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INHALTE

Student projects

Topic

Investigation and practical comparison of different methods for a network based booting process

Kind of work:
Advanced Seminar
Supervisor:
Dipl.-Inf. Holger Kärst
Students:
Knut Schäfer
Mario Schild
Status:
finished
Abstract:
Recherche und praktischer Vergleich verschiedener Methoden für einen netzwerkbasierten Bootvorgang


Moderne Computernetzwerke stellen mit dem Voranschreiten der Technik, der Anzahl und Vielfalt der angeschlossenen Geräte immer größere Anforderungen an die Administration.
In einem großen Unternehmen kann sich die Zahl der verbundenen Geräte schnell auf einige hundert belaufen.
Die Kosten pro Einzelplatz werden dabei unverhältnismäßig groß, da jedes System separat installiert, konfiguriert und gewartet werden muss. Bei einer sehr komplexen und weitreichenden Struktur solcher Netze ist es deshalb ausschlaggebend, die Möglichkeiten einer Kosteneinsparung, Steigerung der Sicherheit und Senkung der Fehleranfälligkeit zu nutzen. Von Vorteil wäre zum Beispiel eine administrative, welche all diese Bereiche weitgehend bündelt.
In den letzten Jahren hat sich eine Technologie entwickelt, welche unter dem Namen Diskless bekannt geworden ist. Es handelt sich dabei um Computer, die über keine fest eingebauten Datenträger verfügen. Da diese Geräte nun keine Möglichkeit haben, ein Betriebssystem zu speichern, müssen sie sich dieses von einer anderen Quelle beschaffen.
Das hierbei angewandte Verfahren, ein Betriebssystem über das Netz von einem entfernten Gerät zu laden und auszuführen, trägt den Namen Netzwerk-Boot.
Es ist leicht zu erkennen, dass diese Möglichkeit mannigfaltige Vorteile gegenüber lokalem Booten bietet. Unter anderem können durch die zentrale Datenhaltung und Softwareverwaltung, ähnlich wie bei einem einzelnen System, quasi beliebig viele Arbeitsplätze ohne erwähnenswerten Mehraufwand parallel administriert werden. Beim nächsten Neustart booten diese nun automatisch mit der aktuellsten Version der Systemdateien. Gleichzeitig kann durch Netzwerk-Boot der Hardwareaufwand und die Ausfallwahrscheinlichkeit jedes einzelnen Arbeitsplatzes verringert werden. An dieser Stelle könnte jeweils mindestens eine Rechnerkomponente(z.B. eine Festplatte und das Diskettenlaufwerk)eingespart werden. Weitergehend könnte man auch günstigere leistungsschwächere)Rechnerkomponenten einsetzen, die eben nur noch die nötige Leistung zur Dateneingabe und -ausgabe, aber eben nicht mehr zur Datenverarbeitung besitzen.
Heutige Zukunftsvisionen einiger Softwarefirmen gehen bereits soweit, gar den privaten Rechner zu Hause von zentralen, möglicherweise firmeneigenen Servern über das Internet, zu booten und mit der jeweilig nötigen Software zu versorgen. Zu erwähnen bleibt noch, dass, anders als das Internet, moderne Firmennetzwerke bereits heute über die nötigen Datenübertragungsraten verfügen, um für Netzwerk-Boot von aktuellen Betriebssystemen keinen möglichen Engpass darzustellen.
Im Laufe der Zeit haben sich nun bis heute verschiedene Standards des Booten vom Netzwerk herauskristallisiert, die weitverbreitet in Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung zur technischen Anwendung kommen. Gegenstand dieser Arbeit soll es im Folgenden sein, vier dieser bekanntesten Möglichkeiten zu beschreiben, miteinander zu vergleichen und dabei etwaige Vor- und Nachteile aufzuzeigen.
Folgende Technologien finden nun in dieser Arbeit Beachtung:


Eine der ältesten Entwicklungen ist NetBoot. Besitzt ein Rechner einen Intel-kompatiblen Prozessor, so kann er mit Hilfe von Netboot ohne Festplatte oder Diskette gestartet werden. Auf Basis des Internetprotokolls TCP/IP werden die Standardprotokolle BootP, DHCP und TFTP genutzt, um ein Linux, ein FreeBSD oder auch eine DOS/Windows-Variante zu starten.


Eine weitere Möglichkeit bietet Etherboot. Hierbei handelt es sich um ein freies Softwarepaket, mit dessen Hilfe sich BootROMs erstellen lassen, um eine breite Auswahl verfügbarer Betriebssysteme zu booten. Auch hier wird das Internetprotokoll TCP/IP genutzt, um über die Protokolle DHCP und TFTP zu booten.


Eine dritte Technologie ist unter dem Namen Preboot Execution Environment (kurz PXE) bekannt. Es handelt sich um eine Entwicklung von Intel und Systemsoft. Diese Spezifikation setzt auf die Protokolle IP, UDP, DHCP und TFTP.


Novell ist mit seinen Remote Program Load (kurz RPL) ebenfalls in den Bereich des Netzwerk-Boot vorgedrungen. Das Konzept basiert auf der Idee, eine Bootdiskette von einem NetWare-Rechner zu beziehen.