网众首创了单映像在线更新技术，使得整个网络系统在正常的运行情况下，也可以对磁盘进行更新作。（11）提供及时更新技术，可以马上体验更新后的效果。（12）提供磁盘更新点与还原点，等于让系统加了两道保险锁。（13）每个客户端都有同步的功能，也可以设置任意大小的附加盘进行个性化存储。（14）服务端可以采用为Linux

21、系统，从根本上杜绝了大部分病毒的传播。（15）采用磁盘快照技术，就是客户端存在病毒文件，也是以普通的数据文件存在，无法传播。（16）客户端对服务端的映像文件或磁盘有可控制权限，根据需求和设置达到完全保护的功能。7.3易游无盘易游无盘系统是用在办公，教学，网吧等场合的一套整合系统。用一台或多台服务器提供网络资源。其他的电脑不需要硬盘，通过网卡启动的一种系统。其实就是把XP系统一部分用网络下载到本地的内存中运行。在客户机用起来就象是自己电脑有装XP系统一样。7.4 MZD无盘MZD无盘,全称为Management Zero Demand(管理零需求)是湖南斯普林科贸发展有限公司开发的一套为行业客户

22、提供增值服务，提升服务质量，提高管理效率，降低管理成本的一个综合型网络平台软件解决方案。MZD无盘适用于金融、教育、医疗、邮政、网吧等行业，尤其在网吧及教育行业，MZD应用广泛。在网吧行业中，MZD无盘主要负责客户的操作系统的启动，虚拟磁盘的应用，工作站管理、网络安全管理等几方面。MZD系列历经五代版本的演变和十年市场考验，已经成为市场主流网络平台软件之一，是INTEL“未来之星”独立软件供应商ISV计划成员，荣获国家版权局认证。MZD已形成了覆盖湖南，辐射全国27个省、自治区，直辖市的巨大市场影响力，并成功进入海外市场。MZD无盘具有以下特点：（1）业内首创按工作站台数计点的计费模式，后被业

23、内普遍认可，采用。（2）业内首创网上交易平台，极大提升了工作效率和业务处理能力，广受用户欢迎。（3）业内首创专用商务信息交流平台，为广大合作伙伴、用户提供信息交流、技术支持、服务受理平台。（4）全国领先支持微软VISTA最新操作系统的平台软件。（5）国内率先完美解决ARP网吧流行攻击问题的平台软件。（6）顶尖多服务器相互备份技术，多台MZD服务器并存于同一局域网内，保障整个网吧的正常运营。（7）国内率先采用BT技术的智能更新平台，功能强大，采用BT下载技术，智能化对比更新。7.5 DOL无盘DOL无盘是无盘系统的一种，目前常见的无盘系统有锐起，网众，BXP，DOL，斯普林的明智，创世纪等等，D

24、OL俗称魔盘，在无盘界里独树一帜，它的很多专利技术都与其它无盘不一样，显著的特点就是服务器配置要求非常低，启动速度很快，安装调试比较复杂，基于DOS下的一种系统，必须由DOL公司的人员安装，目前网络上盗版卡、复制卡比较多，因为他们是硬件加密技术不够完善，正因为如此，所以正版普及率不是太高。7.6 BXP无盘BXP是美国Venturcom公司在美国Microsoft公司协助下开发成功的一款虚拟网络驱动软件，它能够在服务器上划分出一个或多个虚拟硬盘，每个虚拟硬盘都可以支持一台PXE无盘工作站的启动，并可以共享所建立的虚拟硬盘映像文件。BXP无盘具有以下特点：（1）超稳定。（2）轻松管理，维护方便。

25、（3）速度快。（4）功能强大，兼容性好。（5）节省总体投资成本。7.7无忧无盘无忧无盘系统是由杭州常锦科技自主研发的整套无盘解决方案，结合系统服务与数据服务，基于Windows平台实现了Linux安全稳定性能。无需第三方支持，就能保证用户正常使用电脑，满足酒店、网吧、企业等多电脑环境需求，完美支持Winxp,Win7,结合公司“无忧网维”提供完整的内容及更新服务。无忧无盘具有以下特点：（1）部署方便，管理轻松一台工作站=所有工作站，无盘独有的特性使得管理一台超级工作站系统就可以处理所有工作站。（2）降低成本，省电省硬盘不仅出装工作站省去硬盘费用，使用过程还省去工作站硬盘电费。（3）无盘架构，安

26、全更高由于没有硬盘，工作站更安全，不比担心工作站硬盘分区表，杜绝网络病毒。（4）强大PNP技术技术使得Windows启动的时能够找到对应网卡的支持。（5）超大内存支持高达32Gb的内存，使得服务器硬盘压力更小，无盘网络速度更快。（6）强大的缓存技术服务器支持超大缓存，工作站支持零回写模式使得速度超过了有盘。7.8快吧无盘快吧无盘是拾三意强者研发团队集多年的软件研发经验，潜心设计的一套适用于网吧的无盘系统。软件集游戏全自动更新、网络安全、维护管理、资讯娱乐于一体，是一套基于无盘网吧的整体应用解决方案。快吧无盘包括了时下很多实用的功能：它支持Linux和windows多系统环境，同时支持32位和6

27、4位硬件平台方案，可以适应不同类型的网吧需求。多服务器负载均衡和服务器间的热备份功能保证了无盘网吧可以稳定运营。独有的无盘ARP防火墙及IPSec安全策略功能，有效防御了无盘下的常见网络攻击行为。快吧无盘系统还具备安装简便、操控人性化等优点，可以实现客户机各种参数的批量修改，甚至可以对客户机系统直接进行远程桌面操作，轻松实现无盘网吧的集中式、一体化管理。7.9绿茶无盘与其他无盘相比，绿茶无盘具有以下特点：（1）新内核技术采用国际上最成熟的协议技术开发，稳定性高，速度快，硬件成本低，兼容性好。（2）流控管家采用最新的NSRS全双工分离模式流控技术,网络收发分离，全双工独控，接收发送无控制冲突。（

28、3）最小内存占用、高带机量服务端核心内存占用最小仅5M,带机180台仅占用40M。（4）多网卡分流、绑定分流支持多网卡分流，可分别达到多张网卡极限，单网卡能分别突破千兆以太网的带宽极限，利用率达99.5%，且支持多网卡绑定。7.10深度无盘深度无盘网吧系统专为网吧量身定做，可以实现客户机Windows 操作系统的远程无盘启动、虚拟磁盘的 应用、工作站管理等几大方面，同时拥有远程维护、智能PNP技术、客户机本地内存 回写、多硬件配置等功能。兼容各大三层更新配合使用。深度无盘具有以下特点：（1）支持镜像设置独立回写路径，支持 工作站本地回写，减轻传统无盘集中回写的并发压力，发挥服务器更高效能，提高

29、 工作站的运行速度。（2）支持客户机本地内存写缓存，有效提高了数据回写速度，减少了服务器回写 的压力，提高带机量。（3）支持多种硬件配置的工作站共用一个磁盘镜像进行启动， 不同硬件工作站也可实现同步更新。（4）绿色无广告 不内置任何 第三方广告插件，无弹窗烦恼。除了上述无盘外，还有其他无盘，例如顺网无盘，i8无盘等。8. 无盘建设实例8.1相关软件及工具深度无盘软件Virtual box 虚拟机。Windows XP系统镜像。Windows 7 本机操作系统。8.2简要实验步骤安装Virtual box虚拟机。安装windows XP 操作系统。将安装完成的XP系统进行复制，这样形成两个系统，

30、将这两个系统分别命名为xpserver，xpclient，在xpserver中安装深度无盘服务器端，在xpclient中安装深度无盘客户端。Xpserver服务器端 IP：192.168.5.2。Xpclient客户端IP：192.168.5.3。共同网关：192.168.5.1。在服务器端和客户端任意一端均使用ping命令，测试网络互通。虚拟机中服务器端和客户端网络设置均为桥接网卡。配置好服务器端后，在客户端会读得联机硬盘，设置超级管理员，进而上床系统镜像，系统镜像上床成功后，此时无盘建设工作基本结束。注：关于深度无盘服务器端和客户端的配置，只要按照其软件程序说明进行，操作简单。8.3问题及

31、解决在整个实验过程中在客户端上床系统镜像时找不到指定磁盘，即给定上传目标磁盘错误，使得系统镜像文件上传不成功主要解决方案是将xpclient电脑中磁盘盘符进行调整，使得与系统给定的磁盘目标相一致，本次实验我所采取的方法是卸载相应光驱，注销后，使得光驱的盘符空闲出来，进而与客户端上传系统时的盘符相一致，使得系统镜像上传成功。8.4实验最终结果图集图1上图中xpserver是服务器端，xpclient是客户端，xp1、xp2是两个新建的无硬盘的电脑，xpserver2和xpclient2是为了保证实验的正确性所做的对原系统的另一备份。图2上图中是xpserver端，在深度无盘网吧系统中，c1001是xpclient，cl006是xp2,cl005是xp1。图3图4上图为xp1以网络模式进行启动的过程图5xp1为普通用户图6注：具体过程及结果，可以通过远程桌面方式进行展示QQ：1192662071