TW201408004A - 一種能依使用需求部署複數電腦群組之方法與系統 - Google Patents

Abstract

本發明之特點在於在“伺服端（Server）-用戶端（Client）”的架構中，使用戶端（Client）端各電腦的硬碟中另外設置有系統區。在該系統區中可存放多種作業系統之各種不同版本或所需安裝規劃之快照（Snapshot），該等不同的快照（Snapshot）之間，其可為差異或增量關係。則在用戶端（Client）端的各台電腦，既可利用「伺服端（Server）-用戶端（Client）」的架構取得所需的系統資訊，也可藉由存放於系統區之快照進行單機之系統還原處理，而使得包含一組或複數電腦群組的“伺服端（Server）-用戶端（Client）”架構在不同的使用障礙下，均可完成電腦系統之部署與使用。

Description

一種能依使用需求部署複數電腦群組之方法與系統

本發明所使用之技術特點係在於在「伺服端（Server）-用戶端（Client）」的架構中，使用戶端（Client）端各電腦的硬碟中另外設置有系統區。在該系統區中可存放多種作業系統之各種不同版本或所需安裝規劃之快照（Snapshot），該等不同的快照（Snapshot）之間，其可為差異或增量關係。則在用戶端（Client）端的各台電腦，既可利用「伺服端（Server）-用戶端（Client）」的架構取得所需的系統資訊，也可藉由存放於系統區之快照進行單機之系統還原處理，而使得包含一組或複數電腦群組的「伺服端（Server）-用戶端（Client）」架構在不同的使用障礙下，均可完成電腦系統之部署與使用。

隨著資訊工業的進步與發展，電腦的使用範圍以及面向也越來越廣泛，不論是在教學用的場合，或是在企業相同部門中需要同樣執行同樣、或同質性高作業內容的場合，因為教學或是作業需求量的提升，因此，在單一區域內所需求的電腦數量也越來越多，而為了讓前開同一使用目的下的複數電腦在作業上能夠一致，在此同一場合內之電腦，於規格之設定上也被要求必須一致。

在早期的處理技術上，係需要針對放置在同一區域的不同電腦予以同一規格與需求之作業系統以及所需程式，而後藉由各種方式，如採用Ghost、還原卡、還原軟體、DRBL、無硬碟系統等方式進行管理。如果進一步以硬體之需求與否來看，亦即為「有硬碟」跟「無硬碟」為討論的分界。

其中，有硬碟的裝置設置處理又可分成「單機」及「伺服端（Server）-用戶端（Client）」架構；以單機來看，如果版本遇到更新或異動，則便需要先複製新的版本後再行處理，如果所使用的是「伺服端（Server）-用戶端（Client）」的架構，則在遇到同樣的版本更新與異動時，同樣需要進行新版本資料複製之處理。換言之，在需要硬碟的裝置中，為了存儲新版本資料之內容，因此都需要進行複製之處理，而且在此過程中，所消耗的時間，會隨著需要複製的資料量而定，也因此，若在此過程中遇到須全部重新派送的情況，則電腦勢必將停擺若干時間。

相對地來看，基於節能之訴求，以及不設置硬碟就沒有硬碟容易損壞問題、即時派送及加上On-BoardLAN 內建PXEROM等因素，而產生了所謂的「無硬碟系統」，而此「無硬碟系統」則基於前述的理由，此種「無硬碟系統」則大幅度地取代了原有硬碟設置架構下的還原系統；然而，「無硬碟系統」亦並非完全沒有缺點，正如使用硬碟的系統，其缺點係本於硬碟儲存資料的空間與特性，無硬碟系統係透過網路連線的方式作為其系統的核心連結技術，則其缺點也肇因於此，換言之，只要網路或伺服端（Server）端一旦故障或停擺，所有用戶端（Client）端的電腦也就動彈不得了。

也因此，如何兼具二者的優點，同時又能夠讓各自的缺點得已被消彌，即成為解決此種問題之重要課題。

基於前述採用硬碟系統與無硬碟系統之各自的優缺點，本案發明人透過一種多態部署系統及方法，使得用戶端（Client）在「Server-Client」的基本架構下，一方面使得用戶端（Client）可利用HDD或PXE開機，另一方面則可待網路連線成功後，再進行相關的派遣更新動作。

用戶端（Client）第一次透過「預先開機執行環境（即PXE）」開機，伺服端（Server）指派IP及TFTPServer給用戶端（Client）後，會再依序派送Register、Installer等BootFile給用戶端（Client），讓用戶端（Client）進行註冊與安裝等動作。

安裝動作除了會初始化用戶端（Client）系統區外，更會放入新的MBR（主引導記錄，MasterBoot Record），使純HDD開機時仍有控制權。若MBR被移除，則須再全部或部分重新安裝。

用戶端（Client）安裝後可執行備份（Backup）動作，將已安裝的作業系統（OS）做快照（Snapshot）存放到用戶端（Client）的系統區。備份（Backup）完成後再通知伺服端（Server）執行Upload動作，將該快照（Snapshot）Upload到伺服端（Server）的Image區當成Image，供其他用戶端（Client）Download使用。

用戶端（Client）於新增或移除程式或資料後，可再執行差異或增量備份（Backup）動作，將新的快照（Snapshot）放到用戶端（Client）的系統區，再通知伺服端（Server）後執行Upload動作，分享給其他用戶端（Client）Download使用。

用戶端（Client）若選擇一般的影像下載（ImageDownload），可於下載完成後做回存（Restore）的動作，將快照（Snapshot）打到開機系統區，如此就可正常使用該作業系統（OS）。若該Image有加入虛擬化模組（VirtualizationModule），則可省略回存動作，直接虛擬化成硬碟（Disk）或分割區（Partition）供使用。

用戶端（Client）若選擇下載支援可同步派送並且開啟之影像，則可無須等待，一邊開機一邊派送。

用戶端（Client）開進作業系統（OS）後，可安排做背景派送，將伺服端（Server）指定的影像下載（ImageDownload）到用戶端（Client）的系統區內。

用戶端（Client）若無法與伺服端（Server）連線，則可使用已存在於本身系統區的快照（Snapshot），進行版本切換或還原動作。

資料磁碟及資料分區（DataPartition）亦如作業系統（OS）方式處理。

易言之，在本案的發明內容中，用戶端（Client）本身有硬碟及網路，伺服端（Server）透過網路於不同時期派送快照（Snapshot）給用戶端（Client），用戶端（Client）則將各版本的快照（Snapshot）儲存於硬碟中；如此，用戶端（Client）在進行版本之切換或更新時，即無需重複自伺服端（Server）下載快照（Snapshot），可節省網路頻寬及下載時間；用戶端（Client）與伺服端（Server）若網路相通，則可隨時檢查用戶端（Client）硬碟所載內容的完整性，若有毀損則給予修復，若有新版快照（Snapshot）可再安排時程進行派送；反之，如果網路不通，因用戶端（Client）本身存有各版本的快照（Snapshot），用戶端（Client）仍可單機自由於各版本間切換還原。

前述的發明內容，基本上可被應用於「PXEin LAN」、「PXEin WAN」與「WAN」等不同之環境下，三者間在用戶端（Client）之硬碟分割架構相同，但執行方法卻略有不同，分述如下：

1.於LAN內利用PXE建制系統的流程：

1.1.初次安裝及上傳：

1.1.1.找一台用戶端（Client）A以一般方式安裝作業系統（OS），唯分割階段需預留適當空間當系統區。

1.1.2.用戶端（Client）A安裝Agent後重新開機。

1.1.3.用戶端（Client）A以PXE模式開機連上伺服端（Server），進行註冊及安裝。

1.1.4.用戶端（Client）A執行Share，以取得伺服端（Server）的允許。

1.1.5.用戶端（Client）A執行備份（Backup），將作業系統（OS）的快照（Snapshot）備份（Backup）到系統區。

1.1.6.用戶端（Client）A執行Upload，將系統區的快照（Snapshot）Upload到伺服端（Server）。

1.1.7.用戶端（Client）A可選擇關機或開啟作業系統（OS）

1.2.初次安裝及下載：

1.2.1.用戶端（Client）A'以PXE模式開機連上伺服端（Server），進行註冊及安裝。

1.2.2.用戶端（Client）A'執行Download，將伺服端（Server）的快照（Snapshot）Download到系統區。

1.2.3.用戶端（Client）A'執行Restore，將系統區的快照（Snapshot）Restore到作業系統（OS）區。

1.2.4.用戶端（Client）A'可選擇關機或開啟作業系統（OS）

1.3.增量/差異上傳：

1.3.1.用戶端（Client）A新增或移除應用程式、防毒軟體病毒馬更新或作業系統（OS）Hot-Fix等等後，重新以PXE開機。

1.3.2.用戶端（Client）A於選單執行Share，以取得伺服端（Server）的允許。

1.3.3.用戶端（Client）A執行備份（Backup），將作業系統（OS）的快照（Snapshot）備份（Backup）到系統區。

(備份（Backup）會自行與前版本比對，僅備份差異處)

1.3.4.用戶端（Client）A執行Upload，將系統區的快照（Snapshot）Upload到伺服端（Server）。

1.3.5.用戶端（Client）A可選擇關機或開啟新版快照（Snapshot）或舊版快照（Snapshot）。

1.4.增量/差異下載：

1.4.1.用戶端（Client）A'以PXE模式開機連上伺服端（Server）。

1.4.2.用戶端（Client）A'執行Download，將伺服端（Server）的快照（Snapshot）Download到系統區。

1.4.3.用戶端（Client）A'可選擇關機或開啟新版快照（Snapshot）或舊版快照（Snapshot）。

1.5.及時下載：(此方式需要該快照（Snapshot）內有安裝支援該模式的Driver)

1.5.1.用戶端（Client）A'以PXE模式開機連上伺服端（Server）。

1.5.2.用戶端（Client）A'選用有支援該模式的快照（Snapshot）直接進行開機。

1.6.背景上傳：

1.6.1.用戶端（Client）A以硬碟模式開機。

1.6.2.用戶端（Client）A的使用者可正常操作該電腦，Agent會自動與伺服端（Server）溝通並於背景將新版快照（Snapshot）上傳到伺服端（Server）。

1.7.背景下載：(初次安裝無此功能)

1.7.1.用戶端（Client）A'以硬碟模式開機。

1.7.2.用戶端（Client）A'的使用者可正常操作該電腦，Agent會自動與伺服端（Server）溝通並於背景將新版快照（Snapshot）下載並放到系統區。

1.7.3.下載完成後，用戶端（Client）A'於下一次開機時可選擇是否選用新快照（Snapshot）或舊的快照（Snapshot）。

2.於WAN內利用PXE建制系統的流程方式1：

2.1.於LAN內架一台Slave伺服端（Server），與WAN上的伺服端（Server）溝通，將用戶端（Client）所需的快照（Snapshot）從Master伺服端（Server）下載到Slave伺服端（Server），再讓用戶端（Client）進行下載。

(用戶端（Client）亦可將新快照（Snapshot）上傳到Slave伺服端（Server），再由Slave伺服端（Server）上傳到Master伺服端（Server）)

2.2.其餘動作與利用PXE建制LAN的系統流程相同。

3.於WAN內利用PXE建制系統的流程方式2：

3.1.於LAN內架一台DHCP伺服端（Server）或DHCPRelay，將PXE用戶端（Client）導向伺服端（Server）。

3.2.其餘動作與利用PXE建制LAN的系統流程相同。

4.無PXE的建制流程：

4.1.初次安裝及上傳：

4.1.1.找一台用戶端（Client）A以一般方式安裝作業系統（OS），唯分割階段需預留適當空間當系統區。

4.1.2.用戶端（Client）A安裝Agent。

4.1.3.Agent於下載相關的BINFILE後進行相關安裝，包括MBR。

4.1.4.用戶端（Client）A重開機後由MBR取得控制權，進行初始化動作。

4.1.5.用戶端（Client）A於選單執行備份（Backup）動作，待此動作完成後會自動進入作業系統（OS）

4.1.6.待用戶端（Client）A網路連線都正常後，用戶端（Client）A的Agent會與伺服端（Server）聯繫，並於背景將快照（Snapshot）Upload伺服端（Server）。

4.2.初次安裝及下載：

4.2.1.用戶端（Client）A'以開機光碟或隨身碟開啟一簡單作業系統（OS）(或使用現有的作業系統)，使可正常使用網路功能。

4.2.2.用戶端（Client）A'執行Agent下載相關的BINFILE後進行相關安裝，包括MBR。

4.2.3.用戶端（Client）A'執行Download。

4.2.4.用戶端（Client）A'重開機後由MBR取得控制權，進行初始化動作。

4.2.5.用戶端（Client）A'執行Restore，待此動作完成後即可正常開啟作業系統（OS）。

4.3.增量/差異上傳：

4.3.1.用戶端（Client）A新增或移除應用程式、防毒軟體病毒馬更新或作業系統（OS）Hot-Fix等等後重新開機。

4.3.2.用戶端（Client）A於選單執行Share。

4.3.3.用戶端（Client）A於選單執行備份（Backup）動作，待此動作完成後可選擇繼續使用新版或切回舊版的快照（Snapshot）。(備份會自行與前版本比對，僅備份差異處)

4.3.4.待用戶端（Client）A網路連線都正常後，用戶端（Client）A的Agent會與伺服端（Server）聯繫，並於背景將新快照（Snapshot）Upload到伺服端（Server）。

4.4.增量/差異下載：

4.4.1.用戶端（Client）A'於作業系統（OS）正常開啟下，Agent與伺服端（Server）溝通後會於背景執行Download。

4.4.2.待Download完成後，用戶端（Client）A'重新開機後即可選用新的快照（Snapshot）進行Restore動作。

使用PXE方式方便於LAN內部署，非PXE模式於第一次部署會相對麻煩，但卻方便於跨LAN或無PXE的環境下部署。

以用戶端（Client）A安裝Win7並建制好用戶端（Client）A'實做範例：

假設用戶端（Client）A與A'都使用120G的硬碟，且有PXE

1、先架好伺服端（Server）。

2、用戶端（Client）A放入WIN7安裝光碟。

3、用戶端（Client）A安裝WIN7於硬碟分割階段選擇C使用40G，其餘不分割。

4、用戶端（Client）AWIN7安裝完後可再安裝常用的應用軟體及防毒軟體。

5、用戶端（Client）A安裝Agent(可讓伺服端有控制權，及解決電腦名稱相同問題)。

6、用戶端（Client）A重新開機後選擇以PXE開機連上伺服端（Server）。

7、伺服端（Server）派送相關的BOOTFILE給用戶端（Client）A進行註冊與安裝。

8、MIS於用戶端（Client）A選單操作，執行Share。

9、用戶端（Client）A自動執行備份（Backup）。

10、用戶端（Client）A自動執行Upload。

(待Upload動作完成後，用戶端A可如一般機器正常操作WIN7)

11、用戶端（Client）A'以選擇以PXE開機連上伺服端（Server）。

12、伺服端（Server）派送相關的BOOTFILE給用戶端（Client）A'進行註冊與安裝。

13、用戶端（Client）A'自動執行Download。

14、用戶端（Client）A'自動執行Restore。

(待Restore動作完成後，用戶端A'可如一般機器正常操作WIN7)

Claims (15)

1. 一種能依使用需求部署複數電腦群組之系統，系統中包含有伺服器端與用戶端，其中：用戶端整體係包括有至少一個電腦群組，每一群組中則具有一台以上之電腦，電腦中則可設定至少一種之作業系統；該等屬於用戶端的電腦硬碟中，具有一用以存放不同作業系統快照影像之系統區，則該屬於用戶端的電腦即可不依靠網路連線，依照所需的作業系統快照影像進行系統還原之處理。伺服器端則可透過網路之連線，將新增或指定的作業系統快照影像傳送到用戶端的電腦，並且存儲於用戶端電腦硬碟中的系統區之中，則所儲存的快照影像即可使用戶端電腦在切換作業系統或同一系統之不同版本時，可以不需連線即完成更換；此外，伺服器端也可藉由連線存在時之檢查機制判斷硬碟內容是否有修復之需求，或是否提供新增或指定的作業系統快照影像。
2. 如［請求項1］所述之部署系統，其可在乙太網路的架構下運作，包括LAN、VLAN或WAN等。
3. 如［請求項1］所述之部署系統中存放於用戶端電腦硬碟系統區之作業系統，可為不同的作業系統、同一作業系統之不同版本或同一作業系統依不同使用需求佈局不同作業程式之特定樣態。
4. 如［請求項1］所述之部署系統中存放於用戶端電腦硬碟系統區之作業系統，在新增作業系統快照影響時，無論系統區中是否存放有同一作業系統，均不會覆蓋舊有快照影像，而可個別獨立存在以供應用。
5. 如［請求項1］所述之部署系統，亦可使用於其他具有儲存功能之運算裝置。
6. 如［請求項1］所述之部署系統，可適用於諸如政府部門、學校之電腦教室、一般企業之不同部門電腦群組需求或如網咖等建構有大量電腦設備的環境。
7. 如［請求項1］所示之部署系統，用戶端的電腦如已具有完整的快照影像，也可透過連線提供予同群組或不同群組之用戶端電腦，以完成新增或指定快照影像之處理。
8. 一種能依使用需求部署複數電腦群組之方法，其運作程序如下：(1)伺服器端可將新增或指定的作業系統快照影像透過網路之連線，傳送到用戶端。(2)用戶端可為至少一群組所包含之至少一電腦，前述被傳送到用戶端之快照影像，可存儲於用戶端電腦硬碟中的系統區。(3)系統區於取得並儲存前述作業系統快照影像後，即可不需透過連線的模式，而進行相異作業系統間之切換，或單一系統中之還原處理。(4)伺服器端可透過連線檢查用戶端電腦硬碟所載內容之完整性，以進行硬碟內容之欠缺或毀損修復、新增或指定作業系統快照影像之提供。(5)伺服器端未與用戶端形成網路連結時，用戶端電腦可藉由自身已儲存之作業系統快照影像進行所需要的還原，而無須受限於網路的未連線狀態或故障。
9. 如［請求項8］所示之部署方法，其中，伺服器端所提供的作業系統快照影像不限於單一之作業系統，亦可為複數之作業系統。
10. 如［請求項8］所示之部署方法，用戶端的電腦如已具有完整的快照影像，也可透過連線提供予同群組或不同群組織用戶端電腦，以完成新增或指定快照影像之處理。
11. 如［請求項8］所述之部署系統，其可在乙太網路的架構下運作，包括LAN、VLAN或WAN等。
12. 如［請求項8］所述之部署方法中存放於用戶端電腦硬碟系統區之作業系統，可為不同的作業系統、同一作業系統之不同版本或同一作業系統依不同使用需求佈局不同作業程式之特定樣態。
13. 如［請求項8］所述之部署方法中存放於用戶端電腦硬碟系統區之作業系統，在新增作業系統快照影響時，無論系統區中是否存放有同一作業系統，均不會覆蓋舊有快照影像，而可個別獨立存在以供應用。
14. 如［請求項8］所述之部署方法，亦可使用於其他具有儲存功能之運算裝置。
15. 如［請求項8］所述之部署方法，可適用於諸如政府部門、學校之電腦教室、一般企業之不同部門電腦群組需求或如網咖等建構有大量電腦設備的環境。