[PXE] linux（centos）PXE服務器搭建，安裝，啟動及pxe協議詳解
本章Blog相關Linux知識點
工作環境中，想要安裝Linux但是計算機沒有光驅，或者是有大批量的計算機需要同時安裝Linux，就需要通過部署環境PXE+DHCP+TFTP+HTTP+kickstart 方式來實現了 。
PXE是什麽：
PXE，預啟動執行環境（Preboot eXecution Environment，PXE，也被稱為預執行環境)提供了一種使用網絡接口（Network Interface）啟動計算機的機制。這種機制讓計算機的啟動可以不依賴本地數據存儲設備（如硬盤）或本地已安裝的操作系統。
PXE(Pre-boot Execution Environment)是由Intel設計的協議，它可以使計算機通過網絡啟動。協議分為client和server兩端，支持工作站通過網絡從遠端服務器下載映像，並由此支持來自網絡的操作系統的啟動過程，其啟動過程中，終端要求服務器分配IP地址，再用TFTP（trivial file transfer protocol）或MTFTP(multicast trivial file transfer protocol)協議下載一個啟動軟件包到本機內存中並執行，由這個啟動軟件包完成終端基本軟件設置，從而引導預先安裝在服務器中的終端操作系統。
PXE工作原理：
1.PXE client從自己的PXE網卡啟動，向本網絡中的DHCP服務器請求ip地址
2.DHCP服務器收到dhcp請求後，分配dhcp地址池中ip給PXE client
3.PXE client向本網絡中的TFTP服務器索取bootstarp文件
4.PXE client取得bootstarp文件後之執行pxelinux.0文件引導，使用pxelinux環境來引導os安裝程序。
5.PXE client然後讀取pxelinux.cfg文件夾中的default（isolinux.cfg）引導文件，通過TFTP服務器加載內核vmlinuz和根文件系統（boot.msg，vesamenu.c32，initrd.img，splash.jpg），通過http服務器加載ks.cfg引導文件。
6.啟動linux內核完成安裝
在上圖中，PXE client是需要安裝Linux的計算機，TFTP Server和DHCP Server運行部署在在PXE Server端。Bootstrap文件、配置文件、Linux內核以及Linux根文件系統都放置在Linux Server上TFTP服務器的根目錄下。
PXE必要條件：
1、pxe client必須支持pxe用戶端功能，並且開機時選擇網絡啟動，這樣系統才能以網絡的方式進入pxe啟動程序
2、pxe服務器必須至少提供DHCP及TFTP的服務才行，且其中
DHCP服務器必須能夠除未pxe client分配ip地址外，還需告知tftp所在的位置（即pxelinux.0的文件位置）
TFTP服務器則為pxe client 提供bootloader 及 kernel 等重要文件下載服務
3、使用NFS/HTTP/FTP之一的服務器提供pxe client所需程序及軟件來源等通訊協議
PXE工作流程圖：
PXE環境DHCP 部署
動態主機設置協議（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）是一種使網絡管理員能夠集中管理和自動分配IP網絡地址的通信協議，使用UDP協議工作，DHCP使用統一端口作為BOOTP：服務器端使用67/udp，客戶端使用68/udp。主要有兩個用途：用於內部網絡或網絡服務供應商自動分配IP地址給用戶；用於內部網絡管理員作為對所有電腦作中央管理的手段。
DHCP協議的工作流程：
客戶端在局域網廣播DHCPDISCOVER報文，請求獲得ip地址、網關、dns地址 等信息；DHCP服務器收到DHCPDISCOVER報文後 ，發送DHCPOFFER 報文進行響應 ；客戶端收到DHCPOFFER報文後，發送DHCPREQUEST 報文進行請求 ；最終DHCP 服務器發送 DHCPACK報文進行確認 。
DHCP配置文件dhcp.conf 分為4段：
1、DHCP屬性段： log-facility 定義日誌等級
2、全局屬性段： 使用option 關鍵字定義
3、子網分配段： 使用subnet 來定義
4、主機配置段： 使用host來定義
[root@PXE pxelinux.cfg]# vi /etc/dhcp/dhcpd.conf
# dhcpd.conf
#
# Sample configuration file for ISC dhcpd
#
# option definitions common to all supported networks...
option domain-name "itwish.cn"; # 全局定義域名
option domain-name-servers 192.168.4.150 ; # 全局定義dns 地址
default-lease-time 600; # 全局定義默認租約期限
max-lease-time 7200; # 全局定義最長租約期限
log-facility local7; # 文件屬性
subnet NETWORK_ADDR netmask NETMASK { # 定義子網
range 10.254.239.10 10.254.239.20; # 分配地址池
option routers dns1;
option domain-name-servers ns.itwish.cn;
option domain-name "internal.example.org";
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
range dynamic-bootp 10.254.239.40 10.254.239.60; # 定義bootp
option broadcast-address 10.254.239.31; # 廣播地址
next-server 192.168.4.100; # tftp服務器地址
filename "pxelinux.0"; # 告訴TFTP目錄下的bootstarp文件
}
host passacaglia { # 主機定義
hardware ethernet 0:0:c0:5d:bd:95; # 物理地址
filename "vmunix.passacaglia";
server-name "toccata.fugue.com";
fixed-address ip; # 固定地址
}安裝DHCP：
[root@PXE ~]# yum install dhcp # 安裝dhcp server
[root@PXE ~]# rpm -ql dhcp
/etc/dhcp
/etc/dhcp/dhcpd.conf # dhcpd配置文件
/etc/rc.d/init.d/dhcpd # dhcpd啟動文件
/usr/sbin/dhcpd # 啟動腳本配置文件
[root@PXE pxelinux.cfg]# vi /etc/dhcp/dhcpd.conf # 調整配置文件
# dhcpd.conf
#
option domain-name "itwish.cn";
option domain-name-servers 192.168.4.150 ;
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
log-facility local7;
subnet 192.168.4.0 netmask 255.255.255.0 { # 定義子網
range 192.168.4.10 192.168.4.100;
option routers 192.168.4.1;
next-server 192.168.4.150; # 註：添加 tftp服務器地址
filename="pxelinux.0"; #註：告訴TFTP目錄下的bootstarp文件
}
#註：配置文件中以";" 號結尾 ，且需添加next-server 和filename 項啟動dhcp並驗證dhcpd進程是否處於監聽狀態：
[root@PXE ~]# chkconfig --add dhcpd [root@PXE ~]# chkconfig dhcpd on [root@PXE ~]# service dhcpd start Starting dhcpd: [ OK ] [root@PXE ~]# ps aux | grep dhcpd # 驗證dhcpd 啟動 dhcpd 14087 0.0 0.1 48324 3572 ? Ss 03:13 0:00 /usr/sbin/dhcpd -user dhcpd -group dhcpd root 14108 0.0 0.0 103272 840 pts/0 S+ 03:14 0:00 grep dhcpd [root@PXE ~]# ss -tunl | grep 67 udp UNCONN 0 0 *:67 *:*
PXE環境 TFTP部署
簡單文件傳輸協議也稱小型文件傳輸協議（Trivial File Transfer Protocol, TFTP），工作在UDP/69 端口，是一種於1981年在RFC 783中定義的簡化的文件傳輸協議（FTP）。
瞬時（非獨立）守護進程：他們無需定義在運行級別下，只需要一次性的定義xinetd的運行級別
xinetd——為那些極少接受用戶請求的服務，專門提供監聽功能，如 監聽tftpd進程
獨立（standlone）守護進程 ：能自我管理，無須xinet 提供監聽服務的進程
安裝TFTP：
[root@PXE ~]# yum install xinetd tftp-server
[root@PXE ~]# rpm -ql tftp-server
/etc/xinetd.d/tftp # 配置文件路徑
/var/lib/tftpboot # 默認tftp存儲目錄
[root@PXE ~]# vi /etc/xinetd.d/tftp
# default: off
service tftp
{
disable = no # no 表明tftp處於啟用狀態 ，yes 表示tftp處於禁用狀態
socket_type = dgram
protocol = udp
wait = yes
user = root
server = /usr/sbin/in.tftpd
server_args = -s /var/lib/tftpboot # 默認tftp存儲目錄
per_source = 11
cps = 100 2
flags = IPv4
}
[root@PXE ~]# chkconfig xinetd on
[root@PXE ~]# chkconfig tftp on
[root@PXE ~]# service xinetd start
Starting xinetd:
[root@PXE ~]# ss -tunl | grep 69
udp UNCONN 0 0 *:69 *:*使用 syslinux 提供的bootstart ：
[root@PXE ~]# yum install syslinux [root@PXE ~]# rpm -ql syslinux /usr/share/syslinux # pxelinux.0 文件存儲目錄 [root@PXE ~]# cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/ # 復制pxelinux.0到 /var/lib/tftpboot 目錄 [root@PXE ~]# cd /var/lib/tftpboot/ [root@PXE tftpboot]# mkdir pxelinux.cfg [root@PXE boot]# mount /dev/cdrom /media/ # 掛載光盤 mount: block device /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only [root@PXE ~]# cp isolinux/isolinux.cfg /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default # 把isolinux.cfg引導文件拷貝到tftpd存儲目錄下的pxelinux.cfg文件中,並命名為default [root@PXE ~]# vi /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default # 修改linux內核引導文件 default vesamenu.c32 # 默認啟動界面，該文件需要拷貝到tftp存儲目錄中。 #prompt 1 timeout 600 # 這個值是秒數的10倍，表示超時時間60s display boot.msg # 將額外信息寫入到boot.msg文件中，該文件需要拷貝到tftp存儲目錄中。 menu background splash.jpg # 菜單背景圖，該文件需要拷貝到tftp存儲目錄中。 menu title Welcome to CentOS 6.6! # 啟動菜單大標題 label linux menu label ^Install or upgrade an PXE system #菜單項目 menu default # 預設項目 kernel vmlinuz # 內核 vmlinuz，該文件需要拷貝到tftp存儲目錄中。 append initrd=initrd.img ks=http://192.168.4.150/ks.cfg # 核心參數，指定initrd 核心文件，該文件需要拷貝到tftp存儲目錄中。另指定ks文件目錄，這兒使用的http協議
把內核及根文件拷貝到tftpd存儲目錄 ：參照上菜單配置信息，包括 vesamenu.c32，boot.msg，splash.jpg，vmlinuz，initrd.img 文件做拷貝
[root@PXE ~]# cp /media/images/pxeboot/{initrd.img,vmlinuz} /var/lib/tftpboot/
[root@PXE ~]# cp /media/isolinux/{boot.msg,vesamenu.c32,splash.jpg} /var/lib/tftpboot/PXE環境HTTPD部署
創建kickstart文件方式：
1、復制模板 /root/anaconda-ks.cfg ，而後使用vim編輯配置
2、使用system-config-kickstart 來生成，建議也使用/root/anaconda-ks.cfg 作為模板來進行
# ksvalidator 查看ks文件語法是否正確
kickstat文件的組成部分 ：
1、命令段： 用於配置系統 ，如：install ，firewall， part，lv 等
2、軟件包段%packages；指定要安裝的程序包組（@組包名）及程序包(程序包名)，每行一個 ；在程序包之前加 “-”號，表示不希望安裝
3、%pre %post腳本段：安裝過程開始之前、後執行的安裝預備式腳本
httpd安裝：以/root/anaconda.cfg 為模板，配置ks.cfg文件 ，配置repo url 和 ks.cfg url
[root@PXE ~]# yum install httpd [root@PXE ~]# rpm -ql httpd /etc/httpd /etc/httpd/conf/httpd.conf # httpd 配置文件 /var/www/html # httpd 默認存儲目錄 [root@PXE ~]# chkconfig httpd on [root@PXE ~]# service httpd start Starting httpd: [root@PXE ~]# ss -tunl |grep 80 tcp LISTEN 0 128 :::80 :::* [root@PXE ~]# ps aux | grep httpd root 1877 0.0 3.3 479948 20284 ? Ss 08:20 0:01 /usr/sbin/httpd apache 2184 0.0 1.6 480084 9908 ? S 09:07 0:00 /usr/sbin/httpd apache 2185 0.0 1.6 480084 9884 ? S 09:07 0:00 /usr/sbin/httpd apache 2188 0.0 1.6 480084 9884 ? S 09:07 0:00 /usr/sbin/httpd apache 2189 0.0 1.6 480084 9884 ? S 09:07 0:00 /usr/sbin/httpd apache 2190 0.0 1.6 480084 9884 ? S 09:07 0:00 /usr/sbin/httpd apache 2191 0.0 1.6 480084 9884 ? S 09:07 0:00 /usr/sbin/httpd apache 2192 0.0 1.6 480084 9884 ? S 09:07 0:00 /usr/sbin/httpd apache 2193 0.0 1.6 480084 9884 ? S 09:07 0:00 /usr/sbin/httpd root 3116 0.0 0.1 103324 844 pts/0 S+ 19:48 0:00 grep httpd [root@PXE ~]# cp /root/anaconda-ks.cfg /var/www/html/ks.cfg # 拷貝模板到/var/www/html 目錄，並重命名為ks.cfg [root@PXE ~]# chmod o+r /var/www/html/ks.cfg # 分配權限，為pxe client引導安裝使用 [root@PXE isolinux]# cp /media/* /var/www/html/centos/os/ # 拷貝安裝系統 [root@PXE os]# grub-crypt # 密碼加密，使用grub-crypt 默認512位加密方式 Password: Retype password: $6$DnceMH60Kiu8TaME$ySd/QOpPtEcLnnoW36bDjb59xr1eJHGUwTTV/4MHoojT.RoXXdsLHMWJXcLCETQNRF2xITSqKHAAUNZq6df0i/ [root@PXE ~]# vi /var/www/html/ks.cfg # 調整配置文件 # Kickstart file automatically generated by anaconda. #version=DEVEL install # 命令段 ，安裝 url --url=http://192.168.4.150/centos/os/ # 指定網絡url安裝目錄 lang en_US.UTF-8 # 默認字體 keyboard us # 鍵盤類型 network --onboot yes --device eth0 --bootproto dhcp --noipv6 # 指定開機自啟，網絡接口eth0 ，dhcp獲取網絡地址，ipv6 禁用 rootpw --iscrypted $6$ZOGP2tA0PI/6SI/X$MlC5bJyXfP9TBN5/0vwoc6dqAqIijOQthEbAZUnIXft85Tj9n4sKWB2PfxrsVfkZ2ibqX63apu8ElmdEvBo9o/ # root 加密密碼，使用grub-crypt 生成的字符串替代 reboot # 配置完畢後，重啟內核 firewall --disabled # 防火墻禁用 authconfig --enableshadow --passalgo=sha512 # 登錄身份使用 sha1 的 512bits 加密算法 selinux --disabled # selinux 功能禁用 timezone Asia/Shanghai # 定義上海時區 bootloader --location=mbr --driveorder=sda --append="crashkernel=auto rhgb quiet" # 定義bootloader，grub安裝mbr ，安裝在sda磁盤 # The following is the partition information you requested # Note that any partitions you deleted are not expressed # here so unless you clear all partitions first, this is # not guaranteed to work clearpart --all # 清除磁盤分區表 text # 純文本格式安裝顯示 zerombr # 對磁盤進行初始化 part /boot --fstype=ext4 --asprimary --size=2000 # 分區信息 ，定義boot分區 ，格式為ext4 ，大小為2G part swap --size=4096 # 分區信息 ，定義swap分區 ，大小為4G part pv.008003 --size=80000 # 分區信息 ，定義lv分區 pv.008003，大小為80G volgroup vg0 --pesize=8192 pv.008003 # 分區信息 ，在lv分區pv.008003定義vg0卷組 ，pe大小為8M logvol / --fstype=ext4 --name=root --vgname=vg0 --size=15000 logvol /usr --fstype=ext4 --name=/usr --vgname=vg0 --size=30000 logvol /var --fstype=ext4 --name=/var --vgname=vg0 --size=20000 logvol /home --fstype=ext4 --name=/home --vgname=vg0 --size=12000 repo --name="CentOS-6.6" --baseurl=http://192.168.4.150/centos/os/ --cost=100 # 定義yum倉庫 ，類別為bashurl ，名稱為CentOS-6.6 %packages # 包組段，安裝包組及程序包 @core @server-policy @workstation-policy %end
ks.cfg及repo驗證：
註：ks.cfg若不能正常打開，確認是否有讀權限
註： 若不能顯示以上連接方式，確認httpd配置文件中，是否開啟相關選項。
PXE環境測試，安裝
部署環境：vmware 虛擬機
PXE服務器： PXE， ip :192.168.4.150
PXE client : vm
一、配置PXE client 客戶端 ，網絡需與PXE服務器處於同一網段 192.168.4.150 /24
二、選擇開機啟動順序，選擇"Network boot from Intel E1000"
三、pxe client獲取dhcp地址後 ，獲取pxelinux.cfg中配置文件
四、加載內核和根文件系統
五、安裝networkmanager ，創建磁盤分區
六、檢查包依賴關系，並安裝程序。
七、完成安裝，重啟 ，進入登錄界面
至此，pxe 服務器端 部署完成 ，並成功自動化安裝pxeclient 端 。
[PXE] linux（centos）PXE服務器搭建，安裝，啟動及pxe協議詳解