部署PXE远程安装服务
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。
本章将学习基于 PXE(Preboot eXecution Environment,预启动执行环境)技术的网络装机方法,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,具备以下三个优点:
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。
PXE是由 Intel 公司开发的网络引导技术,工作在 ClientServer 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。
搭建PXE远程安装服务器
本例的 PXE 远程安装服务器集成了 CentOS7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。
准备centos7安装源
CentOS7的网络安装源一般通过 HTTP、FTP 协议发布,另外也支持NFS(NetworkFile System,网络文件系统)协议,关于NFS的配置请参阅其他资料,这里不再赘述。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。
安装并启用TFTP服务
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。
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 CentOS7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。
准备PXE引导程序
用于PXE网络安装的引导程序为pxelinux0,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。
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,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 192.168.4.254,DHCP 地址池为 192.168.4.100~192.168.4.200,则可以参考以下操作来搭建 DHCP 服务器。
从上述过程可以看到,与一般 DHCP 服务不同的是,配置文件中增加了 netx-server 和filename 这两行记录,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,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 根目录的 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。
上述配置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。
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,如图 6.1所示。
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“linuxrescue”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,如图6.2所示。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,这里不再叙述。
实现Kickstart无人值守安装
上一节介绍了通过 PXE 技术远程安装 CentOS7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。
本节将进一步学习如何实现无人值守自动安装,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。
配置安装应答参数
通过桌面菜单“应用程序”一“系统工具”一"Kickstart"即可打开“Kickstart 配置程序"窗口。在"Kickstant 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,如图6.3所示。
基本配置及安装方法
“基本配置”可参考图6.3来指定。例如,将默认语言设为“中文(简体)”,时区设为"Asia/Shanghai”,根口令设为“pwd123”,高级配置中勾选“安装后重启”。在“安装方法"界面中,应正确指定 CentOs7的安装方法,如图 6.4所示。若有用户验证信息也需一并指定。在“引导装载程序选项"界面中,选择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,如图6.5所示。
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。
软件包选择
CentOS7系统开始不再提供软件包的选择,如图66所示。如果需要安装软件包,可以根据需要将/rootanaconda-ks.cfg 的软件包安装脚本复制到 ks.cfg 文件中,只需要复制%packages 到%end 部分即可,在%packages 到%end 之间,包含以@开头的软件包列表,将不需要的软件名删除,剩下的就是系统会自动安装的软件包。例如,仅保留以下内容即为采用最小化安装。
保存自动应答文件
选择“Kickstart 配置程序"窗口的“文件”一“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rootks.cg。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 V等文本编辑工具进行修改。
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,
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,使客户机能够通过ftp://192.168.4.254/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。
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.cg 应答配置文件,然后根据其中的设置安装CentOS7系统,而无须手工干预,如图6.8所示,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。