可管理多媒體網絡計算機測試

　　近期，中國軟件評測中心對清華大研制的可管理的多媒體網絡計算機MMNC(Manageable Multimedia Network Computer)進行了測試。MMNC是一種基于普適計算的網絡計算機，與傳 統NC不同的是，它采用服務器進行存儲和管理、客戶機進行計算和交互的計算模式。在該計算 模式下，運用了一種新的多操作系統遠程啟動協議MRBP以及一種基于網絡的虛擬交換和調度算 法VSSA。用戶可以根據應用需要選擇自己的操作系統，例如Windows、Linux等。VSSA通過虛擬 交換和調度技術為用戶提供軟件按需加載，具有很好的靈活性和擴展性。

　　MMNC的主要設計思想

　　普適計算(Pervasive Computing)正成為一種能夠把數字化家電設備、通信設備、計算 機設備等智能設備互連和融合起來進行計算的新網絡計算模式。普適計算模式把計算任務交給各種分布設備，而服務器或控制系統只負責資源管理和存儲?；谶@種思想，清華大學提出和開發了一種基于普適計算的軟件平臺SOPCA(Software Platform for Connected Appliances)。圖1給出了該軟件平臺SOPCA的基本概念圖。如圖1所示，SOPCA可支持多種不同的通用或嵌入式操作系統。同時，它在上層通過SDK為應用程序提供安裝或開發界面;在底層通過封裝來屏蔽硬件的動態性和多樣性，可以方便地支持包括電話、電視、計算機、smart device在內的各種網絡計算設備。SOPCA平臺也可支持網絡計算機或相應的終端設備。這些設 備可從SOPCA平臺上獲取自己所需的操作系統和應用，完成用戶的計算任務。

　　由于MMNC采用普適計算模式，其主要計算由客戶機完成，服務器只需進行存儲和管理，因 此，對連接MMNC的服務器性能要求較低。由MMNC和PC服務器構成的網絡應用系統如圖2所示， PC服務器以及多個MMNC通過100M以太網互聯。服務器在通用操作系統之上運行有SOPCA軟件平 臺，基于該平臺，啟動服務和應用服務分別為用戶提供相應服務?？蛻舳藳]有操作系統，MMNC 啟動后，通過SOPCA Boot Agent與服務器上的啟動服務交互，從服務器上下載操作系統鏡像進 行加載，進而在MMNC上構建SOPCA軟件平臺，隨后根據計算需要，通過SOPCA支撐平臺按需加載 各種應用軟件，進行計算。服務器上的應用服務可以為MMNC提供基于Windows系統、Linux系統 和Java虛擬機的各類應用。

　　MMNC系統的軟件構成

　　A、支持多操作系統的遠程啟動技術MRBP MRBP協議基于客戶/服務器模型，分為服務器和客戶端兩部分。服務器指提供遠程啟動服 務的PC機,而客戶端指需要遠程啟動的MMNC。在MMNC中，MRBP在啟動代理(Boot Agent)中實 現，啟動代理主要由四部分組成：網卡驅動以及相關協議;擴展的DHCP客戶端代碼;APTP客戶 端代碼;OS加載器。

　　B、虛擬交換與調度算法VSSA 基于SOPCA軟件平臺支持，服務器為多臺MMNC提供服務，MMNC的程序調用過程與PC機顯著 不同：在PC中，一個新的應用程序開始執行時，操作系統內核為其創建進程，同時在物理內存 中為該進程分配相應的進程空間，存放該進程的數據和指令。進程執行過程中，若所需的數據 或指令頁面不在物理內存中，調用缺頁中斷，首先查詢緩存區，若所需頁面在緩存區(swap) 中，將其調入物理內存進行處理;若不在，則通過磁盤I/O從硬盤讀取;而在MMNC中，客戶端 本地沒有硬盤，應用和數據都存儲在服務器上，并通過一定的映射關系指明存儲位置。當發生 缺頁中斷時，MMNC內核根據映射關系，通過網絡向服務器發出請求，服務器端運行于SOPCA軟 件平臺上的應用服務接收到請求，按照一定的策略進行調度，從緩存區或者服務器硬盤中取得 用戶進程所需的數據，對用戶請求做出應答。這種數據不在本地﹑通過網絡映射遠程存取的調 用算法，就是虛擬交換與調度算法VSSA(Virtual Swap and Scheduling Algorithm)。

　　C、MMNC集中式管理 MMNC采用家電化設計理念，客戶端的維護操作較少。在MMNC中。幾乎所有的系統維護和管 理都集中在服務器上進行，這樣就大大減少了管理成本的開支。

　　MMNC集中式管理分為系統管理和用戶管理兩方面：

　　系統管理：首先，MMNC所使用的操作系統是經過定制的，一方面裁減冗余功能，精簡系 統，以提高性能;另一方面禁掉系統攻擊時常用到的一些協議(如ICMP、SNMP等)和系統相關 服務，以增強系統安全。其次，通過服務器工具套件和SOPCA平臺，管理員可以對MMNC的系統 和用戶進行集中管理和控制，方便地實現軟件安裝、升級和系統維護。此外，MMNC本地不存儲 任何數據，其操作系統、應用程序(系統數據)以及計算結果(用戶數據)都存儲在服務器上。為 保障系統的安全和穩定，服務器上的系統數據區和用戶數據區隔離是隔離的，系統數據區對用 戶都是只讀的，客戶無權對系統數據區的數據進行修改。

　　用戶管理：用戶管理主要是基于用戶信息數據庫來進行的。MMNC用戶管理包括用戶的增 刪﹑磁盤配額管理﹑用戶權限管理。所有用戶的數據集中存放在服務器上，由服務器統一進行 訪問控制。系統根據用戶角色及計算需求的不同將用戶分組，如管理員組、辦公用戶組、娛樂 用戶組，各組都具有自己的用戶和管理員。管理員可針對用戶的不同角色和身份，賦予其不同 的軟件運行權限和用戶數據區訪問權限。用戶數據區分為公有數據區和私有數據區，公有數據 區為所有用戶共享，私有數據區存放用戶的私人信息。各組分別享有自己的共享數據區，組內 用戶又擁有自己的個人私有數據區。各個數據區根據用戶角色和身份進行邏輯隔離，用戶按嚴 格的權限限制對相應數據區進行訪問。管理員還可根據實際需要，設置工作組或單個用戶對特 定數據的訪問權限。

　　硬件設計

　　MMNC的硬件設計采用低功耗一體化設計，具體說來就是在一塊主板上集成所有部件，這樣 就大大減少了功耗。MMNC采用VIA Eden ESP 5000芯片。這是一款X86體系架構的嵌入式系統平 臺CPU，整合了VIA Apollo PLE133/ProSavage PN133T北橋芯片以及外圍支持規格齊備的 VT8231南橋芯片?；镜腅den平臺已內建AGP 2X/4X的3D繪圖加速核心、輸入輸出控制、網絡 支持以及多媒體音效功能，還可根據市場需求，彈性選擇搭配威盛的多款外圍芯片產品，進一 步增加IEEE 1394、USB 2.0、TV-Out、高速網絡連接等先進的應用能力。整體平臺的耗電量僅 有六瓦特左右，發熱量芯片較低，無需風扇散熱便能穩定運作。

　　MMNC硬件的主要技術特點如下：

　　1、整合X86處理器核心，電壓低于1.05V。

　　2、整機功耗<<15W;整合192KB L1/L2 Cache;支持MMX和3Dnow!;采用0.13和0.15微米制程。

　　3、北橋功能：高級內存控制器，支持PC133 SDRAM;整合低功耗AGP 2X/4X圖形處理器，支持 CRT/TFT/DSTN。

　　4、南橋功能：AC97音頻;USB 1.1;Super I/O;支持ATA-33/66/100;整合10/100 Mbps Ethernet;整合AC 97 Fax/Modem

　　另外還提供：Ethernet MAC & PHY;TV-Out;IEEE 1394;USB 2.0;Audio CODEC;DVD; 3D。

　　MMNC應用測試

　　為檢驗MMNC性能，中國軟件評測中心搭建了測試平臺(圖2)：28臺MMNC和PC服務器通過 百兆以太網交換機互連，并通過路由器聯接到Internet。服務器配置為P4 1.8GCPU、512MDDR 內存、100M Intel以太網卡，MMNC配置為C3 466處理器、128M SDRAM、10M/100M自適應 realtek以太網卡。服務器可支持Win98、RedFlag 4.0兩套系統，支持軟件包括媒體播放、辦 公、上網、多媒體教學、股票交易等多種應用。

　　測試結果

　　(詳細測試結果請參見第四期《測試與監理》雜志)

原文轉自：http://www.kjueaiud.com