前言
计算机技术的发展由主机计算机已经发展到网络计算机阶段,但是随着硬件、软件和网络的快速发展以及硬件系统必须和操作系统绑定的关系,用户必须不断地升级硬件和软件、不断地为系统打补丁以保护系统免受病毒或者来自网络的攻击、进行日常维护等,使得用户使用和维护的成本越来越高。与此同时随着虚拟化技术的不断发展,虚拟网络系统在应用场景上变得越来越复杂,规模越来越大,那么在大规模虚实互联的网络仿真应用平台上,如何对大量联网的计算机进行操作系统和软件环境的远程控制和配置,实现对于仿真场景和网络节点状态的自动批量更新和远程管理就成为关键性的问题。
1·研究现状
20 世纪90 年代以来许多计算模式被提出用于解决对操作系统远程控制和配置等问题,例如 net Work compute、Net P、thin client、无盘工作站和透明计。net Work computer在本地ROM中存放有嵌入式操作系统,主要运行Java程序,对 Windows 应用支持较差、功能较弱;Net PC硬件配置和普通PC相似,启动时将操作系统和应用程序从服务器上下载到本地硬盘再运行;thin clients 使用嵌入式操作系统,应用程序运行和数据处理都是在服务器上进行,通过远程显示协议在本地接收和显示结果,对服务器要求较高;无盘站通过远程启动协议加载操作系统,但是不能同时支持两种或两种以上的操作系统;透明计算则是一种基于客户机/服务器架构的新的网络计算模式,客户机本地没有硬盘,硬盘上的所有资源映像,包括多个操作系统内核、文件系统和应用程序以及它们的管理都在服务器上进行,用户可以根据需要去选择加载某个操作系统和应用程序,然后利用客户机的本地资源(CPU、内存及键盘、显示器等I/O设备)执行计算任务。
可见net Work computer ,Net PC 和thin clients采用的是本地或者嵌入式启动方式,不够灵活也不支持多操作系统。无盘系统虽然使用远程启动协议与服务器建立连接,将操作系统内核以文件形式下载到客户机内存运行,然后运行特定的网络文件系统,实现操作系统的远程启动 。而透明计算模式将分布式计算和集中存储管理结合起来,并将操作系统和应用程序作为一种资源存储到服务器上,允许用户任意选择加载,支持多种操作系统的远程启动,而且对客户机和服务器的硬件要求不高,并且允许用户共享一份操作系统和应用程序拷贝,从而降低用户的总拥有成本 。
2·操作系统启动的基本原理
一个操作系统的启动大致上可以分成三个部分:首先是BIOS (Basic Input—Output System )运行,接着是引导程序的调用,最后就进入到操作系统内核文件 。
- BIOS主要是开启硬件并设置好操作系统的启动环境。它主要包括三个部分 :POST(系统自检 ),安装和启动 。POST的主要功能是测试并安装 BIOS检测到的硬件组件,作为POST的一部分,硬件设备会注册对应的中断值,而在启动时还是使用 BIOS 来从磁盘上载入操作系统。当POST完成以后 ,BIOS会提供给使用者进入“SETUP”模式的机会,在这里用户可以改变BIOS的设置,包括启动顺序的设置 。
- 引导加载程序:当BIOS把启动设备的第一个扇区载入RAM ,引导程序开始运行。在硬盘设备中,第一个扇区被称为MBR,MBR中除了包括引导程序,还包括硬盘的分区表信息。
- 操作系统的初始化:一旦引导装载程序将操作系统映像加载到内存,控制权就转移到操作系统。操作系统将通过一系列的步骤,设立必要的环境实现一个 连贯的初始运行。这个“初始化”操作只执行一次,然后操作系统进入其主要的调度循环 。
UEFI是一种更快捷快速的电脑启动配置,它的全称是“统一可扩展固件接口”(Unified Extensible Firmware Interface),是一种接口标准,接口由包含平台相关信息的数据表、启动服务调用和运行时服务调用组成,提供了一个启动操作系统和运行预启动应用程序的标准环境。它打破了传统BIOS设计的障碍,采用模块化设计思想,具有很好的可移植性和扩充性,是一种新的主板引导项,它被看做是BIOS的继任者。UEFI最主要的特点是图形界面,更利于用户对象图形化的操作选择。BIOS设置,它主要负责开机时检测硬件功能和引导操作系统启动的功能,而UEFI则是用于操作系统自动从预启动的操作环境,加载到一种操作系统上从而节省开机时间。所以,在局域网环境中,可以采用UEFI方式实现对于网络节点计算机的操作系统的灌装和启动过程控制。
3·对网络节点的远程控制
远程控制指的是在本地计算机上通过远程控制软件发送指令给远程的计算机,从而操纵远程计算机使之能够完成一系列工作,网络管理员通过远程控制软件可以很方便地实现对局域网中的计算机的管理和维护工作,从而减轻工作量。
