Загрузка windows по сети бездисковые станции. Бездисковая загрузка Windows
ОС, в которых все базовые функции сконцентрированы в ядре, называют монолитными системами . В случае реализации монолитного ядра ОС становится производительнее (процессор не переключается между режимами во время взаимодействия между ее компонентами), но менее надежной (весь ее код выполняется в привилегированном режиме, и ошибка в каждом из компонентов является критичной).
Монолитность ядра не означает, что все его компоненты должны постоянно находиться в памяти. Современные ОС дают возможность динамично размещать в адресном пространстве ядра фрагменты кода (модули ядра ). Реализация модулей ядра дает возможность так же достичь его расширяемости (для добавления новой функциональности достаточно разработать и загрузить в память соответствующий модуль).
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Операционная система. Определение. Уровни операционной системы. Функции операционных систем. Понятие операционной системы
Понятие операционной системы.. причиной появления операционных систем была необходимость создания удобных в.. операционная система ос это программное обеспечение которое реализует связь между прикладными программами и..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Распределенные системы
Сетевые ОС не скрывают от пользователя наличие сети, сетевая поддержка не определяет в них структуру системы, а дает ей дополнительные возможности. Есть ОС, которые объединяют ресурсы нескольких ко
Поколения операционных систем
Видимо, наиболее целесообразным следует считать выделение этапов развития ОС в рамках отдельных поколений ЭВМ и ВС.
Первым этапом развития системного программного обеспечения можно считать
Механизмы и политика
В ОС прежде всего необходимо выделить набор фундаментальных возможностей, которые предоставляют ее компоненты; эти базовые возможности являются механизмом. С другого бака, необходимо принима
Ядро системы. Привилегированный режим и режим пользователя
Базовые компоненты ОС, которые отвечают за важнейшие ее функции, обычно находятся в памяти постоянно и используются в привилегированном режиме. Эти компоненты называют ядром ОС.
Важ
Системное программное обеспечение
Кроме ядра, важными составляющими работы ОС является также приложения режима пользователя, которые выполняют системные функции. К такому системному программному обеспечению принадлежат:
1.
Реализация архитектуры операционных систем
Большинство современных ОС представляют собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платформы. Какой-либо единой унифицированной архитекту
Многоуровневые системы
Компоненты многоуровневых систем создают иерархию уровней, каждый из которых основывается на функции предшествующего уровня. Низший уровень непосредственно взаимодействует с аппаратным обеспечением
Системы с микроядром
Одно из направления развития современных ОС состоит в том, что в привилегированном режиме реализована только малая часть функций ОС, называемая микроядром. Микроядро защищено от остальных частей ОС
Системы с гибридным ядром
Гибридное ядро (англ. Hybrid kernel) – модифицированные микроядра (минимальная реализация основных функций ядра операционной системы компьютера), позволяющие для ускорения работы запускать «несущес
Концепция виртуальных машин
В системах виртуальных машин программным путем создают копии аппаратного обеспечения (происходит его эмуляция). Эти копии (виртуальные машины) работают параллельно, на каждой из них ф
Базовая архитектура UNIX
UNIX является примером довольно простой архитектуры ОС. Большая часть функциональности этой системы находится в ядре, ядро общается с прикладными программами с помощью системных вызовов (см рис 2.5
Назначение ядра Linux и его особенности
Linux реализует технологию монолитного ядра. Весь код и структуры данных ядра находятся в одном адресном пространстве. В ядре можно выделить несколько функциональных компонентов:
Ø
Модули ядра
Ядро Linux дает возможность по требованию загружать в память и выгружать из нее отдельные секции кода. Такие секции называются модулями ядра и выполняются в привилегированном режиме.
Особенности системных библиотек
Системные библиотеки Linux являются динамичными библиотеками, которые загружаются в память только тогда, когда в них есть необходимость. Они выполняют ряд функций:
1. Реализацию пла
Уровень абстрагирования от оборудования
В Windows XP реализован уровень абстрагирования от оборудования (в этой системе его называют HAL, hardware abstraction layer). Для разных аппаратных конфигураций фирма Microsoft или сторонние разр
Компоненты режима пользователя
1. Библиотека системного интерфейса
2. Подсистемы среды
3. Заранее определенные системные процессы
4. Приложения пользователя
Лекция 4. Т
Мультипрограммирование. Формы многопрограммной работы
Мультипрограммирование призвано повысить эффективность использования вычислительной системы . Однако эффективность может пониматься по-разному. Наиболее характерными показателями эффективно
Понятия файла и файловой системы
Файл – это набор данных, к которым можно обращаться по имени, хранящийся на каком-либо носителе информации. Файлы относятся к абстрактному механизму. Они предоставляют способ с
Архитектура файловой системы
Файловая система позволяет программам обходиться набором достаточно простых операций для выполнения действий над некоторым абстрактным объектом, представляющим файл. При этом программистам не нужно
Организация информации в файловой системе
Организация дискового пространства для размещения на нем файловой системы выполняется разбиение диска на разделы. Раздел – основа организации больших объемов дискового пространства. Разделы реализу
Атрибут
Понятие файла включает не только хранимые им данные и имя, но и информацию, описывающую свойства файла. Эта информация составляет атрибуты файла. Список атрибутов может быть различным в различных О
Логическая организация файла
В общем случае данные, содержащиеся в файле, имеют некоторую логическую структуру. Эта структура (организация) файла является базой при разработке программы, предназначенной для обработки этих данн
Организация хранения информации на накопителях
Жесткий диск состоит из одной или нескольких стеклянных или металлических пластин, каждая из которых покрыта с одной или двух сторон магнитным материалом. Таким образом, диск в общем случае состоит
Физическая организация и адресация файла
Важным компонентом физической организации файловой системы является физическая организация файла, то есть способ размещения файла на диске. Основными критериями эффективности физической организации
Физическая организация файловой системы FAT
Логический раздел, отформатированный под файловую систему FAT, состоит из следующих областей (рисунок 5).
Физическая организация файловой системы NTFS
Файловая система NTFS была разработана в качестве основной файловой системы для ОС Windows NT в начале 90-х годов.
Основными отличительными свойствами NTFS являются:
− подде
Физическая организация файловых систем ext2, ext3, ext4
Как и в любой файловой системе UNIX, в составе ext2 можно выделить следующие составляющие:
− блоки и группы блоков;
− индексный дескриптор;
− суперблок.
Во многих операционных системах с монолитным ядром сборка ядра, то есть его компиляция, осуществляется отдельно для каждого компьютера, на который устанавливается операционная система . При этом можно выбрать список оборудования и программных протоколов, поддержка которых будет включена в ядро. Так как ядро является единой программой, перекомпиляция – это единственный способ добавить в него новые компоненты или исключить неиспользуемые. Следует отметить, что присутствие в ядре лишних компонентов крайне нежелательно, так как ядро всегда полностью располагается в оперативной памяти. Кроме того, исключение ненужных компонентов повышает надежность операционной системы в целом.
Монолитное ядро – старейший способ организации операционных систем . Примером систем с монолитным ядром является большинство Unix-систем.
Даже в монолитных системах можно выделить некоторую структуру. Как в бетонной глыбе можно различить вкрапления щебенки, так и в монолитном ядре выделяются вкрапления сервисных процедур, соответствующих системным вызовам . Сервисные процедуры выполняются в привилегированном режиме, тогда как пользовательские программы – в непривилегированном. Для перехода с одного уровня привилегий на другой иногда может использоваться главная сервисная программа, определяющая, какой именно системный вызов был сделан, корректность входных данных для этого вызова и передающая управление соответствующей сервисной процедуре с переходом в привилегированный режим работы. Иногда выделяют также набор программных утилит, которые помогают выполнять сервисные процедуры.
Многоуровневые системы (Layered systems)
Продолжая структуризацию, можно разбить всю вычислительную систему на ряд более мелких уровней с хорошо определенными связями между ними, так чтобы объекты уровня N могли вызывать только объекты уровня N-1. Нижним уровнем в таких системах обычно является hardware, верхним уровнем – интерфейс пользователя. Чем ниже уровень, тем более привилегированные команды и действия может выполнять модуль, находящийся на этом уровне. Впервые такой подход был применен при создании системы THE (Technishe Hogeschool Eindhoven) Дейкстрой (Dijkstra) и его студентами в 1968 г. Эта система имела следующие уровни:
Рис.
1.2.
Слоеные системы хорошо реализуются. При использовании операций нижнего слоя не нужно знать, как они реализованы, нужно лишь понимать, что они делают. Слоеные системы хорошо тестируются. Отладка начинается с нижнего слоя и проводится послойно. При возникновении ошибки мы можем быть уверены, что она находится в тестируемом слое. Слоеные системы хорошо модифицируются. При необходимости можно заменить лишь один слой, не трогая остальные. Но слоеные системы сложны для разработки: тяжело правильно определить порядок слоев и что к какому слою относится. Слоеные системы менее эффективны, чем монолитные. Так, например, для выполнения операций ввода-вывода программе пользователя придется последовательно проходить все слои от верхнего до нижнего.
Виртуальные машины
В начале лекции мы говорили о взгляде на операционную систему как на виртуальную машину , когда пользователю нет необходимости знать детали внутреннего устройства компьютера. Он работает с файлами, а не с магнитными головками и двигателем; он работает с огромной виртуальной, а не ограниченной реальной оперативной памятью; его мало волнует, единственный он на машине пользователь или нет. Рассмотрим несколько иной подход. Пусть операционная система реализует виртуальную машину для каждого пользователя, но не упрощая ему жизнь, а, наоборот, усложняя. Каждая такая виртуальная машина предстает перед пользователем как голое железо – копия всего hardware в вычислительной системе, включая процессор , привилегированные и непривилегированные команды, устройства ввода-вывода, прерывания и т.д. И он остается с этим железом один на один. При попытке обратиться к такому виртуальному железу на уровне привилегированных команд в действительности происходит системный вызов реальной операционной системы , которая и производит все необходимые действия. Такой подход позволяет каждому пользователю загрузить свою операционную систему на виртуальную машину и делать с ней все, что душа пожелает.
Рис. 1.3.
Первой реальной системой такого рода была система CP/CMS, или VM/370, как ее называют сейчас, для семейства машин IBM/370.
Недостатком таких операционных систем является снижение эффективности виртуальных машин по сравнению с реальным компьютером, и, как правило, они очень громоздки. Преимущество же заключается в использовании на одной вычислительной системе программ, написанных для разных операционных систем .
Микроядерная архитектура
Современная тенденция в разработке операционных систем состоит в перенесении значительной части системного кода на уровень пользователя и одновременной минимизации ядра. Речь идет о подходе к построению ядра, называемом микроядерной архитектурой ( microkernel architecture) операционной системы , когда большинство ее составляющих являются самостоятельными программами. В этом случае взаимодействие между ними обеспечивает специальный модуль ядра, называемый микроядром. Микроядро работает в привилегированном режиме и обеспечивает взаимодействие между программами, планирование использования процессора , первичную обработку прерываний , операции ввода-вывода и базовое управление памятью.
Рис. 1.4.
Остальные компоненты системы взаимодействуют друг с другом путем передачи сообщений через микроядро.
Основное достоинство микроядерной архитектуры – высокая степень модульности ядра операционной системы . Это существенно упрощает добавление в него новых компонентов. В микроядерной операционной системе можно, не прерывая ее работы, загружать и выгружать новые драйверы, файловые системы и т. д. Существенно упрощается процесс отладки компонентов ядра, так как новая версия драйвера может загружаться без перезапуска всей операционной системы . Компоненты ядра операционной системы ничем принципиально не отличаются от пользовательских программ, поэтому для их отладки можно применять обычные средства. Микроядерная архитектура повышает надежность системы, поскольку ошибка на уровне непривилегированной программы менее опасна, чем отказ на уровне режима ядра.
В то же время микроядерная архитектура операционной системы вносит дополнительные накладные расходы, связанные с передачей сообщений, что существенно влияет на производительность. Для того чтобы микроядерная операционная система по скорости не уступала операционным системам на базе
Арсений Чеботарев
Эта мания не обошла и меня - но на этот раз, в отличие от прошлых затей, я грузил через сеть самую что ни на есть Windows 2000 .
Первое и главное, с чем меня срочно нужно поздравить, это то, что все работает - и работает вполне прилично. Как говорится, не прошло и двух недель ковыряния в "железе" и документации. Фактически я прямо сейчас работаю на бездисковой станции, так что результат у меня прямо перед носом.
А теперь расскажу, как можно повторить всю эту историю, обходя ошибки и продвигаясь прямо к цели. Попутно разучим испанские цифры до восьми включительно:-).
Uno: выбираем железо
Первое, что вам понадобится для бездисковой загрузки, это два компьютера (и оба - с хорошими винчестерами:-)). Вы, конечно, в шоке: ведь как раз на винте вы и хотели сэкономить - но в свое время все станет ясно. Лучше всего если эти компы будут, что называется, "нулевыми", то есть без всяких установленных осей - в противном случае ничего гарантировать не могу (я пытался устанавливать на всяких зверинцах - и безрезультатно проколбасился лишних три дня).
Один комп будет выполнять роль сервера. Я использую не самый мощный компьютер, который, тем не менее, справляется с поставленной задачей: Duron 800, 128 Мб памяти, интегрированная материнская плата (KLE133, видео - Trident Blade 3D Promedia, LAN - ADMTek 983 10/100 Мбит). Этот сервер не имеет ни монитора, ни клавиатуры, ни мышки - точнее, они отваливаются сразу после загрузки. Управление производится удаленно через Windows Remote Desktop (о котором тоже будет написана статейка).
Вообще говоря, BXP-сервер не является единым целым - на нем работает, как минимум, четыре компонента: сервер DHCP, сервер TFTP, сервер аутентификации и сервер виртуальных дисков. Из всех только последний предъявляет требования к мощности компьютера, выступая в роли своего рода специфического файлового сервера. Как известно, для файловых серверов критичным является объем оперативной памяти - так что это первое, что вам придется добавить, если производительность сервера вас не устраивает. Повышению производительности клиентских машин также будет способствовать более быстрая сеть: при возможности используйте гигабитную шину. И третья возможность - это разделение сегментов сети и установка дополнительных серверов виртуальных дисков, но об этом чуть позже.
В качестве эталонной рабочей станции выступает Athlon 1700 с 1G памяти и 60 Гб винчестером, для игрищ снабженный самым распространенным GeForce 4 MX 400 с 32 Мб видеопамяти. Хочется сказать, что столько оперативной памяти вовсе не обязательно, но, поскольку загрузочный диск и swap-файл будут работать по сети, то с целью минимизации этого трафика нужно ставить 256 Мб для Windows 2000 - и никак не меньше.
Третье устройство, также задействованное в нашей схеме, это собственный маршрутизатор. Это важно, поскольку общественный использовать для загрузки не очень выгодно: загрузка операционки и программ станет заметно замедляться. Теоретически коммутатор должен гибко коммутировать часто соединяющиеся порты - так что "висящие" параллельно, но не участвующие в процессе компьютеры не должны бы оказывать влияния на пропускную способность. Однако на практике приходилось констатировать значительную выгоду по времени на выделенном коммутаторе - видимо, не вся теория доходит до практики:-).
Я использовал неброский, но надежный EUSSO Nway switch USH-5008 XL. У этого восьмипортового юнита три преимущества: питание 12 В, что заметно и положительно влияет на "залипание" сети по сравнению с распространенными семивольтовыми моделями. Второе - это автокросс на всех портах (то есть вы можете подключать как компьютеры, так и маршрутизаторы на любой порт любым кабелем - маршрутизатор сам распознает, кто куда подключен, и сделает все правильно). Третье, что, собственно, и убедило меня окончательно,- это хорошая цена этого юнита.
Отдельное внимание стоит уделить сетевой карточке на машине-клиенте. Она должна поддерживать сетевую загрузку, так называемый PXE (по аналогии со SCSI= и SQL=, PXE читается ). Этот стандарт поддерживают сейчас все карточки, в том числе и встроенные на борту материнских плат. Я использовал недорогую и надежную Realtek RTL8139(A), которая штатно поддерживается большинством операционных систем.
Итак, все было подключено и работало без проблем (в том смысле, что дым ниоткуда не шел) - пришла очередь выбора операционных систем.
Dos: выбираем операционки
Для сервера (пока) подходят только операционные системы семейства Windows, поскольку только на этой платформе работает BXP (а именно эта программа и делает бездисковую загрузку Windows возможной).
Для установки на сервер была выбрана Windows XP Professionl SP1. Для этого было три причины: во-первых, XP имеет все драйверы для указанной материнской карточки, что, в общем, многое упрощает и целый ряд телодвижений делает ненужными. Во-вторых, XP очень хорошо перезагружается (в отличие от той же Windows 2000, с которой у меня было немало случаев "сейчас, сейчас я перезагружусь - ты только жди"). Это было важно, поскольку хотелось иметь возможность перезагружать сервер удаленно - или, по крайней мере, без подключения монитора и клавиатуры.
Третье - и, собственно, самое главное - это Remote Desktop, то есть возможность удаленно подключаться и получать графический "shell" на удаленной машине. Если сервер всегда будет у вас под рукой и не составит труда поставить на него монитор - тогда, возможно, вы предпочтете поставить Windows 2000 и сэкономить таким образом мощность для более высокой производительности сервисов.
Естественно, всякие 98 или Me были отброшены без всяких раздумий, поскольку ни надежность, ни управление ресурсами, в том числе сетевыми соединениями и дисковой файловой системой, не находятся у этих систем на уровне, достаточном для решения поставленных задач.
Для эталонного клиента я выбрал Windows 2000 Professional. Собственно, было три варианта: помимо упомянутой Windows 2000, претендовали Windows XP и Windows Embedded. Первая отпала сама собой: во-первых, она потребляет в несколько раз больше ресурсов (что в масштабах целой сети умножается пропорционально количеству рабочих станций); во-вторых, ее образ в несколько раз объемней (то есть сама загрузка длится заметно дольше); и третье - я просто потерпел фиаско при запуске этой ОС, то есть при попытках загрузить образ XP система вылетала - да еще и с рядом неприятных сообщений, намекающих на скромность моих умственные способностей.
Windows XP Embedded - во всем неплохая система, я экспериментировал с ней вполне успешно, но к ее "отставке" привели следующие три причины. Во-первых, ее генерация сама по себе - процесс трудоемкий. Так что решать проблемы сетевой загрузки и одновременно конфигурировать XPE - это несколько утомительно. Во-вторых, для работы XPE требуется инсталляция на клиентской стороне дополнительных компонент и их конфигурация, что еще более отдаляет ожидаемый результат. И в-третьих, это все-таки XP - то есть даже в урезанном варианте она может потребовать больше ресурсов, чем Windows 2000 (а уж тем более если вы захотите встроить туда такие возможности, как Internet Explorer и DOT NET).
Дополнительная просьба: по возможности инсталлируйте клиентскую часть на чистый диск. Создайте один раздел размером до 8000 Гб. Желательно даже меньше, поскольку таков будет размер образа вашего диска на сервере и, соответственно, расход места на нем - если вы примете решение сделать виртуальные диски полноценными с внесением изменений в сам образ, то количество образов будет пропорционально количеству рабочих станций.
Очень важно: проследите, чтобы имя эталонного диска было С:. Это жесткое требование BXP - в случае, если у вас на диске уже стоит какая-нибудь Windows NT5, она будет тянуть за собой мэппинг, так что следующая установка получит имя D: и так далее. Даже если вы и исподвывернетесь и, используя, к примеру, Partition Magic, перемэппите имена устройств (а это еще нужно придумать как) - то и в таком случае вы должны будете гарантировать, что старая инсталляция не получает управления.
Плохая новость заключается в том, что, как по ходу выяснилось, NT5 держит только одну копию ntldr на одном физическом диске, так что все последующие инсталляции не будут устанавливать этот компонент. Короче, я вам точно говорю: ставьте клиент на чистый винчестер в первый раздел с именем C: - и все будет работать как надо.
Также инсталлируйте на рабочую станцию все драйверы и прочие компоненты, вроде DOT NET, Media Player, Direct X и так далее: хоть это можно сделать и позже, но перед созданием загрузочного образа нелишне иметь хорошее представление о его размере. Кроме того, я наблюдал проблемы с установкой некоторых компонент на виртуальный диск: например, драйвер звуковой карточки на борту и Norton Ghost, установленные на образ, не работали - но после их установки на эталонный диск и создания нового образа все стало на свои места.
Вообще же, если вы настроены реально эксплуатировать BXP, эталонный диск для вас должен стать предметом особой заботы: придется аккуратно спланировать, что нужно обязательно туда установить, а что можно загружать и по сети (игры, например). Это важно, поскольку: размер эталонного диска ограничен - это раз, все ваши ошибки будут реплицироваться пропорционально количеству рабочих станций - это два.
Tres: загружаем и устанавливаем BXP
Собственно, этот шаг можно было проделать и самым первым. BXP - это набор серверов, в своей совокупности обеспечивающих сетевую загрузку. Загрузить программу можно с сайта Venturcom (обратите внимание, что www является обязательной частью адреса). Есть и другие возможности получения данной инсталляции - этот продукт распространяет еще несколько компаний. Главное, что вас должен интересовать файл с именем bxp25.exe размером 12,6 Мб. Если на сайте Venturcom вы не можете найти нужной страницы (этот сайт постоянно и непредвиденно изменяет топологию) - просто поищите через поиск по сайту слово download.
Этот файл содержит четыре варианта инсталляции, но нас пока что будут интересовать только два из них: инсталляция сервера и инсталляция клиента. Два других варианта - это установка самостоятельного файлового сервера и установка Embedded Tools, после основной установки вы поймете, зачем они могут быть нужны, но сейчас мы не станем их рассматривать.
Будем считать, что серверная часть BXP без проблем установлена на сервер. Но это еще не значит, что тот начал работать - на самом деле вам придется стартовать все сервисы вручную чуть позже, когда вы их сконфигурируете.
Важно! Хоть инсталляция и не настаивает на этом явно (как это делает, например, DirectX: "оба-на! перезагрузочка", хех) - тем не менее, обязательно перезагрузите компьютер, иначе ничего не станет работать.
Кроме прочего, не забудьте установить, как минимум, триальную лицензию. Это интерактивный процесс: вы отправляете письмо на Venturcom - и в ответ получаете от [email protected] файл лицензии LicenseResponse.vlf. После установки BXP у вас появится новое устройство с именем "лицензии" и красивой красной пиктограммкой в виде щита: щелкните на ней правой кнопкой, выберите Import License и укажите на полученный от Venturcom файл. Должно сработать - на "диске" лицензий появится "каталог" с данными, соответствующими вашей лицензии.
Quatro: настраиваем DHCP-сервер
В набор компонент, устанавливаемых с BXP-сервером, входит DHCP-сервер - однако я его не использовал, поскольку уже располагал установленным Turbo DHCP. Кроме того, встроенный в BXP Tellurian DHCP не умеет взаимодействовать с другими серверами DHCP в одной подсети - а это как раз был мой случай. И, наконец, Tellurian настраивается через файл конфигурации, с обязательным рестартом сервиса после внесения в него изменений,- что не столько страшно, сколько утомительно. Короче: входящий в состав BXP сервер меня не устраивал и, как показало время, оказался совсем не нужным.
Вообще, правильная настройка DHCP - это самая важная часть процесса сетевой загрузки в целом. Так что первое, чего вы должны добиться, это настроить DHCP и загрузить дискового клиента с динамической конфигурацией от этого сервера. На этом этапе в BIOS"е вашего компьютера первым пунктом должна стоять загрузка с диска - для сетевой загрузки еще не пришло время.
Вот список опций, которые установлены на моем Turbo DHCP, помимо диапазона адресов и подсети:
Опции, кроме -1 и -14, не имеют к сетевой загрузке прямого отношения; и, конечно же, все адреса должны быть заменены на специфические для вашей подсети. Next server должен указывать на ваш сервер, где установлен BXP и с которого будет загружаться образ VLDRMI13.bin. Настройка NBT-сервера для Windows обозначает настройки WINS. Если вы не уверены в том, как правильно настроить DHCP (чтобы не было конфликтов адресации между серверами и подобных накладок) - лучше обратитесь к системному администратору. Turbo DHCP совершенно бесплатно можно закачать с сайта www.weird-solutions.com.
Написанию данного поста предшествовало сбор информации по частям и многочасовое курение как русскоязычных, так и англоязычных ресурсов в сети интернет в поиске сравнительно простых способов реализации бездисковой загрузки ПК, основываясь на доступных в интернете бесплатных версиях программных продуктов.
Предпосылкой к изучению данного вопроса стало наличие в сети компьютера, с вышедшем из строя дисковым накопителем. Необходимо было запустить на данном ПК «полноценную» 64-битную операционную систему Windows 7 без использования дополнительного Linux-сервера, ограничившись только имеющимися в локальной сети Windows системами. Приводимые в данном посте программные продукты могут работать как на серверных, так и на пользовательских версиях Windows.
Разговор пойдет о замечательной технологии iSCSI, и как мы её можем использовать для загрузки по локальной сети, чтобы сэкономить на стоимости покупки нового дискового оборудования. Постараюсь описать весь процесс конфигурирования наиболее доступным языком как для начинающих администраторов, так и для непросвещенных пользователей.
Для понимания происходящего определимся немного с терминологией:
- iSCSI (англ. Internet Small Computer System Interface) - протокол, который базируется на TCP/IP и разработан для установления взаимодействия и управления системами хранения данных, серверами и клиентами;
- iSCSI Target: (Цель iSCSI) - программа или аппаратный контроллер (HBA), осуществляющие эмуляцию диска и выполняющие запросы iSCSI;
- iSCSI Initiator: (Инициатор iSCSI) - клиентская программа или аппаратный контроллер, который взаимодействует с iSCSI Target;
- IQN: (iSCSI Qualified Name) - уникальный идентификатор (имя) iSCSI Target’a или iSCSI Initiator’а;
- LUN: (Logical Unit Number) - адрес блочного устройства в диапазоне 0-127;
- DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol - протокол динамической настройки узла) - сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP;
- TFTP (англ. Trivial File Transfer Protocol - простой протокол передачи файлов) используется главным образом для первоначальной загрузки бездисковых рабочих станций.
Введение
Современные операционные системы Windows 7, Windows Server 2008 и всё, что старше, умеют подключаться напрямую на iSCSI target. Проблема только в том, как инициализировать удаленное блочное устройство при включении ПК.
Вспомним, что почти все современные сетевые карты умеют загружаться по технологии PXE. А вот с iSCSI дружат в основном только дорогостоящие серверные сетевые карты, например Intel. Однако, существует как минимум два open source проекта gPXE и iPXE позволяющий при загрузке ПК подключаться iSCSI устройствам. Последний, к слову, форк первого, с немного доработанной системой вывода ошибок и дополнительными опциями.
Есть много способов, как загружаться через gPXE и iPXE. В данном посте мы будем рассматривать загрузку с использованием iPXE и подключением для него необходимых скриптов в процессе загрузки.
Суть такова - при запуске компьютера PXE загрузчик получает необходимые настройки через DHCP и загружает PXELINUX, который задает необходимые параметры и загружает iPXE, который, в свою очередь, выступает iSCSI инициатором и передает управление диску. До момента инициализации блочного устройства передачу файлов по сети обеспечивает протокол TFTP.
Для чего мы загружаем PXELINUX?
Некоторые могут спросить - а для чего загружать PXELINUX? Во первых, через PXELINUX загрузчик iPXE получает необходимый скрипт для инициализации нужного iSCSI target-а. Во вторых, чтобы можно было построить удобное меню с выбором различных вариантов загрузки. В третьих, если в сети существует несколько бездисковых рабочих станций, то нужно чтобы каждый ПК подключался «к своему» iSCSI-диску и не имел доступа к «чужим» дискам, а значит их нужно как то отделять друг от друга, например, по MAC-адресам. Для этих целей будет использоваться двухстадийная загрузка с использованием PXELINUX.
Но обо всем по порядку. Начнем с установки и настройки в системе Windows необходимого софта для реализации DHCP, TFTP и iSCSI Target-а. Для этого я использовал бесплатно распространяемые программные продукты Tftpd32 и StarWind Virtual SAN . Программа Tftpd32 используется как в роли DHCP сервера, так и в роли TFTP сервера, ну а StarWind Virtual SAN соответственно будет использоваться в роли iSCSI target-а. Скачать данные программы можно на сайте разработчиков, ссылки которых указанны в их названиях. Для скачивание программы StarWind Virtual SAN необходимо будет выбрать на сайте Free версию программы и пройти процесс регистрации, с указанием корпоративного почтового адреса. На указанный вами почтовый адрес придет лицензионный ключ и ссылка на скачивание самой программы.
Настройка программы Tftpd32
Данная программа довольно простая и интуитивно понятная, поэтому приведу просто скриншоты своих настроек:
На вкладке «GLOBAL» у меня отмечены галочкой сервисы TFTP Server, Syslog Server и DHCP Server. На вкладке TFTP в поле Base Directory указана точка, которая означать, что в качестве корневой директорией будет использоваться папка, куда установлена сама программа Tftpd32. На вкладке DHCP в поле Boot File указан название загружаемого файла, которую мы рассмотрим дальше в настройках PXELINUX. На вкладке SYSLOG настройки не требуются.
Цель iSCSI. Настройка программы StarWind Virtual SAN
При установке программа никаких настроек не запрашивает, единственное может дополнительно запустить установку.NET Framework 4, если она еще не установлена в системе. После установки программа запускает свои службы и сразу готова к работе. На рабочем столе создается ярлык StarWind Management Console для управления.
Открываем StarWind Management Console, жмем кнопку Add Server и создаем новый сервер с IP-адресом 192.168.0.1. Имеющийся по умолчанию сервер с IP-адресом 127.0.0.1 можно удалить.
Далее выбираем созданный нами сервер и нажимаем ссылку Add Target. В появившемся окне можем указать свое название IQN цели, активировав галочку Target Name. В частности я указал iqn.2014-11.home:win7-64bit.
Далее выбираем созданный нами Target и нажимаем ссылку Add Device. В появившейся окне выбираем Hard Disk Device, далее выбираем Virtual Disk, указываем расположение и объем создаваемого диска, затем несколько раз нажимаем кнопку Next и создаем дисковое устройство нажатием кнопки Create.
В итоге получаем настроенный и готовый к работе iSCSI Target, имеющий следующий вид:
При необходимости мы можем создавать необходимое количество iSCSI Target-ов и на каждый из них подключить необходимое количество iSCSI дисков. А также обеспечить безопасности доступа к iSCSI Target-ам с использованием CHAP-аутентификации клиентов, нажав по ссылке Add Permission.
Настройка PXELINUX
PXELINUX входит в комплект программ syslinux. Поэтому идем на сайт www.syslinux.org/wiki/index.php/Download и загружаем zip архив с набором загрузчиков syslinux. Открываем загруженный архивный файл и распаковываем файлы pxelinux.0 из директории core и menu.c32 из директории com32/menu. Файл pxelinux.0 является загрузчиком, который передается клиентскому ПК DHCP сервером, а файл menu.c32 отвечает за построение загрузочного меню. Распакованные файлы размещаем в папку, куда установлена программа Tftpd32 (куда указывает путь в поле Base Directory в настройках TFTP).
В папке программы Tftpd32 создаем вложенную папку pxelinux.cfg, а в нем создаем файл default следующего содержания:
default menu.c32
gfxmenu /erdpxe
prompt 0
MENU TITLE Boot Menu (select the OS to boot)
MENU AUTOBOOT Windows 7 64bit in # seconds
TIMEOUT 50
TOTALTIMEOUT 3000
LABEL Windows 7 64bit
MENU DEFAULT
KERNEL IPXE.KRN
INITRD win7.ipxe
Думаю излишнем писать подробный комментарий к данному файлу, рассмотрим только две последние строчки:
KERNEL IPXE.KRN - указывает на ядро iPXE, которую нужно загрузить.
INITRD win7.ipxe - указывает на файл скрипта с параметрами iPXE
Указанных настроек PXELINUX вполне достаточно для использования дефолтной конфигурации и можно перейти к дальнейшей настройке iPXE, поэтому остающуюся часть текста решил убрать под спойлер.
Создание отдельного загрузочного меню для каждого ПК
Если в сети существует несколько бездисковых рабочих станций, и нужно чтобы каждый ПК имел доступ только «к своему» iSCSI-диску и не имел доступа к «чужим» дискам, то нам нужно будет создать несколько файлов с загрузочным меню для каждого ПК.
При получении файла конфигурации от TFTP сервера клиент ищет подходящую для себя в следующем порядке:
pxelinux.cfg/01-88-99-aa-bb-cc-dd
pxelinux.cfg/C0A800FE
pxelinux.cfg/C0A800F
pxelinux.cfg/C0A800
pxelinux.cfg/C0A80
pxelinux.cfg/C0A8
pxelinux.cfg/C0A
pxelinux.cfg/C0
pxelinux.cfg/С
И если ничего подходящего нет -
pxelinux.cfg/default
Здесь pxelinux.cfg - сама папка с файлами конфигурации.
01-88-99-aa-bb-cc-dd - файл с названием МАС-адрес клиента, в нижнем регистре, разделенный тире, с префиксом 01-.
Соответственно, для каждой бездисковой рабочей станции нам нужно написать «свое» загрузочное меню и разместить в папке pxelinux.cfg с названием файла 01-mac-адрес клиента, в нижнем регистре. Содержимое этих файлов может отличаться, к примеру, только последней строчкой INITRD win7.ipxe .
Напоминаем, что попытки повторить действия автора могут привести к потере гарантии на оборудование и даже к выходу его из строя. Материал приведен исключительно в ознакомительных целях. Если же вы собираетесь воспроизводить действия, описанные ниже, настоятельно советуем внимательно прочитать статью до конца хотя бы один раз. Редакция 3DNews не несет никакой ответственности за любые возможные последствия.
Ранее мы уже познакомились с процессом массированного разворачивания по сети готового образа жёсткого диска с предустановленной Windows 7 сразу на множество машин. Использовали мы для этого связку из DRBL и Clonezilla . Ключевой недостаток данного подхода заключается в отсутствии гибкости, связанном с вынужденным ограничением на использование однотипной конфигурации клиентских ПК. Развивая тему сетевой загрузки, мы рассмотрели создание универсального PXE-реаниматора . В этом случае ПК при старте подгружает с сервера в оперативную память live-образ той или иной ОС и работает с ним.
Аналогичным образом мы можем загрузить по сети среду предустановки Windows (), подмонтировать расшаренную папку с установочными файлами и запустить оттуда инсталлятор. Похожим образом работают и фирменные сервисы Microsoft RIS или WDS, однако они требуют наличия Windows Server. В случае не очень большого числа клиентских машин можно обойтись бесплатными решениями. Пример «классической» реализации такой схемы мы и рассмотрим. На одном из компьютеров с Windows Vista/7 будет поднят DHCP/TFTP/SMB-сервер.
О требованиях к железу уже говорилось в предыдущих материалах. Тем не менее ещё раз кратко пробежимся по ним. Во-первых, в BIOS всех компьютеров должна быть включена сетевая загрузка. Во-вторых, все машины необходимо на время объединить в изолированную локальную сеть, желательно гигабитную. Естественно, их конфигурация должна удовлетворять требованиям 32-битной Windows 7, так как установку именно этой ОС мы и будем рассматривать. Но в общих чертах описываемый метод подойдёт и для Windows Vista. Про «восьмёрку», пожалуй, говорить ещё рано.
Нам опять понадобится Windows Automated Installation Kit (WAIK). Скачиваем ISO-образ, распаковываем или монтируем его и устанавливаем этот набор утилит. В главном меню выбираем Microsoft Windows AIK → Deployment Tools Command Prompt. Перед нами откроется консоль, в которой надо ввести следующую команду:
Copype.cmd x86 C:\WinPE
Эта команда копирует в каталог C:\WinPE файлы, необходимые для создания образа с предустановочным окружением 32-разрядной Windows 7. Для 64-битной версии надо указать параметр amd64 вместо x86 . Сразу же создайте ещё одну папку C:\TFTP\, которая будет корневой для TFTP-сервера, а в ней сделайте директорию Boot . В последней будут храниться загрузочные файлы. Чтобы получить оные, нужно смонтировать базовый wim-образ Windows PE и скопировать их оттуда.
Imagex /mountrw winpe.wim 1 mount copy mount\Windows\Boot\PXE\*.* C:\TFTP\Boot
Команда imagex всего лишь распаковывает файлы из wim-образа в подпапку mount. Их можно отредактировать или, к примеру, добавить свои, а потом снова упаковать в единый архив. Этим займёмся чуть позже, а пока закроем и снова откроем Deployment Tools Command Prompt, скопируем ещё один важный файл и отмонтируем образ.
Copy x86\boot\boot.sdi C:\TFTP\Boot cd /d C:\WinPE imagex /unmount mount
Скопируем файл winpe.wim в каталог C:\TFTP\Boot под именем boot. wim и приступим к созданию загрузочного меню Windows (BCD).
Copy winpe.wim C:\TFTP\Boot\boot.wim cd /d C:\TFTP\Boot bcdedit -createstore BCD
В простейшем случае нам достаточно указать параметры для RAM-диска.
Bcdedit -store BCD -create {ramdiskoptions} /d "Ramdisk options" bcdedit -store BCD -set {ramdiskoptions} ramdisksdidevice boot bcdedit -store BCD -set {ramdiskoptions} ramdisksdipath \boot\boot.sdi bcdedit -store BCD -create /d "PE Boot Image" /application osloader
Обратите внимание на вывод последней выполненной команды. В нём содержится GUID, который надо скопировать и подставить вместо { guid} в командах ниже.
Bcdedit -store BCD -set {guid} systemroot \Windows bcdedit -store BCD -set {guid} detecthal Yes bcdedit -store BCD -set {guid} winpe Yes bcdedit -store BCD -set {guid} osdevice ramdisk=\Boot\boot.wim,{ramdiskoptions} bcdedit -store BCD -set {guid} device ramdisk=\Boot\boot.wim,{ramdiskoptions}
Для начала стоит попробовать загрузиться с «чистого» образа Windows PE. Однако кое-какие правки в него надо будет внести. Во-первых, могут понадобиться драйвера для сетевой карты или контроллера жёсткого диска. Во-вторых, неплохо было бы сделать автоматическое подключение к сетевой папке и запуск установщика. Снова открываем консоль WAIK и монтируем загрузочный образ.
Cd /d C:\WinPE imagex /mountrw winpe.wim 1 mount
Для добавления драйверов (в виде *.inf и сопутствующих файлов, конечно же) используется следующая команда:
Dism /image:mount /add-driver /driver:Путь до папки или inf-файла
Также необходимо отредактировать простой текстовый файл [ C:\ WinPE\]mount\windows\system32\ startnet. cmd . Этот скрипт выполнится при старте PE-окружения и будет монтировать сетевую папку в качестве логического диска, с которого запустится установщик Windows 7.
Wpeinit net use z: \\192.168.0.51\Win7Install password /user:username z:\setup.exe
192.168.0.51 — это IP-адрес сервера, с которого производится установка. На нём надо скопировать все файлы с инсталляционного образа Windows 7 в какую-либо папку (в нашем примере это Win7 Install ) и открыть к ней доступ по сети. Вместо password и username надо соответственно указать пароль и имя локального пользователя. Можно даже создать отдельную учётную запись под это дело. В конце не забудьте закрыть wim-файл с применением изменений и скопировать его в директорию TFTP-сервера. Консоль можно закрыть.
Imagex /unmounts /commit mount copy winpe.wim C:\TFTP\Boot\boot.wim
Ранее мы уже касались темы файла ответов для автоматизации процесса установки и первичной настройки Windows 7. В данном случае мы также имеем полное право использовать его возможности. Для подготовки файла лучше воспользоваться утилитой Windows System Image Manager из комплекта WAIK. После запуска в меню выбираем File → New answer file, затем нам предложат выбрать установочный образ системы. Он находится в каталоге sources, откуда будет производиться установка ОС (в нашем примере Win7 Install/ sources ) — выбирайте файл с расширением clg и вашей редакцией ОС в качестве имени (например, install_Windows 7 PROFESSIONAL.clg ).
В панели Windows Image имеется дерево компонентов, которые можно настраивать. Для этого надо кликнуть по любому из них правой кнопкой мыши и во всплывающем меню выбрать пункт Add Setting to Pass * — он тут же появится в панели Answer File, где можно будет отредактировать различные параметры. Например, добавить учётные записи, разбить диски, установить обновления и так далее. Мы не будем подробно останавливаться на наполнении файла ответов — всю необходимую информацию можно почерпнуть в Сети или из встроенной справки. Готовый файл надо сохранить всё в той же установочной директории sources под именем autounattend.xml .
Осталось совсем немного. Необходимо настроить DHCP и TFTP. В принципе, вы можете использовать практически любые программные реализации этих серверов. Мы же для примера воспользуемся универсальной утилитой Serva32/64 . После запуска программы надо кликнуть по кнопке Settings, перейти на вкладку DHCP и отметить галочкой пункт DHCP server. Чуть ниже кликаем по Bind DHCP to this address и в выпадающем списке выбираем IP-адрес сетевого интерфейса, на котором будет работать сервер. Естественно, адрес должен быть статичным и заранее заданным.
В поле IP Pool 1 st addr указываем начальный IP-адрес диапазона выдаваемых адресов, а в Pool size — число DHCP-клиентов. Не забудьте также прописать маску подсети (Subnet mask). Наконец, в Boot File указываем относительный путь до файла PXE-загрузчика. В нашем случае это может быть pxeboot. com или pxeboot. n12 . В первом случае для старта сетевой загрузки будет предложено нажать клавишу F12, иначе будет продолжен запуск с локальных носителей. Если F12 отсутствует, то надо указать второй загрузчик (возможно, придётся переименовать его в pxeboot. com ).
На вкладке TFTP аналогичным образом включаются галочки TFTP Server и Bind TFTP to this address, указывается корневая папка сервера (у нас это C:\ TFTP ) и обязательно отмечается опция Option negotiation, а PXE Compatibility выключается. Всё, теперь нажимаем OK, сохранив тем самым настройки, и перезапускаем утилиту. Проверьте, чтобы брандмауэр не блокировал используемые порты (UDP 67-69). Можно попробовать загрузиться по сети на одной из клиентских машин. Для выявления проблем используйте логи, которые генерирует Serva. Если всё в порядке, автоматически запустится инсталлятор Windows 7, дальнейшая работа с которым ничем не отличается от той, что идёт при загрузке с установочного USB/DVD/HDD.
Вот, собственно, и всё. Мы разобрали довольно простой пример сетевой установки Windows 7. Как его можно улучшить? Ну, во-первых, можно добавить дополнительные опции в загрузчик Windows, чтобы он по умолчанию загружался с локальных носителей, а не по сети. Во-вторых, загрузчик syslinux, о котором говорилось в прошлый раз, можно спокойно использовать с утилитой Serva32/64. Формат файла конфигурации (pxelinux.cfg/default ) тот же самый. В-третьих, не помешает глубже изучить возможности файла ответов и автоматической инсталляции Windows. В общем, есть куда копать. Но это мы оставим для самостоятельного изучения и на прощание традиционно пожелаем удачи в сетевых экспериментах.
Загрузка...
