PXE高效网络装机与实现Kickstart自动安装实验

一.部署PXE安装的应用场景

在大规模的 Linux 应用环境中，如 Web群集、分布式计算等，服务器往往并不配备光驱设备，在这种情况下，如何为数十乃至上百台服务器裸机快速安装系统呢？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。可以采用PXE（Preboot eXecution Environment，预启动执行环境）技术的网络装机方法，并结合 Kckstart 配置实现无人值守自动安装。

二.PXE批量安装的优点及搭建PXE体系的前提条件

2.1 PXE批量网络装机的优点

●规模化：同时装配多台服务器；
●自动化：安装系统、配置各种服务；
●远程实现：不需要光盘、 U 盘等安装介质。

2.2 搭建PXE体系的前提条件

PXE 是由 Intel 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，并加载安装文件或者整个操作系统。若要搭建 PXE 网络体系，必须满足以下几个前提条件。

●客户机的网卡支持 PXE 协议（集成 BOOTROM 芯片），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（Trivial File Transfer Protocol，简单文件传输协议）提供引导镜像文件的下载。

其中，第一个条件实际上是硬件要求，目前绝大多数服务器和大多数 PC 都能够提供此支持，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。

三. PXE批量装机的部署过程

3.1 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，另外也支持 NFS（Network File System，网络文件系统）协议。例如，若采用 FTP 协议发布安装源，可以在服务器上部署一个 YUM 软件仓库。

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

3.2 安装并启用 TFTP 服务

TFTP的主要作用：服务器通过 TFTP（Trivial File Transfer Protocol，简单文件传输协议）提供引导镜像文件的下载。

TFTP 服务由 tftp-server 软件包提供，配置文件位于/etc/xinetd.d/tftp。配置时只要将“disable =yes”改为“disable = no”，然后启动 TFTP 服务即可。

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

3.3 准备linux内核，初始化镜像文件，PXE 引导程序

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，分别为 vmlinuz 和 initrd.img，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。
用于 PXE 网络安装的引导程序为 pxelinux.0，由软件包 syslinux 提供。安装好软件包syslinux，然后将文件 pxelinux.0 也复制到 tftp 服务的根目录下。

[root@localhost ~]# cd /mnt/images/pxeboot/
[root@localhost pxeboot]# cp vmlinuz initrd.img /var/lib/tftpboot/
[root@localhost ~]# yum -y install syslinux
[root@localhost pxeboot]# cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/

3.4 安装并开启dhcp功能

由于 PXE 客户机通常是尚未装系统的裸机，因此为了与服务器取得联系并正确下载相关引导文件，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 20.0.0.27， DHCP 地址池为 20.0.0.100～20.0.0.200，则可以参考以下操作来搭建 DHCP 服务器。

[root@localhost ~]# yum -y install dhcp
[root@localhost ~]# vi /etc/dhcp/dhcpd.conf

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@localhost ~]# systemctl start dhcpd
[root@localhost ~]# systemctl enable dhcpd

3.5 配置启动菜单文件

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

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

default auto
prompt 1
label auto
 kernel vmlinuz
 append initrd=initrd.img method=ftp://20.0.0.254/centos7
label linux text
 kernel vmlinuz
 append text initrd=initrd.img method=ftp://20.0.0.254/centos7
label linux rescue
 kernel vmlinuz
 append rescue initrd=initrd.img method=ftp://20.0.0.254/centos7

/var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg记录中定义了三个引导入口，分别为图形安装（默认）、文本安装、救援模式。
其中， prompt 用来设置是否等待用户选择； label 用来定义并分隔启动项； 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，实现无人值守安装时只需要一个入口就够了。

3.6 验证PXE网络安装

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

在提示字串“boot:”后直接按 Enter 键（或执行“auto”命令），将会进入默认的图形 安装入口；若执行“linux text”命令，则进入文本安装入口；若执行“linux rescue”命 令，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，并进入图形安装程序界面。若能够成功到达这一步，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。

四. 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，安装介质不再受限于光盘、
移动硬盘等设备，大大提高了系统安装的灵活性。然而，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，当需要批量安装时非常不方便。
通过使用 Kickstart 工具配置安装应答
文件，自动完成安装过程中的各种设置，从而无须手动干预，提高网络装机效率。
在 CentOS 7 系统中安装 system-config-kickstart 工具之后，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，也可以直接编辑 CentOS7 安装后自动创建的应答文件（/root/anaconda-ks.cfg），根据需要适当修订后使用。

4.1 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，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：
 默认语言：Chinese （P.R. of China）---中文（简体）
 键盘：U.S English
 时区：Asia/Shanghai
 Root密码：Abc123
 默认密码：Abc123
 勾选√：给root密码加密

高级配置：
 目标架构：X86、AMD64、活IntelEm64T
 勾选√：安装后重启
 不勾选：在文本模式中执行安装（默认为图形化模式）


########

安装方法##########
安装方法：
 勾选√：执行全新安装

安装方法：
 勾选√：FTP  
 FTP服务器：ftp://20.0.0.254
 FTP目录：centos


####

####引导装载程序选项######
安装类型：
 勾选√：安装新引导装载程序

########分区信息##########
在“分区信息”界面中，需正确规划硬盘分区方案。例如，可划分一个 500MB 的/boot分区、 4GB 的/home 分区、 2GB 的 swap 分区，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，添加一个网络设备“ens33”，将网络类型设为“DHCP”。
在“防火墙配置”界面中，可以选择禁用 SELinux、禁用防火墙。

####
%packages
@^minimal
%end
####

##

#安装脚本###
在“预安装脚本”界面、“安装后脚本”界面中，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，可以使客户机在完成安装后自动设置 YUM 软件仓库。需要注意的是，应确保所编写的代码能够正确执行，以免安装失败。

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

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

rm -rf /etc/yum.repos.d/*
echo -e ‘[base]\nname=CentOS7.6\nbaseurl=ftp://20.0.0.254/centos7\nenabled=1\ngpgcheck=1\ngpgkey=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，指定目标文件夹、文件
名，将配置好的应答参数保存为文本文件，如/root/ks.cfg。以后若要修改此应答配置，可以在“Kickstart 配置程序”窗口中打开进行调整，或者直接用 VI 等文本编辑工具进行修改

4.2 实现批量自动装机

有了自动安装的应答文件之后，只要将其放置 PXE 安装服务器的 FTP 目录下，并适当修改引导菜单，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，将上一节建立的应答文件复制到/var/ftp/centos7 目录下，使客户机能ftp://20.0.0.27/centos7/ks.cfg 访问；然后编辑引导菜单文件default，添加 ks 引导参数以指定 ks.cfg 应答文件的 URL 路径。

[root@localhost ~]# cp /root/ks.cfg /var/ftp/ks.cfg
[root@localhost ~]# vi /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
default auto
prompt 0
label auto
 kernel vmlinuz
 append initrd=initrd.img method=ftp://20.0.0.27/centos7 ks=ftp://20.0.0.27/ks.cfg

2．验证无人值守安装
启用自动应答安装之后，当客户机每次以 PXE 方式引导时，将自动下载 ks.cfg 应答配置文件，然后根据其中的设置安装 CentOS 7 系统，而无须手工干预，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，检查其 YUM 软件仓库配置，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@localhost ~]# cat /etc/yum.repos.d/centos7.repo
[base]
name=CentOS7.6
baseurl=ftp://20.0.0.27/centos7
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=file:///etc/pki/rpm-gpg/ RPM-GPG-KEY-CentOS-7