無盤啟動工作原理及其分類

4.1.1 RPL啟動工作原理
RPL為Remote Initial Program Load的縮寫，啟動過程分析如下：

客戶機開機后，初始化網卡，網卡BootROM上固化的軟件向網絡廣播一個FIND幀，即引導請求幀，該幀中包含有客戶機的網卡ID號。

服務器端的遠程啟動服務接收到客戶機廣播的FIND 幀后，根據幀中所帶的網卡ID號在遠程啟動數據庫中查找相應的工作站記錄，如果不存在這樣一個記錄，引導過程不能繼續(xù);如果此工作站記錄已經存在，遠程啟動服務則發(fā)送一個FOUND 幀給客戶機的RPLROM，F(xiàn)OUND幀中已包含了服務器的網卡ID。

當網絡上有數臺服務器在運行遠程啟動服務時，RPLROM有可能會接收到多個FOUND幀，但RPLROM只對它收到的第一個FOUND幀有反應，它將根據第一個FOUND幀中所帶的服務器網卡ID號，返回一個SEND.FILE.REQUEST幀給對應的服務器。SEND.FILE.REQUEST幀是一個要求服務器發(fā)送文件的請求。

服務器端的遠程啟動服務在收到SEND.FILE.REQUEST幀后，將根據遠程啟動數據庫中的工作站記錄查找對應的啟動塊（BootBlock）——在實際配置時我們知道，它位于NETBEUI目錄，名為DOSBB.CNF和W95BB.CNF——用FILE.DAT.RESPONSE幀將啟動塊送回客戶機端的RPLROM。

RPLROM在收齊所有的FILE.DAT.RESPONSE幀后，將執(zhí)行點轉向啟動塊的入口，啟動工作站。工作站以Windows 95實模式啟動后，將創(chuàng)建一個RAM盤，并將Windows 95實模式文件從遠程啟動服務器拷貝到RAM盤，加載Windows 95實模式網絡設備啟動并建立一個到SBS服務器的連接。最后，連接到該客戶機的計算機目錄（Machine Directory）所在的服務器上，并根據計算機目錄中的有關設置及數據完成Windows 95啟動過程。

4.1.2 PXE啟動原理
PXE是RPL的升級品，它是Preboot Execution Environment的縮寫。它們的不同之處在于RPL是靜態(tài)路由，而PXE是動態(tài)路由。其通信協(xié)議采用TCP/IP，與Internet連接高效而可靠，PXE無盤工作站的啟動過程分析如下：

¨ 客戶端個人電腦開機后, 在 TCP/IP Bootrom 獲得控制權之前先做自我測試。

¨ Bootprom 送出 BOOTP/DHCP 要求以取得 IP。

¨ 如果服務器收到個人電腦所送出的要求, 就會送回 BOOTP/DHCP 回應,內容包括

客戶端的 IP 地址, 預設網關, 及開機影像文件。否則, 服務器會忽略這個要求。

¨ Bootprom 由 TFTP 通訊協(xié)議從服務器下載開機影像文件。

¨ 個人電腦通過這個開機影像文件開機, 這個開機文件可以只是單純的開機程式也可

以是操作系統(tǒng)。

¨ 開機影像文件將包含 kernel loader 及壓縮過的 kernel, 此 kernel 將支持NTFS root

系統(tǒng)。

¨ 遠程客戶端根據下載的文件啟動機器。

4.1.3 Windows 2000終端（WBT）的特點及純軟件終端啟動原理
WBT（Windows Based Termintal）是Windows2000 Server／Advanced Server推出的一項標準服務，它允許用戶以Windows界面的客戶端訪問服務器，運行服務器中的應用程序，使用戶就像用自己的計算機一樣。在WBT的網絡中，所有應用軟件的安裝、配置、運行和存儲等均在服務器上進行，客戶機（終端）只作為輸入輸出設備。當終端用戶登錄到服務器后，就可以像使用本地資源一樣使用服務器上的資源，運行服務器上Windows應用程序。多個終端用戶可以同時登錄到服務器上，互不影響地工作。這樣的網絡十分容易進行集中管理，很適合學校和中小企業(yè)的局域網構建。WBT的這一特點跟早期的UNIX的字符終端類似，但WBT的優(yōu)勢在于它是基于Windows的，具有友好的圖形界面和Windows的易用性。另外，在WBT的網絡環(huán)境下，網絡傳輸的數據主要是鍵盤和鼠標的輸入信息與顯示器的輸出信息，數據的處理都在服務器上進行，這就大大減少了網絡的傳輸量。

此方案中將原本要淘汰的386、486計算機作為終端使用，有利于資源的再利用；同時，安裝軟件及運算等都在服務器上進行，一般情況只需維護一臺服務器就行，對于軟件及防病毒的管理也降低了，所以利用該方案大大降低了總體擁有成本，節(jié)省了大量的資金。它有以下一些特點：

¨ 運算、存儲都在服務器內進行，安裝軟件只需安裝在服務器上一份，所有終端就都可以使用；所有終端用戶的文件都各自獨立地存放在服務器上，即使掉電，也不會造成資料丟失；

¨ 機房維護由維護每一臺PC，轉變?yōu)榫S護一臺服務器，維護成本大大降低；總擁有成本（TCO）大大降低；

¨ Windows2000 服務器版本是最新的服務器操作系統(tǒng)，性能非常穩(wěn)定，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到可靠保障；

¨ Windows2000 終端的界面是標準的 Windows風格界面，使用最新的Windows2000 的界面，用戶非常熟悉，無需特殊培訓；

¨ 能滿足對因特網的需求；應用當今流行軟件時單機反映速度快；使用 Windows終端與使用PC完全相同，所以在 Windows終端上的學習經驗，可以應用到PC上；

¨ 管理和控制性強：終端服務器能夠對終端進行管理，設定終端機運行的軟件，同時能對終端機進行隨時監(jiān)控。

純軟件終端的啟動原理：它的啟動原理前一部分與RPL或PXE無盤啟動原理完全相同，這里就不再詳述了，后一部分的連接是基于Windows 2000多用戶、多任務的基礎上的終端服務，在工作站上安裝由微軟提供的32位的連接程序，或由第三方的提供的16位或32位在DOS、Windows 3x或Windows 9x無盤站安裝連接程序，并設置好連接屬性，然后在啟動無盤站時將其連接命令加到DOS站的開機批處理，或加到無盤Windows 的啟動組，使其自動連接Windows 2000服務器。在終端安裝Windows CE，服務器端安裝Windows 2000專業(yè)版，終端啟動以后透過RDP協(xié)議運行服務器端的應用程序，服務器端進行應用程序運算后同樣透過RDP協(xié)議將結果在終端顯示。

4.2 無盤網絡的歷史及發(fā)展
最早使用的無盤網絡，應該是UNIX的字符終端，本書所指無盤網絡是廣義上的定義，也是就是說只客戶機上無軟硬盤，我們就稱為無盤網絡。

從1994年至1996年，絕大多數無盤網絡基本構架都是采用Novell Netware 3.11或Novell Netware 3.12作服務器的操作平臺，工作站以IPX方式登錄。當時我們稱它為IPX無盤網絡，主要是用于教學網絡，應用程序主要以DOS為主。

從1996年至1999年，以RPL方式登錄的無盤網絡占絕大多數，服務器端可以選擇Novell Netware 4.1或Windows NT 4.0 Server，在此期間，由于微軟的大力支持，在它的Windows 95產品系列中，推出了網絡版的Windows 95即所謂的完全版，它包含了網絡安裝命令Netsetup，之后的幾年RPL幾乎成為了無盤網絡的代名詞，1998年微軟推出的Windows 98，沒過多久，又推出了Windows 98第二版，其內核較Windows95有較大變化，與Internet聯(lián)系更加緊密，功能也有所增強，遺憾的是Windows98不再提供Netsetup命令，也就是說Windows98無法安裝在無盤站上，盡管眾多的愛好者不斷的努力，無盤仍然不能98，期間，也有人聲稱成功安裝無盤Windows 98，其實，只是改頭換面的Windows 95，其內核仍然是Windows 95，我們把它稱之為偽Windows 98。

自2000年至今的一年多來，由于Inter、3COM和QUALSTEM等大公司的界入,使無盤技術得到了飛速的發(fā)展，大量高質量的無盤支持軟件不斷出現(xiàn)，例如Inter PXE PDK、3COM DABS、3COM虛擬硬盤和QUALSTEM的Litenet。與之相對應的無盤方案也層出不窮，令人目不暇接，無盤站不能運行Windows 98已成為過去，新的無盤啟動機制反過來被用到了RPL中，使得RPL工作站上也可以運行Windows 98了。與此同時，微軟公司在其劃時代的產品Windows2000中將終端技術收為標準組件，加上第三方軟件Mateframe對終端的支持，使其可以在無盤DOS或無盤Windows3x下連接Windows2000 Server而形成所謂的純軟件Windows 2000 終端。目前在無盤技術方面有三個主流即：RPL無盤Windows98、PXE 無盤Windows 98系統(tǒng)和純軟件的Windows 2000 終端�？梢钥闯鲈跓o盤組網方面用戶有了更多的選擇，而且無盤技術的應用領域更廣，幾乎所有有盤站能運行的軟件在無盤站都能運行。

4.3 三種主流無盤網絡的對比
面對各種無盤解決方案讀者可能無可適從，本節(jié)將對PXE、 RPL、Windows 2000 自帶的終端（下面稱為標準WBT） 與基于MetaFrame的終端（下面稱為Meta WBT）之間的區(qū)別作一詳細的介紹。我們把標準WBT和Meta WBT合稱為終端。

標準WBT名氣最大，是軟件巨人微軟推出，捆綁在Windows 2000里面。它也是微軟針對嵌入式產品推出的重量級產品，微軟希望籍此在嵌入式產品市場中搶得壟斷地位。

標準WBT的優(yōu)點是對終端的硬件要求不高，只須運行Windows CE以及處理一些簡單I/O動作。不須對現(xiàn)有終端作更多改造升級或再投資，通常586機器即可滿足要求，無須硬盤，在網卡的bootrom中增加Windows CE或PCI槽中插一片帶Windows CE的DOS即可，終端的其它方面無須改動，保護現(xiàn)有投資。缺點：對服務器硬件要求高，因為所有的終端運行的應用程序都在服務器上運行，CPU及內存資源消耗相當大。同時，由于Windows CE本身受限的缺陷，即“客戶機過瘦”，對各種外設的支持不足，相應的驅動程序較難找到，多媒體方面的性能較弱。大型軟件的運行速度較慢。由于微軟的慣例，客戶端只限于Windows CE設備，服務器須是Windows 2000服務器，從而大大限制了它的應用場合。

MetaFrame國內較少見，大家較為陌生，是美國Citrix公司開發(fā)，支持16位，32位Windows PC，Windows終端，網絡電腦，Windows CE設備，及范圍很廣的非Windows終端，web 瀏覽器等。服務器端是MetaFrame Server，其實質是用Windows 2000 Server上裝有MetaFrame服務端程序。服務器可以采用多個服務器群集的方式，但須指定一個主服務器（Master metal frame Server）由于客戶端程序可以跨平臺工作，所以在未來ASP中競爭更強。工作方式也與標準WBT極為相似，客戶端須自舉啟動（不一定選擇Windows CE，可以用其它OS，包括DOS、UNIX等），然后可以透過ICA協(xié)議在服務器執(zhí)行應用程序，服務器端也通過ICA傳輸用戶界面，包括運行結果。服務器可以置在遠端，然后終端通過ISDN，MODEN撥號，局域網，甚至無線傳輸等方式，以ICA協(xié)議與遠端的服務器通信。這與標準WBT相比有著很大的優(yōu)勢，意味著ASP供應商可以透過Intenet提供應用服務。MetaFrame還有一個工具很誘人，管理員可以遠程操控客戶端界面，控制客戶端的鍵盤，鼠標以及輸出界面。MetaFrame 的缺點與標準WBT一樣，對服務器硬件資源要求較高。 實質上，MetaFrame與 WBT的核心技術是將用戶界面程序與邏輯運行程序剝離，邏輯運行程序在服務器端運行，用戶界面程序通過ICA或RDP協(xié)議傳輸到客戶端，同時ICA或RDP將用戶交互響應的信息（如鍵盤，鼠標操作等）送回至邏輯運行程序處理。但客戶端系統(tǒng)的自舉還須靠本地原有的OS如Windows CE等完成，故嚴格而言，并不算是遠程啟動技術。

PXE是真正意義上的遠程啟動技術。PXE是Intel公司開發(fā)，雖然推出時間不短，但真正有價值的應用卻是今年內才體現(xiàn)。據網站記載，國內DTK公司，長城電腦都已成功在Intel PXE技術上研發(fā)Windows 98無盤工作站，并在教育系統(tǒng)中大力推廣。 工作站具有一個帶有Intel PXE bootrom的網卡或集成到BIOS的英特爾PXE代碼。當一個終端啟動后，服務器的操作系統(tǒng)（OS）將被加載至其內存中。在遠程啟動軟件外接附件的幫助下，服務器操作系統(tǒng)遠程啟動服務可以支持學生站運行Windows 95和Windows 98。當終端啟動時，PXE代碼將從服務器檢索啟動和配置軟件，這一過程就是遠程啟動。

與終端技術不同的是，PXE運行應用程序用到的是本地的資源，及內存，只是相當于硬盤由網絡代替了，服務器的負荷也大為減少，配置要求相對較低，這是比WBT先進的一大優(yōu)點。由于工作站上運行的是真正的Windows 98，所以支持的應用軟件十分豐富。工作站加上硬盤后就變成一個標準的PC機，可以在其它場合應用，從而保護了客戶的投資。可惜的是，PXE現(xiàn)在還不支持撥號，ISDN等方式，因而不能透過Internet實現(xiàn)遠程啟動，因此作為ASP工具不太合適。但如果應用于電子教室，辦公室，酒店，網吧，證券等場合則相當具有競爭力。在速度方面，與終端不相上下，但在多媒體方面，PXE占優(yōu)勢。

綜上所述，三者各具優(yōu)勢，用戶可根據自身的需求選擇適當的技術和產品。一般而言，若ASP，遠程教育選擇Metal frame最為合適，局域網場合選用PXE較為合適，而PDA，手持設備等則選Windows CE為佳。

PXE與RPL在運行應用程序所使用的資源除硬盤外，都是本地的資源，從其運行模式來看兩者有很多相似之處，但內核是截然不同的，以下從幾個方面進行比較：

¨ 發(fā)展前景

PXE：Intel新推出的軟件，從理論上來講應該是很先進的，盡管還存在一些問題，但其優(yōu)越的一面已經在應用中得到了充分的體現(xiàn)，而且Intel公司還將繼續(xù)提供這方面的支持，并且公開源碼，相信以后會更加改進。

RPL：Microsoft產品，已經很成熟了，而且許多愛好者都比較熟，技術資料到處都是，但Microsoft已經放棄了此產品開發(fā)與支持，不會再有更新的升級產品了。

¨ 工作站啟動速度

從少量機器來看,PXE與RPL似乎沒有太多的區(qū)別，但如果機器數量較多，PXE會快一些，其原因主要是RPL采用NETBEUI通信協(xié)議，若傳送過程中有錯誤幀，RPL會要求整個數據包重發(fā)，而PXE采用基于TCP/IP的MTFTP（多點傳送）的通信協(xié)議，若在傳送過程中有錯誤幀，PXE并不是將整個數據包重發(fā)，只是將某一出錯線程的數據重發(fā)，這樣使整個網絡的啟動的速度加快。在工作站較多的情況下，出錯的概率較高，因此在這種情況下啟動速度的差別較大。

¨ 安裝方面

PXE安裝是基于本地上傳的，也就是說，只要在一個工作站上安裝好一臺有盤工作站，然后通過上傳軟件，將整個硬盤上傳服務器的一個共享目錄下，安裝步驟比較少，整個過程也很簡單，安裝成功率很高。傳統(tǒng)方式下的RPL Windows 95無盤站的安裝過程十分繁瑣，且很容易出錯，安裝成功率很低。目前的RPL技術吸取了PXE的本地上傳方式，使安裝的方法接近PXE的安裝，但需掌握RPL和PXE兩項技術才能進行安裝。當然目前出現(xiàn)的許多RPL98的安裝工具，給安裝無盤RPL Windows 98帶來方便。

¨ 運行速度

PXE要快一些，特別是在運行一些大的應用軟件或上網時更加明顯，主要原因是由于PXE的默認協(xié)議為TCP/IP。而在低配置無盤網絡中，RPL無盤Windows 95要快一些。

¨ 日后維護方面

PXE和改良的RPL在日后的維護方面十分方便，軟件的維護量極低，所需的維護只是升級應用軟件，刪除客戶機無用文件。若一段時間不用應用程序，且硬盤作好磁盤配額，那么在這段時間內可以作到軟件零維護，對機房管理人員來說可以說是一個解放。傳統(tǒng)的RPL網絡的維護量極大，客戶機可以輕意的破壞系統(tǒng)，雖然可以通過各種手段加以限制，但無法從根本上解決，而且由于各種限制的存在使Windows 界面面目全非。

¨ 硬件兼容性

PXE軟件可以大多數的網卡和主板，但PXE的啟動芯片支持的網卡并不多，對主板的BIOS要求為AWORD的，其它的BIOS版本則有不兼容的現(xiàn)象，這是目前制約PXE發(fā)展的重要因素。RPL的硬件兼容性則很好幾乎所有的網卡和主板都能支持。

三種主流無盤網絡系統(tǒng)（四種方案）對比如表4.1所示。

表4.1 四種無盤啟動技術的比較表

PXE
RPL
標準WBT
Mate WBT

服務器操

作平臺
Windows NT 4.0 Server

Windows2000 Server

Windows2000 Advance Server
Novell Netware 3xx

Windows NT 4.0 Server
Windows2000 Server

Windows2000 Advance Server
Windows2000 Server

Windows2000 advance Server

顯示服務協(xié)議
由本機設備處理
由本機設備處理
RDP協(xié)議，僅支持在TCP/IP環(huán)境下運行的wan，lan或遠程訪問網絡。僅適用寬帶企業(yè)網
ICA網絡協(xié)議，適用于寬帶網及窄帶網，并支持屏蔽技術，管理員可遠程操縱瘦客戶端設備

客戶端支持
無盤DOS工作站

無盤Windows 95工作站

無盤Windows 98工作站
無盤DOS工作站

無盤Windows95工作站

無盤Windows98工作站
Windowsce設備，包括Windows終端
超過200個客戶終端，支持16位，32位Windows終端，網絡電腦，Windows ce設備，及范圍很廣的非windows終端，web 瀏覽器

服務器的要求
較低
最低
高
高

工作站的要求
最高
較高
較低
低

應用場合
新建機房，無盤網吧

教學網絡，游戲網等
配置較差的無盤網絡

教學網絡、游戲網
Windows9x 網絡，企業(yè)內部網資源共享 手持設備
配置很差的386、486機房改造，主要用于教學網

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