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基于PXE实现自动化安装系统

一、PXE简介

二、PXE自动化安装系统的流程

三、在CentOS 7上搭建PXE环境

四、在CentOS 6上搭建PXE环境

一、PXE简介

PXE的全称为Preboot eXecution Environment，即与预启动执行环境，也称为预执行环境，是一种通过网路实现自动化安装系统的机制，由Intel研发。PXE是基于C/S架构的，使用PXE机制能使没有任何操作系统的主机基于网络完成操作系统的安装，实现PXE客户端主机自动化安装操作系统，因此无需依赖于客户端的硬盘。客户端启动时，其网卡上的ROM中的代码可以扮演成DHCP服务器的客户端，从而获取一个IP地址（注意是网卡地址，不是内核地址，因为还没安装操作系统），再扮演成文件服务器的客户端去获取安装系统所需要的文件，加载至内存中，从而完成操作系统的安装。

二、PXE自动化安装系统的流程

使用PXE机制安装系统，要求网卡支持网络引导，整个启动安装流程如下。

PXE网卡启动
PXE网卡附加的ROM上的代码扮演成DHCP Server的客户端，此时DHCP会分配一个IP地址及子网掩码给Client，并告知启动引导文件pxelinux.0的存放位置（该文件一般存放在TFTP服务器上）
PXE Client（PXE网卡）向TFTP Server请求pxelinux.0文件，TFTP Server将pxelinux.0发给Client
PXE Client执行接受到的pxelinux.0文件
PXE Client向TFTP Server请求配置文件（pxelinux.cfg/default），TFTP Server将配置文件发给Client，而Client则根据配置文件执行后续操作
PXE Client向TFTP Server请求vmlinuz，TFTP Server收到请求后将vmlinuz发给Client
PXE Client向TFTP Server请求initrd.img，TFTP Server收到请求后将initrd.img发给Client
PXE Client进入系统安装步骤，并通过向TFTP Server请求获取kickstart文件，实现自动化安装系统

三、在CentOS 7上搭建PXE环境

实验环境：

DHCP Server和TFTP Server为同一台主机，IP地址为192.168.10.150，主机名为centos7。

实验前提：

确保SElinux和防火墙不会影响实验。

涉及到的服务：

(1) dhcp服务（提供ip/netmask, gw, dns; filename, next-server）

(2) tftp服务（提供bootloader, kernel, initrd）

(3) yum仓库（可由ftp、http(s)、nfs服务提供）

(4) kickstart文件

1、DHCP的安装配置

安装

[root@centos7 ~]# yum -y install dhcp

配置

复制并修改模板文件，如下。

[root@centos7 ~]# cp /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf
[root@centos7 ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf

option domain-name "itab.com";
option domain-name-servers 114.114.114.114;
option routers 192.168.10.2;

default-lease-time 43200;
max-lease-time 86400;

log-facility local7;

subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {
	range 192.168.10.101 192.168.10.140;
	filename "pxelinux.0";         # 指明引导文件名称
	next-server 192.168.10.150;    # 指明引导文件所在服务器主机的IP地址
}

启动

[root@centos7 ~]# systemctl restart dhcpd.service
[root@centos7 ~]# systemctl enable dhcpd.service
[root@centos7 ~]# ss -unl | grep :67
UNCONN     0      0            *:67                       *:*

2、TFTP的安装配置

TFTP全称为Trivial FTP，即简单文件传输服务，用于在客户端和服务器端之间传输开销不大的文件，监听在69/UDP端口上。

安装

[root@centos7 ~]# yum -y install tftp tftp-server

注意：tftp是客户端程序包，tftp-server是服务器程序包。

启动

[root@centos7 ~]# systemctl start tftp.socket
[root@centos7 ~]# systemctl enable tftp.socket
[root@centos7 ~]# ss -unl | grep :69
UNCONN     0      0           :::69                      :::*

注意：

①TFTP服务器的默认文件根目录是/var/lib/tftpboot/

②在CentOS 6上tftp服务是由xinetd服务代理，需要先安装xinetd服务，并执行chkconfig tftp on命令开启tftp服务。

3、yum仓库准备

yum仓库可以自己定制，也可以使用互联网上的yum仓库。这里直接将光盘yum仓库挂载在http下，以让客户端能够访问。

安装

[root@centos7 ~]# yum -y install httpd

挂载

[root@centos7 ~]# mkdir -p /var/www/html/centos/7/x86_64
[root@centos7 ~]# mount -r /dev/sr0 /var/www/html/centos/7/x86_64    # 只读挂载

启动

[root@centos7 ~]# systemctl start httpd.service
[root@centos7 ~]# systemctl enable httpd.service
[root@centos7 ~]# ss -tnl | grep :80
LISTEN     0      128         :::80                      :::*

可以看到httpd能够正常提供服务，如下。

4、kickstart文件准备

以系统安装的kickstart文件为模板，并根据需要进行修改（可使用system-config-kickstart修改），这里的kickstart文件放在httpd服务器上。

[root@centos7 ~]# mkdir /var/www/html/kickstarts
[root@centos7 ~]# cp ~/anaconda-ks.cfg /var/www/html/kickstarts/centos7.cfg
[root@centos7 ~]# vim /var/www/html/kickstarts/centos7.cfg    # 修改模板后，如下

#version=DEVEL
# System authorization information
auth --enableshadow --passalgo=sha512
url --url=http://192.168.10.150/centos/7/x86_64    # 指定安装源位置（由httpd提供）
text                                               # 文本界面安装
# Run the Setup Agent on first boot
firstboot --disable
reboot                                             # 安装后重启
ignoredisk --only-use=sda
# Keyboard layouts
keyboard --vckeymap=us --xlayouts='us'
# System language
lang en_US.UTF-8
# Network information
network  --bootproto=dhcp --device=eno16777736 --onboot=on --ipv6=auto --activate  # 网卡配置
network  --hostname=cento7
# Root password
rootpw --iscrypted $1$1uGcgMef$MUVhg/xFGVZve5oUXQzmN/
# System services
services --disabled="chronyd"
# System timezone
timezone Asia/Shanghai --isUtc --nontp
# System bootloader configuration
bootloader --append="crashkernel=auto vga=785" --location=mbr --boot-drive=sda
# Partition clearing information
clearpart --none --initlabel
# Disk partitioning information
part swap --fstype="swap" --ondisk=sda --size=2048
part / --fstype="xfs" --ondisk=sda --size=10240
part /boot --fstype="xfs" --ondisk=sda --size=512

%packages
@^minimal
@core
kexec-tools
%end

%addon com_redhat_kdump --enable --reserve-mb='auto'
%end

为kickstart文件添加读权限。

[root@centos7 ~]# chmod a+r /var/lib/tftpboot/kickstarts/centos7.cfg

5、配置PXE环境

a.安装syslinux

syslinux是一个功能强大的bootloader，其详细介绍可使用“yum info syslinux”命令查看。

[root@centos7 ~]# yum -y install syslinux

b.准备引导文件

[root@centos7 ~]# rpm -ql syslinux | grep "\"
/usr/share/syslinux/pxelinux.0
[root@centos7 ~]# cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/

c.准备内核等文件

[root@centos7 ~]# cp /var/www/html/centos/7/x86_64/p_w_picpaths/pxeboot/{vmlinuz,initrd.img} /var/lib/tftpboot/
[root@centos7 ~]# cp /usr/share/syslinux/{chain.c32,mboot.c32,menu.c32,memdisk} /var/lib/tftpboot/

注意：memdisk可以将内存模拟为硬盘，用于将initrd.img在内存中展开并模拟成硬盘使用。

d.定制启动菜单

[root@centos7 ~]# mkdir /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg
[root@centos7 ~]# vim /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
default menu.c32                    # 所用菜单文件
prompt 5
timeout 30
menu title CentOS 7 PXE Menu        # 主标题"CentOS 7 PXE Menu"

label linux_autoinst                # 选项标题"linux_autoinst"
    menu label Install CentOS 7 x86_64
    kernel vmlinuz
    append initrd=initrd.img inst.repo=http://192.168.10.150/centos/7/x86_64 ks=http://192.168.10.150/kickstarts/centos7.cfg
                                    # kickstart文件由http服务提供

查看TFTP Server文件根目录结构。

[root@centos7 ~]# tree /var/lib/tftpboot/
/var/lib/tftpboot/
├── chain.c32
├── initrd.img
├── mboot.c32
├── memdisk
├── menu.c32
├── pxelinux.0
├── pxelinux.cfg
│   └── default
└── vmlinuz

1 directory, 8 files

6、在主机上自动化安装操作系统实现

a.使用vmware软件进行实验，根据以上步骤配置好PXE Server，然后新建虚拟机，作为PXE Client，期望其实现自动化安装系统

b.自动化安装过程

安装完成！

四、在CentOS 6上搭建PXE环境

实验环境：

DHCP Server和TFTP Server为同一台主机，IP地址为192.168.10.128，主机名为centos6。

1、DHCP的安装配置

安装

[root@centos6 ~]# yum -y install dhcp

配置

复制并修改模板文件，如下。

[root@centos6 ~]# cp /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf
[root@centos6 ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf

option domain-name "itab.com";
option domain-name-servers 114.114.114.114;
option routers 192.168.10.2;

default-lease-time 43200;
max-lease-time 86400;

log-facility local7;

subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {
	range 192.168.10.101 192.168.10.140;
	filename "pxelinux.0";         # 指明引导文件名称
	next-server 192.168.10.128;    # 指明引导文件所在服务器主机的IP地址
}

启动

[root@centos6 ~]# service dhcpd configtest    # 检查语法错误
Syntax: OK
[root@centos6 ~]# service dhcpd start                                           [  OK  ]
[root@centos6 ~]# chkconfig dhcpd on
[root@centos6 ~]# ss -unl
State      Recv-Q Send-Q                                          Local Address:Port                                            Peer Address:Port 
UNCONN     0      0                                                           *:67                                                         *:*

2、TFTP的安装配置

安装

[root@centos6 ~]# yum -y install tftp-server

启动

[root@centos6 ~]# chkconfig tftp on
[root@centos6 ~]# service xinetd restart
[root@centos6 ~]# chkconfig xinetd on

在CentOS如果要使tftp服务开机自动启动，除了以上使用"chkconfig tftp on"命令外，还有另一种方法，那就是编辑/etc/xinetd.d/tftp文件，将其中的"disable = yes"修改为"disable = no"。因为tftp服务在CentOS 6上是由xinetd服务控制，因此xinetd服务也要设置为开机自动启动，这样tftp服务才能开机自动启动。

3、yum仓库准备

此处为了实验方便，直接将yum仓库挂载在ftp服务下，让客户端能够访问。

安装

[root@centos6 ~]# yum -y install vsftpd

挂载

[root@centos6 ~]# mkdir -p /var/ftp/pub/centos/7/x86_64
[root@centos6 ~]# mount -r /dev/sr0 /var/ftp/pub/centos/7/x86_64

启动

[root@node ~]# service vsftpd start
[root@node ~]# chkconfig vsftpd on

可以看到vsftpd能够正常提供服务，如下。