网络克隆 浅谈网络教室使用网络克隆
时间：2019-01-09 03:27:29 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 网络机房常常因为频繁地死机、系统崩溃、病毒的破坏而需要重装系统，给机房管理员带来诸多不便，造成管理上的困难。作者通过实践，得出可以利用网络克隆软件来解决所遇到的问题，从而提高网络机房的管理效率。
关键词： 网络教室 网络克隆 GHSOT
随着信息时代的来临和计算机的广泛应用，多媒体教学显得日益重要。需要用计算机来完成的课程越来越多，除了《计算机应用基础》等必修的公共课外，还有各种专业课，如用计算机制图软件、数控仿真软件、辅助教学软件等，这使得学校机房的负担加重。在机房的管理上出现了许多令人头疼的问题，如网络病毒的传播、人为的恶意损坏、黑客的入侵等诸多问题，电脑系统损坏严重。如何快速安装与恢复机房电脑系统就成了维护机房的关键。而安装一台计算机的操作系统，进行必要的设置，再加上安装应用软件，是一个很费时费力的事，那么安装维护一个有上百台计算机的机房就更加困难了。因此我们采用网络环境下硬盘多播克隆技术来维护机房。采用网络克隆功能是目前维护机房最有效的一种方法。
网络克隆是一种通过局域网将一块母盘的数据完全拷贝到多台计算机上的方法，能在短时间内在大批量电脑上执行安装操作。这种方法在学校机房和网吧采用较多。简单地说就是将克隆（GHOST）网络化，相信用过GHOST的朋友都知道GHOST的强大功能，利用GHOST可以快速备份和恢复一个系统，甚至在相同和不同配置的机器上通过GHOST方式快速安装操作系统（后面我将简单介绍GHOST的使用）。网络克隆就是利用GHOST中的一个网络多点传播功能来实现的，它内置了丰富的网卡驱动，可以自动识别多种网卡，而且全部是中文化界面，不需要像其他网络克隆软件那样要制作相应网卡驱动的批处理文件、要设置DHCP服务器，它让网络克隆变得更为简单、实用。
学校有两个网络教室，各有60台电脑，时间长了，很多电脑感染了病毒，运行速度很慢，而且每学期还需要安装一些新的教学软件，所以软件的更新和系统的维护耗费了大量的人力。本文以WindowsXP系统，8139网卡，60台电脑为例来说明多机硬盘网络克隆方法。
经过一番学习、摸索、对比和试验，利用全自动PXE网刻成功进行了网络克隆。下面我具体讲讲如何使用PXE网刻软件来实现网络克隆。
1.使用网络克隆及所需环境
1.1为什么要使用网络克隆
目前，相当多的电子教室都接入校园网又采用了没有软驱、光驱的工作站。在没有软驱、光驱的情况下，当硬盘的软件系统出现问题时，能否实现网络硬盘克隆呢？PXE（它是基于TCP/IP、DHCP、TFTP等Internet协议之上的扩展网络协议）技术提供的从网络启动的功能，让我们找到了解决之道，使用网络克隆成为最快备份和恢复系统或数据的工具。
1.2网络克隆所需的环境
网络克隆是利用网络多播的技术，实现一对多的数据更新。要运行网络克隆这一操作，必须具备一定的网络环境。因为网克是批量的，如果机器数量少，就没有网克的必要。
1.2.1网络传输速度稳定：网络克隆利用数据广播的工作原理，因此要求网络传输速度一定要稳定。
1.2.2网络克隆服务器运行要稳定：由于网络克隆是数据多播，对服务器的要求要高，同时处理并发请求功能要好。如果网络克隆服务器出现问题，所有客户机的硬盘数据会丢失。
1.2.3网络传输速度要快：要使用网络克隆，必须要保证100Mb的网络环境，网络传输速度的高低，直接决定了在进行网络克隆时客户机的数量。
1.2.4每块网卡必须带有启动芯片（现在的电脑一般都有，只要在BIOS设置下就可以）。
2.网络克隆维护全自动PXE网刻的介绍
2.1PXE的工作原理
PXE（远程引导）是RPL（远程启动）的升级产品。它们的不同之处为：RPL是静态路由，PXE是动态路由。不难理解，RPL是根据网卡上的ID号加上其它的记录组成的一个帧向器发出请求，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，即动态分配地址。下面以工作站引导过程说明PXE的原理。
2.1.1工作站开机后，PXE BootROM（自启动芯片）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。
2.1.2如果服务器收到工作站所送出的要求，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。
2.1.3工作站收到服务器发回的响应后则会回应一个帧，以请求传送启动所需文件。
2.1.4之后，将有更多的讯息在工作站与服务器之间作应答，用以决定启动参数。BootROM由TFTP通讯协议从服务器下载开机映像档。
2.1.5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。
2.2以全自动PXE网刻为例
使用网络克隆全自动PXE网刻，完美解决了网吧、学校机房等网刻的问题。功能强大无须架设DHCP和TFTP服务器（图2-2），也无须进行GHSOT服务端设置（图2-3），是真正全自动的网刻。你只需要将客户机设置从网卡启动即可，支持8139、INTEL系列、NF系列、D-LINK530系列网卡。支持全盘网刻和单分区网刻，网管们网刻更轻松了，再也不需要到每台客户机上设置网刻类型了，只需要在服务器上点下鼠标就可以轻松网刻了。为了使网刻速度更快，我们自动将IP段与正常网段分开，在网刻结束以后，只须点击恢复IP就可以恢复原来的IP设置。（图2-1）
在不同的类型切换使用中，要先把TFTPD关了，不然IP恢复肯定出错，TFTPD里的PXE也不会改变，造成刻错分区。
3.GHOST详解及如何制作母盘镜像
3.1GHSOT详解
3.1.1分区备份
使用Ghost进行系统备份，有整个硬盘（Disk）和分区硬盘（Partition）两种方式。在菜单中点击Local（本地）项，在右面弹出的菜单中有3个子项，其中Disk表示备份整个硬盘（即克隆）、Partition表示备份硬盘的单个分区、Check表示检查硬盘或备份的文件，查看是否可能因分区、硬盘被破坏等造成备份或还原失败。分区备份作为个人用户来保存系统数据，特别是在恢复和复制系统分区时具有实用价值。
选Local→Partition→To Image菜单，弹出硬盘选择窗口，开始分区备份操作。点击该窗口中白色的硬盘信息条，选择硬盘，进入窗口，选择要操作的分区（若没有鼠标，可用键盘进行操作：Tab键进行切换，回车键进行确认，方向键进行选择）。在弹出的窗口中选择备份储存的目录路径并输入备份文件名称，注意备份文件的名称带有GHO的后缀名。接下来，程序会询问是否压缩备份数据，并给出3个选择：No表示不压缩，Fast表示压缩比例小而执行备份速度较快，High就是压缩比例高但执行备份速度相当慢。最后选择Yes按钮即开始进行分区硬盘的备份。Ghost备份的速度相当快，不用久等就可以完成，备份的文件以GHO后缀名储存在设定的目录中。
3.1.2硬盘克隆与备份
硬盘的克隆就是对整个硬盘的备份和还原。选择菜单Local→Disk→ToDisk，在弹出的窗口中选择源硬盘（第一个硬盘），然后选择要复制到的目标硬盘（第二个硬盘）。注意，可以设置目标硬盘各个分区的大小，Ghost可以自动对目标硬盘按设定的分区数值进行分区和格式化。选择Yes开始执行。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 Ghost能将目标硬盘复制得与源硬盘几乎完全一样，并实现分区、格式化、复制系统和文件一步完成。只是要注意目标硬盘不能太小，必须能将源硬盘的数据内容装下。
Ghost还提供了一项硬盘备份功能，就是将整个硬盘的数据备份成一个文件保存在硬盘上（菜单Local→Disk→To Image），然后就可以随时还原到其他硬盘或源硬盘上，这在安装多个系统时很方便，使用方法与分区备份相似。
3.1.3备份还原
如果硬盘中备份的分区数据受到损坏，用一般数据修复方法不能修复，以及系统被破坏后不能启动，都可以用备份的数据进行完全的复原而无须重新安装程序或系统。当然，也可以将备份还原到另一个硬盘上。
要恢复备份的分区，就在界面中选择菜单Local→Partition→From Image，在弹出窗口中选择还原的备份文件，再选择还原的硬盘和分区，点击Yes按钮即可。
3.2制作镜像文件
不管使用什么方法网克，首先是要做好镜像（分区镜像或全盘镜像）。把其中一台电脑的C盘格式化或全盘格式化，然后重新分区，全新安装Windows XP SP3操作系统，在线或离线升级系统到最新版，装上教学所需要的各种常用软件，进行一番优化设置后，用Ghost工具制作一个系统盘的镜像文件，作为进行网络克隆的母盘备用。这个过程一定注意保证系统的纯净。备份完成后把镜像文件拷贝到服务器上备用。
4.网络克隆全自动PXE的过程
4.1工作站的设置
由于镜像文件已做好了，接下来就设置工作站（也叫客户端）工作站有60台，我们分两次，一次只刻30台。那先说一下工作站。
工作站的界面与设置就比较复杂了，我们这里只谈网络GHOST的部分。GHOST客户端程序因为需要操作整个硬盘的数据，所以是运行于DOS界面的。一般GHOST程序存放在软盘、USB闪盘、光盘等设备中，近年又通过Linux的启动菜单GRUB加载到内存中启动，而机房、网吧中最实用的做法是通过PXE（Preboot Execution Environment）远程启动。它无需外接设备就可以启动，而且可以同时启动很多台客户机。在向新的客户机部署系统或修复硬盘无法启动的客户机时非常实用。
我们介绍一下PXE启动的方法。PXE是英特尔公司编写的远程启动协议，也是C/S（客户端/服务器）结构。服务器端由两部分服务组成，DHCP（动态主机分配）服务和TFTP（简单文件传输）服务，工作中需要在子网中关闭其它DHCP服务。以Tftpd32工具为例子，只打开Tftpd32的DHCP服务与TFTP服务，在DHCP标签中需要设置IP。
IP地址池开始地址、地址池的大小、启动文件、子网掩码（诚龙网维全自动PXE会自动生成）如图4-1。
4.2CMOS的设置
把所有的工作站启动，按“Delete”键进入CMOS设置。进入CMOS界面后，选择第三项高级BIOS设置Advanced BIOS Features，进入Advanced BIOS Features界面后选取择第一项回车。就可以设置第一启动为“LAN”。连按“Esc”键，返回上一层。再选择第四项 Integrated Peripherals 回车→ 选择 Ondoard Device ［Press Enter］→Onboard Lan［Enabled］。连按两次“Esc”键，再按F10保存退出。
4.3服务端的设置
我们都熟悉单机克隆的使用方法了，网络克隆的实现就是单机的延伸。网络克隆是C/S（客户端/服务器）结构的，在GHOST中的诚龙网维全自动PXE.exe就是服务器端。网络克隆的过程是服务器端加载镜像文件，客户机需要加载网卡驱动，然后克隆程序开始接收服务器端发送的数据。这与单机的区别只是在线，单机的数据源来自另一个存储设备，而网络克隆的数据源通过网络传输。
在服务器电脑上直接双击诚龙网维全自动PXE.exe。先择全盘网刻，在浏览里选路径F：＼Windows XP.gho，点击按钮“开始网刻”如图4-2所示。
会话名称是用来区别在同一个子网中的多个克隆进程，在客户端连接时也是重要的参数，会话名称一定要正确才能连接到指定的服务器。Ghostcast不仅支持向客户机分发镜像，而且支持客户机向服务器上传镜像，这个区别在于“恢复映像”是可以接受多台客户机连接的，而“创建映像”只能针对一台客户机连接。然后选择被分发映像文件，如果是创建映像的模式就是选择要创建映像的文件名与位置。GHOST的映像文件可以是单个或多个。点击“接受客户端A”，启动客户端自动获取IP。如图4-4所示。
客户端使用PXE启动会自动寻找子网中的DHCP服务，获取IP后自动加载启动PXEboot Menu中的启动项目，获取IP后，服务端会看到客户机的IP、MAC地址、模式、状态、连接数目。单击“发送”按钮，开始发送数据。如下（图4-5）
在客户端接收数据如图4-6所示。
数据接收完成后，会提示你重启计算机，服务端会提示数据传送完成。至此一个机房的网络克隆就全部完成了。
5.结语
本文利用PXE启动技术和Ghost多播克隆技术在学校机房中的运用，解决了机房管理与维护的一些实际问题，通过网络克隆可以将学校机房中几十台计算机的维护工作简化为维护一台计算机，极大地方便了机房管理员的工作。但是网络克隆也不可能一劳永逸地解决所有的问题。因此，我们还应该不断地实践和探索，解决更多的实际问题，来减轻机房管理教师的负担，提高工作效率。
参考文献：
［1］王达.超级网管经验谈（第2版）.电子工业出版社，2005.
［2］万荣泽.网络规划与系统集成.北京航空航天大学出版社，2002.
［3］丁建立.网络安全.武汉大学，2002.
［4］计算机网络维护技术.化学工业出版社，2005.
［5］网络维护与故障诊断.人民邮电出版社，2001.
［6］刘远生.计算机网络基础.电子工业出版社，2005.
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
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