无人值守自动安装——PXE（Preboot eXecution Environment）_pxe无人值守安装

无人值守自动安装——PXE（Preboot eXecution Environment）

前言

当我们在服务器上搭建系统的时候会发现需要部署很多台，这样我们一台一台的部署非常的麻烦和耗时，这个时候就可以使用pxe无人值守自动安装服务来帮助我们完成部署。

一、PXE的原理与概念

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。

PXE严格来说并不是一种安装方式，而是一种引导的方式。进行PXE安装的必要条件是要安装的计算机中包含一个PXE支持的网卡(NIC)，即网卡中必须要有PXE Client。

PXE(Pre-boot ExecutionEnvironment)协议使计算机可以通过网络启动。协议分为client和server端，PXE client在网卡的ROM中，当计算机引导时，BIOS把PXEclient调入内存执行，由PXE client将放置在远端的文件通过网络下载到本地运行。

运行PXE协议需要设置DHCP服务器和TPTP服务器。DHCP服务器用米给PXE client(将要安装系统的主机)分配一个IP地址，由于是给PXE client分配IP地址，所以在配置DHCP服务器时需要增加相应的PXE设置。

此外，在PXE client的ROM中，己经存在了TETP Client。PXE Client通过TFTP协议到TETP Server上下载所需的文件。

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DCP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BI0S设置中允许从Network或LAN启动即可。

二、PXE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。

三、PXE服务的构建过程

PXE流程图示：

PXE服务器和客户机的工作过程：

1.PXE客户机发出DHCP请求，向DHCP服务器申请IP地址。

2.DHCP服务器响应PXE客户机的请求，自动从IP地址池中分配一个IP地址给PXE客户机，并且告知PXE客户机：TFTP服务器的IP地址和PXE引导程序文件pxelinux.0,默认在TFTP共享目录/var/1ib/tftpboot/下。

3.PXE客户机向TFTP服务器发起获取pxe1inux.0引导程序文件的请求。

4.TFTP服务器响应PXE客户机的请求，将其共享的oxelinux.0文件传输给PXE客户机。

5.PXE客户机通过网络来启动到系统安装主界面。

6.PXE客户机向文件共享服务器(ftp、http、nfs等)发起获取centos或windows系统安装文件的请求。

7.文件共享服务响应PXE客户机的请求，将共享的系统安装文件传输给PXE客户机。

8.PXE客户机进入到安装提示向导界面，用户需要手动来完成系统安装的操作。

四、KickStart服务概述

KickStart是一种无人职守安装方式。KickStart的工作原理是通过记录典型的安装过程中所需人工干预填写的各种参数，并生成一个名为ks.cfg的文件；在其后的安装过程中（不只局限于生成KickStart安装文件的机器)当出现要求填写参数的情况时，安装程序会首先去查找KickStart生成的文件，当找到合适的参数时，就采用找到的参数，当没有找到合适的参数时，才需要安装者手工干预。这样，如果KickStart文件涵盖了安装过程中出现的所有需要填写的参数时，安装者完全可以只告诉安装程序从何处取ks.cfg文件，然后去忙自己的事情。等安装完毕，安装程序会根据ks.cfg中设置的重启选项来重启系统，并结束安装。

五、搭建PXE远程安装服务器

环境准备：一台作为pxe服务器，一台作为客户机，绑定同一块网络适配器网关，裸金属客户机vmnet1网卡取消勾选dhcp配置关闭selinux和防火墙。

1、安装并启用 DHCP 服务

yum -y install dhcp
cp -rfp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf 
配置文件里做如下设置：
vim /etc/dhcp/dhcpd.conf 
ddns-update-style none;   // 禁止动态更新

subnet 192.168.100.0 netmask 255.255.255.0 {     //配置网段
  range 192.168.100.40 192.168.100.50;  //配置地址池
  option routers 192.168.100.100;   //配置网关
  option domain-name-servers 114.114.114.114;
  next-server 192.168.100.100;    //指定tftp服务器的地址（*）
  filename "pxelinux.0";    //指定pxe引导程序的文件名（*）
}

systemctl start dhcpd
systemctl enable dhcpd
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2、安装并启用 TFTP 服务

TFTP：(Trivial File Transfer Protocol)是一个小而易于实现的文件传送协议。TFTP是基于UDP数据报，需要有自己的差错改正措施。TFTP只支持文件传输，不支持交互，没有庞大的命令集。也没有目录列表功能，以及不能对用户进行身份鉴别。但它的代码所占内存较小，不需要硬盘就可以固化TFTP代码，很适合较小的计算机和特殊用途的设备。

TFTP和FTP一个主要的区别就是它没有交互式，且不进行身份验证。
TFTP一般用于传输小文件。

yum -y install tftp-server
yum -y install xinetd 
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xinetd即extended internet daemon，xinetd是新一代的网络守护进程服务程序，又叫超级Internet服务器。经常用来管理多种轻量级Internet服务。xinetd提供类似于inetd+tcp_wrapper的功能，但是更加强大和安全。

vim /etc/xinetd.d/tftp      //tftp被xinet所托管，xinetd默认没有安装，配置文件
service tftp
{
        socket_type             = dgram
        protocol                = udp
        wait                    = yes    //wait no表示客户机可以多台一起连接，yes表示客户机只能一台一台连接，表示是否开启多线程一起工作，否则需要等待
        user                    = root
        server                    = /usr/sbin/in.tftpd
        server_args             = -s /var/lib/tftpboot    //指定TFTP根目录（引导文件的存储路径） -c允许上传
        disable                 = no   //修改 disable no表示开启TFTP服务 
        per_source              = 11    //通过限制一个主机的最大连接数，从而防止某个主机独占某个服务,这里每个IP地址的连接数是11个
        cps                     = 100 2   //表示服务器最多启动100个连接，如果达到这个数目将停止启动新服务2秒。在此期间不接受任何请求
        flags                   = IPv4
}


disable 设置 no
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用于 PXE 网络安装的 Linux 内核、驱动文件可以从 CentOS 7 系统光盘/镜像获得， 分别为 vmlinuz 和 initrd.img，位于光盘目录 images/pxeboot 下。找到这两个文件并将其复制到 tftp 服务的根目录下

vmlinuz是可引导的、压缩的内核。“vm”代表“Virtual Memory”。Linux 支持虚拟内存，不像老的操作系统比如DOS有640KB内存的限制。Linux能够使用硬盘空间作为虚拟内存，因此得名“vm”。vmlinuz是可执行的Linux内核，它位于/boot/vmlinuz，它一般是一个软链接。

initrd是“initial ramdisk”的简写（系统初始化文件）。initrd一般被用来临时的引导硬件到实际内核vmlinuz能够接管并继续引导的状态。initrd.img主要是用于加载ext4等文件系统及scsi设备的驱动。比如，使用的是scsi硬盘，而内核vmlinuz中并没有这个scsi硬件的驱 动，那么在装入scsi模块之前，内核不能加载根文件系统，但scsi模块存储在根文件系统的/lib/modules下。为了解决这个问题，可以引导一个能够读实际内核的initrd内核并用initrd修正scsi引导问题。

#准备 tftp 需要共享出去的文件
mount /dev/cdrom /mnt
cd /mnt/images/pxeboot/
#内核文件 内核初始化镜像文件    /var/lib/tftpboot/ 站点
cp initrd.img vmlinuz /var/lib/tftpboot/

systemctl start xinetd tftp
systemctl enable xinetd
systemctl enable tftp
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以上就是为了将镜像中的内核文件+系统的初始化文件 丢到tftp的默认共享的目录中，以便后续pxe-client来下载

3、准备 PXE 引导程序pxelinux.0

pxelinux.0是个二进制文件，主要作用相当于一个系统安装步骤的指引，引导客户端如何安装系统。

yum -y install syslinux
rpm -ql syslinux | grep pxelinux   #查找pxe引导程序的位置
cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/   #拷贝到tftp的根目录下，系统引导文件
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注：只有安装了 system-config-kickstart 软件包，才会有/usr/share/syslinux/目录及目录中的文件

initrd.img pxelinux.0 vmlinuz

初始化文件 引导文件 内核文件

MBR引导——》 grub2菜单——》内核初始化——》init初始化。

4、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，如何加载驱动。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自动或手动建立。

至于为什么要是/var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default文件，因为是由pxelinux.0这个文件决定好的。

mkdir /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg    //默认pxelinux.cfg是没有的需要手动创建，注意它是一个目录而非文件虽然是以.cfg结尾
以下为纯手工配置default菜单文件
vim /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default 

default auto //指定默认入口名称 ，对应下面的label auto
prompt 1 //设置是否等待用户选择，1 表示等待用户控制，0表示不等待用户控制，安装时会出现boot:如果按回车表示选择auto模式

label auto   //默认的图形安装
      kernel vmlinuz 
      append initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7    //method必须指定网络路径

label linux text    //文本安装模式，出现boot：时输入linux text
      kernel vmlinuz 
      append text initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7 

label linux rescue    //救援模式，出现boot：时输入linux rescue
      kernel vmlinuz 
	  append rescue initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7
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5、安装ftp服务，准备 CentOS 7 安装源

yum -y install vsftpd
mount /dev/cdrom /mnt
mkdir /var/ftp/centos7
cp -rf /mnt/* /var/ftp/centos7    #将镜像复制其中
systemctl start vsftpd  
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6、实现Kickstart无人值守安装

准备安装应答文件

(1）安装system-config-kickstart工具yum install -y system-config-kickstart

(2）打开"Kickstart配置程序”窗口
通过桌面菜单"应用程序"–>“系统工具”–>"Kickstart”打开或执行"system-config-kickstart”命令打开

(3）配置kickstart选项

基本配置:

默认语言设为"中文(简体)”时区设为"Asia/ shanghai"

设置root密码

高级配置中勾选"安装后重启"。

安装方法:

选FTP

FTP服务器:ftp://192.168.100.100

FTP目录: centos7

准备安装应答文件

yum install -y system-config-kickstart   #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 CentOS 7 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。
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配置Kickstart（图形化图示）

配置好以后保存为ks.cfg文件，保存的路径为/var/ftp下

注意：软件包安装默认是禁用的，如果需要启用必须修改yum源配置文件，将[]里的内容改成development，立即生效。

ks.cfg应答文件解读：

# Install OS instead of upgrade
install                 //全新安装
# Keyboard layouts
keyboard 'us'  //英文键盘
# Root password
rootpw --iscrypted $1$9Rn8W7vF$npbKh8CeIbTxjwHUlcW4n0    //root密码
# Use network installation
url --url="ftp://192.168.100.100/centos7"  //网络安装路径
# System language
lang en_US       //系统语言，zh_CN表示中文
# System authorization information
auth  --useshadow  --passalgo=sha512
# Use text mode install
text       //字符模式安装，graphical表示图形化安装
firstboot --disable
# SELinux configuration
selinux --disabled         //禁用selinux
# Firewall configuration
firewall --disabled        //禁用防火墙
# Network information
network  --bootproto=dhcp --device=ens33        //网卡配置
# Reboot after installation
reboot               //安装完重启
# System timezone
timezone Asia/Shanghai                  // 时区：上海
# System bootloader configuration
bootloader --location=mbr                //mbr引导 
# Clear the Master Boot Record
zerombr
# Partition clearing information
clearpart --all --initlabel                //清除所有分区信息和初始化分区标签
# Disk partitioning information
part / --fstype="xfs" --grow --size=1            //分区配置
part swap --fstype="swap" --size=2048
part /boot --fstype="xfs" --size=300

最小安装

%packages
@base                    //安装基础软件包
@^gnome-desktop-environment     //安装桌面环境
%end
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如果需要自己配置软件包，需要编辑ks.cfg文件：

vim ks.cfg  
##添加至最后
%packages
@^graphical-server-environment
@base
@core
@desktop-debugging
@development
@dial-up
@fonts
@gnome-desktop
@guest-agents
@guest-desktop-agents
@hardware-monitoring
@input-methods
@internet-browser
@multimedia
@print-client
@x11
chrony

%end

如要求最小化安装，可复制下面内容添加到最后

vim ks.cfg
%packages
@^minimal
%end
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添加 ks 引导参数至引导菜单文件：

vi /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default 
default auto 
prompt 0    ##值为“0”时表示自动执行ks.cfg文件（无人值守）、为“1”时表示手动配置（有人值守）
label auto
        kernel vmlinuz
        append initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7  ks=ftp://192.168.100.100/ks.cfg

label linux text
        kernel vmlinuz
        append text initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7  ks=ftp://192.168.100.100/ks.cfg

label linux rescue
        kernel vmlinuz
        append rescue initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7  ks=ftp://192.168.100.100/ks.cfg
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7.验证

新建一台虚拟机之后自动进行安装：

直到上图在boot的部分需要按一次回车之后全部自动安装。

已全部安装完成。

安装完成可登录。

END