搭建 PXE 服务器（基于 Ubuntu 22.04，支持 IPv4/6 及 Legacy/UEFI）_pxe服务器

基于 Ubuntu 22.04 搭建 PXE 服务器，支持 IPv4, IPv6 网络，支持 Legacy, UEFI 启动模式。

一、PXE 启动流程

PXE 启动大致流程如下：

1. PXE Client（客户端）通过 DHCP 请求获取 IP，DHCP 服务器在响应请求时同时提供网络启动引导程序（Boot File）的地址（使用 TFTP 协议）。
2. PXE Client 获得 IP 后，访问 Boot File 地址获取并加载引导程序（Legacy 和 UEFI 的区别在于引导程序不同）及其配置文件。
3. 引导程序根据配置文件通过 HTTP/FTP/NFS 协议获取完整的系统镜像进行启动。

二、配置清单

必要条件：

• 正常的 Internet 网络
• Ubuntu 22.04 操作系统
• Ubuntu 22.04 系统 ISO 镜像文件

核心软件：

• DHCP 服务器： isc-dhcp-server
• TFTP 服务器： tftp-hpa
• HTTP 服务器： apache2
• RA 服务器： radvd（IPv6）

网络地址：

• IPv4： 192.168.9.1/24

• IPv6： （先获取一个 ULA 前缀（点我） ）

前缀：fdb0:d7fa:87bd::/64

选择一个 IP 作为配置使用：fdb0:d7fa:87bd::1/64

三、配置步骤

建议在配置前关闭防火墙。

sudo ufw disable
1

3.1 搭建 HTTP 服务器

安装 apache2。

sudo apt install apache2
1

拷贝镜像。

sudo cp <你的镜像文件所在路径>/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso /var/www/html/
1

挂载镜像（解压也行）。

sudo mkdir /var/www/html/Ubuntu_22.04_Desktop/
sudo mount /var/www/html/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso /var/www/html/Ubuntu_22.04_Desktop/
1
2

3.2 搭建 TFTP 服务器

安装 tftp-hpa。

sudo apt install tftpd-hpa
1

3.2.1 配置 Legacy PXE 启动项

安装 syslinux, pxelinux 并拷贝需要的文件。

# 建立 Legacy 目录
sudo mkdir /srv/tftp/Legacy

# 安装 syslinux pxelinux
sudo apt install syslinux pxelinux

# 拷贝文件
sudo cp /var/www/html/Ubuntu_22.04_Desktop/casper/{vmlinuz,initrd} /srv/tftp/Legacy/

sudo cp /usr/lib/syslinux/modules/bios/{ldlinux.c32,libutil.c32,menu.c32,vesamenu.c32} /srv/tftp/Legacy/

sudo cp /usr/lib/PXELINUX/{lpxelinux.0,pxelinux.0} /srv/tftp/Legacy/
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

创建 pxelinux 的配置文件。

cd /srv/tftp/Legacy

sudo mkdir pxelinux.cfg

vim pxelinux.cfg/default
1
2
3
4
5

编辑配置文件：

DEFAULT menu.c32
MENU TITLE ULTIMATE PXE SERVER - By Griffon - Ver 1.0
PROMPT 0
TIMEOUT 0

MENU COLOR TABMSG  37;40  #ffffffff #00000000
MENU COLOR TITLE   37;40  #ffffffff #00000000
MENU COLOR SEL      7     #ffffffff #00000000
MENU COLOR UNSEL    37;40 #ffffffff #00000000
MENU COLOR BORDER   37;40 #ffffffff #00000000

LABEL Ubuntu Desktop 22.04 ISO IPv4
    kernel /vmlinuz
    initrd /initrd
    append root=/dev/ram0 ramdisk_size=1500000 ip=dhcp url=http://192.168.9.1/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso

LABEL Ubuntu Desktop 22.04 ISO IPv6
    kernel /vmlinuz
    initrd /initrd
    append root=/dev/ram0 ramdisk_size=1500000 ip=dhcp url=http://[fdb0:d7fa:87bd::1]/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

3.2.2 配置 UEFI PXE 启动项

下载并拷贝需要的文件。

# 建立 UEFI 目录
mkdir /srv/tftp/UEFI

# 拷贝文件
sudo cp /var/www/html/Ubuntu_22.04_Desktop/casper/{vmlinuz,initrd} /srv/tftp/UEFI/

# 下载并拷贝必要的文件
cd ~

# shim-signed
apt download shim-signed
dpkg -x shim-signed*deb shim
sudo cp shim/usr/lib/shim/shimx64.efi.signed.latest /srv/tftp/UEFI/bootx64.efi

# grub-efi-amd64-signed
apt download grub-efi-amd64-signed
dpkg -x grub-efi-amd64-signed*deb grub
sudo cp grub/usr/lib/grub/x86_64-efi-signed/grubnetx64.efi.signed /srv/tftp/UEFI/grubx64.efi

# grub-common
apt download grub-common
dpkg -x grub-common*deb grub-common
sudo cp grub-common/usr/share/grub/unicode.pf2 /srv/tftp/UEFI/
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

创建配置文件。

sudo mkdir /srv/tftp/grub
sudo vim /srv/tftp/grub/grub.cfg
1
2

编辑配置文件：

        set default="0"
        set timeout=-1
       
        if loadfont unicode ; then
          set gfxmode=auto
          set locale_dir=$prefix/locale
          set lang=en_US
        fi
        terminal_output gfxterm

        set menu_color_normal=white/black
        set menu_color_highlight=black/light-gray
        if background_color 44,0,30; then
          clear
        fi

        function gfxmode {
                set gfxpayload="${1}"
                if [ "${1}" = "keep" ]; then
                        set vt_handoff=vt.handoff=7
                else
                        set vt_handoff=
                fi
        }

        set linux_gfx_mode=keep

        export linux_gfx_mode


        menuentry 'Ubuntu 22.04 IPv4' {
                gfxmode $linux_gfx_mode
                linux /UEFI/vmlinuz root=/dev/ram0 ramdisk_size=1500000 ip=dhcp url=http://192.168.9.1/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso
                initrd /UEFI/initrd
        }

        menuentry 'Ubuntu 22.04 IPv6' {
                gfxmode $linux_gfx_mode
                linux /UEFI/vmlinuz root=/dev/ram0 ramdisk_size=1500000 ip=dhcp url=http://[fdb0:d7fa:87bd::1]/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso
                initrd /UEFI/initrd
        }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41

3.3 搭建 DHCP 服务器

安装 isc-dhcp-server

sudo apt install isc-dhcp-server
1

使用 ip a 查看网络接口

vboxuser@Ubuntu-22:~$ ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: enp0s3: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 08:00:27:02:fa:39 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.2.15/24 brd 10.0.2.255 scope global dynamic noprefixroute enp0s3
       valid_lft 84432sec preferred_lft 84432sec
    inet6 fe80::cd67:89ac:208:e978/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: enp0s8: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 08:00:27:3d:0d:a4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet6 fe80::51b:be51:b6c2:43ee/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

可以看到我这台机器上有两张网卡 enp0s3 和 enp0s8，前者用来上网，后者用来连接局域网提供 PXE 服务。

先给目标网卡 enp0s8 配置静态 IP。

3.3.1 配置静态 IP

使用 netplan 配置静态 IP，打开配置文件。

sudo vim /etc/netplan/01-network-manager-all.yaml
1

打开后的默认配置文件如下：

# Let NetworkManager manage all devices on this system
network:
  version: 2
  renderer: NetworkManager
1
2
3
4

编辑配置文件内容。

# Let NetworkManager manage all devices on this system
network:
  ethernets:
    enp0s8:
      dhcp4: no
      dhcp6: no
      addresses:
        - 192.168.9.1/24
        - fdb0:d7fa:87bd::1/64
  version: 2
  renderer: NetworkManager
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

应用更改。

sudo netplan apply
1

检查是否配置成功。

vboxuser@Ubuntu-22:~$ ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: enp0s3: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 08:00:27:02:fa:39 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.2.15/24 brd 10.0.2.255 scope global dynamic noprefixroute enp0s3
       valid_lft 86356sec preferred_lft 86356sec
    inet6 fe80::cd67:89ac:208:e978/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: enp0s8: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 08:00:27:3d:0d:a4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.9.1/24 brd 192.168.9.255 scope global noprefixroute enp0s8
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fdb0:d7fa:87bd::1/64 scope global noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::a00:27ff:fe3d:da4/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

3.3.2 配置 dhcpd

指定 isc-dhcp-server 要监听的网卡。打开配置文件。

sudo vim /etc/default/isc-dhcp-server
1

编辑内容：

INTERFACESv4="enp0s8"
INTERFACESv6="enp0s8"
1
2

编辑 dhcpd.conf 配置文件。

sudo vim /etc/dhcp/dhcpd.conf 
1

添加内容：

option arch code 93 = unsigned integer 16;
  
subnet 192.168.9.0 netmask 255.255.255.0 {
  range  192.168.9.2 192.168.9.254;
  option routers 192.168.9.1;
  next-server 192.168.9.1;
  if option arch = 00:07 {
        filename "/UEFI/bootx64.efi";
  } else {
        filename "/Legacy/pxelinux.0";
  }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

重启服务。

sudo systemctl restart isc-dhcp-server
1

检查服务是否启动成功。

systemctl status isc-dhcp-server
1

此时基于 IPv4 的 PXE 服务器已配置完成。

3.3.3 （IPv6）配置 dhcpd6

编辑 dhcpd6.conf 配置文件。

sudo vim /etc/dhcp/dhcpd6.conf 
1

编辑内容：

option dhcp6.bootfile-url code 59 = string;
option dhcp6.client-arch-type code 61 = array of unsigned integer 16;

option dhcp6.name-servers fdb0:d7fa:87bd::1;

if option dhcp6.client-arch-type = 00:07 {
        option dhcp6.bootfile-url "tftp://[fdb0:d7fa:87bd::1]/UEFI/bootx64.efi";
} else {
        # Support a hypothetical BIOS system that can PXE boot over IPv6
        option dhcp6.bootfile-url "tftp://[fdb0:d7fa:87bd::1]/Legacy/pxelinux.0";
}

subnet6 fdb0:d7fa:87bd::/64 {
        range6 fdb0:d7fa:87bd::3:10 fdb0:d7fa:87bd::3:99;
        range6 fdb0:d7fa:87bd:: temporary;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

重启服务。

sudo systemctl restart isc-dhcp-server6
1

检查服务是否启动成功。

systemctl status isc-dhcp-server6
1

注意：由于 IPv6 的特性，当 dhcpd6 搭建成功后，局域网内的机器能够正确获得 IP，但是却无法连通。因此，还需要继续配置 [radvd](#3.4 搭建 RA 服务器)。

3.4 （IPv6）搭建 RA 服务器

安装 radvd。

sudo apt install radvd
1

创建配置文件。

vim /etc/radvd.conf
1

编辑配置文件：

interface enp0s8
{
    AdvSendAdvert on;
    prefix fdb0:d7fa:87bd::/64 {
        AdvOnLink on;
        AdvAutonomous on;
    };
    #Send DNS Server setting - assumes there is a DNS server setup at the address below
    RDNSS fdb0:d7fa:87bd::1{
    };
};
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

重启 radvd 服务。

sudo systemctl restart radvd
1

检查 radvd 服务状态。

systemctl status radvd
1

若服务正常运行，则此时 IPv6 网络已配置完成。