CN101944129B - 无盘系统及其工作站，工作站构建本地根文件系统的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无盘系统，所述无盘系统的工作站，以及所述工作站构建本地根文件系统的方法。所述无盘系统，包括服务器和工作站，所述服务器用于创建一个通用根文件系统和多个软件安装目录，并在各个所述软件安装目录下安装对应的软件；所述工作站用于在本地创建一个内存盘并将所述内存盘挂载到本地的第一目录；分别将所述通用根文件系统和所述软件安装目录远程挂载到本地的第二目录和第三目录；并通过联合文件系统将所述第一目录以读写方式、将所述第二目录和所述第三目录以只读方式共同联合成本地的根文件系统。本发明能够在设置通用根文件系统的基础上实现各个工作站的软件个性化。
Description
技术领域
本发明涉及无盘系统技术领域，尤其涉及一种无盘系统及其工作站，以及所述工作站构建本地根文件系统的方法。
背景技术
无盘系统是指由一个无盘服务器和多个无盘工作站通过网络组成的系统。所述无盘服务器响应无盘工作站的请求并为合法的无盘工作站分配IP地址和准备启动引导文件、系统镜像文件及文件系统。所述无盘工作站本身是没有硬盘或其他存储介质来存储操作系统和软件的，它在启动时通过自身网卡启动芯片中的启动代码从所述无盘服务器获取启动镜像文件来引导启动，同时通过NFS(Network File System，即网络文件系统)挂载所述无盘服务器提供的文件系统作为根文件系统而完成启动过程。
现在常用的无盘系统方案主要有两个实现方案：
第一个方案为：构建无盘系统时，在所述无盘服务器中为所有无盘工作站创建一个共用的根文件系统，并在所述根文件系统中安装相应软件，各个所述无盘工作站启动时以可读写方式通过NFS挂载所述无盘服务器提供的所述根文件系统而完成系统的启动过程。此种方法有以下弊端：(1)、各个所述无盘工作站以可读写方式挂载所述无盘服务器提供的所述根文件系统，所述根文件系统的安全就完全没有保证。只要其中一个无盘工作站对所述根文件系统做非法操作，就会影响其他无盘工作站的系统运行，甚至造成整个无盘系统崩溃。(2)、存在访问冲突问题。如果无盘系统中有多个无盘工作站同时对所述根文件系统中的同一个文件进行写操作，则此时只有一个无盘工作站能成功对所述文件进行写操作，而其他无盘工作站就会出现写操作失败。(3)、不能构建差异化的无盘工作站。因为所有无盘工作站共用一个根文件系统，所以所有无盘工作站上看到的软件都是统一的，无法根据各个无盘工作站的自身需要配置软件。
第二个实现方案为：在构建无盘系统时，在所述无盘服务器中分别为每一个所述无盘工作站创建一个根文件系统，并根据各个所述无盘工作站的不同用途分别在每一所述根文件系统中安装相应软件，各个所述无盘工作站启动时以可读写方式分别通过NFS挂载所述无盘服务器提供的所述根文件系统而完成系统的启动过程。这种方法有以下几个弊端：(1)、所述无盘服务器中需要分别为每个所述无盘工作站独立创建一个所述根文件系统，随着所述无盘工作站的数量增加，创建所述根文件系统的工作量将大大增加，同时大量的所述根文件系统也会在所述无盘服务器中占用越来越多的存储空间；(2)、各个所述无盘工作站在启动过程中会通过NFS读取所述根文件系统，但随着无盘工作站数量的增加，将会造成所述无盘服务器的负载增加，以至于所述无盘工作站的处理速度变慢，各个所述无盘工作站的请求长时间得不到响应，甚至造成所述无盘工作站的系统启动失败。
发明内容
针对现有技术的无盘系统无法在设置通用根文件系统的同时实现各个工作站的软件个性化的技术问题，本发明提供一种能够在设置通用根文件系统的基础上实现各个工作站的软件个性化的无盘系统，所述无盘系统的工作站，以及所述工作站构建本地根文件系统的方法。
一种无盘系统，包括服务器和工作站，所述服务器用于创建一个通用根文件系统和多个软件安装目录，并在各个所述软件安装目录下安装对应的软件；所述服务器包括配置文件管理模块，用于在对应的工作站的系统引导配置文件中保存所述通用根文件系统以及对应的所述软件安装目录的远程挂载地址；所述工作站用于在本地创建一个内存盘并将所述内存盘挂载到本地的第一目录；根据所述远程挂载地址，分别将所述通用根文件系统和所述软件安装目录远程挂载到本地的第二目录和第三目录；并通过第二联合文件系统将所述第一目录以读写方式、将所述第二目录和所述第三目录以只读方式共同联合成本地的根文件系统；其中，所述工作站包括下载模块，所述下载模块用于从所述服务器中获取对应的所述系统引导配置文件，并从中提取所述通用根文件系统以及所述软件安装目录的远程挂载地址。
一种无盘系统的工作站构建本地根文件系统的方法，包括以下步骤：
从无盘系统的服务器中获取对应的系统引导配置文件，并从中提取通用根文件系统和对应的软件安装目录的远程挂载地址，其中，所述系统引导配置文件中保存预先创建的通用根文件系统和对应的软件安装目录的远程挂载地址；
创建一个内存盘并将所述内存盘挂载到本地的第一目录；
根据所述远程挂载地址，将所述通用根文件系统和所述软件安装目录分别远程挂载到本地的第二目录和第三目录；
通过第二联合文件系统将所述第一目录以读写方式、将所述第二目录和所述第三目录以只读方式共同联合成本地的根文件系统。
一种无盘系统的工作站，包括下载模块、数据保存模块、远程挂载模块和第二联合文件系统。所述下载模块用于从服务器中获取对应的系统引导配置文件，并从中提取通用根文件系统和对应的软件安装目录的远程挂载地址，其中，所述系统引导配置文件中保存预先创建的通用根文件系统和对应的软件安装目录的远程挂载地址；所述数据保存模块用于创建一个内存盘并将所述内存盘挂载到本地的第一目录；所述远程挂载模块用于根据所述远程挂载地址，将所述通用根文件系统和所述软件安装目录分别远程挂载到本地的第二目录和第三目录；所述第二联合文件系统用于将所述第一目录以读写方式、将所述第二目录和所述第三目录以只读方式共同联合成本地的根文件系统。
与现有技术相比较，本发明无盘系统中，所述服务器中预先创建所述通用根文件系统和所述软件安装目录，各个所述工作站在启动时同时挂载所述通用根文件系统，可以尽可能地利用共公资源，节省对所述服务器的处理资源和储存空间的占用；同时各个所述工作站又分别挂载对应的所述软件安装目录，实现各个所述工作站的软件个性化，使各个所述工作站可以实现不同的功能。另外，各个所述工作站也可以通过在所述系统引导配置文件中指定不同的软件安装目录，从而可以选择不同的应用软件，组合出具有不同功能的工作站，增强扩展性。
并且，由于利用联合文件系统将所述通用根文件系统和所述软件安装目录以只读的方式与所述读写属性的内存盘的目录联合成本地的根文件系统，则所述工作站启动后，所述工作站通过所述根文件系统对所述通用根文件系统和所述软件安装目录所作的操作或者修改内容都会通过写时复制技术保存在所述内存盘中，而不会真正改变所述服务器中的所述通用根文件系统和所述软件安装目录，因此避免了各个所述工作站对所述服务器中的通用根文件系统非法修改，提高所述无盘系统的稳定性。
附图说明
图1是本发明无盘系统的结构图；
图2为对所述无盘系统的服务器进行设置的流程图；
图3是本发明无盘系统的工作站构建本地根文件系统的方法的步骤流程图；
图4是本发明的无盘系统的一种实施方式的结构示意图。
其中，11服务器；
12 工作站；
111 第一联合文件系统；
112 配置文件管理模块；
121 下载模块；
122 数据保存模块；
123 远程挂载模块；
124 第二联合文件系统。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明无盘系统的结构图。
所述无盘系统包括服务器11和若干个工作站12，所述服务器11连接若干个所述工作站12，为增加所述服务器11中的文件的通用性，在所述服务器11中预先创建一个通用根文件系统，所述通用根文件系统包括各个所述工作站12启动和运行所必须的相同的文件和软件服务，可以适用于每一所述工作站12；同时为保证各个所述工作站12的差异性，根据各个所述工作站12的不同用途，在所述服务器11中同时创建若干个软件安装目录，并在各个所述软件安装目录下安装不完全相同的软件，分别对应不同用途的所述工作站12。各个所述工作站12启动时，根据自身对软件的要求选择不同的所述软件安装目录，并将所述通用根文件系统以及对应的所述软件安装目录远程挂载到本地，完成本地系统的启动。如此既可以节省所述服务器11的储存空间和处理资源，又可以保证各个所述工作站12的软件的差异性。
如前所述，在所述工作站12启动之前，首先要设置所述服务器11。请参阅图2，图2为对所述无盘系统的服务器进行设置的流程图。
对所述服务器11的设置步骤包括：
步骤S201，创建所述通用根文件系统、若干个所述软件安装目录，以及与所述软件安装目录一一对应的若干个联合目录；
步骤S202，通过联合文件系统将所述软件安装目录和所述通用根文件系统分别以读写和只读的方式联合到所述联合目录；
其中，所述联合文件系统是指一种可堆叠的虚拟文件系统，它可以将多个物理位置分开的目录整合成单个目录，并可以设置整合前的各个目录在整合后的单个目录中表现不同的读写属性，使整合后的单个目录中可以既包括属性为读写的目录，又可包括属性为只读的目录。当用户修改整合后的属性为读写的目录下的文件时，所述联合文件系统会直接将修改的内容保存在所述读写目录下；当用户修改整合后的所述只读目录下的文件时，所述联合文件系统则会将要修改的文件从所述只读目录下复制一份到所述读写目录下，然后再做对应的修改，修改的内容保存在所述读写目录下，而不会真正改变所述只读目录下的内容。
步骤S203，在所述联合目录下安装对应的软件；
在本步骤中，可以通过chroot(Change Root，改变程式执行时所参考的根目录位置)将原本在所述软件安装目录下安装的软件改为在所述联合目录下安装。由于所述联合目录通过所述联合文件系统产生，因此在所述联合目录下所述通用根文件系统和所述软件安装目录都是可见的，在所述联合目录下安装对应的软件时产生的所有文件，包括在软件安装过程中对于所述根文件系统所作的对应修改文件，都将会通过写时复制技术写入到所述软件安装目录之下，而不会真正改变所述通用根文件系统的内容。
步骤S204，在对应的工作站的系统引导配置文件中记载所述通用根文件系统以及所述软件安装目录的远程挂载地址。
作为一个实施例，所述软件安装目录的远程挂载地址可以添加在对应的所述系统引导配置文件的内核启动参数中。
完成所述服务器11设置之后，可以按照用户指令启动对应的所述工作站12。所述工作站12首先通过与所述服务器11的数据交互，构建本地的根文件系统，然后将本地的系统切换到所述本地根文件系统中完成启动。
请参阅图3，图3是本发明无盘系统的工作站构建本地根文件系统的方法的步骤流程图。所述工作站12构建本地根文件系统的方法包括以下步骤：
步骤S301，从所述服务器中获取对应的系统引导配置文件；
其中，所述系统引导配置文件中保存预先创建的通用根文件系统和对应的软件安装目录的远程挂载地址。
步骤S302，创建一个内存盘并将所述内存盘挂载到本地的第一目录；
步骤S303，根据所述远程挂载地址，将所述通用根文件系统和所述软件安装目录分别远程挂载到本地的第二目录和第三目录；
步骤S304，通过联合文件系统将所述第一目录以读写方式、将所述第二目录和所述第三目录以只读方式共同联合成本地的根文件系统。
完成步骤S304之后，所述工作站12将本地系统切换到联合后的所述根文件系统，完成启动过程，所述工作站12运行所述本地的根文件系统。
下面以一个完整的启动过程的实施例说明本发明无盘系统中的工作站12的启动过程：
首先，对应的所述工作站12通过自身网卡启动芯片(PXE)中的启动代码与所述服务器11进行一个DHCP会话(DHCP，Dynamic Host ConfigurationProtocol，即动态主机配置协议)，获取所述服务器11为所述工作站12分配的一个IP地址，以及所述工作站12启动时需要的pxelinux应用程序的位置信息。所述IP地址将作为所述工作站12与所述服务器11进行数据交互的地址。
然后，所述工作站12的网卡启动芯片根据上述获得的所述pxelinux应用程序的位置信息，从所述服务器11中下载所述pxelinux应用程序，下载时所使用的下载目的地址即为上述获得的所述IP地址。下载完成之后，所述网卡启动芯片执行所述pxelinux应用程序。
所述pxelinux应用程序启动后即根据所述IP地址从所述服务器11中下载对应所述工作站12的系统引导配置文件，其中，所述系统引导配置文件中除了记载所述通用根文件系统和所述软件安装目录的远程挂载地址之外，一般还指定下列参数：initrd镜像文件和内核的位置以及内核启动参数。所述软件安装目录的远程挂载地址也可以记载在所述内核启动参数之中。
所述pxelinux应用程序根据所述系统引导配置文件中指定的initrd镜像文件和内核的位置，触发tftp会话，向所述服务器11请求下载内核和initrd镜像文件，获取到所述内核和所述initrd镜像文件之后，再根据所述系统引导配置文件中的内核启动参数启动所述内核。此时，所述工作站12的系统控制权由所述pxelinux应用程序转交到对应的所述内核。所述内核加载所述initrd镜像文件，并执行所述initrd镜像文件中的init程序，开始本地启动过程。
通过所述init程序在所述工作站创建一个内存盘(例如大小为128M的内存盘)，所述内存盘用于保存所述工作站12对所述通用根文件系统和所述软件安装目录的操作以及修改内容。所述init程序将内存盘格式化，并将所述内存盘挂载到本地的第一目录，如/mnt/ramdisk。
所述工作站12根据所述系统引导配置文件中的所述通用根文件系统以及所述软件安装目录的远程挂载地址，通过NFS以只读方式远程挂载所述通用根文件系统以及对应的所述软件安装目录到本地的第二目录和第三目录，如/mnt/nfs和/sysroot；然后通过所述联合文件系统技术，将本地的所述第一目录、所述第二目录和所述第三目录分别以读写、只读、只读的方式联合成本地的根文件系统。
最后，所述init程序切换到联合后的所述根文件系统，完成启动过程，所述工作站12运行在所述根文件系统下。
请参阅图4，图4是本发明的无盘系统的一种实施方式的结构示意图。
在本实施方式中，所述无盘系统的服务器11中预先创建了所述通用根文件系统、所述软件安装目录以及与所述软件安装目录一一对应的若干个联合目录。所述无盘系统的服务器11包括：第一联合文件系统111和配置文件管理模块112。
所述第一联合文件系统111用于将各个所述软件安装目录和所述通用根文件系统分别以读写和只读的方式联合到指定的联合目录，并在所述联合目录下安装对应的软件。
所述配置文件管理模块112用于在对应的所述工作站12的系统引导配置文件中保存所述通用根文件系统以及对应的所述软件安装目录的远程挂载地址。
所述无盘系统的工作站12包括：下载模块121、数据保存模块122、远程挂载模块123和第二联合文件系统124。
所述下载模块121用于从所述服务器11中获取对应的系统引导配置文件，其中，所述系统引导配置文件中保存预先创建的通用根文件系统和对应的软件安装目录的远程挂载地址；所述数据保存模块122用于创建一个内存盘并将所述内存盘挂载到本地的第一目录；所述远程挂载模块123用于根据所述远程挂载地址，将所述通用根文件系统和所述软件安装目录分别远程挂载到本地的第二目录和第三目录；所述第二联合文件系统124用于将所述第一目录以读写方式、将所述第二目录和所述第三目录以只读方式共同联合成本地的根文件系统。
其中，所述下载模块121首先通过与所述服务器11的远程通话，获取所述服务器11分配给对应的工作站12的IP地址，并以所述IP地址为下载目的地址，从所述服务器11下载所述系统引导配置文件到所述工作站12，然后从所述系统引导配置文件中提取所述通用根文件系统以及所述软件安装目录的远程挂载地址。
所述数据保存模块122在创建所述内存盘(例如大小为128M的内存盘)之后，进一步将所述内存盘格式化，然后再将所述内存盘挂载到本地的所述第一目录，如/mnt/ramdisk。
所述远程挂载模块123根据所述系统引导配置文件中的所述通用根文件系统以及所述软件安装目录的远程挂载地址，通过NFS以只读方式分别将所述通用根文件系统和所述软件安装目录远程挂载到本地的所述第二目录和第三目录，如/mnt/ramdisk和/sysroot。
所述第二联合文件系统124将本地的所述第一目录：/mnt/ramdisk、所述第二目录：/mnt/nfs和所述第三目录：/sysroot分别以读写、只读、只读的方式联合成本地的根文件系统。
最后，所述工作站12的系统切换到联合后的所述根文件系统，完成启动过程，使所述工作站12运行在所述根文件系统下。
与现有技术相比较，本发明无盘系统中，所述服务器中预先创建所述通用根文件系统和所述软件安装目录，各个所述工作站在启动时同时挂载所述通用根文件系统，可以尽可能地利用共公资源，节省对所述服务器的处理资源和储存空间的占用；同时各个所述工作站又分别挂载对应的所述软件安装目录，实现各个所述工作站的软件个性化，使各个所述工作站可以实现不同的功能。另外，各个所述工作站也可以通过在所述系统引导配置文件中指定不同的软件安装目录，从而可以选择不同的应用软件，组合出具有不同功能的工作站，增强扩展性。
并且，由于利用联合文件系统将所述通用根文件系统和所述软件安装目录以只读的方式与所述读写属性的内存盘的目录联合成本地的根文件系统，则所述工作站启动后，所述工作站通过所述根文件系统对所述通用根文件系统和所述软件安装目录所作的操作或者修改内容都会通过写时复制技术保存在所述内存盘中，而不会真正改变所述服务器中的所述通用根文件系统和所述软件安装目录，因此避免了各个所述工作站对所述服务器中的通用根文件系统非法修改，提高所述无盘系统的稳定性。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种无盘系统，其特征在于包括：
服务器，用于创建一个通用根文件系统和多个软件安装目录，并在各个所述软件安装目录下安装对应的软件；所述服务器包括配置文件管理模块，用于在对应的工作站的系统引导配置文件中保存所述通用根文件系统以及对应的所述软件安装目录的远程挂载地址；
工作站，用于在本地创建一个内存盘并将所述内存盘挂载到本地的第一目录；根据所述远程挂载地址，分别将所述通用根文件系统和所述软件安装目录远程挂载到本地的第二目录和第三目录；并通过第二联合文件系统将所述第一目录以读写方式、将所述第二目录和所述第三目录以只读方式共同联合成本地的根文件系统；
其中，所述工作站包括下载模块，所述下载模块用于从所述服务器中获取对应的所述系统引导配置文件，并从中提取所述通用根文件系统以及所述软件安装目录的远程挂载地址。
2.如权利要求1所述的无盘系统，其特征在于，所述服务器进一步包括：
第一联合文件系统，用于将各个所述软件安装目录和所述通用根文件系统分别以读写和只读的方式联合到指定的联合目录；
软件安装模块，用于在所述联合目录下安装对应的软件。
3.如权利要求1或者2所述的无盘系统，其特征在于：所述下载模块通过获取所述服务器分配给对应的工作站的IP地址，以所述IP地址为下载目的地址将所述系统引导配置文件从所述服务器下载到所述工作站。
4.如权利要求1或者2所述的无盘系统，其特征在于：所述工作站通过NFS以只读方式分别将所述通用根文件系统和所述软件安装目录远程挂载到本地的第二目录和第三目录。
5.如权利要求1或者2所述的无盘系统，其特征在于：所述工作站在创建所述内存盘之后，进一步将所述内存盘格式化，然后再将所述内存盘的位置挂载到本地的第一目录。
6.一种无盘系统的工作站构建本地根文件系统的方法，其特征在于包括以下步骤：
从无盘系统的服务器中获取对应的系统引导配置文件，并从中提取通用根文件系统和对应的软件安装目录的远程挂载地址，其中，所述系统引导配置文件中保存预先创建的通用根文件系统和对应的软件安装目录的远程挂载地址；
创建一个内存盘并将所述内存盘挂载到本地的第一目录；
根据所述远程挂载地址，将所述通用根文件系统和所述软件安装目录分别远程挂载到本地的第二目录和第三目录；
通过联合文件系统将所述第一目录以读写方式、将所述第二目录和所述第三目录以只读方式共同联合成本地的根文件系统。
7.如权利要求6所述的无盘系统的工作站构建本地根文件系统的方法，其特征在于，从所述服务器中获取对应的系统引导配置文件的步骤包括：
获取所述服务器分配给对应的工作站的IP地址，并以所述IP地址为下载目的地址，从所述服务器下载所述系统引导配置文件到所述工作站。
8.如权利要求6或者7所述的无盘系统的工作站构建本地根文件系统的方法，其特征在于：
通过NFS以只读方式分别将所述通用根文件系统和所述软件安装目录远程挂载到本地的所述第二目录和第三目录。
9.一种无盘系统的工作站，其特征在于包括：
下载模块，用于从服务器中获取对应的系统引导配置文件，并从中提取通用根文件系统和对应的软件安装目录的远程挂载地址，其中，所述系统引导配置文件中保存预先创建的通用根文件系统和对应的软件安装目录的远程挂载地址；
数据保存模块，用于创建一个内存盘并将所述内存盘挂载到本地的第一目录；
远程挂载模块，根据所述远程挂载地址，将所述通用根文件系统和所述软件安装目录分别远程挂载到本地的第二目录和第三目录；
第二联合文件系统，将所述第一目录以读写方式、将所述第二目录和所述第三目录以只读方式共同联合成本地的根文件系统。
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- 2010-09-21 CN CN2010102925653A patent/CN101944129B/zh active Active
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