使用PXE+Kickstart构建无人值守系统安装服务

1、无人值守系统
本书在第1章讲解了使用光盘镜像来安装Linux系统的方法，坦白讲，该方法适用于只安装少量Linux系统的情况。如果生产环境中有数百台服务器都需要安装系统，这种方式就不合时宜了。这时，我们就需要使用PXE + TFTP +FTP + DHCP + Kickstart服务搭建出一个无人值守安装系统。这种无人值守安装系统可以自动地为数十台服务器安装系统，这一方面将运维人员从重复性的工作中解救出来，也大大提升了系统安装的效率。
无人值守安装系统的工作流程如图所示。

无人值守安装系统的工作流程
PXE（Preboot eXecute Environment，预启动执行环境）是由Intel公司开发的技术，可以让计算机通过网络来启动操作系统（前提是计算机上安装的网卡支持PXE技术），主要用于在无人值守安装系统中引导客户端主机安装Linux操作系统。Kickstart是一种无人值守的安装方式，其工作原理是预先把原本需要运维人员手工填写的参数保存成一个ks.cfg文件，当安装过程中需要填写参数时则自动匹配Kickstart生成的文件。所以只要Kickstart文件包含了安装过程中需要人工填写的所有参数，那么从理论上来讲完全不需要运维人员的干预，就可以自动完成安装工作。TFTP、FTP以及DHCP服务程序的配置与部署已经在第11章和第14章进行了详细讲解，这里不再赘述。
由于当前的客户端主机并没有完整的操作系统，也就不能完成FTP协议的验证了，所以需要使用TFTP协议帮助客户端获取引导及驱动文件。vsftpd服务程序用于将完整的系统安装镜像通过网络传输给客户端。当然，只要能将系统安装镜像成功传输给客户端即可，因此也可以使用httpd来替代vsftpd服务程序。

2、部署相关服务程序
2.1 配置DHCP服务程序
DHCP服务程序用于为客户端主机分配可用的IP地址，而且这是服务器与客户端主机进行文件传输的基础，因此我们先行配置DHCP服务程序。首先按照表19-1为无人值守系统设置IP地址，然后按照图19-2和图19-3在虚拟机的虚拟网络编辑器中关闭自身的DHCP服务。
2.1.1 安装DHCP服务

yum install dhcp

2.1.2、配置DHCP服务
允许了BOOTP引导程序协议，旨在让局域网内暂时没有操作系统的主机也能获取静态IP地址；在配置文件的最下面加载了引导驱动文件pxelinux.0（这个文件会在下面的步骤中创建），其目的是让客户端主机获取到IP地址后主动获取引导驱动文件，自行进入下一步的安装过程。

vim /etc/dhcp/dhcpd.conf

allow booting;
allow bootp;
ddns-update-style interim;
ignore client-updates;
subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {
        option subnet-mask      255.255.255.0;
        option domain-name-servers  192.168.10.10;
        range dynamic-bootp 192.168.10.100 192.168.10.200;
        default-lease-time      21600;
        max-lease-time          43200;
        next-server             192.168.10.10;
        filename                "pxelinux.0";
}

在确认DHCP服务程序的参数都填写正确后，重新启动该服务程序，并将其添加到开机启动项中。这样在设备下一次重启之后，在无须人工干预的情况下，自动为客户端主机安装系统。

systemctl restart dhcpd
 systemctl enable dhcpd

2.1.3、配置TFTP服务程序
我们曾经在第11章中学习过vsftpd服务与TFTP服务。vsftpd是一款功能丰富的文件传输服务程序，允许用户以匿名开放模式、本地用户模式、虚拟用户模式来进行访问认证。但是，当前的客户端主机还没有安装操作系统，该如何进行登录认证呢？而TFTP作为一种基于UDP协议的简单文件传输协议，不需要进行用户认证即可获取到所需的文件资源。因此接下来配置TFTP服务程序，为客户端主机提供引导及驱动文件。当客户端主机有了基本的驱动程序之后，再通过vsftpd服务程序将完整的光盘镜像文件传输过去。
yum install tftp-server
TFTP是一种非常精简的文件传输服务程序，它的运行和关闭是由xinetd网络守护进程服务来管理的。xinetd服务程序会同时监听系统的多个端口，然后根据用户请求的端口号调取相应的服务程序来响应用户的请求。需要开启TFTP服务程序，只需在xinetd服务程序的配置文件中把disable参数改成no就可以了。保存配置文件并退出，然后重启xinetd服务程序，并将其加入到开机启动项中（在RHEL 7系统中，已经默认启用了xinetd服务程序，因此在将其添加到开机启动项中的时候没有输出信息属于正常情况）。
vim /etc/xinetd.d/tftp

{
        socket_type             = dgram
        protocol                = udp
        wait                    = yes
        user                    = root
        server                  = /usr/sbin/in.tftpd
        server_args             = -s /var/lib/tftpboot
        disable                 = no
        per_source              = 11
        cps                     = 100 2
        flags                   = IPv4
}

这里发现没有xinetd服务，使用yum安装xinetd服务

yum -y install xinetd*

systemctl restart xinetd

systemctl enable xinetd

TFTP服务程序默认使用的是UDP协议，占用的端口号为69，所以在生产环境中还需要在firewalld防火墙管理工具中写入使其永久生效的允许策略，以便让客户端主机顺利获取到引导文件。

firewall-cmd --permanent --add-port=69/udp

firewall-cmd --reload

2.2配置SYSLinux服务程序

SYSLinux是一个用于提供引导加载的服务程序。与其说SYSLinux是一个服务程序，不如说更需要里面的引导文件，在安装好SYSLinux服务程序软件包后，/usr/share/syslinux目录中会出现很多引导文件。

yum install syslinux

我们首先需要把SYSLinux提供的引导文件复制到TFTP服务程序的默认目录中，也就是前文提到的文件pxelinux.0，这样客户端主机就能够顺利地获取到引导文件了。另外在RHEL 7系统光盘镜像中也有一些我们需要调取的引导文件。确认光盘镜像已经被挂载到/media/cdrom目录后，使用复制命令将光盘镜像中自带的一些引导文件也复制到TFTP服务程序的默认目录中。

cd /var/lib/tftpboot
cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 .
cp /media/cdrom/images/pxeboot/{vmlinuz,initrd.img} .
cp /media/cdrom/isolinux/{vesamenu.c32,boot.msg} .

然后在TFTP服务程序的目录中新建pxelinux.cfg目录，虽然该目录的名字带有后缀，但依然也是目录，而非文件！将系统光盘中的开机选项菜单复制到该目录中，并命名为default。这个default文件就是开机时的选项菜单，如图所示。

Linux系统的引导菜单界面

mkdir pxelinux.cfg
cp /media/cdrom/isolinux/isolinux.cfg pxelinux.cfg/default

默认的开机菜单中有两个选项，要么是安装系统，要么是对安装介质进行检验。既然我们已经确定采用无人值守的方式安装系统，还需要为每台主机手动选择相应的选项，未免与我们的主旨（无人值守安装）相悖。现在我们编辑这个default文件，把第1行的default参数修改为linux，这样系统在开机时就会默认执行那个名称为linux的选项了。对应的linux选项大约在64行，我们将默认的光盘镜像安装方式修改成FTP文件传输方式，并指定好光盘镜像的获取网址以及Kickstart应答文件的获取路径：

vim pxelinux.cfg/default

efault linux
timeout 600

display boot.msg

# Clear the screen when exiting the menu, instead of leaving the menu displayed.
# For vesamenu, this means the graphical background is still displayed without
# the menu itself for as long as the screen remains in graphics mode.
menu clear
menu background splash.png
menu title CentOS 7
menu vshift 8
menu rows 18
menu margin 8
#menu hidden
menu helpmsgrow 15
menu tabmsgrow 13

# Border Area
menu color border * #00000000 #00000000 none

# Selected item
menu color sel 0 #ffffffff #00000000 none

# Title bar
menu color title 0 #ff7ba3d0 #00000000 none

# Press [Tab] message
menu color tabmsg 0 #ff3a6496 #00000000 none

# Unselected menu item
menu color unsel 0 #84b8ffff #00000000 none

# Selected hotkey
menu color hotsel 0 #84b8ffff #00000000 none

# Unselected hotkey
menu color hotkey 0 #ffffffff #00000000 none

# Help text
menu color help 0 #ffffffff #00000000 none

# A scrollbar of some type? Not sure.
menu color scrollbar 0 #ffffffff #ff355594 none

# Timeout msg
menu color timeout 0 #ffffffff #00000000 none
menu color timeout_msg 0 #ffffffff #00000000 none

# Command prompt text
menu color cmdmark 0 #84b8ffff #00000000 none
menu color cmdline 0 #ffffffff #00000000 none
# Do not display the actual menu unless the user presses a key. All that is displayed is a timeout message.

menu tabmsg Press Tab for full configuration options on menu items.

menu separator # insert an empty line
menu separator # insert an empty line

label linux
  menu label ^Install CentOS 7
  kernel vmlinuz
  append initrd=initrd.img inst.stage2=ftp://192.168.10.10 ks=ftp://192.168.10.10/pub/ks.cfg quiet

2.3、配置VSFtpd服务程序
在我们这套无人值守安装系统的服务中，光盘镜像是通过FTP协议传输的，因此势必要用到vsftpd服务程序。当然，也可以使用httpd服务程序来提供Web网站访问的方式，只要能确保将光盘镜像顺利传输给客户端主机即可。如果打算使用Web网站服务来提供光盘镜像，一定记得将上面配置文件中的光盘镜像获取网址和Kickstart应答文件获取网址修改一下。

yum install vsftpd

在配置文件修改正确之后，一定将相应的服务程序添加到开机启动项中，这样无论是在生产环境中还是在红帽认证考试中，都可以在设备重启之后依然能提供相应的服务。

systemctl restart vsftpd
systemctl enable vsftpd

在确认系统光盘镜像已经正常挂载到/media/cdrom目录后，把目录中的光盘镜像文件全部复制到vsftpd服务程序的工作目录中。

cp -r /media/cdrom/* /var/ftp

在firewalld防火墙管理工具中写入使FTP协议永久生效的允许策略，然后在SELinux中放行FTP传输：

2.4、创建KickStart应答文件

毕竟，我们使用PXE + Kickstart部署的是一套“无人值守安装系统服务”，而不是“无人值守传输系统光盘镜像服务”，因此还需要让客户端主机能够一边获取光盘镜像，还能够一边自动帮我们填写好安装过程中出现的选项。简单来说，如果生产环境中有100台服务器，它们需要安装相同的系统环境，那么在安装过程中单击的按钮和填写的信息也应该都是相同的。那么，为什么不创建一个类似于备忘录的需求清单呢？这样，在无人值守安装系统时，可以从这个需求清单中找到相应的选项值，从而免去了手动输入之苦，更重要的是，也彻底解放了人的干预，彻底实现无人值守自动安装系统，而不是单纯地传输系统光盘镜像。

有了上文做铺垫，相信大家现在应该可以猜到Kickstart其实并不是一个服务程序，而是一个应答文件了。是的！Kickstart应答文件中包含了系统安装过程中需要使用的选项和参数信息，系统可以自动调取这个应答文件的内容，从而彻底实现了无人值守安装系统。那么，既然这个文件如此重要，该去哪里找呢？其实在root管理员的家目录中有一个名为anaconda-ks.cfg的文件，它就是应答文件。下面将这个文件复制到vsftpd服务程序的工作目录中（在开机选项菜单的配置文件中已经定义了该文件的获取路径，也就是vsftpd服务程序数据目录中的pub子目录中）。使用chmod命令设置该文件的权限，确保所有人都有可读的权限，以保证客户端主机可以顺利获取到应答文件及里面的内容：

 cp ~/anaconda-ks.cfg /var/ftp/pub/ks.cfg
chmod +r /var/ftp/pub/ks.cfg

首先把第6行的光盘镜像安装方式修改成FTP协议，仔细填写好FTP服务器的IP地址，并用本地浏览器尝试打开下检查有没有报错。然后把第32行的时区修改成上海(Asia/Shanghai)，最后再把40行的磁盘选项设置为清空所有磁盘内容并初始化磁盘：
vim /var/ftp/pub/ks.cfg

• #version=DEVEL
  # System authorization information
  auth --useshadow --enablemd5
  # Install OS instead of upgrade
  install
  # Use CDROM installation media
  #cdrom
  url --url=ftp://192.168.10.10
  # Use graphical install
  graphical
  # Firewall configuration
  firewall --enabled
  firstboot --disable
  ignoredisk --only-use=sda
  # Keyboard layouts
  # old format: keyboard us
  # new format:
  keyboard --vckeymap=us --xlayouts=‘us’
  # System language
  lang en_US.UTF-8

      # Network information
      network  --bootproto=dhcp --device=link --activate
      network  --hostname=localhost.localdomain
      # Reboot after installation
      reboot
      # Root password
      rootpw --iscrypted $1$otPXQhNM$2Q1VB9CwkhYGk8I.MoJ4k.
      # System services
      services --enabled="chronyd"
      # System timezone
      timezone Asia/Shanghai --isUtc
      # X Window System configuration information
      xconfig  --startxonboot
      # System bootloader configuration
      bootloader --append=" crashkernel=auto" --location=mbr --boot-drive=sda
      # Clear the Master Boot Record
      zerombr
      # Partition clearing information
      clearpart --all --initlabel
      # Disk partitioning information
      part swap --fstype="swap" --size=2049
      part /boot --fstype="xfs" --size=300
      part / --fstype="xfs" --size=1021650
      
      %post
      /usr/sbin/adduser lw
      /usr/sbin/usermod -p '$1$otPXQhNM$2Q1VB9CwkhYGk8I.MoJ4k.' lw
      /usr/bin/chfn -f "lw" lw
      mv /etc/rc.d/rc.local /etc/rc.d/rc.local.00
      echo '#!/bin/bash' > /etc/rc.d/rc.local
      ln -s ../rc.local /etc/rc.d/rc5.d/S99rclocal
      chmod 755 /etc/rc.d/rc.local
      echo 'mkdir -p /var/log/vmware' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo 'exec 1> /var/log/vmware/rc.local.log' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo 'exec 2>&1' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo 'set -x' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo 'echo Installing Open VM Tools' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo 'set -x' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo '/bin/eject sr0 || /bin/true' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo '/bin/eject sr1 || /bin/true' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo '/bin/vmware-rpctool' \'guest.upgrader_send_cmd_line_args --default\' >>
  /etc/rc.d/rc.local
      echo '/bin/vmware-rpctool' \'upgrader.setGuestFileRoot /tmp\' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo '/bin/vmware-rpctool' \'toolinstall.installerActive 1\' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo '/bin/vmware-rpctool' \'toolinstall.installerActive 100\' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo 'rm -f /etc/rc.d/rc.local' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo 'rm -f /etc/rc.d/rc5.d/S99rclocal' >> /etc/rc.d/rc.local
      echo 'mv /etc/rc.d/rc.local.00 /etc/rc.d/rc.local' >> /etc/rc.d/rc.local
      /bin/echo done
      %end
      
      %packages
      @base
      @core
      @desktop-debugging
      @dial-up
      @directory-client
      @fonts
      @gnome-desktop
      @guest-desktop-agents
      @input-methods
      @internet-browser
      @java-platform
      @multimedia
      @network-file-system-client
      @print-client
      @x11
      binutils
      chrony
      ftp
      gcc
      kernel-devel
      kexec-tools
      make
      open-vm-tools
      patch
      python
      
      %end
      
      %addon com_redhat_kdump --enable --reserve-mb='auto'
      
      %end
  

如果觉得系统默认自带的应答文件参数较少，不能满足生产环境的需求，则可以通过Yum软件仓库来安装system-config-kickstart软件包。这是一款图形化的Kickstart应答文件生成工具，可以根据自己的需求生成自定义的应答文件，然后将生成的文件放到/var/ftp/pub目录中并将名字修改为ks.cfg即可。

这里有一个小坑，就是如果不自定义的话，默认配置就是你这台服务器端的配置，自动化安装的时候如磁盘空间这种要和你的服务器端大小一致，cpu和内存可以不一致，我在测试的时候就遇到这个问题。

就可以使用PXE + Kickstart无人值守安装系统了