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計資中心電子報C&INC E-paper

專題報導

無硬碟系統簡介
  • 卷期:v0012
  • 出版日期:2010-03-20

作者:陳永樵 / 臺灣大學計算機及資訊網路中心作業管理組程式設計師


無硬碟系統是一種無實體硬碟的工作站或個人電腦,藉由網路來啟動並向伺服器獲得作業系統,可以/可能含有其他輔助之非揮發性記憶體或可移除式儲存裝置,顧名思義就是電腦不需要安裝硬碟,讓一台沒有安裝硬碟的電腦可以透過網路將作業系統開啟,再執行應用程式。無硬碟系統可以區分為硬體與軟體的技術。

 

一、無硬碟技術

無硬碟系統如以硬體的方式呈現,就是在PCI或是ISA的插槽上安裝一片介面卡,這張介面卡上有私有的啟動程式,當系統開機時會先執行此啟動程式,並以硬體的方式模擬一顆硬碟,讓BIOS的開機程式可以取得作業系統的開機磁區,最後將作業系統由遠端載入執行。

 

軟體的無硬碟技術不需在電腦內安裝任何介面卡,通常利用支援PXE協定,將遠端的作業系統載入執行。

 

無硬碟系統通常透過與遠端Disk I/O Service系統進行連線,並且掛載遠端之網路磁碟當成該電腦之內部硬碟使用。因此可以如同一般PC進行作業系統安裝與操作,同時可任意安裝任何一般PC上可執行的應用軟體,使用操作方式和一般PC無異,這些網路磁碟連線功能是以iSCSI為基礎。

 

iSCSI(internet Small Computer System Interface)是由IETF開發的網路存儲標準,目的是為了用IP協定將存儲設備連接在一起。通過在IP網上傳送SCSI命令和資料,iSCSI推動了資料在網際網路之間的傳遞,同時也促進了資料的遠距離管理。由於其出色的資料傳輸能力,iSCSI協定被認為是促進存儲區域網(SAN)市場快速發展的關鍵因素之一。因為IP網路的廣泛應用,iSCSI能夠在LAN、WAN甚至internet上進行資料傳送,使得資料的存儲不再受地域的限制。

 

iSCSI技術的核心是在TCP/IP網路上傳輸SCSI協定,是指用TCP/IP封包、和iSCSI封包封裝SCSI封包,使得SCSI命令和資料可以在普通乙太網路上進行傳輸。


二、實際應用

計算機及資訊網路中心於2008年導入無硬碟系統,應用於電腦教室,結合全校單一認證系統,併入選位系統、印表控制系統及快速列印系統,完成整體電腦教室管理系統,提供全校學生上課、上機使用,整體系統架構如下圖所示。


架構圖顯示上半群為無硬碟系統主機及儲存系統群,使用兩台光纖交換器連結八台管理主機及存取服務主機;另有兩台資料庫主機,主要的網路交換器為一台48埠高速交換器,往下連結各教室的使用者終端電腦,終端電腦皆為無硬碟並加裝一片HBA卡,構成整體無硬碟系統。

本系統的特性如下:

  1. 與學校單一認證系統結合,學生擁有個人私有空間及桌面。
  2. 擁有負載平衡及容錯運作機制,來確保不會產生工作過度集中於某(幾)台主機,也不會因為單一主機當機,造成使用者無法使用。
  3. 擁有多重作業系統。
  4. 結合印表計價系統,提供學生優質列印環境。

 

三、結論

隨著資訊世界呈現爆炸性的發展,個人電腦的數量也呈現等比級數的增加,架構也愈來愈複雜,電腦管理的成本也急遽攀升,困擾資訊管理人員的問題包括資訊安全、軟體更新、故障維修與維護工作及資料備份等重要課題。

 

無硬碟系統由於系統集中化管理,包括帳號及作業系統,同學可以在任一台擁有相同的桌面及使用環境,系統管理師可以快速更新軟體,在資通安全也更有進步,任何同學登入及使用紀錄完整,作業系統較不易中毒,電腦的故障維修簡易,更換故障硬體零件後,馬上可以上線使用,集中化的使用者資料,也更易於管理及備份。整體而言,可以有效解決電腦管理的四大問題。