無(wú)盤系統(tǒng)

無(wú)盤系統(tǒng)是由服務(wù)器啟動(dòng)的系統(tǒng)。它由一臺(tái)服務(wù)器和幾個(gè)通過網(wǎng)絡(luò)連接的無(wú)盤工作站組成。操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器中，工作站通過網(wǎng)絡(luò)的指定服務(wù)器獲得啟動(dòng)系統(tǒng)的鏡像。無(wú)盤系統(tǒng)最早誕生于DOS時(shí)代。服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Netware3.x，工作站采用IPX協(xié)議登錄，主要用于DOS環(huán)境下的各種處理。1996年至1999年，隨著Windows NT 4.0 Server的發(fā)布，其支持的RPL無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)開始普及。2000年后，在英特爾、3COM等大公司的介入下，開發(fā)出多種啟動(dòng)模式和工具軟件，使得無(wú)盤技術(shù)迅速發(fā)展并真正走向成熟。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和操作系統(tǒng)的升級(jí)，無(wú)盤系統(tǒng)的構(gòu)建越來(lái)越簡(jiǎn)單，工作站的網(wǎng)絡(luò)速度也得到了提高。

無(wú)盤系統(tǒng)因其易于管理、安全性高、保密性強(qiáng)而被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)吧、學(xué)校機(jī)房、企業(yè)辦公和金融證券等行業(yè)。然而，具有一個(gè)服務(wù)器的集中式和分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。在方便管理和維護(hù)的同時(shí)，提高了安全性和保密性，同時(shí)也存在網(wǎng)速慢、過度依賴服務(wù)器的問題。

最早的無(wú)盤系統(tǒng)誕生于DOS時(shí)代。早期的無(wú)盤系統(tǒng)都是顯示終端，計(jì)算集中在終端服務(wù)器上。顯示終端支持操作系統(tǒng)的能力很差，許多應(yīng)用程序與終端不兼容。1996年Windows NT 4.0 Server發(fā)布之前，Netware是局域網(wǎng)的工作標(biāo)準(zhǔn)，其無(wú)盤工作站一度橫行。服務(wù)器操作系統(tǒng)采用Netware3.x無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)，無(wú)盤工作站采用IPX協(xié)議登錄，主要用于DOS環(huán)境下的各種處理。1996年至1999年，Windows NT 4.0 Server發(fā)布后，其支持的RPL無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)開始普及。除了一些無(wú)盤DOS工作站仍使用Netware無(wú)盤技術(shù)外，無(wú)盤Windows95網(wǎng)絡(luò)基本上使用Windows NT 4.0 Server作為服務(wù)器操作系統(tǒng)，無(wú)盤工作站由RPL登錄。但這種早期的無(wú)盤技術(shù)存在系統(tǒng)配置復(fù)雜、服務(wù)器響應(yīng)效率低、易硬件沖突、穩(wěn)定性差、易系統(tǒng)崩潰等缺點(diǎn)。

然而，微軟并不重視無(wú)盤系統(tǒng)。自1997年Windows95 OEM2推出以來(lái)，它不再為無(wú)盤啟動(dòng)提供支持，并將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向Windows終端。因此，許多無(wú)盤愛好者改變了原來(lái)的無(wú)盤WIN95并添加了IE瀏覽器等一些功能，推出了所謂的“假無(wú)盤WIN95”無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)，無(wú)盤Windows網(wǎng)絡(luò)的前景一度暗淡。

無(wú)盤系統(tǒng)的真正成熟是PXE技術(shù)和Windows98操作系統(tǒng)的出現(xiàn)。2000年以后。在英特爾和3COM等大公司的介入下，無(wú)盤技術(shù)發(fā)展迅速，英特爾開發(fā)了PXE無(wú)盤啟動(dòng)模式。3Com公司不僅開發(fā)了支持服務(wù)器多網(wǎng)卡PXE啟動(dòng)的無(wú)盤軟件DABS，還開發(fā)了在無(wú)盤工作站上實(shí)現(xiàn)虛擬硬盤的VLD軟件。Qualstem還開發(fā)了可以安裝無(wú)盤Windows98的Litenet工具軟件。當(dāng)時(shí)，無(wú)盤技術(shù)的主要目的是節(jié)省構(gòu)建局域網(wǎng)系統(tǒng)的成本。但由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)配置和技術(shù)的不完善，無(wú)盤技術(shù)大大限制了工作站的速度，無(wú)法保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。隨著閃存技術(shù)的發(fā)展和成熟，無(wú)盤系統(tǒng)使用閃存來(lái)滿足低能耗和小尺寸輔助存儲(chǔ)設(shè)備的需求。隨后，基于閃存的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（多面體FlashLite）也被引入并應(yīng)用于無(wú)盤系統(tǒng)。通過使用客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)與使用數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序分離開來(lái)，提高了數(shù)據(jù)的完整性和靈活性。

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，無(wú)盤XP時(shí)代已經(jīng)從10M網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到100M和1000M網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)了無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。以前受網(wǎng)絡(luò)速度限制的瓶頸得到了解決，節(jié)省了硬件成本和管理維護(hù)成本，極大地促進(jìn)了無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)的新應(yīng)用。后來(lái)，病毒的猖獗和局域網(wǎng)的發(fā)展使無(wú)盤技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。各種局域網(wǎng)（如網(wǎng)吧、辦公網(wǎng)絡(luò)和學(xué)校教學(xué)網(wǎng)絡(luò)）的規(guī)模不斷擴(kuò)大，數(shù)百臺(tái)計(jì)算機(jī)連接到局域網(wǎng)。此外，由于病毒驚人的傳播速度和Windows系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性，計(jì)算機(jī)管理的工作量變得相當(dāng)巨大。使用無(wú)盤技術(shù)來(lái)管理這大量的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以減少管理員的工作量并提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全性。

基本架構(gòu)

無(wú)盤系統(tǒng)是指局域網(wǎng)中的所有工作站都不配備硬盤，所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器啟動(dòng)，同時(shí)配備千兆高速網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，所有數(shù)據(jù)都由服務(wù)器的硬盤讀寫。使用無(wú)盤系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)將不再使用本地硬盤獲取啟動(dòng)系統(tǒng)，而是通過網(wǎng)絡(luò)的指定服務(wù)器獲取啟動(dòng)系統(tǒng)的映像，并將其下載回本地計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)器啟動(dòng)。無(wú)盤系統(tǒng)的硬件配置主要包括服務(wù)站、工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和附屬設(shè)備的配置。主要架構(gòu)涵蓋硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、系統(tǒng)操作平臺(tái)和無(wú)盤支持軟件。

關(guān)鍵組件

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：服務(wù)器（中央管理服務(wù)器）是一臺(tái)用于管理網(wǎng)絡(luò)并為網(wǎng)絡(luò)用戶提供共享服務(wù)的計(jì)算機(jī)。它具有速度快、存儲(chǔ)容量大、可靠性高的特點(diǎn)。通常要安裝相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，如Novell Netware、WindowsNT/2000 Serve、UNIX等。

無(wú)盤系統(tǒng)

工作站：工作站（終端設(shè)備）是指用戶使用的計(jì)算機(jī)，也稱為用戶級(jí)或客戶端。登錄網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器后，工作站可以根據(jù)規(guī)定的權(quán)限訪問服務(wù)器中的文件，還可以與網(wǎng)絡(luò)中的其他用戶進(jìn)行通信或訪問互聯(lián)網(wǎng)。

網(wǎng)卡：網(wǎng)卡又稱網(wǎng)絡(luò)適配器，是完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵部件。用戶通過網(wǎng)卡將工作站或服務(wù)器連接到網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)工作站與局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)之間的物理連接和電信號(hào)匹配，接受并執(zhí)行工作站和服務(wù)器發(fā)送的各種控制命令，實(shí)現(xiàn)無(wú)盤工作站的復(fù)位和引導(dǎo)，并提供數(shù)據(jù)緩存能力。

存儲(chǔ)部件：無(wú)盤NAS（網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)）是一種連接到網(wǎng)絡(luò)的硬盤存儲(chǔ)設(shè)備，一種特殊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，它以數(shù)據(jù)為中心，將存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器分離并集中管理數(shù)據(jù)，從而釋放寬帶并提高性能。它可以作為不同位置的多個(gè)用戶的訪問控制點(diǎn)，允許網(wǎng)絡(luò)中的多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)共享同一存儲(chǔ)空間。

網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備：無(wú)盤系統(tǒng)運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)上，交換機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，連接服務(wù)器和若干工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)工作站共享服務(wù)器硬盤的功能。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可以顯著增加帶寬。通過增加交換技術(shù)，可以建立一個(gè)相對(duì)分散的網(wǎng)絡(luò)，使局域網(wǎng)交換機(jī)中的每個(gè)端口都可以并行和安全，同時(shí)相互傳輸信息，從而使局域網(wǎng)可以高度擴(kuò)展。

無(wú)盤系統(tǒng)是由一臺(tái)服務(wù)器和若干無(wú)盤工作站通過網(wǎng)絡(luò)組成的系統(tǒng)。服務(wù)器響應(yīng)無(wú)盤工作站的請(qǐng)求，為合法無(wú)盤工作站分配IP地址，并準(zhǔn)備啟動(dòng)引導(dǎo)文件、系統(tǒng)映像文件和文件系統(tǒng)。無(wú)盤工作站本身沒有硬盤或其他存儲(chǔ)介質(zhì)來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)和軟件。啟動(dòng)時(shí)，通過自身網(wǎng)卡啟動(dòng)芯片中的啟動(dòng)代碼從服務(wù)器獲取啟動(dòng)鏡像文件，同時(shí)通過NFS（Network File System）網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)掛載服務(wù)器提供的文件系統(tǒng)作為根文件，完成啟動(dòng)過程。常見的工作站有啟動(dòng)機(jī)制，如RPL、PXE和虛擬硬盤。

無(wú)盤系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸是通過iSCSI協(xié)議進(jìn)行的，這是一種基于TCP/IP協(xié)議的端到端互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。它運(yùn)行在服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和協(xié)議傳輸網(wǎng)關(guān)設(shè)備之間，使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)交換機(jī)的路由器在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。ISCSI協(xié)議定義了在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的規(guī)則和方法。無(wú)盤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過服務(wù)器磁盤和網(wǎng)絡(luò)傳輸。

無(wú)盤系統(tǒng)可以根據(jù)啟動(dòng)模式、虛擬磁盤、便攜性和服務(wù)器操作系統(tǒng)進(jìn)行分類。常見的無(wú)盤系統(tǒng)包括基于虛擬磁盤的無(wú)盤系統(tǒng)和基于嵌入式云終端的無(wú)盤系統(tǒng)。

通信協(xié)議：從應(yīng)用功能的角度來(lái)看，無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)中使用的通信協(xié)議可以分為兩類:局域網(wǎng)通信協(xié)議和為實(shí)現(xiàn)特定通信功能而開發(fā)的協(xié)議。局域網(wǎng)通信協(xié)議包括TCP/IP（傳輸控制協(xié)議）、IPX/SPX（互聯(lián)網(wǎng)分組交換/順序分組交換協(xié)議）、NetBEUI（用戶擴(kuò)展接口協(xié)議）等。另一類協(xié)議包括用于遠(yuǎn)程訪問的SLIP、PPP和RAS協(xié)議，用于無(wú)盤工作站的DLC協(xié)議，用于Windows終端的ICA和RDP協(xié)議等。

虛擬化技術(shù)：虛擬化技術(shù)分為服務(wù)器虛擬化和應(yīng)用程序虛擬化。服務(wù)器虛擬化技術(shù)允許物理服務(wù)器支持同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)的獨(dú)立工作負(fù)載。管理員可以使用虛擬機(jī)將工作負(fù)載從物理計(jì)算平臺(tái)中分離出來(lái)，這樣就可以在物理服務(wù)器之間快速遷移正在運(yùn)行的工作負(fù)載，并且可以在局域網(wǎng)中最大限度地利用可用的計(jì)算資源，并有效可靠地向用戶交付應(yīng)用程序。應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)是對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行虛擬化，這是一種可以將應(yīng)用程序與底層操作系統(tǒng)隔離開來(lái)的技術(shù)。應(yīng)用程序可以直接在遠(yuǎn)程服務(wù)器上運(yùn)行，在用戶的桌面上顯示應(yīng)用程序界面和運(yùn)行結(jié)果。

遠(yuǎn)程桌面協(xié)議：遠(yuǎn)程桌面協(xié)議允許客戶端與網(wǎng)絡(luò)上的終端服務(wù)器進(jìn)行通信，這是一種基于攻擊電信聯(lián)盟開發(fā)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)T.120的多通道協(xié)議。用于各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)定位、自動(dòng)斷網(wǎng)和遠(yuǎn)程配置。

優(yōu)勢(shì)：無(wú)盤系統(tǒng)客戶端的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在服務(wù)器中，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)只需要一臺(tái)服務(wù)器。而且利用無(wú)盤系統(tǒng)組件的局域網(wǎng)對(duì)軟硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，使每臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以節(jié)省硬盤、光驅(qū)和軟驅(qū)，既方便了無(wú)盤系統(tǒng)的維護(hù)，又降低了維護(hù)成本。無(wú)盤工作站移除硬盤，服務(wù)器存儲(chǔ)所有信息并進(jìn)行備份，這提高了保密性。同時(shí)，移除硬盤也移除了病毒的存儲(chǔ)介質(zhì)，這降低了客戶端從局域網(wǎng)內(nèi)部感染病毒的概率。即使病毒是通過互聯(lián)網(wǎng)感染的，也可以通過重新啟動(dòng)機(jī)器并讀取服務(wù)器中的鏡像文件來(lái)恢復(fù)。

劣勢(shì)：由于工作站上沒有安裝磁盤，用戶必須在網(wǎng)絡(luò)上讀寫，沒有網(wǎng)絡(luò)他們就無(wú)法工作。無(wú)盤工作站消耗大量服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。因?yàn)閼?yīng)用軟件在服務(wù)器上，所以文件處理是通過網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器完成的。特別是在使用大型應(yīng)用軟件時(shí)，內(nèi)存不足或需要存儲(chǔ)臨時(shí)文件，或同時(shí)使用服務(wù)器時(shí)，網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器都難以承受，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲和網(wǎng)絡(luò)效率降低，甚至網(wǎng)絡(luò)擁塞和系統(tǒng)崩潰。這也是阻礙無(wú)盤工作站發(fā)展的重要原因。而且無(wú)盤系統(tǒng)的可靠性不夠強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)過于依賴服務(wù)器。服務(wù)器的故障將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。如果服務(wù)器硬盤被破壞，存儲(chǔ)在該硬盤上的客戶端數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。

無(wú)盤系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于網(wǎng)吧、學(xué)校機(jī)房、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、音樂訂購(gòu)和娛樂行業(yè)、金融和證券行業(yè)等。

網(wǎng)吧/酒吧：軟件的安裝、升級(jí)和更新是網(wǎng)吧一項(xiàng)長(zhǎng)期而有規(guī)律的工作。無(wú)盤系統(tǒng)將所有系統(tǒng)文件和應(yīng)用軟件放在服務(wù)器上，網(wǎng)吧管理員只需在服務(wù)器上完成一次軟件安裝、升級(jí)和更新。當(dāng)客戶端出現(xiàn)故障時(shí)，只需重啟客戶端即可恢復(fù)正常狀態(tài)，而采用磁盤技術(shù)的網(wǎng)吧則需要重新安裝系統(tǒng)或軟件。客戶的不當(dāng)操作會(huì)帶來(lái)計(jì)算機(jī)病毒并導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，而無(wú)盤系統(tǒng)中的客戶端在重新啟動(dòng)后會(huì)重新安裝系統(tǒng)，減少了此類安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，客戶端不安裝磁盤，這可以節(jié)省磁盤的投資和維護(hù)成本，也節(jié)省了功耗。

網(wǎng)吧、學(xué)校、機(jī)房、企業(yè)、辦公、金融證券等行業(yè)：

學(xué)校電腦室：學(xué)校機(jī)房一般采用帶硬盤保護(hù)卡的磁盤系統(tǒng)，以防止病毒破壞系統(tǒng)數(shù)據(jù)，但這在一定程度上降低了硬盤的訪問速度，不便于系統(tǒng)升級(jí)。無(wú)盤系統(tǒng)的機(jī)房可以統(tǒng)一管理和維護(hù)不同配置的老客戶端。只需在服務(wù)器上安裝所有需要的軟件，制作鏡像文件并上傳到服務(wù)器網(wǎng)盤即可，服務(wù)器負(fù)責(zé)管理整個(gè)機(jī)房工作站的正常啟動(dòng)和運(yùn)行。通過無(wú)盤和虛擬機(jī)的結(jié)合滿足不同課程的需求，此外，無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)結(jié)合無(wú)紙化管理系統(tǒng)可以更好地完成在線考試過程。

企業(yè)內(nèi)部：對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，與建立常規(guī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相比，可以節(jié)省硬件成本和維護(hù)成本。建立無(wú)盤網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)中心的硬盤操作轉(zhuǎn)移到其他存儲(chǔ)介質(zhì)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤和集中控制，提高數(shù)據(jù)安全性，避免數(shù)據(jù)丟失和損壞的風(fēng)險(xiǎn)。它還可以使企業(yè)實(shí)施無(wú)紙化辦公，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化和信息網(wǎng)絡(luò)化。

金融證券業(yè)：隨著WTO對(duì)證券市場(chǎng)的開放和證券市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，降低證券營(yíng)業(yè)部和服務(wù)部的建設(shè)和投入成本迫在眉睫。根據(jù)國(guó)際趨勢(shì)，證券業(yè)務(wù)的有形營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)將日益縮小，并將轉(zhuǎn)向無(wú)形的網(wǎng)上交易。為了適應(yīng)這一趨勢(shì)，許多證券公司轉(zhuǎn)型了數(shù)據(jù)集中的集中交易和在線交易。無(wú)盤NOVELL、無(wú)盤98和無(wú)盤WIN系列實(shí)現(xiàn)了證券行業(yè)的轉(zhuǎn)型。他們?cè)诒ＷC各項(xiàng)證券業(yè)務(wù)正常辦理的同時(shí)，降低了設(shè)備投資成本和運(yùn)維成本，減少了證券服務(wù)部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的維護(hù)工作量，方便了數(shù)據(jù)備份。