Linux网络——PXE网络批量装机

kk起个名吧
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本章结构：

  • 部署PXE远程安装服务
    • 搭建PXE远程安装服务器
    • 验证PXE网络安装
  • 实现Kickstart无人值守安装
    • 准备安装应答文件
    • 实现批量自动装机

一、 系统安装

1. 系统装机的三种引导方式

  • 硬盘
  • 光驱 (u盘)
  • 网络启动 pxe

2. 系统安装过程

  • 加载 boot loader
  • 加载启动安装菜单
  • 加载内核和initrd系统
  • 加载根系统
  • 运行anaconda的安装向导

3. Linux安装光盘的安装相关文件

在系统光盘的isolinux目录下有和安装相关的文件： isolinux.png

  • boot.cat: 相当于grub的第一阶段
  • initrd.img：ramfs文件（精简版的linux系统，文件系统驱动等）
  • isolinux.bin：光盘引导程序，在mkisofs的选项中需要明确给出文件路径，这个文件属于SYSLINUX项目
  • isolinux.cfg：启动菜单的配置文件，当光盘启动后（即运行isolinux.bin），会自动去找isolinux.cfg文件
  • memtest：内存检测程序
  • splash.png：光盘启动菜单界面的背景图
  • vesamenu.c32：是光盘启动后的启动菜单图形界面，也属于SYSLINUX项目，menu.c32提供纯文本的菜单
  • vmlinuz：是内核映像

二、 PXE 概述

PXE （Preboot eXecution Environment）预启动执行环境。是由Inter公司开发的网络引导技术，工作在Client/Server模式，允许客户机通过网络从远程服务器下载引导镜像，并加载安装文件或整个操作系统来安装。

PXE提供了一种使用网络接口（Network Interface）启动计算机的机制。这种机制让计算机的启动可以不依赖本地数据存储设备（如硬盘）或本地已安装的操作系统。

PXE是通过网卡引导启动。

1. PXE服务的优点

  • 规模化：同时装配多台服务器，无需每一台单独安装操作系统；
  • 自动化：实现服务器的自动安装及自动配置各种服务；
  • 远程实现：不需要光盘、U盘等安装介质，方便快捷的同时又可以保障服务器安全。

2. PXE装机需要的四大文件

  • pxelinux.0：引导程序。（来自syslinux程序）
  • pxelinux.cfg/default ：引导程序的配置文件。（位于 /var/lib/tftpboot/ 下，需要手写，可参考光盘 isolinux 目录下的 isolinux.cfg 文件）
  • vmlinuz：内核文件。（从光盘中获取，位于 isolinux 目录下）
  • initrd.img： 系统启动镜像文件。（从光盘中获取，位于 isolinux 目录下）

3. PXE实现过程讲解

  1. 客户机的网卡查找相关的dhcp服务器（获取地址和时间）。
  2. DHCP服务器给客户机分配IP地址和引导程序（boot loader）的地址 ，同时通过offer报文把TFTP服务器的地址发给客户机。
  3. TFTP服务器把引导文件（pxelinux.0）传给客户机。
  4. 客户机将引导程序加载到内存中来。
  5. 引导程序去TFTP服务器中查找配置文件，服务器将配置文件传给客户机。（配置文件中指定客户机使用ftp方式连接服务器获取系统镜像文件）
  6. 服务端安装并启动vsftpd服务，客户机使用ftp服务获取系统镜像文件。
PXE实现过程.png

三、PXE搭建过程中服务详解

PXE 远程安装服务器集成了 CentOS 7 安装源、TFTP 服务、DHCP 服务，能够向客户机裸机发送 PXE 引导程序、Linux 内核、启动菜单等数据，以及提供安装文件。

网卡自带DHCP服务和TFTP服务。

1. DHCP服务

用于自动分配IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器等网络参数给启动的客户端计算机。在PXE场景下，DHCP服务器还会提供一个特殊选项，其中包含TFTP服务器的IP地址以及引导文件名，这样客户端就知道去哪里下载引导程序。

2. TFTP服务

TFTP（简单文件传输协议），是一种基于UDP协议实现的用于在客户机和服务器之间进行简单文件传输的协议，适合于小型文件传输的应用场合。TFTP服务默认由xinetd服务进行管理，使用UDP69端口。

TFTP服务一般只在装机这种场景下使用，用于传输内核和引导文件。因为安全性不高。

PXE客户端根据DHCP获取到的信息，通过TFTP从指定的服务器下载预启动执行环境的引导程序（pxelinux.0）及后续的内核镜像、initrd等安装所需文件。

3. FTP服务 （vsftpd）

vsftpd的作用是提供FTP服务，用于在客户端和服务器之间传输文件。安装系统镜像文件获取方式。

4. syslinux

安装syslinux程序后，可获得 pxelinux.0 文件。

在PXE环境中，TFTP服务器上通常会提供一个由Syslinux提供的名为pxelinux.0的引导加载程序。当客户端通过PXE启动时，会下载这个文件并执行。

四、 PXE网络装机操作过程

1. 配置

实验环境：

服务器内网IP地址：172.16.235.150

DHCP、TFTP、FTP服务全都搭建在这一台服务器上。

实验步骤：

  1. 安装四个软件包：dhcp、tftp-server、vsftpd、syslinux ；
[root@node3 ~]# yum install  dhcp  tftp-server  vsftpd  syslinux  -y  //安装4个软件包
  1. 配置DHCP服务器，分配IP地址，指明tftp服务器的地址；
[root@node3 ~]#  cat /etc/dhcp/dhcpd.conf
#
# DHCP Server Configuration file.
#   see /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example   //配置文件模板在此目录下
#   see dhcpd.conf(5) man page
#
[root@node3 ~]#  cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf   //将配置文件模板复制到dhcp目录下
cp：是否覆盖"/etc/dhcp/dhcpd.conf"？ y
[root@node3 ~]#  cd /etc/dhcp
[root@node3 dhcp]#  ls
dhclient.d  dhclient-exit-hooks.d  dhcpd6.conf  dhcpd.conf  scripts
[root@node3 dhcp]#  vim dhcpd.conf       //编辑dhcp配置文件
  subnet 172.16.235.0 netmask 255.255.255.0 {    //设置子网IP、子网掩码
    range 172.16.235.60 172.16.35.90;            //设置地址池
    option routers 172.16.235.150;               //设置网关地址
    next-server 172.16.235.150;                  //指定tftp的服务器地址
    filename "pxelinux.0";                       //指定启动文件 
  }
[root@node3 dhcp]#  systemctl start dhcpd        //开启服务
dhcp配置.png
  1. 修改TFTP服务配置文件 /etc/xinetd.d/tftp ，将服务开启（默认是关闭状态）；
[root@node3 dhcp]#  rpm -ql tftp-server       //查看所有文件列表
/etc/xinetd.d/tftp   //配置文件
/usr/lib/systemd/system/tftp.service
/usr/lib/systemd/system/tftp.socket
/usr/sbin/in.tftpd
/usr/share/doc/tftp-server-5.2
/usr/share/doc/tftp-server-5.2/CHANGES
/usr/share/doc/tftp-server-5.2/README
/usr/share/doc/tftp-server-5.2/README.security
/usr/share/man/man8/in.tftpd.8.gz
/usr/share/man/man8/tftpd.8.gz
/var/lib/tftpboot   //站点
[root@node3 dhcp]#  vim /etc/xinetd.d/tftp   //修改配置文件
  service tftp
  {
        socket_type             = dgram
        protocol                = udp
        wait                    = yes
        user                    = root
        server                  = /usr/sbin/in.tftpd
        server_args             = -s /var/lib/tftpboot
        disable                 = no        //改为no，启动tftp服务
        per_source              = 11
        cps                     = 100 2
        flags                   = IPv4
  }
TFTP配置文件.png
  1. 将光盘挂载到 /var/ftp 的子目录centos7下，并将四大文件中的2个（vmlinuz、initrd.img）先拷入 /var/lib/tftpboot/ 目录中；
[root@node3 dhcp]# cd /var/ftp
[root@node3 ftp]# mkdir centos7           //创建子目录centos7
[root@node3 ftp]# mount /dev/sr0 centos7  //将光盘挂载到/var/ftp/centos7/目录下
mount: /dev/sr0 写保护，将以只读方式挂载
[root@node3 ftp]# cd centos7
[root@node3 centos7]#  ls
CentOS_BuildTag  EFI  EULA  GPL  images  isolinux  LiveOS  Packages  repodata  RPM-GPG-KEY-CentOS-7  RPM-GPG-KEY-CentOS-Testing-7  TRANS.TBL
[root@node3 mnt]#  cd isolinux/
[root@node3 isolinux]#  ls                //查看isolinux内的文件
boot.cat  boot.msg  grub.conf  initrd.img  isolinux.bin  isolinux.cfg  memtest  splash.png  TRANS.TBL  vesamenu.c32  vmlinuz
[root@node3 isolinux]#  cp initrd.img vmlinuz /var/lib/tftpboot/  //把内核文件和虚拟文件系统拷贝到站点
[root@node3 isolinux]#  cd /var/lib/tftpboot/
[root@node3 tftpboot]#  ls
initrd.img  vmlinuz               //站点内有2个文件
  1. 查找 pxelinux.0 文件位置，并将其拷贝到 /var/lib/tftpboot/ 目录中；
[root@node3 tftpboot]#  rpm -ql syslinux |grep pxelinux.0   //查找pxelinux.0文件位置
/usr/share/syslinux/gpxelinux.0
/usr/share/syslinux/pxelinux.0      //找到此文件
[root@node3 tftpboot]#  cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/  //把pxelinux.0拷贝到站点
[root@node3 tftpboot]#  ls
initrd.img  pxelinux.0  vmlinuz   //站点内有3个文件
  1. 在 /var/lib/tftpboot/ 目录下，创建子目录 pxelinux.cfg ，在pxelinux.cfg目录下编写引导程序的配置文件 default 。
[root@node3 tftpboot]#  mkdir pxelinux.cfg   //创建子目录pxelinux.cfg
[root@node3 tftpboot]#  ls
initrd.img  pxelinux.0  pxelinux.cfg  vmlinuz
[root@node3 tftpboot]#  cd pxelinux.cfg/ 
[root@node3 pxelinux.cfg]#  vim default     //编写default文件

pxelinux.0配置文件.png

配置文件内容：

default配置不回车.png
  1. 查看四大文件是否都已放入 /var/lib/tftpboot/ 中，开启服务。
[root@node3 pxelinux.cfg]#  cd ..           //切换到上级目录
[root@node3 tftpboot]#  tree                //以树形图查看目录下的文件
.
├── initrd.img
├── pxelinux.0
├── pxelinux.cfg
│   └── default
└── vmlinuz                                 //四大文件齐全

1 directory, 4 files
[root@node3 tftpboot]#  systemctl start dhcpd tftp vsftpd  //开启所有服务

2. 测试

创建空白虚拟机测试能否自动装机

  1. 新建虚拟机
1-1.png 1-2.png 1-3.png 1-4.png 1-5.png 1-6.png
  1. 编辑虚拟机设置，内存至少2G！
1-7.png
  1. 开启虚拟机
1-8.png

虚拟机自动获取IP地址、自动安装镜像文件系统

1-11不敲回车.png

出现图形化界面，实验成功。之后的参数需要手动设置。

1-10.png

五、kickstart无人值守安装

1. kickstart文件

kickstart文件主要包括三个部分：

  • 命令段
  • 程序包段
  • 脚本段

2. 实验

  1. 服务端安装kickstart软件；
[root@node3 ~]#  yum install system-config-kickstart -y   //安装kickstart软件
  1. 进入虚拟机，在应用程序中找到 Kickstart 工具进行配置；
2-1.png

基本配置：

2-2.png

安装方法：

2-3.png

引导文件：

2-4.png

分区：

2-5.png 2-6.png 2-7.png 2-8.png

禁用防火墙：

2-9.png

取消图形化安装：

2-10.png

安装后脚本：

2-useradd.png

保存配置：

2-11.png 2-12.png
  1. ks.cfg文件成功保存到/var/ftp目录下。需要再次修改/var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg目录下的default文件，添加ks参数;
[root@node3 ~]#  cd /var/ftp   //查看ks.cfg文件是否成功保存到/var/ftp
[root@node3 ftp]#  ls
centos7  ks.cfg  pub           //成功保存
[root@node3 ftp]#  cd /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/
[root@node3 pxelinux.cfg]#  ls
default
[root@node3 pxelinux.cfg]#  vim default  //编辑default文件，添加ks参数

[root@node3 pxelinux.cfg]#  systemctl start dhcpd tftp vsftpd   //开启服务
修改default.png
  1. 创建空白虚拟机测试，安装完毕后系统自动配置相应参数。

2实验成功.png

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