无盘工作站技术研究 - 通信学

无盘工作站技术研究-通信学1．引言总的来说，无盘工作站都是由网卡的启动芯片以不同的形式向效劳器发出启动请求号，效劳器收到后，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BootROM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，目录比拟常用无盘工作站可分为RPL、PXE和ISCSI，而Windows2000终端从其原理来说，并不属于无盘工作站，它也可以用终端卡或硬盘引导系统，进入工作站操作系统后，再连接Windows2000效劳器，而这个连接程序与一般的应用软件并没有什么本质区别，我们把它归结到无盘网络的原因是：目前大多数的终端都是先通过RPL、PXE和ISCSI启动无盘到DOS、Windows98、Windowsxp，再从无盘站中连接，成为终端。

2．RPL启开工作原理

RPL为RemoteInitialProgramLoad的缩写，RPL无盘网络技术在1997年至2000年这三年中，一直占据着主导地位，几乎成了无盘网络的代名词，启动过程分析如下：

客户机开机后，初始化网卡，网卡BootROM上固化的软件向网络播送一个FIND帧，即引导请求帧，该帧中包含有客户机的网卡ID号。

效劳器端的远程启动效劳接收到客户机播送的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，远程启动效劳那么发送一个FOUND帧给客户机的RPLROM，FOUND帧中已包含了效劳器的网卡ID。

效劳器端的远程启动效劳在收到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——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.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，启开工作站。工作站以Windows95实模式启动后，将创立一个RAM盘，并将Windows95实模式文件从远程启动效劳器拷贝到RAM盘，加载Windows95实模式网络设备启动并建立一个到SBS效劳器的连接。最后，连接到该客户机的计算机目录所在的效劳器上，并根据计算机目录中的有关设置及数据完成Windows95启动过程。

然而Win95由于它内核上的限制，不能较好地与Internet接轨，其应用受到了极大的限制。

3．Windows2000终端的特点及纯软件终端启动原理

WBT是Windows2000Server／AdvancedServer推出的一项规范效劳，它允许用户以Windows界面的客户端访问效劳器，运行效劳器中的应用程序，使用户就像用自己的计算机一样。在WBT的网络中，所有应用软件的安装、配置、运行和存储等均在效劳器上进行，客户机只作为输入输出设备。当终端用户登录到效劳器后，就可以像使用本地资源一样使用效劳器上的资源，运行效劳器上Windows应用程序。多个终端用户可以同时登录到效劳器上，互不影响地工作。这样的网络十分容易进行集中管理，很适合学校和中小企业的局域网构建。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。另外，在WBT的网络环境下，网络传输的数据主要是键盘和鼠标的输入信息与显示器的输出信息，数据的处理都在效劳器上进行，这就大大减少了网络的传输量。

相比RPL无盘站网络速度提高10倍：因效劳器与终端间只传送键盘、鼠标及显示信号，故每台终端瞬间仅占用20K网络带宽，所以10M/100M网轻松支持50~100台终端。然而网络中使用共同的镜像文件，时常会出现蓝屏现象；同时由于网络等因素限制只使用于win98，在windowsxp中很难应用。4．PXE启动原理

PXE是RPL的升级品，它是PrebootExecutionEnvironment的缩写。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/IPBootrom获得控制权之前先做自我测试。

Bootprom送出BOOTP/DHCP要求以取得IP。

1)如果效劳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。否那么,效劳器会忽略这个要求。

2)Bootprom由TFTP通讯协议从效劳器下载开机影像文件。

3)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。4)开机影像文件将包含kernelloader及压缩过的kernel,此kernel将支持NTFSroot系统。5)远程客户端根据下载的文件启动机器。5．ISCSI启动原理此技术于2008年2月11日，由IETF(InternetEngineeringTaskForce，互联网项目任务组)正式通过;它由IBM、思科共同发起，是一种基于网络的数据存储技术，具有硬件本钱低廉，操作简单，扩充性强，传输速度快等特点。

当客户端发出一个数据、文件或应用程序的请求后，操作系统时机根据客户端请求的内容生成一个SCSI命令和数据请求，SCSI命令和数据请求通过封装后会加上一个信息包标题，并通过以太网传输到接收端;当接收端接收到这个信息包后，会对信息包进行解包，别离出的SCSI命令与数据，而别离出来的SCSI命令和数据将会传输给存储设备，当完成一次上述流程后，数据又会被返回到客户端，以响应客户端ISCSI的请求。

6．四种主流无盘网络的总结

规范WBT名气最大，是软件巨人微软推出，捆绑在Windows2000里面。它也是微软针对嵌入式产品推出的重量级产品，微软希望籍此在嵌入式产品市场中抢得垄断地位。

规范WBT的优点是对终端的硬件要求不高，只须运行WindowsCE以及处理一些简单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，在网卡的bootrom中增加WindowsCE或PCI槽中插一片带WindowsCE的DOS即可，终端的其它方面无须改动，爱护现有投资。缺点：对效劳器硬件要求高，因为所有的终端运行的应用程序都在效劳器上运行，CPU及内存资源耗费相当大。同时，由于WindowsCE本身受限的缺陷，即“客户机过瘦〞，对各种外设的支持缺乏，相应的驱动程序较难找到，多媒体方面的性能较弱。大型软件的运行速度较慢，客户端只限于WindowsCE设备，效劳器须是Windows2000效劳器，从而大大限制了它的应用场合。

PXE是真正意义上的远程启动技术。PXE是Intel公司开发。工作站具有一个带有IntelPXEbootrom的网卡或集成到BIOS的英特尔PXE代码。当一个终端启动后，效劳器的操作系统将被加载至其内存中。与终端技术不同的是，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，效劳器的负荷也大为减少，配置要求相对较低，这是比WBT先进的一大优点。工作站加上硬盘后就变成一个规范的PC机，可以在其它场合应用，从而爱护了客户的投资。可惜的是，不能透过Internet实现远程启动，因此应用于电子教室，办公室，酒店，网吧，证券等场合那么相当具有竞争力。在速度方面，与终端不相高低，但在多媒体方面，PXE占优势。

ISCSI存储技术在这几年来得到了快速开展。ISCSI的最大好处是能提供快速的网络环境，虽然目前其性能和带宽跟光纤网络还有一些差距，但能节省企业约30-40%的本钱。ISCSI技术优点和本钱优势的主要体现包括下列几个方面：

1)硬件本钱低：构建ISCSI存储网络，除了存储设备外，交换机、线缆、接口卡都是规范的以太网配件，价格相对来说比拟低廉。同时，ISCSI还可以在现有的网络上直接安装，并不需要更改企业的网络体系，这样可以最大程度地节约投入。

2)操作简单，维护方便：对ISCSI存储网络的管理，实际上就是对以太网设备的管理，只需花费少量的资金去培训ISCSI存储网络管理员。当ISCSI存储网络出现故障时，问题定位及解决也会因为以太网的遍及而变得容易。

3)扩充性强：对于已经构建的ISCSI存储网络来说，增加ISCSI存储设备和效劳器都将变得简单且无需改变网络的体系结构。

4)带宽和性能：ISCSI存储网络的访问带宽依赖以太网带宽。随着千兆以太网的遍及和万兆以太网的应用，ISCSI存储网络会到达甚至超过FC(FiberChannel，光连通道)存储网络的带宽和性能。突破距离限制：ISCSI存储网络使用的是以太网，