Aktuální vydání

celé číslo

05

2021

Perspektivy automatizace, umělá inteligence v automatizaci; prostředky automatizace v době lockdownu
celé číslo

Boot-NIC – síťové zavádění a chod Windows na bezdiskových počítačích

číslo 7/2002

Boot-NIC – síťové zavádění a chod Windows na bezdiskových počítačích

Boot-NIC je označení první a zatím jediné technologie umožňující v síti počítačů centrálně zavádět (boot) operační systém a spravovat připojené klientské stanice pracující pod operačním systémem Windows 2000/XP nebo Windows XP Embedded. K propojení používá síťový spoj Ethernet, BIOS PXE a standardní protokol TCP/IP.

Obr. 1.

Systém Boot-NIC (kde NIC značí Network Interface Card) přenáší funkce běžného lokálního pevného disku na obraz souborů na síťovém serverovém počítači (serveru). Operační systém, data a programy jsou uloženy na disku serveru, ale aplikace se zpracovávají na klientském počítači nebo jiném připojeném zařízení. Výsledná správa a nastavování obrazů klientských stanic je bezpečnější a efektivnější, neboť centralizované virtuální lokální disky umožňují spravovat všechna klientská nastavení z jednoho místa. Přitom zůstávají plně zachovány všechny funkce PC a jeho lokální výkon, včetně neomezeného využití karet v interních slotech i vnějších vstupních a výstupních funkcí (I/O), jako jsou např. sériové a paralelní porty.

Na jakém principu Boot-NIC pracuje?
Technologie Boot-NIC používá na spodní úrovni emulační přístup k sektorům disku. Postup je následující (obr. 1):

  1. Systém Boot-NIC začíná svou činnost použitím mechanismu PXE (Pre-boot eXecution Environment) na serveru PXE k přidělení IP adresy od serveru DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) a jména binárního zaváděcího souboru pro Boot-NIC. Soubor je přenesen pomocí protokolu TFTP (Trivial File Transport Protocol).

  2. Po přenesení souboru obsahuje kód v zaváděči autentizační server, který hledá klientský přístupový identifikátor (MacID) pro kontrolu, zda jde o autorizovaného a konfigurovaného klienta. Pokud ano, vytvoří se spojení mezi klientem a emulátorem disku.

  3. Dále zaváděč aktivizuje diskové I/O služby základního systému vstupů a výstupů (Basic Input Output System – BIOS) na adrese INT13 a přesměruje žádosti o čtení sektoru na I/O server Boot-NIC. Proces zavádění systému pokračuje dál bez ohledu na skutečnost, že fyzicky chybí lokální paměťové médium. Jde o techniku velmi podobou řešením operačního systému DOS a Windows 9x z doby před Boot-NIC.

  4. Po zavedení operačního systému a nastavení plného 32bitového chráněného módu přirozeného pro Windows převezme zpracování žádostí o obsluhu disku pro čtení a zápis virtuální ovládač disku z Boot-NIC.

Mechanismus PXE je částí specifikace Wired For Management (WFM), definované společnostmi Microsoft a Intel. Jde o společnou část implementovanou ve většině současných systémů BIOS a popř. také dostupnou v pamětech NIC Boot-ROM (u hardwaru, kde není zabudována). Mechanismus PXE zabezpečuje služby, které umožňují počítači inicializovat funkci NIC, získat IP adresu a přenést včas v průběhu zavádění spustitelný binární soubor. Systém Boot-NIC používá tento proces pro vykonání krátké samozaváděcí procedury, která nainstaluje jeho požadované komponenty.

Nutnou podmínkou použití Boot-NIC je existence BIOS na bázi PXE nebo paměti Boot-ROM (ta ale není součástí dodávky systému Boot-NIC). Naproti tomu ale je PXE obecnou součástí implementace současných BIOS, a pokud chybí, lze ho použít z pamětí NIC Boot-ROM.

Přínosy systému Boot-NIC
Technologie Boot-NIC je vhodná pro použití ve vzdělávacích zařízeních a školních učebnách, školicích střediscích, datových a telefonních centrech, k zajištění chodu distribučních sítí apod. – zkrátka kdekoliv, kde se uplatní bezdiskové řízení. Systém Boot-NIC zachovává plnou funkčnost počítače kompatibilního s IBM PC při vykonávání lokálních úloh, včetně obsluhy periferií jako CD a DVD, portu USB i sériových a paralelních portů. Uživatelům přináší tyto výhody:

  • redukci nákladů na hardware: protože při použití technologie Boot-NIC hostuje na serveru celý obsah dosavadních klientských disků, tj. data i aplikace, obejdou se klientské stanice bez lokálních ukládacích zařízení (pevné disky nebo paměti typu flash), takže mohou být podstatně levnější; v klientech se přitom zpracovávají veškeré aplikace;

  • větší stabilitu: běžnou příčinou nestability a prostojů počítačového systému je selhání paměťových médií, kterýžto problém překonává síť založená na technologii Boot-NIC poskytnutím výkonného výpočetního prostředí bez nadbytečné potřeby lokálních disků a pamětí flash;

  • úsporu času: centrální použití operačního systému a aplikačního softwaru přináší značné časové úspory při správě, konfigurování, sledování a aktualizacích kompletního distribuovaného prostředí z jediného serveru; systémy přístupné díky Boot-NIC tudíž poskytují klientské prostředí s malými požadavky na údržbu;

  • vyšší výkon: technologie Boot-NIC překonává omezení vlastní předchozím řešením tím, že kombinuje uložení systému souborů na serveru se spouštěním aplikací na klientském počítači; jde o další vývojový krok v komunikaci klient/server mezi distribuovanými inteligentně propojenými zařízeními;

  • dokonalejší zabezpečení: veškerý klientský software i data jsou umístěny na síťovém serveru, který je uzamčen a chráněn celou škálou zabezpečovacích opatření; protože klientské počítače nemají možnost ukládat data lokálně, nemohou si osvojit trvalou identitu usnadňující případné zneužití;vyšší výkon: technologie Boot-NIC překonává omezení vlastní předchozím řešením tím, že kombinuje uložení systému souborů na serveru se spouštěním aplikací na klientském počítači; jde o další vývojový krok v komunikaci klient/server mezi distribuovanými inteligentně propojenými zařízeními;

  • skutečné „plug and play“ v praxi: jestliže klientský počítač nebo část vybavení selže, do sítě se jednoduše připojí nový stroj a činnost je rychle obnovena, neboť klientská stanice bez lokálních pevných disků nepotřebuje téměř žádnou instalaci ani konfigurování softwaru.

Cílovou skupinou uživatelů systému Boot-NIC jsou především výrobci původních zařízení (Original Equipment Manufacturer – OEM) – např. pokladních systémů, prostředků průmyslové automatizace a telekomunikačních zařízení, stejně tak jako společnosti, které potřebují zmenšit náklady na hardware, zvětšit bezpečnost, usnadnit ovladatelnost rozmístěných propojených zařízení a zlepšit spolehlivost odstraněním diskových mechanik a pamětí flash z klientských stanic. Spouštění a provoz celých systémů z centrálního disku přinášejí skutečně zřetelné úspory času i peněz.

Dostupnost a další vývoj
Technologii Boot-NIC již nyní využívají vzdělávací a telefonní centra, telefonní sítě a jiné distribuované systémy za účelem vedení velkého počtu a centralizované správy obrazů klientských stanic a jejich jednoduché aktualizace. V průmyslové automatizaci, armádě a v systémech rozmístěných v terénu lze technologii Boot-NIC uplatnit např. k ověřování a měření vibrací nebo ke zjišťování kontaminace. Díky použité metodě – distribuci operačního systému Windows – dokáže systém Boot-NIC zabezpečit vzdálené systémy pomocí IP i utajení informací prostřednictvím systému souborů NTFS (NT File System), které je zvlášť důležité v armádě a finanční správě.

Připravovaná verze Boot-NIC 2.0 nabídne mnohá další vylepšení, např.:

  • profesionální nástroje pro koncové uživatele, včetně vývojového prostředí SDK (Software Development Kit),

  • odolnou instalaci pro základní užití (bez školení a technické podpory),

  • měsíc použitelnou zkušební verzi s jednoduchými užitečnými příklady.

Výhledově by měl systém Boot-NIC mj. umožňovat:

  • simultánní zavádění ze sdíleného tzv. zmrazeného zobrazení (hibernate image),

  • operace na klientské stanici uskutečňované po odpojení od zaváděcího systému,

  • provozování zálohované redundantní sítě a serveru I/O,

  • automatickou registraci sdílených obrazů klientských stanic do domény,

  • další metody a nástroje pro správu obrazů klientských stanic,

  • používat přidané filtry zápisů a metod zpětného záznamu (write-back)

  • bezdrátové (wireless) připojení klientské stanice.

Na trh by verze Boot-NIC 2.0 měla být uvedena v letních měsících roku 2002.

Další technické a obchodní informace lze získat u společnosti dataPartner, regionálního zastoupení americké firmy VenturCom, na stránkách www.datapartner.cz a www.vci.com

Ing. Ladislav Reisner
dataPartner s. r. o.

Inzerce zpět