无盘系统技术在高校电脑机房改造中的应用

无盘系统技术在高校电脑机房改造中的应用摘要:采用网众NxD6.0版无盘系统软件对高校电脑机房进行升级改造，测试改造后系统的运行速度、稳定性能。经测试，采用无盘系统技术后，电脑机房单机启动Windows2000操作系统完成只需30～35s左右，60台电脑同时启动的时间大约在60～70s之间，磁盘读写速度从原来的平均25MB/s提升到70MB/s左右。升级后的电脑机房维护方便快捷，使用近9个月内未出现任何故障，且投入成本低。关键词:无盘系统技术;高校;电脑机房;升级改造很多高校的电脑机房都是采用有盘系统技术，普遍存在硬盘转速低，运行速度慢，容易感染病毒及维护工作量巨大的问题，对其进行升级改造以满足高校的教学工作是必然的趋势。使用无盘系统技术升级改造电脑机房，是高校电脑机房升级改造的首选方案。一方面可以充分利用电脑机房的资源，延长机房电脑的使用寿命，节省资金投入;另一方面可以大大增强机房电脑系统的稳定性和实用性，避免不断重复的系统安装和维护等管理工作，节省人力投入。目前，无盘系统技术在网吧等大型机房的应用已较普及，而将其应用于高校的电脑机房中，仅出现于近两年新建设的高校机房中，如何将其更好地应用于高校旧电脑机房的升级改造中，仍有待进一步的深入研究。以福建省安溪华侨职校的电脑机房的升级改造为例，探讨无盘系统技术在高校电脑机房升级改造中的应用。1改造方案1.1改造前机房情况安溪华侨职校电脑机房共有60台电脑，表1为该校电脑机房升级前的硬件配置情况。如表1所示，安溪华侨职校电脑机房配置陈旧，已经无法满足教学的需求。表1改造前机房的配置情况配置型号工作站(60台)教师机(1台)CPUTualatinCeleron1.1G(100MHzFSB，256KL2缓存)Pentium41.7G(400MHzFSB，256KL2缓存)内存128M+256M256M+512M主板Intel810TIntel845D硬盘40G5400转80G7200转显卡主板集成i752Geforce2MX40032M网卡Realtek8139PCI百兆网卡IntelPro100PCI百兆网卡操作系统Windows2000ProfessionalWindows2000Server机房采用有盘系统技术，经常感染病毒，操作系统经常被破坏，维护工作量大。虽安装了硬盘还原卡保护操作系统所在分区，以保证操作系统不被破坏，但却由于资源访问冲突而经常出现蓝屏等不稳定现象。工作站使用Windows2000操作系统，内存相对较小，硬盘转速只有5400转，速度慢，运行Photoshop、Flash之类的图像设计软件比较缓慢。一般情况下，每台工作站从开启电源到整个Windows2000操作系统加载完毕平均需要近90s。开启Photoshop8.0时，从双击图标开始到软件启动完毕需要20s左右，而且运行过程中，应用一些特效滤镜时都会有长时间的假死状态，硬盘常出现满负荷运转的状况。另外，机房一旦发生被误删操作系统文件、感染病毒等故障，即使是使用Ghost恢复系统也需要很多时间，而且要逐台进行恢复。再者对工作站进行软件更新，也需逐台进行。在感染像蠕虫之类的通过网络交叉传播的病毒时，不易彻底查杀，维护人员如果处理不当容易出现刚刚被查杀完病毒的工作站马上又被感染的现象。针对这些问题，提出了利用无盘系统技术对机房进行升级改造的方案。1.2升级方案设计安溪华侨职校的电脑机房的原有配置内存容量基本够用，CPU性能经过一番优化后也可以满足一般教学需要，最主要的瓶颈就是磁盘性能低下。另外，机房在软件维护的方便性、操作系统的保护性、运行的稳定性上都明显薄弱。图1(a)、(b)分别为升级前、升级后的电脑机房的网络拓扑图。(1)将工作站原来的Realtek8139PCI百兆网卡更换为带BootRom芯片的32位PCI千兆网卡。虽然普通32位PCI总线的带宽不足以发挥千兆网卡的性能，但仍然比原有百兆网卡快上好几倍〔1〕。(2)购置一台新的联想扬天T6900台式电脑作为教师机以提升性能，主机上集成了千兆网卡，将操作系统升级为WindowsServer2003。(3)在原有的教师机上加一块Intel千兆服务器网卡，作为软路由服务器以负责整个机房的共享上网路由服务，同时此服务器上还可以架设一些内部网站供教学使用。(4)如图1(b)所示，新增2台无盘服务器，并启用双机负载均衡，只要其中一台服务器宕机，在极短的时间内由另一台服务器接管无盘服务。〔2〕(5)将原来的10M集线器更换为24口千兆交换机，并购置一台新的全千兆核心交换机。每20台工作站接入1台交换机，共3台千兆交换机，然后级联至新的全千兆核心交换机。无盘服务器、教师机、路由服务器均连接到核心交换机上。同时在路由服务器上做好防火墙设置，安装好学校安全过滤软件。(6)对原有的5类网线进行测试，若无法达到千兆的则更换为标准千兆6类网线。(7)原有的旧设备可以出售以节省一部分资金。但要留下两块工作站硬盘，一块用于制作无盘系统使用，一块作为备份系统使用。1.3无盘系统软件的选择、应用无盘系统技术可以依靠服务器的高速磁盘阵列大幅提升磁盘性能，提高运行速度，可以设置虚拟系统盘为“不允许工作站上传”，这样工作站就没有机会破坏系统盘上的文件，达到使用硬盘还原卡的效果，不容易感染病毒。更新软件时，只需对虚拟盘进行一次更新，所有工作站的版本就可以达到最新状态。整个方案中，无盘系统软件的选择是关键。目前，无盘系统已经在网吧普及，现在网吧使用的无盘系统软件有BXP、网众、锐起、斯普林、DOL等，其中网众NxD6.0版无盘系统软件的市场占有率最高，无盘服务器端使用了不易感染病毒的网众Linux版，具有兼容性好、稳定性高、速度快、全中文界面、易维护的优点。因此，高校电脑机房可采用网众NxD6.0版无盘系统软件。网众NxD6.0版无盘系统软件的安装主要经过4个步骤:(1)在服务器上安装好服务器操作系统和无盘系统软件服务器端;(2)在客户机工作站上安装操作系统和无盘系统软件客户端，并安装好需要使用的应用软件;(3)从客户机上传磁盘映像到服务器;(4)拆下客户机硬盘，利用服务器的磁盘映像进行无盘启动。〔3〕在具体操作中，首先是在2台无盘服务器上安装好网众无盘专用Linux系统和Linux版网众NxD6.0无盘服务器端，并做好相关设置。接着，将留下来的一块工作站硬盘挂到任意一台工作站上，安装好Windows2000Professional操作系统及学校教学所需的各种软件，如多媒体网络教室软件、Office办公软件、VisualC++6.0、Photoshop、Dreamweaver、Flash等，所有软件安装完成后，进行系统精简优化，以减轻开机磁盘负担，加快运行速度。最后，在无盘服务器上创建虚拟磁盘，设置好双机热备份、多网卡和多服务器均衡负载，指定固定IP地址，从工作站上传系统分区到无盘服务器，之后设置好权限使工作站无法更改写入，这样就完成了整个无盘系统的安装。在工作站上把硬盘取下后，设置成优先从网络启动就可以实现无盘引导系统了。2改造方案运行测试2.1运行速度测试网众NxD6.0无盘系统软件采用专利技术对网络通信结构和磁盘驱动进行了优化，使无盘服务器的负载力强劲、稳定，工作站开机运行速度快，加上千兆网络的支持，速度远超原来的5400转硬盘，即使是全网工作站同时启动的时候，也能达到相对满意的速度。经测试，采用无盘系统技术后，电脑机房单机启动Windows2000操作系统完成只需30～35s左右，60台电脑同时启动的时间大约在60～70s之间，开机时间比原来缩短了2～3倍。磁盘读写速度从原来的平均25MB/s提升到70MB/s左右，能够很轻松地运行Photoshop、Flash等大型图像处理软件。2.2运行稳定性测试利用无盘系统技术升级后的电脑机房已经使用了近9个月，从未发生任何故障，且稳定性能十分优越，特别是2台无盘服务器可以均衡负载和双机热备份，其中一台出了问题，另一台可以马上接管，不影响工作站的运行。同时，由于工作站无法更改无盘服务器上的镜像文件，不存在感染病毒的问题，当工作站重启后所有数据恢复如初。当工作站上有软件需要更新时，挂上原来做系统的硬盘，升级完成后重新上传更新服务器上的磁盘即可完成所有工作站的软件更新，维护上十分方便。此外，网众NxD6.0无盘软件采用精心编写的驱动程序来模拟本地硬盘〔4〕，让无盘工作站像有盘工作站一样运行，软件兼容性好，能够运行绝大部分软件。2.3系统功能性测试网众NxD6.0无盘软件可以在服务器端控制工作站的运行，可以对其进行开机、重启、截屏等操作。同时，无盘系统可以很好地兼容多媒体网络教室软件，能够以广播的方式向学生们授课，让教师机屏幕上的内容播放到学生工作站的屏幕上。无盘系统可以直接支持有盘系统上可以运行的软件，包括支持各种多媒体教学软件、学习软件、考试软件等，可提供给学校进行信息技术课教学、课程整合教学、上网等等丰富的应用，一次性建设成全功能的多媒体计算机网络教室。2.4系统维护性测试维护方便快捷是无盘系统的最大优势。首先，所有工作站共用服务器上的大容量硬盘，当需要软件更新时，只需在其中一台工作站上进行一次更新，即可完成整个机房工作站的软件更新工作;其次，工作站重启后，所有数据立即还原，就像使用了还原卡一样，操作系统和软件不会受到病毒破坏，也不需要像有盘工作站一样经常做系统还原，还避免了使用还原卡的蓝屏死机现象，兼容性好;第三，查杀病毒工作只需在服务器上完成，工作站上由于没有使用硬盘，不存在杀毒的烦恼，大大减少了网管的维护工作量;第四，无盘工作站没有硬盘，无法删除系统文件，就算是随意开关机也不会破坏系统。2.5投入成本分析整个约定方案包括购置2台无盘服务器的价格，再加上升级交换机等设备的费用，共计26670元，远比再建设一间新机房实惠，同时还能充分利用旧机房的硬件资源。此外，无盘系统不需要在工作站上安装硬盘，无盘工作站上只需几块板卡就可以工作了。在有盘系统中，以每台工作站每块硬盘平均5W的功率计算，60台工作站使用5h后硬盘的耗电量为1.5kWh，以每年使用300d计算，每年硬盘消耗的电能为450kWh，因此使用无盘系统可以节省不少电费。3结束语综上可见，使用无盘系统技术改造高校电脑机房，有效解决了原来运行速度慢的问题，大幅提高了机房电脑的性能;其次，很好地利用了原来配置较低的电脑，延长了机房电脑的使用寿命，真正做到了变废为宝，节约资金投入;第三，将管理员从不断重复的系统安装、维护中解脱出来，节省了人力的投入，并且增强了电脑的稳定性和实用性;第四，去掉了工作站的硬盘，节约了电费支出。将无盘系统技术应用于高校电脑旧机房的升级改造，在解决原来棘手问题的同时还节约资金，这对大部分高校电脑机房改造建设来说，具有较高的实用价值。参考文献〔1〕廖玲.无盘教学办公网络的研究与开发〔D〕.长沙:中南大学，2008.〔2〕陈志军，冯小明，赵春琴.无盘系统在计算机实验室管理中的应用〔J〕.中国教育技术装备，2010(21):92－94．〔3〕苟洪文，赵伟，李虎.浅谈BXP无盘系统在教学机房中的应用〔J〕.装备制造技术，2009(9):175－176．〔4〕孙海亮.浅谈无盘技术在电子阅览室的应用〔J〕.科技信息，2009(11):348.