PXE网络系统部署(自动装机和无人值守)

PXE高效批量网络装机

1、部署 PXE 远程安装服务
在大规模的 Linux 应用环境中&＃xff0c;如 Web 群集、分布式计算等&＃xff0c;服务器往往并不配备光驱
设备&＃xff0c;在这种情况下&＃xff0c;如何为数十乃至上百台服务器裸机快速安装系统呢&＃xff1f;传统的 USB 光驱、
移动硬盘等安装方法显然已经难以满足需求。
本章将学习基于 PXE&＃xff08;Preboot eXecution Environment&＃xff0c;预启动执行环境&＃xff09;技术的网
络装机方法&＃xff0c;并结合 Kickstart 配置实现无人值守自动安装。

上述服务器的批量部署方法&＃xff0c;具备以下三个优点&＃xff1a;
●规模化&＃xff1a;同时装配多台服务器&＃xff1b;
●自动化&＃xff1a;安装系统、配置各种服务&＃xff1b;
●远程实现&＃xff1a;不需要光盘、 U 盘等安装介质。

PXE 是由 Intel 公司开发的网络引导技术&＃xff0c;工作在 Client/Server 模式&＃xff0c;允许客户机通


过网络从远程服务器下载引导镜像&＃xff0c;并加载安装文件或者整个操作系统。若要搭建 PXE 网络
体系&＃xff0c;必须满足以下几个前提条件。
●客户机的网卡支持 PXE 协议&＃xff08;集成 BOOTROM 芯片&＃xff09;&＃xff0c;且主板支持网络引导。
●网络中有一台 DHCP 服务器以便为客户机自动分配地址、指定引导文件位置。
●服务器通过 TFTP&＃xff08;Trivial File Transfer Protocol&＃xff0c;简单文件传输协议&＃xff09;提供引导镜像文件的下载。

其中&＃xff0c;第一个条件实际上是硬件要求&＃xff0c;目前绝大多数服务器和大多数 PC 都能够提供此
支持&＃xff0c;只需在 BIOS 设置中允许从 Network 或 LAN 启动即可。下面将介绍 PXE 远程安装服务
的基本部署过程。

2、搭建PXE远程安装服务器
本例的 PXE 远程安装服务器集成了 CentOS 7 安装源、 TFTP 服务、 DHCP 服务&＃xff0c;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&＃xff0c;以及提供安装文件。

规划&＃xff1a;
一台Linux系统搭建服务 20.0.0.254

一台Linux系统做PXE测试 DHCP获取

软件版本&＃xff1a;Centos 7.6

####准备 CentOS 7 安装源##
CentOS 7 的网络安装源一般通过 HTTP、 FTP 协议发布&＃xff0c;另外也支持 NFS&＃xff08;Network File
System&＃xff0c;网络文件系统&＃xff09;协议&＃xff0c;关于 NFS 的配置请参阅其他资料&＃xff0c;这里不再赘述。
例如&＃xff0c;若采用 FTP 协议发布安装源&＃xff0c;可以在服务器上部署一个 YUM 软件仓库。

[root&＃64;localhost ~]# mkdir -p /var/ftp/centos7
[root&＃64;localhost ~]# mount /dev/cdrom /mnt
[root&＃64;localhost ~]# cp -rf /mnt/* /var/ftp/centos7
[root&＃64;localhost ~]# yum -y install vsftpd
[root&＃64;localhost ~]# systemctl start vsftpd
[root&＃64;localhost ~]# systemctl enable vsftpd

####注意啦#####
架设ftp一定要关闭防火墙和核心防护

####安装并启用 TFTP 服务###
TFTP 服务由 tftp-server 软件包提供&＃xff0c;配置文件位于/etc/xinetd.d/tftp。配置时只
要将“disable &＃61; yes”改为“disable &＃61; no”&＃xff0c;然后启动 TFTP 服务即可。

[root&＃64;localhost ~]# yum -y install tftp-server
[root&＃64;localhost ~]# vi /etc/xinetd.d/tftp
service tftp
{
####省略部分信息
protocol &＃61; udp ###TFTP 采用 UDP 传输协议
server &＃61; /usr/sbin/in.tftpd
server_args &＃61; -s /var/lib/tftpboot ###指定 TFTP 根目录
disable &＃61; no
####省略部分信息
}

[root&＃64;localhost ~]# systemctl start tftp
[root&＃64;localhost ~]# systemctl enable tftp
Created symlink from
/etc/systemd/system/sockets.target.wants/tftp.socket to
/usr/lib/systemd/system/tftp.socket.

####准备 Linux 内核、初始化镜像文件#####
用于 PXE 网络安装的 Linux 内核、初始化镜像文件可以从 CentOS 7 系统光盘获得&＃xff0c;分
别为 vmlinuz 和 initrd.img&＃xff0c;位于文件夹 images/pxeboot 下。找到这两个文件并将其复制
到 tftp 服务的根目录下。

[root&＃64;localhost ~]# cd /mnt/images/pxeboot/ ####切换到挂载目录/mntimages/pxeboot/

[root&＃64;localhost pxeboot]# cp vmlinuz initrd.img /var/lib/tftpboot/ ###两个文件并将其复制到 tftp 服务的根目录下

####准备 PXE 引导程序####
用于 PXE 网络安装的引导程序为 pxelinux.0&＃xff0c;由软件包 syslinux 提供。安装好软件包
syslinux&＃xff0c;然后将文件 pxelinux.0 也复制到 tftp 服务的根目录下。

[root&＃64;localhost ~]# yum -y install syslinux
[root&＃64;localhost pxeboot]# cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/

####安装并启用 DHCP 服务####
由于 PXE 客户机通常是尚未装系统的裸机&＃xff0c;因此为了与服务器取得联系并正确下载相关
引导文件&＃xff0c;需要预先配置好 DHCP 服务来自动分配地址并告知引导文件位置。如 PXE 服务器
的 IP 地址为 20.0.0.254&＃xff0c; DHCP 地址池为 20.0.0.100&＃xff5e;20.0.0.200&＃xff0c;则可以参考
以下操作来搭建 DHCP 服务器。

[root&＃64;localhost ~]# yum -y install dhcp
[root&＃64;localhost ~]# vi /etc/dhcp/dhcpd.conf
####省略部分信息#####
subnet 20.0.0.0 netmask 255.255.255.0 {
option routers 20.0.0.254;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option domain-name “bdqn.com”;
option domain-name-servers 20.0.0.254,202.106.0.20;
default-lease-time 21600;
max-lease-time 43200;
range 20.0.0.100 20.0.0.200;
next-server 20.0.0.254;
filename “pxelinux.0”;
}

##########################################
subnet 20.0.0.0 netmask 255.255.255.0 {
option routers 20.0.0.254;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option domain-name “bdqn.com”;
option domain-name-servers 20.0.0.254,202.106.0.20;
default-lease-time 21600;
max-lease-time 43200;
range 20.0.0.100 20.0.0.200;
next-server 20.0.0.254; #####指定 TFTP 服务器的地址
filename “pxelinux.0”; ####指定 PXE 引导程序的文件名
}
[root&＃64;localhost ~]# systemctl start dhcpd
[root&＃64;localhost ~]# systemctl enable dhcpd
Created symlink from
/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/dhcpd.service to
/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service.

从上述过程可以看到&＃xff0c;与一般 DHCP 服务不同的是&＃xff0c;配置文件中增加了 netx-server 和


filename 这两行记录&＃xff0c;分别用来指定 TFTP 服务器的地址和 PXE 引导程序的文件名。

####配置启动菜单文件#####
启动菜单用来指导客户机的引导过程&＃xff0c;包括如何调用内核&＃xff0c;如何加载初始化镜像。默认
的启动菜单文件为 default&＃xff0c;应放置在 tftp 根目录的 pxelinux.cfg 子目录下&＃xff0c;典型的启动
菜单配置可参考以下操作手动建立。

[root&＃64;localhost ~]# mkdir /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg
[root&＃64;localhost ~]# vi /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default

default auto ###指定默认入口名称
prompt 1 ###1 表示等待用户控制
label auto
kernel vmlinuz
append initrd&＃61;initrd.img method&＃61;ftp://20.0.0.254/centos7
label linux text
kernel vmlinuzd
append text initrd&＃61;initrd.img method&＃61;ftp://20.0.0.254/centos7
label linux rescue
kernel vmlinuz
append rescue initrd&＃61;initrd.img method&＃61;ftp://20.0.0.254/centos7

上述配置记录中定义了三个引导入口&＃xff0c;分别为图形安装&＃xff08;默认&＃xff09;、文本安装、救援模式。


其中&＃xff0c; prompt 用来设置是否等待用户选择&＃xff1b; label 用来定义并分隔启动项&＃xff1b; kernel 和 append
用来定义引导参数。引导入口的个数及内容根据需要自行定义。例如&＃xff0c;实现无人值守安装时
只需要一个入口就够了。

####验证 PXE 网络安装####

搭建好 PXE 远程安装服务器以后&＃xff0c;就可以使用客户机进行安装测试了。对于新购买的服
务器或 PC 裸机&＃xff0c;一般不需要额外设置&＃xff1b;若要为已有系统的主机重装系统&＃xff0c;则可能需要修改
BIOS 设置&＃xff0c;将“Boot First”设为“NETWORK”或“LAN”&＃xff0c;然后重启主机&＃xff1b;若使用 VMware
创建的虚拟机进行测试&＃xff0c;虚拟机内存至少需要 2GB&＃xff0c;否则在启动安装时会报错。
如果服务器配置正确&＃xff0c;网络连接、 PXE 支持等都没有问题&＃xff0c;则客户机重启后将自动配
置 IP 地址&＃xff0c;然后从 TFTP 服务器中获取引导程序 pxelinux.0&＃xff0c;并根据引导菜单配置提示用
户指定启动入口&＃xff0c;

在提示字串“boot:”后直接按 Enter 键&＃xff08;或执行“auto”命令&＃xff09;&＃xff0c;将会进入默认的图形
安装入口&＃xff1b;若执行“linux text”命令&＃xff0c;则进入文本安装入口&＃xff1b;若执行“linux rescue”命
令&＃xff0c;则进入救援模式。
直接按 Enter 键确认后将自动通过网络下载安装文件&＃xff0c;并进入图形安装程序界面&＃xff0c;如图
6.2 所示。若能够成功到达这一步&＃xff0c;说明 PXE 网络安装基本成功。后续安装步骤与使用光盘
的正常安装类似&＃xff0c;这里不再叙述。

3、实现 Kickstart 无人值守安装

通过 PXE 技术远程安装 CentOS 7 系统的方法&＃xff0c;安装介质不再受限于光盘、


移动硬盘等设备&＃xff0c;大大提高了系统安装的灵活性。然而&＃xff0c;安装期间仍需要手动选择语言、键
盘类型、指定安装源等一系列交互操作&＃xff0c;当需要批量安装时非常不方便。
本节将进一步学习如何实现无人值守自动安装&＃xff0c;通过使用 Kickstart 工具配置安装应答
文件&＃xff0c;自动完成安装过程中的各种设置&＃xff0c;从而无须手动干预&＃xff0c;提高网络装机效率。

#####准备安装应答文件####
在 CentOS 7 系统中安装 system-config-kickstart 工具之后&＃xff0c;即可通过图形化向导工
具来配置安装应答文件。如果用户对自动应答文件的配置比较熟悉&＃xff0c;也可以直接编辑 CentOS
7 安装后自动创建的应答文件&＃xff08;/root/anaconda-ks.cfg&＃xff09;&＃xff0c;根据需要适当修订后使用。

[root&＃64;localhost ~]# yum -y install system-config-kickstart

####配置安装应答参数####
通过桌面菜单“应用程序”→“系统工具”→“Kickstart”即可打开“Kickstart 配
置程序”窗口。在“Kickstart 配置程序”窗口中&＃xff0c;可以针对基本配置、安装方法、引导装
载程序选项、分区信息、网络配置等各种安装设置进行指定
########基本配置##########

基本配置&＃xff1a;
默认语言&＃xff1a;Chinese &＃xff08;P.R. of China&＃xff09;—中文&＃xff08;简体&＃xff09;
键盘&＃xff1a;U.S English
时区&＃xff1a;Asia/Shanghai
Root密码&＃xff1a;Abc123
默认密码&＃xff1a;Abc123
勾选√&＃xff1a;给root密码加密
高级配置&＃xff1a;
目标架构&＃xff1a;X86、AMD64、活IntelEm64T
勾选√&＃xff1a;安装后重启
不勾选&＃xff1a;在文本模式中执行安装&＃xff08;默认为图形化模式&＃xff09;

########安装方法##########
安装方法&＃xff1a;
勾选√&＃xff1a;执行全新安装

安装方法&＃xff1a;
勾选√&＃xff1a;FTP
FTP服务器&＃xff1a;ftp://20.0.0.254
FTP目录&＃xff1a;centos

########引导装载程序选项######
安装类型&＃xff1a;
勾选√&＃xff1a;安装新引导装载程序

########分区信息##########
在“分区信息”界面中&＃xff0c;需正确规划硬盘分区方案。例如&＃xff0c;可划分一个 500MB 的/boot
分区、 4GB 的/home 分区、 2GB 的 swap 分区&＃xff0c;将剩余空间划分给根分区

/boot xfs 是 500
/home xfs 是 4096
swap swap 是 2048
/ xfs 是 1
########################

#####网络配置及防火墙配置####
在“网络配置”界面中&＃xff0c;添加一个网络设备“ens33”&＃xff0c;将网络类型设为“DHCP”。
在“防火墙配置”界面中&＃xff0c;可以选择禁用 SELinux、禁用防火墙。
#####软件包选择#####
CentOS 7 系统开始不再提供软件包的选择&＃xff0c;如图 6.6 所示。如果需要安装软件包&＃xff0c;可
以根据需要将/root/anaconda-ks.cfg 的软件包安装脚本复制到 ks.cfg 文件中&＃xff0c;只需要复
制%packages 到%end 部分即可&＃xff0c;在%packages 到%end 之间&＃xff0c;包含以&＃64;开头的软件包列表&＃xff0c;将
不需要的软件名删除&＃xff0c;剩下的就是系统会自动安装的软件包。例如&＃xff0c;仅保留以下内容即为采
用最小化安装

%packages
&＃64;^minimal
%end

###安装脚本###
在“预安装脚本”界面、“安装后脚本”界面中&＃xff0c;可以分别添加在安装前、安装后自动
运行的可执行语句。此项设置使服务器的自动化配置变得更加容易。例如&＃xff0c;可以使客户机在
完成安装后自动设置 YUM 软件仓库&＃xff0c;如图 6.7 所示。需要注意的是&＃xff0c;应确保所编写的代码能
够正确执行&＃xff0c;以免安装失败。

###其他信息###
若没有特殊需求&＃xff0c;在“验证”界面、“显示配置”界面中&＃xff0c;保持默认设置就可以了

####安装脚本后####
勾选√&＃xff1a;使用解释程序&＃xff1a;/bin/bash
在下面键入您的%post脚本&＃xff1a;

rm -rf /etc/yum.repos.d/*
echo -e ‘[base]\nname&＃61;CentOS7.6\nbaseurl&＃61;ftp://20.0.0.254/centos7\nenabled&＃61;1\ngpgcheck&＃61;1\ngpgkey&＃61;file:///etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-CentOS-7’>/etc/yum.repos.d/centos7.repo

####保存自动应答文件####
选择“Kickstart 配置程序”窗口的“文件”→“保存”命令&＃xff0c;指定目标文件夹、文件
名&＃xff0c;将配置好的应答参数保存为文本文件&＃xff0c;如/root/ks.cfg。以后若要修改此应答配置&＃xff0c;可
以在“Kickstart 配置程序”窗口中打开进行调整&＃xff0c;或者直接用 VI 等文本编辑工具进行修改
[root&＃64;localhost ~]# grep -v ^# /root/ks.cfg
#platform&＃61;x86, AMD64, 或 Intel EM64T
#version&＃61;DEVEL
#Install OS instead of upgrade
install
#Keyboard layouts
keyboard ‘us’
#Root password
rootpw --iscrypted $1$shju34zu$daGbX0sh0z8Ru6wGRzQ9h.
#Use network installation
url --url&＃61;“ftp://20.0.0.254/centos7”
#System language
lang zh_CN
#System authorization information
auth --useshadow --passalgo&＃61;sha512
#Use graphical install
graphical
firstboot --disable
#SELinux configuration
selinux --disabled

#Firewall configuration
firewall --disabled
#Network information
network --bootproto&＃61;dhcp --device&＃61;ens33
#Reboot after installation
reboot
#System timezone
timezone Asia/Shanghai
#System bootloader configuration
bootloader --location&＃61;mbr
#Partition clearing information
clearpart --all --initlabel
#Disk partitioning information
part /boot --fstype&＃61;“xfs” --size&＃61;500
part /home --fstype&＃61;“xfs” --size&＃61;4096
part swap --fstype&＃61;“swap” --size&＃61;2048
part / --fstype&＃61;“xfs” --grow --size&＃61;1

%post --interpreter&＃61;/bin/bash
rm -rf /etc/yum.repos.d/*
echo -e ‘[base]\nname&＃61;CentOS7.6\nbaseurl&＃61;ftp://20.0.0.254/centos7\nenabled&＃61;1\ngpgcheck&＃61;1\ngpgkey&＃61;file:///etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-CentOS-7’>/etc/yum.repos.d/centos7.repo
%end

%packages
&＃64;^minimal
%end

#############采用手动编辑 #################
[root&＃64;localhost ftp]# cat ks.cfg
#version&＃61;DEVEL
#Use network installation
url --url&＃61;“ftp://20.0.0.254/centos7”
#Use text mode install
text
reboot
#System authorization information
auth --enableshadow --passalgo&＃61;sha512
#Run the Setup Agent on first boot
firstboot --enable
ignoredisk --only-use&＃61;sda
#Keyboard layouts
keyboard --vckeymap&＃61;us --xlayouts&＃61;‘us’
#System language
lang en_US.UTF-8

#Network information
network --bootproto&＃61;dhcp --device&＃61;ens33 --ipv6&＃61;auto --activate
network --hostname&＃61;localhost.localdomain

#Root password
rootpw --iscrypted $1$M14l7E9w$Hvn1NTMW0uSUpkh99rJUJ1
#System services
services --disabled&＃61;“chronyd”
#System timezone
timezone Asia/Shanghai --isUtc --nontp
user --name&＃61;ningmeng --password&＃61;$6$HKbLyKFeh5SNc5GQ$1Pu.e/zWxzqcvinnzRw4MylFgX5pkzStRLQp7U5aMgevpXOfWyOOijTDPtju.cY7b/nvtKLnGF0qlV.I4r1vB. --iscrypted --gecos&＃61;“ningmeng”
#System bootloader configuration
bootloader --append&＃61;" crashkernel&＃61;auto" --location&＃61;mbr --boot-drive&＃61;sda
#Partition clearing information
clearpart --none --initlabel
#Disk partitioning information
part swap --fstype&＃61;“swap” --ondisk&＃61;sda --size&＃61;2048
part /boot --fstype&＃61;“xfs” --ondisk&＃61;sda --size&＃61;1024
part /data --fstype&＃61;“xfs” --ondisk&＃61;sda --size&＃61;10240
part / --fstype&＃61;“xfs” --ondisk&＃61;sda --size&＃61;5000

%packages
&＃64;^minimal
&＃64;core
kexec-tools

%end

%addon com_redhat_kdump --enable --reserve-mb&＃61;‘auto’

%end

%anaconda
pwpolicy root --minlen&＃61;6 --minquality&＃61;1 --notstrict --nochanges --notempty
pwpolicy user --minlen&＃61;6 --minquality&＃61;1 --notstrict --nochanges --emptyok
pwpolicy luks --minlen&＃61;6 --minquality&＃61;1 --notstrict --nochanges --notempty
%end
####实现批量自动装机####
有了自动安装的应答文件之后&＃xff0c;只要将其放置 PXE 安装服务器的 FTP 目录下&＃xff0c;并适当修
改引导菜单&＃xff0c;就可以实现基于网络的批量自动装机了。

1、启用自动应答文件
在 PXE 远程安装服务器中&＃xff0c;将上一节建立的应答文件复制到/var/ftp/centos7 目录下&＃xff0c;
使客户机能够通过 ftp://20.0.0.254/centos7/ks.cfg 访问&＃xff1b;然后编辑引导菜单文件
default&＃xff0c;添加 ks 引导参数以指定 ks.cfg 应答文件的 URL 路径。

[root&＃64;localhost ~]# cp /root/ks.cfg /var/ftp/ks.cfg
[root&＃64;localhost ~]# vi /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
default auto
prompt 0
label auto
kernel vmlinuz
append initrd&＃61;initrd.img method&＃61;ftp://20.0.0.254/centos7 ks&＃61;ftp://20.0.0.254/ks.cfg

###########
default auto
prompt 0 ###0表示不等待
label auto
kernel vmlinuz
append initrd&＃61;initrd.img method&＃61;ftp://20.0.0.254/centos7 ks&＃61;ftp://20.0.0.254/ks.cfg

2&＃xff0e;验证无人值守安装
启用自动应答安装之后&＃xff0c;当客户机每次以 PXE 方式引导时&＃xff0c;将自动下载 ks.cfg 应答配
置文件&＃xff0c;然后根据其中的设置安装 CentOS 7 系统&＃xff0c;而无须手工干预&＃xff0c;如图 6.8 所示&＃xff0c;这样
就可以同时为多台客户机安装系统了。
客户机安装完成以后&＃xff0c;检查其 YUM 软件仓库配置&＃xff0c;可以发现已经按照“安装后脚本”的
设置自动建立了/etc/yum.repos.d/centos7.repo 文件。

[root&＃64;localhost ~]# cat /etc/yum.repos.d/centos7.repo
[base]
name&＃61;CentOS7.6
baseurl&＃61;ftp://20.0.0.254/centos7
enabled&＃61;1
gpgcheck&＃61;1
gpgkey&＃61;file:///etc/pki/rpm-gpg/ RPM-GPG-KEY-CentOS-7