基于PXE技术的网络多播克隆设计与实现

电脑教室的管理，是一项繁琐和复杂的工作。由于不断安装新软件、软件版本不断升级更新以及计算机出现系统故障或病毒入侵等原因，常常要对计算机软件系统进行重建或恢复。PXE采用基于TCP /IP的多点传送的通信协议，可实现无盘网络启动，再将TFTP文件传送与GHOST网络多播克隆技术相结合，就可实现机房的高效、快速维护。

1 基本原理及工作环境

基于PXE的Ghost网络多播克隆原理如下：学生端通过PXE网络启动得到由DHCP服务器分配的IP地址接入网络，然后获得来自服务器端通过TFTP服务软件发送的启动映像文件，自动进入到服务器端开启的GHOST软件的多播任务中，当所有学生端连接到任务中后，在服务器端开始多播克隆任务。学生端机克隆完毕，重启，然后使用批处理文件逐一修改用户名和IP地址等信息，完成整个克隆任务。

1.1 PXE概述

PXE是由Intel公司开发的技术,工作于Client/Server的网络模式。其启动过程中，终端以广播形式发出一个请求FIND帧，服务器收到请求, 就会送回 DHCP 回应, 内容包括用户端的 IP 地址等信息，终端收到回应信息后，再用TFTP或MTFTP协议下载一个启动映像文件到本机内存中并执行，由这个映像文件完成基本软件设置，从而引导预先安装在服务器中的终端操作系统。[1]PXE可以引导多种操作系统，具有安装方便，适用范围广泛，安全、可维护性更强等优点。

1.2 工作环境

首先应遵循568A或568B标准架设好相应的局域网络环境。服务器应选用千兆网卡，安装WINDOWS 2000/2003 Server操作系统，安装DHCP以便于服务器能将IP地址动态地分配给学生机。服务器还需要安装TFTP服务软件，TFTP服务用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输。最后，服务器还需要安装GhostCast Server多播服务软件，用于将备份系统的映像克隆到学生机。

学生机端要求在网卡上加装PXE启动芯片(PXE Boot ROM)，并在BIOS中开启这项服务。

2 准备工作

要顺利实现网络多播克隆，必须做好以下准备工作。

2.1制作PXE 启动文件

制作 PXE 的启动文件，我们使用 3Com 的 DABS软件。DABS 提供了功能强大的 PXE 启动服务、管理功能。

安装DABS后，运行 3Com Boot Image Editor。选择“创建TCP/IP或PXE映像文件”，出现对话窗口。为即将建立的映像文件命名，例如：Ghost.img，选择需要保存文件的文件夹，其他采用默认选项，选择[OK]，创建PXE启动映像 Ghost.img文件。

在 3Com Boot Image Editor 的主菜单中，选择“创建PXE菜单启动文件”，在出现的窗口中选择[添加（Add）]，加入我们刚刚创建的启动映像文件Ghost.img，在“选项（Options）”标签中可以设置菜单标题和等待时间。选择[保存（Save）]，给保存的PXE菜单启动文件命名为Menu.pxe。[2]

在C盘中建立文件夹“TFTPBOOT”，将文件Ghost.img，Menu.pxe，以及学生机镜像GHOST文件复制到该文件夹下。

2.2 服务器及学生机的设置

首先要进行DHCP服务的安装，安装完毕后，新建一个作用域。在“DHCP管理器”窗口中，右键点击DHCP服务器选项，在弹出的快捷菜单中选择“新建作用域”选项，在“作用域名”对话框中指定该作用域的名称，如“GHOST”和描述信息，然后为该作用域设定IP地址范围，如把IP地址范围限制在“192.168.78.101～192.168.78.200”的地址段内。接下来，将租约期限值修改为“无限制”，以便固定动态IP。然后在DHCP服务器的作用域选项中配置选项“067:启动文件名”，字串值为PXE菜单启动文件名Menu.pxe。

3Com的DABS包含了一个TFTP服务组件，启动它后，打开菜单项“Options”中的“File transfer”，在“Reverie files”和“Transmit files”中添加PXE映像文件和启动文件的路径。

在服务器上如有多块网卡，应只保持提供DHCP和TFTP服务的网卡开启，其他网卡需暂时停用，等克隆完成后再启用。

学生机端需要在BIOS中开启PXE网络启动。以DELL品牌机为例，在机器启动时按F2键进入BIOS设置，选择Integrated Devices项，修改Network Interface Controller项的值为“On w/PXE”，重启机器。

2.3 编写网络配置批处理文件

由于网络多播克隆使用的是同一个母本，在克隆完成后，我们需要逐一修改电脑的主机名、IP地址等信息，为方便修改这些信息，需要编写网络配置批处理文件，以便在克隆完毕后运行。批处理文件范例如下：

echo off

set eth="本地连接"

set ip=192.168.78.152

set gw=192.168.78.254

set netmasks=255.255.255.0

echo 正在将本机IP更改到: %ip%

rem

if %gw%==none netsh interface ip set address %eth% static %ip% %netmasks% %gw% > nul

if not %gw%==none netsh interface ip set address %eth% static %ip% %netmasks% %gw% 1 > nul

echo.........................

set /p name=请输您的计算机名：

reg add "HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\ComputerName\ActiveComputerName" /v ComputerName /t reg_sz /d %name% /f

reg add "HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters" /v "NV Hostname" /t reg_sz /d %name% /f

reg add "HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters" /v Hostname /t reg_sz /d %name% /f

echo 检查当前本机IP：

ipconfig/all

echo.........................

echo 成功将本机IP更改为%ip%！

pause

close[3][4]

3 实施过程

在网络多播克隆的实施阶段，首先运行Symantec Ghostcast Server程序，在Session Name项中给克隆项目填写一个名字，比如ghost，然后在lmage File一栏中填入准备好的克隆映像文件路径，单击Accept Clients按钮，接受客户端机的克隆申请。

学生机端开机后，按F12进入Boot menu，在启动类型选择第五项“Integrated Nil”，即选择了PXE网络启动。启动后自动连接到多播服务器端，当所有客户端都连接进来后，在多播服务器端点击“Send”，即可开始网络多播克隆，直至多播克隆完成。需注意的是，在多播进程中千万不要强制重启工作站，否则会对工作站的硬盘产生物理损伤。[5]

网络多播克隆完成后，重启工作站，运行准备好的批处理文件更改工作站的设置。

在具体的操作使用中，安装60台学生机，克隆文件2.4G，整个过程耗时约1小时。因此说PXE网络硬盘克隆技术可以快捷、安全地恢复系统，使得繁琐的系统维护工作简单化。

参考文献

[1] 吴水清. 网络克隆技术在机房管理中的应用[J].渝西学院学报(自然科学版),2005,4(1):49.

[2] 马传宝.基于PXE技术的无盘WIN98局域网的建立[J].广东广播电视大学学报,2001,10(37):18.

[3] 刘晓辉.Windows9x/me/2000/XP/2003 DOS命令实用技术详解[M].北京:人民邮电出版社,2005.

[4] 王健.轻松玩转注册表[M].重庆:重庆大学出版社,2001.

[5] 杨建成,张祖曦.利用Norton Ghost企业版的多播服务实现机房快速维护[J].闽江学院学报,2003,24(5):32-33.