龙星网络计算机系统研制工作总结报告

东莞台商信息网 大量的管理资料下载 龙星网络计算机系统 研制工作总结报告 研制单位：研制单位： 清华大学清华大学 湖南湖大远程网络股份有限公司湖南湖大远程网络股份有限公司 湖南计算机股份有限公司湖南计算机股份有限公司 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 1 页 共 15 页 目目录录 一、一、 研制背景研制背景2 2 二、二、 立项的目的、意义立项的目的、意义5 5 三、三、 技术方案论证技术方案论证6 6 1硬件技术指标：.6 2软件技术指标.6 3其它性能指标.7 4龙星模式下的网络体系结构.8 5龙星项目的关键技术简介关键技术简介关键技术简介.8 6系统组成11 四、四、 项目进展基本情况项目进展基本情况1212 五、五、 下一步研究发展目标下一步研究发展目标1313 六、六、 结束语结束语1414 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 2 页 共 15 页 龙星网络计算机系统龙星网络计算机系统研制工作总结报告研制工作总结报告 一、一、 研制背景研制背景 众所周知，在后 PC 时代来临的今天，商业计算环境再次发生变化。在 这种变化的进程中，各种新型的商用计算设备不断涌现。先后出现了多种新 型的网络计算设备,包括 NC、NetPC、WBT 等等。 NC (Network Computer)的概念是由 Oracle 公司提出的，客户端的主要 实现浏览器功能，提供对 JAVA 应用程序的访问。IBM、Oracle 和 Sun 共同制 定了网络计算机参考标准(Network Computer Reference Profile，NCRP)。 NC 是一种使用基于 Java 技术的瘦客户机系统，它提供了一个混合系统，在 这个混合系统中，根据不同的应用建立方式，某些应用在服务器上执行，某 些应用在客户机上执行。NC 针对 Internet/Intranet 标准而采用全新设计， 开机时会下载 Java 小应用程序(Java Applet)供本地使用，并与装在服务器 上的应用相连，存取主机上的数据。由于下载频繁，因此 NC 只适用于高带 宽的网络环境。但是和网络电脑一样，NC 关机时，所有的应用和数据均保留 在服务器或主机上。 NC 最终未能很好地发展下去，原因是很明显的，包括 以下几个方面： Java 本身的技术不够成熟实用，运行效率低，对硬件要求高； JavaOS 系统没有得到很好的发展完善； 支持 NC 的软件资源有限； 现有的 NC 产品与 PC 相比，没有很好的体现设想中的优势； NC 没有在一定时间内得到更多的软硬件厂家支持； 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 3 页 共 15 页 低价 PC 和 Windows 终端等瘦客户机设备的冲击； NetPC。NetPC 是微软应对 NC 的一种方案。NetPC 在硬件上和 PC 一样， 也带有硬盘。它没有传统 PC 的灵活性和可扩展性，但是力图体现微软提出 的零管理思想。这种 PC 只能运行 Windows 操作系统。开机后从服务器上下 载程序和数据到本地磁盘，计算在本地进行，服务器只进行管理工作。它的 可配置性和管理性是通过 ZAW(Zero Administration for Windows)来实现的。 通过 ZAW 实用工具，NetPC 在具有传统桌面应用的同时大大减少了管理和维 护的复杂性。由于 NetPC 采取将操作系统和应用程序下载到本地运行，所以 经常会造成网络中的大量数据传输，而且不能运行大软件。同时 NetPC 同 PC 一样本身的硬件配置也要根据需要不断升级。因此后来微软又推出了 Windows 终端技术来应对 NC 并实现减少总体成本的承诺。 瘦客户机(Thin Client)。瘦客户机是从 Ct/S 计算结构中派生出来的一 个使用很广泛的概念。它在本地没有硬盘。瘦客户机在本机没有操作系统， 应用程序运行和数据处理都是在服务器上进行，本地只负责接收和显示结果， 但能支持图形界面。它是传统的哑终端的一种发展，也称智能终端。由于是 集中管理，这种方式能在一定程度上减少总体成本。瘦客户机被分为两大阵 营，一个是基于 Unix 的 X-terminal 终端。例如 Sun 公司的 Sun Ray 1，100，150 系列。一个是基于 Windows 的 Windows 终端 WBT，如惠普公司 的 Compaq Evo thin client T20 和 T30。为了扩展应用，克服传统 NC 应用 不足的缺点，Unix 终端机一般都能同时兼容 Windows 的应用。这是通过支持 ICA(Independent Computing Architecture)和 RDP（Remote Desktop Protocol）协议来实现对 Windows 应用服务器的访问。也有人认为传统的 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 4 页 共 15 页 NC，以及 NetPC（它的硬盘只是起缓存功能）也是瘦客户机。 Windows 终端机(Window-based Terminal，简称 WBT)。它其实也是一种 瘦客户机。它基于 Windows 终端技术。在微软提出零管理思想以后，Citrix 提出了支持以终端方式运行 Windows 的 WinFrame 和 Metaframe 技术。这种 技术使用 ICA 协议技术能支持多个用户同时使用运行在服务器上的 Window NT 系统。由于 ICA 与 X-Windows 协议原理类似，因此它可以使得运行非 Windows 操作系统（比如 DOS，Unix，Linux）的机器能够访问 Windows 应用 程序。后来微软自己又提出了基于 ITU T.120 协议族的 RDP 协议。Windows 终端机使用低性能 CPU。它在本地 ROM 中有一个很小的嵌入式操作系统（如 Windows CE，嵌入 Linux 等） 。然后通过 MS RDP 或 Citrix ICA 来访问 Windows 2000 或 Window XP (.NET)上的应用程序和数据。 无论是瘦客户机还是 Windows 终端机，由于本地只负责界面处理，不进 行实际的计算和数据处理，所以对服务器的要求非常高。当进行需要大量计 算功能的程序时，比如多媒体解码，其所能承受的终端数量受到很大限制。 无盘工作站(Diskless Workstation)。无盘工作站是 C/S 结构的典型应 用。无盘工作站是普通 PC 或工作站，但是没有硬盘。它通过远程启动协议 引导计算机，下载操作系统，同时利用存储在文件服务器上的文件数据。无 盘技术最早由 Novell 公司提出。典型的有 DOS 无盘站，Windows 95 无盘站。 但是 Novell 无盘工作站的配置极其复杂，需要专业人员进行。随着微软 Windows NT 4.0 对无盘技术的支持，Novell 无盘技术逐渐淡出市场。但 Windows 95 无盘工作站配置复杂，并且性能不稳定，于是微软在 Windows 98 后放弃了对无盘工作站的支持，转而开发 Windows 2000 终端技术。 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 5 页 共 15 页 二、二、 立项的目的、意义立项的目的、意义 各种 NC 体系都是基于单一商业计算环境而设计的，然而，在网络、数 字化家电迅猛发展的今天，网络趋于无所不在，在网络环境下生存，人们的 生活、办公方式以及商业计算的内容都将或者已经发生了重大的变化。商业 计算除了结构化任务、知识型任务、数据录入任务外，多媒体交互任务已经 融入。同时，单一的商业网络环境的概念正在淡化，商业计算环境与包含丰 富多媒体交互业务的生活计算环境融合一体已成为是必然的发展。在这种情 况下，基于商业计算环境而发展起来的各种计算模式以及建立在此基础之上 的网络体系权构架显然已经满足不了现实的需要。 通过对上述技术的考察和分析，我们可以看出现有网络计算机价过分 依赖于服务器的处理能力，难于满足现在多媒体交互业务的需求。 很显然，现实情况已迫切需要一种广泛用途的新型计算模式的出现，在 这种计算模式下的网络构架，应有高度的可管理性和安全性、极低的总拥有 成本（TCO） 、丰富的软件资源、灵活的组网方式、支持多媒体交互业务等等。 本项目提出了一种新的网络计算机的模式。采用远程启动技术启动网 络计算机，支持操作系统的远程加载，并应用网络技术、分布式计算机技术 来支持多种应用，弥补传统 NC 应用不足的缺点。通过程序按需加载技术， 实现 NC 和服务器的分布式计算，大大降低对服务器的计算能力的要求，克 服了目前瘦客户机对服务器过分依赖的缺点。在这种新模式下，网络计算机 利用服务器来存储程序和数据，加电后通过远程启动协议从服务器上下载操 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 6 页 共 15 页 作系统，此后再访问存储在服务器上的数据，按需加载各种应用。这种新模 式计算机既具有 NC 的简化硬件，同时又能支持多种桌面应用。由于新 NC 采 用服务器来进行集中管理，大大降低了总体成本。同时，通过调度和安全增 强技术，实现在低价格平台上的高性能和高安全性。 龙星网络计算机正是为实现上述目的而开发的。 三、三、 技术方案技术方案论证论证 1 1硬件技术指标：硬件技术指标： 处理器： 使用国际国内主流 CPU 系统存储器： 2 个 DIMM 槽，支持 16MB-512MB 总线结构： ISA 和 PCI 视频控制器： 集成 外部存储控制：支持 IDE 硬盘和软盘 串行通讯口： 9 针串行通讯口 并行通讯口： 25 芯打印口 USB 接口： 2 个 键盘/鼠标： PS/2 接口，支持标准 PC 键盘/鼠标 网络接口： RJ45 接口 声卡： 集成 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 7 页 共 15 页 2 2软件技术指标软件技术指标 系统 BIOS 采用 AWORD BIOS，支持 ACPI，支持工业标准的增强型 IDE（自动检 测硬盘类型，支持大容量硬盘） 。 远程引导 支持 windows2000 Server 服务器的远程引导；引导协议支持 PXE 协议和 自主开发的支持多操作系统的远程启动协议。 网络系统 支持目前流行的 Windows 2000 server、UNIXLinux 等多种网络平台 网络协议 支持 TCP/IP、SPX/IPX、NETBEUI 等协议 3 3其它性能指标其它性能指标 交流电源适应能力 在供电交流电压为 220V，50HZ 的情况下正常工作 安全性 符合 GB 4943-1998信息技术设备的安全的规定，对地泄漏电流不超 过 3.5MA 电磁兼容性 实测达到 GB 9254-1998信息技术设备的无线电骚扰极限值和测量方法 A 级和 GB/T 17618电子测量仪器电磁兼容性实验规范的要求 可靠性 产品的平均无故障工作时间（MTBF）大于 18000 小时 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 8 页 共 15 页 超薄机箱、结构紧凑 龙星网络终端主机箱采用超薄机箱、结构紧凑。机箱可立置也可平置。 4 4龙星模式下的网络体系结构龙星模式下的网络体系结构 在方案中按图一设计龙星网络计算模式下的网络体系结构： 图一 数字网络软件平台的数字网络软件平台的数字网络软件平台的龙星龙星龙星 操作系统操作系统操作系统 支持 INTEL，PowerPC 两种硬件平台 支持动态可加载的模块 内核大小约为 330KB 与 Unix，Linux 应用程序编程接口(API)兼容 5 5龙星项目的龙星项目的关键技术简关键技术简关键技术简关键技术简介介介介 本项目的关键技术是：新的网络计算模式，龙星嵌入式操作系统和网络环 境下的计算机远程启动协议方法，调度技术和硬件设计。 Win98 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 9 页 共 15 页 计算模式的发展，大体上经历了从大型主机(Main Frame)计算到桌面 (Desktop)计算，再到网络计算(Network Computing)、普适计算(Pervasive Computing)的演变。在普适计算中，各种计算设备(包括嵌入式计算设备)通 过有线或无线方式接入网络，在一个公共分布式软件平台上，实现数据流和 控制流在网络中的无缝流动，从而实现人们可随时随地访问到所需数据和服 务。这一普适计算模式的体系结构如图 1 二所示。 MMNC软件平台 Multi-OS(Windows,Linux,ESopca) 家 电 厂 商 MMNC SDK 应用软件开发商 CATV 电视台 电话ISPInternet 家庭知识 服务器 VOD 服务器 电视VCD 数字电视/模拟电视 消费类家电 红外线或无线或电缆 图 1 二 普适计算平台体系结构图 网络计算机 MMNC 是一种新型的基于普适计算模式的网络计算机，它通过 可支持多操作系统的计算机远程启动协议进行远程启动，然后通过普适计算 平台，即 MMNC 软件平台所提供的服务，按需从应用服务器上下载应用软件 到本地进行执行。这一思路改变了过去 NC 所有计算都在服务器上进行的缺 点。如果把数据和程序比作原材料，运行和计算比作加工过程，这一思路可 以形象化的用图 2 三表示。即 MMNC 普适计算模式把服务器作为存储和管理 信息及程序的仓库，把用户端系统作为加工与展示计算结果的工厂。 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 10 页 共 15 页 销售点 服务器 仓库+加工厂 NC 销售点 NC 销售点 NC 传统NC计算模式MMNC计算模式 . 成品 成品 成品 销售点+ 加工厂 服务器 仓库 MMNC 销售点+ 加工厂 MMNC 销售点+ 加工厂 MMNC . 原材料 原材料 原材料 图 2 三 MMNC 计算模式与传统 NC 计算模式对比示意图 龙星嵌入式操作系统龙星嵌入式操作系统 龙星嵌入式操作系统通过远程引导传到本地计算机，不需要在终端中 存放嵌入式操作系统。 符合嵌入式 OS 规范 与 Linux 在用户界面和开发界面上兼容 提供多种联网协议和网管，例如:HomePNA, IEEE 1394, BSR(我们自 己提出） ，HNMP (Home Network Management Protocol，我们自己提 出，现已被 IETF 接受为 Internet Draft) 支持动态可加载模块，提高系统的可扩展性 支持多种硬件平台: INTEL,X86 PowerPC 等 网络环境下的计算机远程启动方法网络环境下的计算机远程启动方法 龙星启动软件的模块结构按如下方案设计：龙星启动软件的模块结构按如下方案设计：龙星启动软件的模块结构按如下方案设计： 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 11 页 共 15 页 图二四 启动软件的模块结构 6 6系统组成系统组成 龙星项目设计的系统标准网络逻辑结构，如图五三，它由以下几部分组成： 图五三 系统标准网络逻辑结构图 虚拟内存文件系统SDK 虚拟内存指令复制管理 内存管理CPU管理I/O事件 网络 管理 HNMP 硬件平台I/O事件与中断队列 龙星终端龙星终端龙星终端龙星终端龙星终端龙星终端 龙星服务 器接入交换机接入交换机 主干交换机 视频服 务器 视频服 务器 节目 服务器 WEB 服务器 数据库 服务器 广播 服务器 应用 服务器 NAS LAS 磁盘阵列 VHS DVD VCD LCD MPEG 编码器 电视卫星 广播有线 龙星 启动 服务 代理 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 12 页 共 15 页 1 1） 、服务器、服务器 主主 机机：可以是目前常用的各种中、高档 PC 或一般普通服务器都可 以满足要求； 操作系统操作系统：Windows2000 Server 的中文操作系统；红旗 Linux Server 4.0 2 2） 、网络终端网络终端 网络终端机：龙星网络计算机 显示设备：普通彩色显示器，LCD 液晶显示器； 四、四、 项目进展基本情况项目进展基本情况 本项目的研制分为 4 个阶段： 项目立项及预研阶段2001.3.2002.10. 项目方案阶段2002.10.2003.3. 工程研制阶段2003.4. 2003.9. 产品工程化及批量生产阶段2003.9.以后 1 项目立项及预研阶段 此阶段主要完成了本项目的预研和技术准备工作，进行了立项。 提出了网络计算的新模式。 2 项目方案阶段 此阶段我们完成了项目的方案设计。在新的计算模式下设计了几 套软件方案。对终端的硬件方案我们也设计了两套方案，最后经评审 确定用 INTELX86 体系结构的方案，可以有较方便的元器件采购渠道， 龙星网络计算机系统鉴定会研制工作总结报告 第 13 页 共 15 页 成本容易控制。 3 工程研制阶段 在此阶段，我们对产品进行详细设计和测试。 对新的计算模式，我们在 Windows 操作系统和 Linux 下进行软件 设计，实现了此方案。并对性能进行了详细的测试。 按照确定的硬件方案，我们在 INTELX86 的方案上设计了龙星终 端的硬件，对