基于PXE的Ghost多播克隆技术在高校机房中

基于PXE的Ghost多播克隆技术在高校机房中的运用罗奇（湖南信息职业技术学院，湖南长沙，410200）摘要：计算机机房作为高校学生重要的实训场地，管理和维护是个难题。

文章介绍了基于PXE启动技术，在局域网中利用Ghost服务器和TFTP文件传输服务进行多播克隆的原理和步骤；以及通过IP修改工具快速配置计算机名和IP地址的方法，大大提高了机房管理和维护的工作效率。

关键词：PXE；Ghost；多播克隆；DHCP；TFTPThe application of ghost multicast clone technique based on PXE in the collegecomputer roomsLuo Qi(Hunan College of Information, Changsha Hunan, 410200)Abstract: Student computer rooms as an important training place, it is a challenge for the management and maintenance. This paper introduces the principles and steps of the multicast clone technique in the local area network using Ghost server and TFTP file transfer service based on PXE boot technology, as well as the method to quickly configure the computer name and IP address through IP modification tools, which greatly increases the efficiency.Key words: PXE; Ghost; Multi-broadcast clone; DHCP; TFTP0 引言近年来，随着信息化的不断普及，高校计算机机房的建设力度也是一年比一年大，计算机数量的增多加大了机房管理和维护的难度。

怎样管理和维护好计算机，特别是当机房出现了特殊情况，比如感染病毒、人为破坏、还原卡无法还原等，在不影响教学的情况下如何高效快速的还原或重做系统这样的问题摆在了机房管理员面前。

目前很多高校的计算机都没有配置光驱和软驱，对于机房几十到几百台计算机还原或重做系统是一项费时费力的工作。

因此，在不改变现有硬件条件的情况下，我们研究采用了在PXE启动技术的基础上，运用Ghost 多播技术实现网络克隆。

1 基于PXE的Ghost多播克隆原理网络克隆是通过网络服务器将Ghost镜像文件传送到客户机的硬盘中。

网络克隆方法很多，传统的网络克隆必须通过DOS来引导（用光盘、软盘或USB等启动盘来启动DOS）。

而基于PXE技术的网克可以通过BootROM（网卡中的启动芯片）来启动DOS。

因此，即便是用传统的网络克隆都无法启动系统了，也可以通过PXE启动DOS进行网络克隆。

1.1 PXE启动原理PXE（Preboot Execution Environment远程引导技术）是RPL（Remote Initial Program Load 远程启动服务）的升级产品。

它们的不同之处为RPL是静态路由，PXE是动态路由。

PXE启动原理如图1所示，客户端开机后，BootROM获得控制权之前先做自我测试，然后以广播形式发出一个请求Find帧。

服务器收到客户端所发出的要求，就会送回DHCP 回应，内容包括用户端的IP 地址，预设通讯通道和开机映像文件。

客户端收到服务器发回的响应后则会回应一个帧，以请求传送启动所需文件。

之后，将有更多的讯息在客户端与服务器之间作应答，用以决定启动参数。

BootROM由TFTP协议从服务器下载启动映像，客户端通过TFTP协议接收启动文件后，启动客户端，完成远程启动。

图1 PXE启动原理1.2 Ghost多播克隆原理Ghost的网络克隆使用的是多播技术。

多播技术是一种允许一台或多台主机（多播源）发送单一数据包到多台主机（一次的、同时的）的TCP/IP网络技术。

多播作为一点对多点的通信，是节省网络带宽的有效方法之一。

其工作原理是：主机之间为“一对一组”的通讯模式，也就是加入了同一个组的主机可以接受到此组内的所有数据，网络中的交换机和路由器只向有需求者复制并转发其所需数据。

网络中的路由器和交换机有选择的复制并传输数据，即只将组内数据传输给那些加入组的主机。

这样既能一次将数据传输给多个有需要（加入组）的主机，又能保证不影响其他不需要（未加入组）的主机的其他通讯。

2 多播克隆技术的前期准备在进行网络克隆前，首先配置发送服务器，发送服务器要安装TFTP服务和Ghost服务，接着就要制作一台样机（作为收集Ghost镜像的母盘计算机）备用，最后设置客户机的PXE 启动。

2.1 配置发送服务器发送服务器应该是一台独立的装有XP以上系统的无病毒的计算机，最好是不要安装杀毒软件和防火墙，避免客户机找不到服务器或不断弹出询问窗口。

修改服务器IP地址为192.168.1.1，子网掩码改为255.255.255.0，网关和DNS根据自己的实际情况改好。

发送服务器要有DHCP和FTP两个服务，DHCP能够自动分配IP地址给客户机，FTP可以提供文件传输服务，Tftpd32软件包含这两个服务；还要有企业版的GhostSrv软件、客户端PXE 启动文件和网卡DOS驱动。

2.1.1 配置TFTP服务双击Tftpd32.exe文件，找到DHCP Server选项，进行如下配置：①IP pool starting address（IP地址池开始地址）为192.168.1.2，比服务器地址大1；②Size of pool（地址池大小）为需要克隆的客户机的台数，数量一般在1-254之间；③Boot File（启动文件）为netghost.pxe，这里是要填写PXE启动文件的名称，在安装文件夹里以.pxe为扩展名的文件；④Mask（子网掩码）为255.255.255.0，按服务器本地连接里的设置填写；⑤其他选项不需要填写，默认的就可以了。

最后要记得保存，关毕Tftpd32的设置窗口后重新打开，TFTP服务设置完成。

2.1.2 配置Ghost服务器打开GhostSrv.exe，配置Ghost服务器相对简单。

①会话名称：填写时要注意服务器和客户机要一致，否则客户机将无法找到服务器；②镜像文件：点击浏览找到你所要恢复或创建镜像的文件，扩展名为.gho；③恢复镜像或创建镜像：根据实际需要选择。

点击接受客户端，等所有的客户端成功连接后，再点击开始克隆。

2.2 样机的制作所谓样机就是收集Ghost镜像的母盘计算机，样机制作的好坏直接关系到将来机房计算机系统使用的寿命，装一个好的XP系统，装上所有教学和常用的软件，然后把系统进行优化，装上还原卡驱动，设置完计算机名和IP地址后，装一个网管软件和网络教室软件（推荐凌波多媒体网络教室），最后做一个C盘备份，便于以后单机恢复系统。

2.3 配置客户机现在的计算机一般都支持PXE启动，集成网卡主要在BIOS中设置第一启动为LAN，还要将Onboard LAN BootROM启用；如果是独立网卡（如RTL8139芯片），还要在计算机启动时按下Shift+F10，在启动选项中选择PXE选项。

3 多播克隆技术的实现以上步骤完成之后，开始实现多播克隆，首先要收集样机的全盘镜像，然后再将这个镜像分发给客户机。

3.1 收集样机全盘镜像通过网络收集样机全盘镜像到发送服务器上，以备下一步分发操作系统用。

在发送服务器上运行已配置好的Tftpd32.exe，再运行GhostSrv.exe，设置会话名称、选择创建镜像、在镜像文件选项后点击浏览，把将要收集的镜像命名后保存到一个较大的磁盘中，然后点击接受客户端。

打开已配置好的样机，设置网卡从PXE启动或启动时按F11（RTL8139网卡适用），使样机从网络启动，启动后会自动进入Ghost客户端。

在客户端Ghost上选择GhostCast，再选MultiCast，输入会话名称，选择建立镜像的硬盘，设置完后开始收集全盘镜像，收集完后在发送服务器中会产生一个客户端的全盘镜像。

3.2 分发样机全盘镜像分发镜像和收集镜像的方法大体相同，只是分发镜像时在GhostSrv.exe中选择的是从镜像恢复，在镜像文件选项后的浏览选项中选的是已经收集的镜像文件，然后要等所有的客户机都连接到发送服务器后，再点击开始克隆按钮传送镜像文件（收集镜像时不用选择此按钮），发送完毕后重启客户机完成克隆。

4 计算机名和IP地址的修改对所有的客户机网络克隆完成后会出现一个问题，计算机名和IP地址会和样机完全一样，所以需要对每台客户机进行更改，如果是手动更改则费时费力，可以使用IP修改工具进行修改，只要在IP修改工具对话框中的本机机号选项输入客户机的机号，按确定按钮后重启计算机。

5 结束语本文介绍了利用PXE启动技术和Ghost多播克隆技术在高校机房中的运用，解决了机房管理与维护的一些实际问题，但是网络克隆也不可能一劳永逸的解决所有的问题，因此，我们应该不断的实践和探索，才能找到更多有效的途径，解决更多的实际问题，来减轻机房管理人员的负担，提高工作效率。

参考文献[1] 杨云,等.计算机网络技术与实训(第二版)[M].北京:中国铁道出版社,2009.199-207.[2] 郑羽.基于PXE技术的网络克隆的实现[J].电脑学习,2010(1):53-54.作者简介：罗奇（1982- ），男，湖南长沙人，助理实验师，工学学士，研究方向为计算机技术。

湖南信息职业技术学院，湖南省望城县旺旺中路8号，410200。