Service系统服务(五)：PXE基础装机环境、配置并验证DHCP服务、配置PXE引导、验证PXE网络装机、PXE+kickstart自动装机

一、PXE基础装机环境

目标：

本例要求为后续的PXE服务器构建提供RHEL7软件仓库，完成下列任务：

   1> 在CentOS真机部署Web目录/var/www/html/rh7dvd
   2> 挂载RHEL7光盘镜像文件到该目录
   3> 访问 http://192.168.4.254/rhel7/ 测试，确保可用

方案：

PXE网络装机的整体思路 —— 装机条件准备：

•     准备RHEL7安装源（HTTP方式YUM库）
•     启用DHCP服务

PXE网络装机的整体思路 —— PXE引导配置：

•     启用TFTP服务，提供装机用的内核、初始化文件
•     提供PXE引导程序、配置启动菜单

步骤：

步骤一：通过 HTTP 方式发布RHEL7软件源

此环节可以直接使用网络内共有的YUM软件源，比如CentOS真机。

1）快速构建httpd服务器（若已构建，此步可跳过）

    [root@room9pc13 ~]# yum  -y  install  httpd          //装包
    [root@room9pc13 ~]# systemctl  restart  httpd         //启动服务
    [root@room9pc13 ~]# systemctl  enable  httpd          //设置开机自启

2）准备yum仓库，部署到Web子目录

    [root@room9pc13 ~]# mkdir  /var/www/html/rh7dvd      //建挂载点
    [root@room9pc13 ~]# vim  /etc/fstab
    .. ..
    /ISO/rhel-server-7.2-x86_64-dvd.iso  /var/www/html/rh7dvd  iso9660  loop,ro  0  0
    [root@room9pc13 ~]# mount  -a                         //挂载ISO镜像文件
    [root@room9pc13 ~]# ls  /var/www/html/rh7dvd/         //确认部署位置
    addons  isolinux       repodata
    EFI     LiveOS         RPM-GPG-KEY-redhat-beta
    EULA    media.repo     RPM-GPG-KEY-redhat-release
    GPL     Packages       TRANS.TBL
    images  release-notes

步骤二：确保yum仓库HTTP资源可用

从浏览器访问http://192.168.4.254/rh7dvd/，可看到仓库资源（如下图所示）。

                         

二、配置并验证DHCP服务

目标：

本例要求为PXE客户机提供地址分配服务，在主机 svr7 上搭建支持PXE的DHCP服务器，提供的地址参数如下：

•     IP地址范围 192.168.4.10~200/24
•     PXE引导服务器位于 192.168.4.7、引导文件 pxelinux.0

然后在主机 pc207 上使用dhclient命令测试 DHCP地址分配服务。

方案：

DHCP地址分配的四次会话：DISCOVERY --> OFFER --> REQUEST -->ACK 。

DHCP服务器基本概念：

•     DHCP租期：允许客户机租用IP地址的时间期限，单位为秒
•     DHCP作用域：分配给客户机的IP地址所在的网段
•     DHCP地址池：用来动态分配的IP地址的范围

DHCP服务端：软件包dhcp、系统服务dhcpd

DHCP服务端配置文件：/etc/dhcp/dhcpd.conf

传输协议及端口：UDP 67（服务器）、UDP 68（客户端）

步骤：

步骤一：配置DHCP服务端

1）安装dhcp软件包

    [root@svr7 ~]# yum  -y  install  dhcp
    .. ..

2）建立dhcpd.conf服务配置

    [root@svr7 ~]# vim  /etc/dhcp/dhcpd.conf
    subnet 192.168.4.0 netmask 255.255.255.0 {
         range  192.168.4.10 192.168.4.200;
         next-server  192.168.4.7;
         filename  "pxelinux.0";
    }

3）启动系统服务dhcpd，并设置开机自启

    [root@svr7 ~]# systemctl  restart  dhcpd
    [root@svr7 ~]# systemctl  enable  dhcpd
    Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/dhcpd.service to /usr/lib/systemd/system/dhcpd.service.

4）确认dhcpd服务状态

    [root@svr7 ~]# netstat  -anptu  |  grep  dhcpd
    udp        0      0 0.0.0.0:67              0.0.0.0:*                           58693/dhcpd         
    .. ..

步骤二：在客户端测试DHCP服务

1）使用dhclient命令测试，观察获取IP地址的过程

    [root@pc207 ~]# dhclient  -d  eth0
    Internet Systems Consortium DHCP Client 4.2.5
    Copyright 2004-2013 Internet Systems Consortium.
    All rights reserved.
    For info, please visit https://www.isc.org/software/dhcp/
    .. ..
    DHCPDISCOVER on eth0 to 255.255.255.255 port 67 interval 7 (xid=0x6707682f)
    DHCPREQUEST on eth0 to 255.255.255.255 port 67 (xid=0x6707682f)
    DHCPOFFER from 192.168.4.7
    DHCPACK from 192.168.4.7 (xid=0x6707682f)
    bound to 192.168.4.10 -- renewal in 18008 seconds.
    ^C                                   //按Ctrl+c键退出测试

2）若因操作异常导致IP故障，可恢复客户机原有IP配置

    [root@pc207 ~]# pkill  -9  dhclient                      //杀死dhclient进程
    [root@pc207 ~]# nmcli  connection  up  eth0              //激活原配置
    .. ..

三、配置PXE引导

目标：

本例要求为PXE装机提供引导服务，并提供必要的素材，完成下列任务：

   1> 启用TFTP服务器，部署引导文件（内核vmlinuz、初始文件initrd.img、网卡启动程序pxelinux.0）
   2> 创建pxelinux.cfg/配置目录，在此目录下建立默认引导文件default

方案：

TFTP，Trivial File Transfer Protocol：简单文件传输协议，通过UDP 69端口提供小文件的传输服务，默认应将资源部署到/var/lib/tftpboot目录下，不支持认证和目录访问等复杂FTP操作。

网卡启动程序pxelinux.0由软件包syslinux提供。

PXE安装用的内核及初始化文件可从RHEL7的光盘目录/images/pxeboot/下提取。

PXE启动配置相关资料可参考RHEL7的光盘目录/isolinux/，其中包括图形支持模块vesamenu.c32、背景图片spash.png、菜单配置文件isolinux.cfg（使用时改名为default）。

步骤：

步骤一：快速构建TFTP服务器

1）安装tftp-server软件包

    [root@svr7 ~]# yum -y install tftp-server
    .. ..

2）启动系统服务tftp，并设置开机自启

    [root@svr7 ~]# systemctl  restart  tftp
    [root@svr7 ~]# systemctl  enable  tftp
    Created symlink from /etc/systemd/system/sockets.target.wants/tftp.socket to /usr/lib/systemd/system/tftp.socket.

步骤二：部署启动文件

1）拷贝pxelinux.0程序，部署到TFTP目录

在软件包syslinux提供的目录下找到pxelinux.0程序

    [root@svr7 ~]# yum  -y  install  syslinux
    [root@svr7 ~]# rpm  -ql  syslinux  |  grep pxelinux.0
    /usr/share/syslinux/gpxelinux.0
    /usr/share/syslinux/pxelinux.0

将其拷贝到/var/lib/tftpboot/目录下，确认部署结果：

    [root@svr7 ~]# cp  /usr/share/syslinux/pxelinux.0  /var/lib/tftpboot/
    [root@svr7 ~]# ls  /var/lib/tftpboot/
    pxelinux.0

2）拷贝引导装机的内核、初始镜像，部署到TFTP目录

当文件较多时，可以在TFTP目录下创建子目录：

    [root@svr7 ~]# mkdir  /var/lib/tftpboot/rhel7

再通过RHEL7光盘目录找到PXE版内核vmlinuz、初始镜像initrd.img，将其拷贝到上述子目录：

    [root@svr7 ~]# cd  /var/lib/tftpboot/rhel7/
    [root@svr7 rhel7]# wget  http://192.168.4.254/rh7dvd/isolinux/vmlinuz
    [root@svr7 rhel7]# wget  http://192.168.4.254/rh7dvd/isolinux/initrd.img
                                                  //下载内核、初始化文件

确认部署结果：

    [root@svr7 pxeboot]# ls  -R  /var/lib/tftpboot/
    /var/lib/tftpboot/:
    pxelinux.0  rhel7
    /var/lib/tftpboot/rhel7:
    initrd.img  vmlinuz

步骤三：配置启动菜单

1）创建配置目录

   [root@svr7 ~]# mkdir  /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg

2）以光盘中的isolinux目录为模板，拷贝必要的文件

    [root@svr7 ~]# cd  /var/lib/tftpboot/
    [root@svr7 tftpboot]# wget  http://192.168.4.254/rh7dvd/isolinux/vesamenu.c32
                                                          //提供图形支持
    [root@svr7 tftpboot]# wget  http://192.168.4.254/rh7dvd/isolinux/splash.png  
                                                                //准备背景图片
    [root@svr7 tftpboot]# wget  -O  pxelinux.cfg/default  http://192.168.4.254/rh7dvd/isolinux/isolinux.cfg
                                                             //建立菜单配置
    [root@svr7 isolinux]# ls  -R  /var/lib/tftpboot/          //确认部署结果
    /var/lib/tftpboot/:
    pxelinux.0  pxelinux.cfg  rhel7  splash.png  vesamenu.c32
    /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg:
    default
    /var/lib/tftpboot/rhel7:
    initrd.img  vmlinuz

3）调整启动参数

    [root@svr7 ~]# vim  /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
    default vesamenu.c32                              //默认交给图形模块处理
    timeout 600                                      //选择限时为60秒（单位1/10秒）
    .. ..
    menu title  PXE  Installation  Server             //启动菜单标题信息
    .. ..
    label  linux                                  //菜单项标签
        menu  label  ^Install Red Hat Enterprise Linux 7.2
        kernel  rhel7/vmlinuz                      //内核的位置
        append  initrd=rhel7/initrd.img  inst.stage2=http://192.168.4.254/rh7dvd
                                                     //初始镜像、安装源位置
    label rescue
        menu label ^Rescue a Red Hat Enterprise Linux system
        kernel rhel7/vmlinuz
        append initrd=rhel7/initrd.img inst.stage2=http://192.168.4.254/rh7dvd rescue
    label local                                     //从硬盘启动
        menu  default                              //默认启动方式
        menu label Boot from ^local drive
        localboot 0xffff
    menu  end

步骤四：访问TFTP服务端确保可用

1）在pc207上安装tftp命令工具

    [root@pc207 ~]# yum  -y  install  tftp
    .. ..

2）在pc207上访问svr7上的TFTP服务端，下载文件测试

    [root@pc207 ~]# tftp  192.168.4.7  -c  get pxelinux.0
    [root@pc207 ~]# ls  -lh  pxelinux.0                      //检查下载结果
    -rw-r--r--. 1 root root 27K 1月  13 15:48 pxelinux.0

四、验证PXE网络装机

目标;

沿用案例三，本例要求新建一台虚拟机（内存1G、硬盘20G），完成PXE网络装机的过程测试：

   1> 选择采用URL源，自动获取IP地址
   2> 指定路径 http://192.168.4.254/rh7dvd
   3> 后续过程与光盘本地安装相同

方案;

认识PXE客户机装机的引导环节：

    1> 通过DHCP配置网卡、获知TFTP地址及PXE启动文件
    2> 从TFTP服务器下载PXE启动文件
    3> 读取启动配置（pxelinux.cfg/default）
    4> 根据用户选择下载 vmlinuz 和 initrd.img
    5> 内核 vmlinuz 运行后，主导安装过程

步骤;

步骤一：新建虚拟机pxetest

新建一台虚拟机，注意将安装方式选择“网络引导（PXE）”（如下图所示）。虚拟机的其他设置参考：内存1G、硬盘20G；网络类型要与PXE服务器相同，比如选用private1隔离网络。

                                

注意：如果是生产环境中已经有系统的客户机，则需要调整BIOS设置，将网络引导作为第一启动设备。

步骤二：启动虚拟机pxetest，验证PXE网络安装过程

1）确认启动界面

客户机通过PXE引导以后，可以获得服务端提供的配置界面（如下图所示）。

                               

2）选择第一个菜单项开始安装RHEL7操作系统

成功出现RHEL7安装程序的欢迎界面，根据提示选择中文（如下图所示）后继续。

                              

3）下一步需手动选择安装源

指定位于http://192.168.4.254/rh7dvd的软件仓库（如下图所示），软件选择、安装位置等设置根据需要指定，确认后继续。

                              

后续过程与正常的光盘安装类似，不再赘述。

顺利操作到这里说明PXE网络引导安装的目标已经实现了。

五、PXE+kickstart自动装机

目标：

本例要求在PXE服务器上为RHEL7客户机准备ks应答文件，完成下列任务：

   1> 实现全自动的安装及配置
   2> 能够自动配好YUM仓库

然后在客户机上验证PXE+kickstart全自动装机过程：

   1> 再次将测试客户机从PXE启动并安装
   2> 完成后，重启客户机并验证结果

方案：

使用图形配置工具system-config-kickstart来生成应答文件

步骤：

步骤一：准备应答文件

找一台RHEL7系统的模板虚拟机，使用配置工具生成应答文件。

1）在模板机上安装system-config-kickstart软件包

    [root@svr7 ~]# yum  -y  install  system-config-kickstart
    .. ..

2）调整模板机的yum仓库设置

清理掉无关的yum源，只保留为客户机安装RHEL7系统所必要的yum源，并且将源的ID修改为development。

    [root@svr7 ~]# vim  /etc/yum.repos.d/rh7dvd.repo
    [development]
    name = Red Hat Enterprise Linux 7
    baseurl = http://192.168.4.254/rh7dvd
    gpgcheck = 0

3）运行system-config-kickstart工具，创建应答文件

在支持图形程序的环境运行system-config-kickstart，即可打开该配置工具（如下图所示）。

                             

通过“文件”菜单打开/root/anaconda-ks.cfg文件，作为应答配置模板，这样可以节省很多时间（如下图所示）。根据需要确认默认语言、时区，设置根口令、磁盘分区规划等基本信息。

                             

在安装方法部分，选择“执行新安装”，并正确设置HTTP安装源的访问地址信息（如下图所示）。

                              

在分区信息部分，选择清除主引导记录、删除所有现存分区、初始化磁盘标签，并手动添加/boot 200MB、SWAP分区 2000MB、/分区 所有剩余空间（如下图所示）。

                               

在网络配置部分，确认已添加第一块网卡，设为DHCP自动获取（如下图所示）。

                               

在防火墙配置部分，禁用SELinux、禁用防火墙（如下图所示）。

                               

在软件包选择部分，根据客户机的实际需要定制。比如若要使用图形桌面环境，建议将GNOME相关的包勾选上（如下图所示）。

                               

在安装后脚本部分，添加经验证的正确可执行语句，使客户机装好系统后能够自动配好YUM源（如下图所示）。

                               

确认上述调整后，通过“文件”菜单将其保存为/root/ks-rhel7.cfg。

4）应答文件微调整

删除掉随模板机配置残留的不可用仓库记录（比如以repo --name开头的Server-HighAvailability、Server-ResilientStorage、autopart等行）

    [root@svr7 ~]# vim  /root/ks-rhel7.cfg
    install                                                  //安装基本信息设置
    xconfig  --startxonboot
    keyboard --vckeymap=cn --xlayouts='cn'
    rootpw --iscrypted $1$.48kBNVL$e.Ym0L/RzkJonYwbg9Brq1
    timezone Asia/Shanghai
    url --url="http://192.168.4.254/rh7dvd"                  //安装源设置
    lang zh_CN
    firewall --disabled
    #repo --name="Server-HighAvailability" --baseurl=file:///run/install/repo/addons/HighAvailability
    #repo --name="Server-ResilientStorage" --baseurl=file:///run/install/repo/addons/ResilientStorage
    #autopart --type=lvm                                      //分区设置
    zerombr
    clearpart --all --initlabel
    part /boot --fstype="xfs" --size=200
    part swap --fstype="swap" --size=2000
    part / --fstype="xfs" --grow --size=1
    .. ..
    %post --interpreter=/bin/bash                          //安装后脚本设置
    echo  '[rhel7]
    name = Red Hat Enterprise Linux 7.2
    baseurl = http://192.168.4.254/rh7dvd
    gpgcheck = 0'  >  /etc/yum.repos.d/rhel7.repo
    %end
    %packages                                              //软件包设置
    @^graphical-server-environment
    @base
    @core
    @desktop-debugging
    @development
    .. ..
    initial-setup
    initial-setup-gui
    -NetworkManager
    -NetworkManager-team
    .. ..
    %end

步骤二：部署应答文件

1）将应答文件部署在客户机可访问的位置

部署并确认文件：

    [root@room9pc13 ~]# scp  root@192.168.4.7:/root/ks-rhel7.cfg  /var/www/html/
    [root@room9pc13 ~]# ls  -lh  /var/www/html/ks-rhel7.cfg          //检查部署的文件
    -rw-r--r--. 1 root root 4.5K 1月  13 20:20 /var/www/html/ks-rhel7.cfg

在客户端下载应答文件，确保可访问：

    [root@pc207 ~]# wget  http://192.168.4.254/ks-rhel7.cfg
    .. ..
    2017-01-13 20:22:19 (183 MB/s) - “ks-rhel7.cfg” 已保存 [4508]
    [root@pc207 ~]# ls  -lh  ks-rhel7.cfg                 //检查下载的文件
    -rw-r--r--. 1 root root 4.5K 1月  13 20:22 ks-rhel7.cfg

2）在PXE服务器上修改default引导配置，调用应答文件

找到相应的label启动项，在append后添加ks=应答文件地址，去掉原有的inst.stage2参数设置：

    [root@svr7 ~]# vim  /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
    .. ..
    label linux
        menu label ^Install Red Hat Enterprise Linux 7.2
        kernel rhel7/vmlinuz
        append initrd=rhel7/initrd.img ks=http://192.168.4.254/ks-rhel7.cfg
    .. ..

步骤三：验证PXE+kickstart自动应答

1）新建一台虚拟机裸机，确认支持PXE网卡启动

新建一台虚拟机裸机，注意以下事项：将内存设为1G、硬盘设为20G；网络类型要与pxesvr服务器的相同，比如选择private1。

2）启动虚拟机裸机，验证PXE网络安装过程

正常PXE引导，选择第一个启动项回车确认即快速进入全自动安装，后续过程基本无需人工干预（如下图所示）。