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1、基于无盘工作站的多媒体教室搭建项目报告报告人：电 话：目录一、项目概述31、项目背景32、项目内容33、项目意义3二、项目实现31、项目依据及技术原理32、系统引导的实现33、无盘网络的搭建34、客户端的安装35、客户端系统优化116、客户端的搭建277、服务器的搭建308、无盘术语简介349、无盘启动的实现3610、无盘启动的优化47三、项目总结511、成果展示512、项目总结51四、参考文献51一、 项目概述1、 项目背景我校在3号教学楼和5号教学楼有大量多媒体教室，且每个教室的多媒体电脑均为独立的，这样的布局安排存在很多缺点，现列举如下：1、不利于管理员进行管理。比如需要进行系统升级则需
2、要管理员一台一台的进行升级，不仅需要花费大量的人力物力更要浪费很多宝贵的时间；2、不利于教师在任意教室安排教学授课。比如某些课程需要安装特定的教学软件，而只有个别教室的多媒体电脑安装了这些软件，这样就不利于教师们在任意教室安排教学授课；3、不利于多媒体教室电脑系统的安全。由于每天都有很多老师需要使用使用多媒体教室上课，这样难免会有一些病毒或者有害文件通过移动设备来损害计算机系统，小则造成系统运行缓慢、卡机、死机等现象，大则造成系统崩溃，影响教学的正常进行；4、不利于多软件的安装。每台电脑的硬盘容量有限，但由于各门学科教学内容的不用所需要的教学软件也不同，为了满足各门学科的教学就需要安装各种软件
3、，这样硬盘的容量就显得很紧张或者根本就不够用了；5、不利于常用软件的及时更新。随着计算机技术的发展，教学内容也会与时俱进，这时就需要更新一些老的教学软件到最新版，但由于我校多媒体教室分布较广，如果卓个更新无疑需要花费大量的人力物力以及宝贵的时间；6、不利于教学资源的共享。由于每个多媒体教室的电脑均为独立的，所以无法方便的访问校园网上的大量共享资源，也不能方便的共享自己的一些较好的教学资料；7、不利于实时查找Internet互联网上的资源。由于多媒体教室的电脑均没有连接外网，所以不能方便的查找Internet互联网上的最新教学资源。鉴于目前多媒体教室存在的一些缺点，本人同团队合作伙伴进行了一系列
4、分析和调研，发现目前流行的无盘工作站技术可以非常完美的解决上述问题，而且还有很多其他优点，现将无盘工作站技术的优势列举如下：1、特别方便管理员的维护和管理。由于无盘工作站技术是基于网络系统的一种先进技术，它将所有的多媒体教室电脑通过网络连接的在一起，管理员只需要坐在办公室就可以通过网络远程查看每台客户端的运行状况，实时的解决客户端遇到的问题，不仅极大的减轻了管理员的工作量，还节省了大量的人力、物力和宝贵的时间，从而提高了工作效率；2、方便多媒体教室客户端系统及软件的更新升级。由于无盘客户端的系统是从网络服务器上启动的，真正的操作系统存在于网络服务器上，如果需要更新操作系统只需要更新服务器上的操
5、作系统即可实现全部客户端操作系统的更新，包括软件的安装和更新，同样只需要在服务器上安装或更新软件即可，而且不存在硬盘不足的问题（服务器的硬盘都很大），同时解决了教师不能在任意教室安排教学内容的弊端，因为所有教室的系统环境都是一样的，有任何特殊需要只需要在服务器端进行必要的设置即可；3、能完全保证多媒体教室客户端系统的安全和稳定运行。无盘工作站技术的真实操作系统是存在于服务器的，客户端运行的系统只是真实系统的一个影像，而且客户端系统的改变不会影响服务器端系统，所以客户端系统收到的病毒威胁等其他一些不利因素不会影响到真实的操作系统，客户端只需要重新启动操作系统即可解决遇到的问题；4、能显著提高客户
6、端操作系统的运行速度。无盘网络的操作系统都是经过优化部署的，减去了不常用的启动组建，优化了大量不常用服务为手动启动，也就是只有用到这些服务时才启动，同样客户端系统不需要安装杀毒软件，这样不仅加快了系统的启动速度，更省去了大量宝贵的内存资源，在保证稳定性的同时大大提高了系统的运行速度。 5、能有效保证内部网络及服务器系统的安全。无盘网络所有的数据交互均属于一个内部网络，而且所有的数据交互均需要经过服务器，这样只需要为服务器安装合适的杀毒软件就可时刻监控网络的运行，不仅能保证内网的安全，也能拒绝外网的不安全信息；6、利于教学资源的及时共享和实时访问。使用先进的无盘工作站技术只需要将校园网的教学资源
7、共享服务器接入无盘网络即可完美实现任意客户端对教学资源的即时共享和实时访问，而且网络的运行高效、稳定、安全，能轻松的满足日常的教学资源的共享和访问，而且不会对服务器造成安全威胁；7、利于Internet互联网资源的访问。同校园网教学资源的共享相似，只需要将Internet接入无盘网络，即可实现任意客户端对Internet互联网资源的访问，方便教师的授课；8、节约多媒体教室客户端电脑维护的成本。无盘网络技术能为每一台客户端省去一快硬盘的成本，同时对客户端硬件系统的要求不高，这样能有效降低多媒体教室创建的成本。2、 项目内容无盘工作站中“盘”指的是硬盘， 无盘工作站的原理就是在网内有一个系统服务器
8、，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（如主板、内存等），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。3、 项目意义无盘局域网的搭建可以节约大量购买硬盘的资金，客户端计算机启动速度快，运行流畅。而且系统容易维护，只需要做一台系统的升级就可以使整个网络的系统得到升级，而且不用担心别人会把你的系统搞坏掉，因为系统是存储在服务器上面的。相比有盘网络，无盘客户端的操作系统是安装在服务器端的，这样就很便于系统管理员更新、维护客户端系统。由于我校多
9、媒体教室分布广泛，这样借助于网络和无盘的优点，可以显著减少管理员东奔西跑的次数，大大提高工作效率，意义深远。二、 项目实现1、 项目依据及技术原理操作系统的引导机制：计算机加电自检后硬盘被复位ROM BIOS只读输入输出系统控制芯片，将MBR读入内存; 将控制权交给主引导程序BootStrap，BootStrap检查分区表状态寻找激活分区;然后由BootStrap将控制权转交给活动分区的引导记录由引导记录加载操作系统。在操作系统的加载过程中ROM BIOS将硬盘复位并将MBR读入内存的操作是不可控制的;但BootStrap和分区表的内容是可以改动的通过BootStrap对引导过程进行有效的控制
10、就可以实现多系统引导。无盘工作站启动原理无盘工作站之所以能够启动，是由硬件（工作站端）和软件（服务器端）共同配合的结果。软件上，就是服务器上的远程启动相关服务和无盘系统软件；硬件上，则是工作站网卡上的BootROM芯片。较常用的无盘启动芯片有RPL和PXE两种。RPL 芯片可用于10M和100M的网卡，有针对NT（2000）的，有针对NetWare的。不同的网卡用的也不一样，需要配套。所以做无盘时不是任何网卡都能做的。10M的NE2000和8029网卡、100M的8139网卡等都支持RPL芯片，并且也都容易找到相应的RPL芯片。PXE芯片一般用于100M的网卡，以在8139网卡上的应用最为成熟
11、和典型，甚至很容易就可找到用于8139网卡的PXE芯片代码（用于写入主板或空白BOOT片）。现在较常见的是那种RPL/PXE双启动的BootROM芯片。RPL芯片的启动原理1发现阶段。当Client启动后，其网卡上的BootROM会向Server广播一个引导请求帧，即FIND帧，该帧包含有Client的网卡号（MAC地址），网络上所有Server都会发现这个FIND帧。 2提供阶段。Server远程启动服务收到Client广播的FIND帧，根据帧中所带的ID号，检查远程启动数据库中是否有该卡号的配置记录，如果不存在，则引导过程不能继续；如果存在，远程启动服务发送一个FOUND帧，这个帧中包含了
12、服务器的岗卡ID（即Server的MAC地址），然后就调用 BOOTP（Boot Protocol）或者DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）。 3选择阶段。Client收到第一个响应后（因为可能网络中不止一个服务器在运行远程启动服务，Client只对收到的第一个FOUND帧回应，包括：分配给Client的机器名称、IP地址、Server的IP地址、BOOT所需的映像文件等），则发送一个SEND.FILE.REQUEST Frame 给第一个回应的远程启动服务器，请求传送启动所需的文件。 4确认阶段。当远程启动服务器收到 SEND.FILE.REQU
13、EST Frame的请求后，根据其远程启动数据库的Client记录查找对应的BOOT BLOCK，将Client启动所需的文件传送给Client，即给工作站一个FILE.DAT.RESPONSE帧，这个帧 包含了Client启动所需的BOOT BLOCK。 5启动阶段。Client接收到完整的启动文件后，开始执行文件中的程序，将执行点转向启动块的入口，启动Client，同时使用另外一个INTERNET协议：TFTP（Trivial Transfer Protocol）。然后引导不同的OS。PXE芯片的启动原理PXE 是RPL的升级品，它是Preboot Execution Environmen
14、t(预启动执行环境)的缩写。它们的不同之处为：一个是静态路由，一个动态路由。不难理解：RPL是根据网卡上的ID号加上其它的记录组成的Frame向server发出请求，而server那里早已经有了这个ID数据，匹配成功则进行远程启动；PXE则是根据服务器端收到的工作站MAC地址（就是网卡号），使用DHCP服务给这个MAC地址指定一个IP地址，每次重启动可能同一台工作站有与上次启动有不同的IP，动态分配地址。下面以工作站引导过程说明PXE的启动原理：1用户端电脑开机后，PXE Boot ROM 获得控制权之前先做自我测试，然后以广播形式发出一个请求FIND帧。2如果服务器收到个人电脑所送出的要求，
15、就会送回 DHCP 回应，内容包括用户端的 IP 地址，预设通讯通道，及开机映像文件。否则，服务器会忽略这个要求。3工作站收到服务器发回的响应后则会回应一个FRAME，以请求传送启动所需文件。4之后，将有更多的讯息在用户端与服务器之间作应答，用以决定启动参数。BootPROM 由 TFTP 通讯协议从服务器下载开机映像档，这个映像档就是软盘的映象文件。5工作站使用TFTP 协议接收启动文件后，将控制权转交启动块，引导操作系统，完成远程启动。2、 系统引导的实现考虑到在平时的教学授课过程中需要使用不用版本的操作系统，这里我们做了多系统引导的研究，我们使用开源软件GRUB进行多系统的引导，下面将详细介绍GRUB及多系统引导的实现。GRUB的介绍：GRUB 是一个遵从Multiboot（多重启动）规范的启动管理程序。现在接触到的有3种，即GNU Grub Lagecy , GNU Grub2 和 Grub for dos（grub4dos）。GNU GRUB Lagecy其实就是原来的 GNU GRUB 0.xx ，最新版是2005年发布的GNU GRUB 0.97。 目前已停止开发，并改名为 GNU GRUB Lagecy。GNU GRUB2是第二代GRUB，它将取代原来的GNU GRUB（例如0
