计算机网络 | 无盘工作站的建立

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发布时间：2019-05-23

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一、引言

1.1 无盘工作站概念

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，而这些工作站被称为无盘工作站。无盘工作站的原理就是在网内有一个系统服务器，这台系统服务器上除了有它本身运行所需的操作系统外还需要有一个工作站运行所需的操作系统。

无盘工作站的机箱中没有硬盘，其它硬件都有，而且无盘工作站的网卡必须带有可引导芯片。在无盘工作站启动时网卡上的可引导芯片从系统服务器中取回所需数据供用户使用。总而言之就是，无盘工作站其实就是把硬盘和主机分离，无盘工作站只执行操作不执行存储。故不会改变文件。

图 1-1 无盘工作站网络拓扑图

1.2 无盘工作站优点

1．省资金。每个工作站都不用硬盘，节约大量资金。

2．易管理。工作站10秒自动还原，由于无硬盘，所以不怕随意关机或人为破坏。

3．速度快。12秒进Windows 98，这是有盘无法想像的。服务器采用高速磁盘阵列，加上大内存，大缓存，高速CPU，所以响应速度极高，普通工作站性能大幅提升。

4．内容丰富。每个工作站都共享240G或更多节目，比有盘多6倍。2000多首MP3,1000多集电影，上1000个游戏，足以让每个网民乐不思蜀，网吧财源滚滚。

5．安全性好。独一无二的超级保护功能足以让有盘工作站相形见绌，不怕恶意攻击和破坏，实现无人值守及零维护，再也不用整天手忙脚乱地Ghost硬盘了。

6．游戏升级快。升级服务器游戏相当于同时升级几百台工作站的游戏。

7．安装快速简单。原有网络原封不动，100台改无盘只要3个小时左右。

1.3 VMware Workstation

VMware Workstation（威睿工作站）由全球云基础架构和移动商务解决方案厂商VMware开发，是一款功能强大的桌面虚拟计算机软件，提供用户群体可在单一的桌面上同时运行不同的操作系统，和进行开发、测试、部署新的应用程序的最佳解决方案。

VMware Workstation允许操作系统和应用程序在一台虚拟机内部运行。虚拟机是独立运行主机操作系统的离散环境。

在VMware Workstation无盘工作站中，可以在一个窗口中加载一台虚拟机，它可以运行自己的操作系统和应用程序。同时可以在运行于桌面上的多台虚拟机之间切换，通过一个网络共享虚拟机，挂起和恢复虚拟机以及退出虚拟机，这一切不会影响你的主机操作和任何操作系统或者其它正在运行的应用程序。

优劣势分析

1.计算机虚拟能力，性能与物理机隔离效果非常强大。

2.功能非常全面，倾向于计算机专业人员使用。

3.操作界面简单明了，适用各种计算机领域的用户群体。

4.体积庞大，安装时间耗时时间长。

5.使用时占用物理机资源较大。

二、无盘工作站的发展历史

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。

21世纪初，开始有专门公司和人将改良后的国外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。

2003后，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。已经成为主流。　

第一部计算机并没有操作系统。这是由于早期个人电脑的建立方式（如同建造机械算盘）与效能不足以执行如此程序。

三、无盘的工作原理及分类

模式文件从远程启动服务器拷贝到RAM盘,加载Windows 95实模式网络设备启动并建立一个到SBS（Server Based Setup）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 RPL实现方法的分析

RPL方式的无盘网络目前占绝大多数,由于微软的大力支持,在它的Windows 95产品系列中,推出了网络版的Windows 95,它包含了网络安装命令Netsetup,之后的几年RPL几乎成为了无盘网络的代名词。

自2000年至今,由于Inter和3COM等大公司的介入,使无盘技术得到了飞速的发展,新的无盘启动机制被用到了RPL中。作为Microsoft产品,RPL已经很成熟了,技术资料相当完整。

3.2 PXE启动工作技术

PXE是RPL的升级品。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:

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，Bootprom送出BOOTP/DHCP要求以取得IP。

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。

Bootprom由TFTP通讯协议从服务器下载开机影像文件。个人电脑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式也可以是操作系统。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。最后远程客户端根据下载的文件启动机器。

PXE实现方法的分析:

PXE是Intel公司开发,国内的长城电脑等公司都已成功地在Intel PXE技术上研发出了Windows 98无盘工作站。

PXE运行应用程序用到的是本地的资源及内存,只是相当于硬盘由网络代替了,服务器的负荷也大为减少,配置要求相对较低,支持的应用软件十分丰富。

3.3 Windows 2000终端（WBT）的特点及纯软件终端启动工作技术

WBT是Windows2000推出的一项标准服务,它允许用户以Windows界面的客户端访问服务器,运行服务器中的应用程序,使用户就像用自己的计算机一样。在WBT网络中,所有应用软件的安装、配置、运行和存储等均在服务器上进行,客户机（终端）只作为输入输出。

设备, 相当于从服务器延伸出去的键盘和显示器。当终端用户登录到服务器后,就可以像使用本地资源一样使用服务器上的资源,运行服务器上的Windows应用程序。多个终端用户可以同时登录到服务器上,互不影响地工作。这样的网络十分容易进行集中管理,很适合局域网构建。WBT的这一特点跟早期的UNIX的字符终端类似,但WBT的优势在于它是基于Windows的,具有友好的图形界面和Windows的易用性。

纯软件终端的启动分析

它的启动原理前一部分与RPL或PXE无盘启动原理完全相同,后一部分的连接是基于Windows 2000多用户、多任务基础上的终端服务,在工作站上安装由微软提供的32位连接程序,或由第三方提供的16位或32位连接程序。终端启动以后通过RDP（Remote Display Protocol）协议或ICA协议运行服务器端的应用程序,服务器端进行应用程序运算后同样通过RDP协议将结果在终端显示。

WBT实现方法的分析

WBT由微软公司推出,并且捆绑在Windows 2000里面。它也是微软针对嵌入式产品推出的重量级产品。标准WBT的优点是对终端的硬件要求不高,处理绝大多数I/O动作。不须对现有终端作更多改造升级或再投资,通常586机器即可满足要求,无须硬盘,终端的其它方面无须改动,保护现有投资。WBT对服务器硬件要求高。

3.4 三种主流无盘网络系统对比

总的来说，三种主流无盘网络系统（四种方案）对比可以以下表来进行表示。

表 1 三种主流无盘网络系统对比

	PXE	RPL	标准WBT	MateWBT
服务器、操作平台	WindowsNT4.0Server、Windows2000Server、Windows2000AdvanceServer	NovellNetware3xx、WindowsNT4.0Server	Windows2000Server、Windows2000AdvanceServer	Windows2000Server、Windows2000advanceServer
显示服务协议	由本机设备处理	由本机设备处理	RDP协议，仅支持在TCP/IP环境下运行的wan，lan或远程访问网络。仅适用宽带企业网	ICA网络协议，适用于宽带网及窄带网，并支持屏蔽技术，管理员可远程操纵瘦客户端设备
客户端支持	无盘DOS工作站、无盘Windows95工作站、无盘Windows98工作站	无盘DOS工作站、无盘Windows95工作站、无盘Windows98工作站	Windowsce设备、Windows终端	超过200个客户终端，支持16位，32位Windows终端，网络电脑，Windowsce设备，及范围很广的非windows终端，web浏览器
服务器要求	较低	最低	高	高
工作站要求	最高	较高	较低	低
应用场合	新建机房，无盘网吧、教学网络，游戏网等	配置较差的无盘网络、教学网络、游戏网	Windows9x网络，企业内部网资源共享手持设备	配置很差的386、486机房改造，主要用于教学网

四、无盘的典型应用领域

无盘网络系统可以应用在网络教室，企业内部局域网、网吧、酒店、点歌娱乐行业及一切无盘网络的组建和改造。

适用于学校无盘网络教室的组建或改造；

适用于大中小型公司、企事业单位、营业厅等办公室；

适用于游戏吧及Internet 网吧；

适用于酒店、KTV歌厅等以VCD 为主的网络。

五、典型无盘产品介绍

5.1 BXP

BXP是美国Ventuacom公司推出的无盘XP产品，世界上第一套纯软件实现的无盘XP产品。

BXP初始启动采用Intel PXE，启动系统后采用UDP传输协议，从存储设备驱动程序一级模拟了一个Scsi miniport设备。采用UDP传输协议的优势在于UDP反应速度快，在比较小的规模时，服务器可以为客户机提供最大的数据吞吐量。但缺点是在客户机比较多时，服务器的压力增大，效率下降，因此无法带动比较多的客户机。

由于提供的配置工具过于简单，选项过于繁杂，因此无盘XP系统的配置过程非常复杂，需要非专业人士方可掌握。

BXP服务器端采用Windows 2000/2003 Server，客户端支持Windows XP。 BXP正版销售价格昂贵，目前市场上见到的基本为盗版。

5.2 EHD

EHD是台湾顺昱公司出品的一套基于硬件实现的无盘系统，由于它安装配置简单，在９８系统上很稳定，目前在无盘98的市场上应用很广，在国内拥有一定的份额。但基于无盘XP的应用还未见成熟。

EHD采用自已定义的一套网络协议，在小规模应用时速度很快，系统运行稳定可靠，但由于其服务器没有成熟的操作系统支持，并且服务器端不能采用多网卡来均衡网络流量，因此无法发挥出服务器的最大能力，因此在支持无盘XP方面，单台服务器支持的客户机数量有限。

EHD客户端需安装一块虚拟硬盘卡，服务端也需要安装一块卡来为客户端提供数据。因此该产品价格较贵。

EHD服务器端不需要操作系统的支持，客户端支持Windows 98/2000/XP。

5.3 锐起无盘XP

锐起无盘XP是上海锐起信息技术有限公司集多年网络平台研发经验推出的用于远程启动Windows 2000/XP的网络平台软件，也是国内第一家自主研发的无盘XP产品。锐起公司的无盘98产品（启明星无盘网络系统、锐起无盘网络系统）在中国市场已广泛应用。

锐起无盘XP初始启动采用Intel PXE，启动系统后采用TCP协议，可以最大程度的利用服务器的网络和存储资源，同时服务器端可以采用多网卡、硬盘阵列等提高服务器的网络和存储吞吐量，增加单台服务器所能带的客户机数量。

由于锐起无盘XP的所有部件都是完全自主研发的，了解国内人员的使用习惯，管理员只需在一个统一的管理界面中对无盘XP系统进行管理，配置简单，一般技术人员可以在较短时间内掌握。

锐起无盘XP无需对客户机和服务器硬件做任何更改，客户机只需要有Intel PXE启动代码即可。

5.4 其他无盘XP系统

除BXP、EHD和锐起无盘XP外，目前国内还有一些厂家，宣称自己有无盘XP系统的产品，但由于不具备深层的开发能力，这些产品大部分都是盗用了其他软件的核心部件即客户端的虚拟磁盘驱动程序，把文件中涉及到版权和公司的字符串用二进制编辑工具处理掉，再配合自己的服务端程序组装而成。

该类产品基本分为三类：

Ａ、采用微软iScsi Initiator的产品

微软iScsi Initiator是集成在Windows Server 2003中的一个部件，用于实现网络磁盘的安装和管理，目前国内有一些公司把这个部件Windows Server 2003 中提取出来，用做无盘XP的客户端部分，并且根据iScsi协议开发了服务端的服务程序，从而实现了XP的无盘启动。

Ｂ、盗版BXP产品

盗版BXP的产品目前已发现多例，很多这样的产品都号称自己的产品与BXP兼容，谎称是依照BXP的结构和思路实现的。但经分析表明，这些产品全部采用了BXP的客户端核心驱动程序的文件，有些对文件做了简单的处理，以防止他人识别出来，还有的根本未对文件本身做过处理，只是简单的把文件改名。

Ｃ、盗版ＥＨＤ产品

由于盗版产品往往低价取胜，由于该类盗版需要硬件，成本高，仅个别公司盗版该产品。

以上三类产品，由于核心部件采用了他人的成果，这些产品必须分析出原产品的网络通讯模型，并配合自己的服务端，这样的产品不可避免的会有一些缺陷，如客户端运行不稳定、服务端服务能力差、一些必要的功能无法实现、软件无升级空间等。遇到厂商的盗版打击，这样的公司往往难以维继，不能提供软件产品的后续支持和服务，而对于无盘系统这样的系统级产品，没有服务带来的灾难是致命的。这也是北方网吧这些年来谈到无盘色变的根本原因，盗版的盗版（盗版软件本身再被实力弱的经销商再次盗版）造成了没有服务的无盘系统在更看重服务的北方遭到抛弃。