基于本地启动映像文件的无盘计算机启动方法技术

本发明专利技术公开了一种基于本地启动映像文件的无盘计算机启动方法，实施步骤如下：1）建立DHCP服务端和启动服务器；2）客户机通过本地存储启动映像文件启动内核以及临时根文件系统，向DHCP服务端获取本机的网络配置信息以及启动服务器地址，配置本机网络、向启动服务器发送MAC地址请求启动文件；3）启动服务器保存客户机的登记MAC地址并向客户机发送启动文件路径，定时将客户机的当前MAC地址控制客户机对启动文件路径的访问权限；4）客户机接收启动服务器发送的启动文件路径并挂载启动文件路径，切换至正式根文件系统并启动操作系统。本发明专利技术具有启动效率高、启动速度快、通用性好、安全可靠性高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无盘计算机系统领域，具体涉及一种。
技术介绍
当前，计算机交换技术不断提升，局域网的使用越来越广泛，但是随之而来的问题也越来越多。以下两点就是主要问题之一 I.计算机存储技术不断提高，存储介质容量不断提升，磁盘空闲空间越来越大，空间使用率越来越低。特别是大中型局域网用户(如公司工作用机或网吧等)，他们数据重复率高，硬盘上存在着大量相同的操作系统、应用软件、影音及游戏。这些重复的数据与空闲的磁盘导致硬盘资源的严重浪费。 2.局域网中维护各个终端是一件相当繁琐的事情。例如将某软件升级，这需要在每台终端机上都升级一次，会消耗大量的人力与时间。为了解决以上两个问题，人们提出了无盘工作站的概念，即将冗余的数据存放于服务器上，客户机自开机起就通过网络访问数据，实现客户机无硬盘地运行，以减少磁盘空间的浪费。这样节约了投资，减少每台客户机都必须安装硬盘驱动器和硬盘保护卡的金钱支出。客户机使用的文件资源(包括操作系统)全部位于服务器上，并且这些资源无需为每一个客户机创建一个副本，即不同客户机所访问的是同一个文件(包括操作系统)。这样不仅提高了磁盘利用率，降低了文件数据的冗余。而且维护服务器上的数据一次就相当于为每个客户机维护一次数据，减少了人力，节省了时间。在无盘工作站中最重要的一点就是无盘启动。现有技术的无盘启动方法有RPL、PXE和Bootp三种。RPL(Remote Initial Program Load)是一种较早出现的无盘网络组建技术,其启动流程如下 I.客户机开机后，初始化网卡，网卡BootROM上固化的软件向网络广播一个FIND帧，即引导请求帧，该帧中包含有客户机的网卡ID号。2.服务器端的远程启动服务接收到客户机广播的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，远程启动服务则发送一个FOUND帧给客户机的RPLROM, FOUND帧中已包含了服务器的网卡ID。3.网络上服务器将根据第一个FOUND帧中所带的服务器网卡ID号，返回一个SEND. FILE. REQUEST帧给对应的服务器。SEND. FILE. REQUEST帧是一个要求服务器发送文件的请求。4.服务器端的远程启动服务在收到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(BootBlock)，用FILE. DAT. RESPONSE帧将启动块送回客户机端的RPLROM。5. RPLROM在收齐所有的FILE. DAT. RESPONSE帧后，将执行点转向启动块的入口，启动工作站。工作站以实模式启动后，将创建一个RAM盘，并将实模式文件从远程启动服务器拷贝到RAM盘，加载实模式网络设备启动并建立一个到SBS服务器的连接。最后，连接到该客户机的计算机目录(Machine Directory)所在的服务器上,并根据计算机目录中的有关设置及数据完成启动过程。PXE (preboot execute environment)是由 Intel 公司开发的最新技术，工作于Client/Server的网络模式，支持工作站通过网络从远端服务器下载映像，并由此支持来自网络的操作系统的启动过程，其启动过程中，终端要求服务器分配IP地址，再用TFTP (trivial file transfer protocol)或 MTFTP(multicast trivial file transferprotocol)协议下载一个启动软件包到本机内存中并执行，由这个启动软件包完成终端基本软件设置，从而引导预先安装在服务器中的终端操作系统。PXE可以引导多种操作系统，如Windows95/98/2000, Iinux等。PXE无盘工作站的启动过程分析如下 I.客户机个人电脑开机后，在TCP/IP Bootrom获得控制权之前先做自我测试。 2. Bootprom 送出 B00TP/DHCP 要求以取得 IP。3.如果服务器收到个人电脑所送出的要求，就会送回B00TP/DHCP回应，内容包括客户机的IP地址，预设网关，及开机映像文件。否则，服务器会忽略这个要求。4. Bootprom由TFTP通讯协议从服务器下载开机映像文件。TFTP协议为Trivial File Transfer Protocol缩写,意为简单文件传输协议,TFTP可以看成一个简化了的FTP，主要的区别是没有用户权限管理的功能，也就是说TFTP不需要认证客户机的权限，这样远程启动的客户机在启动一个完整的操作系统之前就可以通过TFTP下载开机映像文件，而不需要证明自己是合法的用户。5.客户机通过这个开机映像文件开机，这个开机文件可以只是单纯的开机程序也可以是操作系统。6.开机映像文件将包含kernel loader及压缩过的kernel,此kernel将支持NTFS root 系统。7.开机映像文件在工作站内存模拟成磁盘，从这个模拟磁盘启动。BOOTP (BOOTSTRAP PROTOCOL)是一种比较早出现的远程启动的协议，Bootp最早出在UNIX系统中，负责Unixt终端的远程启动，直到目前仍是UNIX及之后的Linux系统中最常用的方式。我们经常用到的DHCP服务就是从BOOTP服务扩展而来的。BOOTP协议使用TCP/IP网络协议中的UDP 67/68两个通讯端口。Β00ΤΡ主要是用于无磁盘的客户机从服务器得到自己的IP地址、服务器的IP地址、启动映像文件名、网关IP等等。它的简单启动过程为 I.由B00TR0M芯片中的Β00ΤΡ启动代码启动客户机，此时客户机还没有IP地址，它就用广播形式以IP地址O. O. 0.0向网络中发出IP地址查询的请求，这个请求帧中包含了客户机的网卡MAC地址。2.网络中的运行Β00ΤΡ服务的服务器接收到的这个请求帧，根据这帧中的MAC地址在Β00ΤΡΤΑΒ启动数据库中查找这个MAC的记录，如果没有此MAC的记录则不响应这个请求，如果有就将FOUND帧发送回客户机。FOUND帧中包含的主要信息有客户机的IP地址、月艮务器的IP地址、硬件类型、网关IP地址、客户机MAC地址和启动映像文件名。3.客户机就根据ROUND帧中的信息通过TFTP服务器下载启动映像文件，并将此文件在工作站内存模拟成磁盘，从这个模拟磁盘启动。以上三种无盘启动方法都存在以下两个问题 I.通用性不高，需要网卡支持。以上三种启动过程的第一步就是BIOS运行网卡的BootROM芯片中的程序向外发送数据包，这就限定了网卡的类型。此外，目前市场主流商用网卡内置BootROM芯片中存储的代码均为X86指令编译生成，无法在非X86体系结构的计算机上使用，从限制了客户终端计算机的类型。2.多客户机同时启动会导致网络拥堵。在以上三步启动过程中都有将启动镜像从服务器上下载到客户机的过程，这个文件大小根据不同的系统从十几兆到三十多兆不等。当多个客户机同时启动的时候，网络流量相当的大，此时网络拥堵。然而这个时候系统除了等待启动镜像下载完成外什么都不能做，导致启动效率低，等待时间长。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种启动效率高、启动速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于本地启动映像文件的无盘计算机启动方法，其特征在于实施步骤如下：1）建立DHCP服务端和用于为客户机提供网络文件服务的启动服务器；2）客户机通过本地存储启动映像文件，通过所述启动映像文件启动内核以及临时根文件系统，向DHCP服务端获取本机的网络配置信息以及启动服务器地址，根据所述网络配置信息配置本机网络，根据所述启动服务器地址向启动服务器发送MAC地址请求启动文件；3）启动服务器首先保存客户机的登记MAC地址并向客户机发送启动文件路径，然后定时获取客户机的当前MAC地址，将客户机的当前MAC地址和登记MAC地址进行比较并根据比较结果控制客户机对启动文件路径的访问权限；4）客户机首先接收启动服务器发送的启动文件路径并挂载所述启动文件路径，然后根据挂载的启动文件路径切换至正式根文件系统并启动操作系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于本地启动映像文件的无盘计算机启动方法，其特征在于实施步骤如下 1)建立DHCP服务端和用于为客户机提供网络文件服务的启动服务器； 2)客户机通过本地存储启动映像文件,通过所述启动映像文件启动内核以及临时根文件系统，向DHCP服务端获取本机的网络配置信息以及启动服务器地址，根据所述网络配置信息配置本机网络，根据所述启动服务器地址向启动服务器发送MAC地址请求启动文件； 3)启动服务器首先保存客户机的登记MAC地址并向客户机发送启动文件路径，然后定时获取客户机的当前MAC地址，将客户机的当前MAC地址和登记MAC地址进行比较并根据比较结果控制客户机对启动文件路径的访问权限； 4)客户机首先接收启动服务器发送的启动文件路径并挂载所述启动文件路径，然后根据挂载的启动文件路径切换至正式根文件系统并启动操作系统。2.根据权利要求I所述的基于本地启动映像文件的无盘计算机启动方法，其特征在于所述步骤2)中客户机通过本地存储启动映像文件具体是指客户通过用于存储基本输入输出系统的闪存芯片存储启动映像文件。3.根据权利要求2所述的基于本地启动映像文件的无盘计算机启动方法，其特征在于，所述步骤3)的详细步骤如下 .3. 1)启动服务器预先通过数据库存储已注册客户机的启动文件路径和客户机状态，启动服务器默认禁止客户机对启动文件路径的访问；启动服务器接收到客户机发送的MAC地址后查询数据库判断客户机是否存在于数据库中，如果不存在则向该客户机发送未注册信息并退出，否则执行下一步； .3. 2)判断客户机对应的客户机状态是否为被禁用，如果为被禁用则向客户发送被禁用信息并退出，如果未被禁用则执行下一步； .3. 3)修改配置文件允许客户机通过网络访问对应的启动文件路径，然后将客户机对应的启动文件路径通过网络发送给客户机； .3.4)启动服务器定时获取客户机的当前MAC地址，将客户机的当前MAC地址和登记MAC地址进行比较并根据比较结果控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫华，蒋林轩，董攀，孔金珠，邵立松，戴华东，吴庆波，颜跃进，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：