Linux下批次部署安裝--PXE

   Linux作業系統如何安裝？ 以及如何自動（無人值守）安裝？ 以及如何批次自動安裝？ 下面我們會一一的來介紹。

以下操作以CentOS6系列為例，以 VMware 作為虛擬機器管理器進行實驗。

一、安裝系統 

1、個人 pc 如何安裝一個Linux作業系統使用呢？ 

    Linux作業系統的安裝過程大致如下：

    以本地映象為例，POST加點自檢，載入映象檔案中的核心和臨時根檔案系統，最後會啟動anaconda的安裝程式，此程式是互動式的，幫助使用者來選擇安裝前的一些操作，完成這一步操作之後，進入真正的安裝包軟體，完成系統的安裝。
    
# 如何載入記憶體和根檔案系統呢？
# 大致過程是：執行光碟中 isolinux 目錄下的 isolinux.bin 二進位制程式，它會載入此目錄下的
# vmlinuz 和 initrd.img 檔案實現核心和臨時根檔案系統的載入。
#
# 載入完核心和臨時根檔案系統後，會執行 isolinux.cfg 指令碼，此指令碼的作用是顯示安裝選單，
# 同時會將 splash.jpg 格式的圖片作為背景顯示，如圖 1-1
#
# boot.cat檔案是提供 boot: 提示符，來設定相關引數，Tab 可補全相關引數，如圖 1-2。此功能
# 等價於 圖 1-1 在相應選單下按 Tab 後新增相關引數
#
# 下面是光碟中 isolinux 目錄下的的相關檔案
#
[root@server ~]# ll /media/cdrom/isolinux/
total 37142
-r--r--r-- 1 root root     2048 Nov 29  2013 boot.cat
-r--r--r-- 2 root root       84 Nov 29  2013 boot.msg
-r--r--r-- 2 root root      334 Nov 28  2013 grub.conf
-r--r--r-- 2 root root 33392971 Nov 28  2013 initrd.img
-r--r--r-- 2 root root    24576 Nov 29  2013 isolinux.bin
-r--r--r-- 2 root root      936 Nov 29  2013 isolinux.cfg
-r--r--r-- 2 root root   165080 Nov 29  2013 memtest
-r--r--r-- 2 root root   151230 Nov 29  2013 splash.jpg
-r--r--r-- 1 root root     2215 Nov 29  2013 TRANS.TBL
-r--r--r-- 2 root root   162860 Nov 29  2013 vesamenu.c32
-r-xr-xr-x 4 root root  4128368 Nov 29  2013 vmlinuz

圖1-1   安裝選單

圖 1-2  手動新增引數安裝

# 對於圖 1-2 的引數常用的有：
# ip netmask gateway 指定 ip 地址，掩碼，網管
# 例如：ip 172.16.10.44 netmask 255.255.0.0 gateway 172.16.0.1
# repo 指定安裝包的位置
# ks 指定 kickstat 檔案的位置。
# 例如：repo=# ks=cdrom:/isolinux/ks.cfg
#
# 我們為什麼要設定這些引數呢？
# 原因是：本地沒有軟體倉庫，和實現自動安裝。
#
# 詳細的配置引數可參考 對應版本的 Installation_Guide 檔案

    由於篇幅限制，對於具體的安裝過程這裡不在一一介紹。

二、如何實現無人值守安裝（kickstart）？
    個人在安裝一次的Linux作業系統時，可以利用本地映象互動式安裝。現在出現了 5 臺需要安裝作業系統，像一臺機器那樣安裝，可能就不是那麼高效了。這裡需要藉助自制光碟映象了來實現無人值守（非互動式安裝）。
1、無人值守安裝（kickstart)
    無人值守安裝時如何辦到的呢 ？？是向 anaconda 安裝程式提供一個 .cfg 的檔案，檔案裡面定義和設定好了安裝前的操作，例如：鍵盤型別，時區，管理員密碼，分割槽資訊，語言，安裝的包的名稱等相關資訊。    
# 選擇硬體平臺
# platform=x86, AMD64, or Intel EM64T
 
# 防火牆設定 --disabled 禁用 --enabled 啟用
firewall --disabled
 
# 安裝後升級系統 安裝：install 升級：upgrade
install
 
# 使用網路安裝，如果使用網路安裝，url 是必須的，
url --url="
# 指定網路軟體倉庫的位置
repo --name="CentOS" --baseurl=ftp://172.16.10.9/pub/cdrom --cost=100
 
# 設定 root 密碼
rootpw --iscrypted $1$FUS6GrNf$dArNmVbJWOo4EAKCmgdEK/
 
# 系統認證資訊
auth  --useshadow  --passalgo=sha512
 
# 圖形化安裝
graphical
 
# 鍵盤型別
keyboard us
 
# 系統語言
lang en_US
 
# SELinux 設定
selinux --disabled
 
# 系統安裝收 Reboot
reboot
 
# 設定時區
timezone  Asia/Shanghai
 
# 網路卡配置
network  --bootproto=dhcp --device=eth0 --onboot=on
 
# 載入核心是的引數
bootloader --append="crashkernel=auto crashkernel=auto rhgb rhgb quiet quiet" --location=mbr --driveorder="sda"
 
# 清除 MBR 記錄
zerombr
 
# 清除快取資訊
clearpart --all --initlabel
 
# 分割槽資訊
part /boot --fstype=ext4 --size=200
 
# 設定邏輯卷分割槽，這個比較重要，因為圖形配置時，不支援邏輯卷
part pv.008002 --size=61440
volgroup vg0 --pesize=8192 pv.008002
logvol / --fstype=ext4 --name=root --vgname=vg0 --size=20480
logvol swap --name=swap --vgname=vg0 --size=2048
logvol /usr --fstype=ext4 --name=usr --vgname=vg0 --size=10240
logvol /var --fstype=ext4 --name=var --vgname=vg0 --size=20480
 
# 安裝前執行的指令碼
%pre
# set welcom info
echo "Welcom!! Install CentOS 6.5 "
%end
 
# 安裝後要執行的指令碼
%post
# set hosts
echo '172.16.0.1  server.example.com server' >> /etc/hosts
%end
 
# 安裝包組合包
%packages
@base
lftp
 
%end

配置檔案格式和引數比較多，配置起來有難度。所以出現圖形化的管理工具。使用 yum install system-config-kickstart 安裝此管理工具。使用 system-config-kickstart 命令啟動圖形化管理工具進行配置。但是，圖形化管理工具在分割槽是不支援邏輯卷，所以在配置檔案裡，這些配置引數應該熟悉。

# ksvalidator ks.cfg 使用這個工具來檢查是否有語法錯誤
# 一般如果使用圖形化工具配置不需要進行語法檢查

2、製作引導映象
    在安裝系統到開始安裝軟體包之前，只需要映象中 isolinux 目錄中的檔案，所以，我們結合 kickstart檔案製作光碟映象。
    具體做法：    
1、將安裝光碟 isolinux 目錄複製出來，修改許可權
# cp /media/cdrom/isolinux /tmp -R
# chmod 755 /tmp/isolinux -R
 
2、將制好的 .cfg 檔案複製到isolinux目錄下
# cp /roo/ks.cfg /tmp/isolinux/
 
3、修改 isolinux 目錄下 isolinux.cfg 檔案的以下內容
label linux
  menu label ^Install or upgrade an existing system
  menu default
  kernel vmlinuz
  append initrd=initrd.img
# 找到以上內容，在 append initrd=initrd.img 新增：
# ip 172.16.10.99 netmask 255.255.0.0 gateway 172.16.0.1 ks=cdrom:/isolinux/ks.cfg
# 這裡需要注意的是，這裡的軟體包是遠端提供必須存在且能找到，就是在ks.cfg 檔案
# 中的 url 和 repo 設定要正確。
 
4、製作iso映象
# mkisofs 引數的具體含義，可參照：http://wiki.osdev.org/Mkisofs
# mkisofs -R -J -T -v --no-emul-boot --boot-load-size 4 --boot-info-table -V "CentOS 6.5 x86_64 boot" -b isolinux/isolinux.bin -c isolinux/boot.cat -o /root/boot.iso /tmp/isolinux
    至此，我們可以實現無人值守安裝。方法是：將製作好的映象檔案 boot.iso 複製到 5 臺機器上，將它作為安裝映象，即可實現無人值守安裝。

三、如何實現批次自動安裝（PXE）？
    現在需要安裝的 50 臺機器，如果用自制 iso 映象那樣安裝的話，效率不是特別那麼高效。這裡需要藉助於 PXE 機制了。
    PXE（preboot execute environment，預啟動執行環境）的工作原理是讓安裝的機器獲得一個 ip 地址，然後到指定的伺服器上利用 TFTP 協議下載一個 pxelinux.0 的檔案，作用等價於光碟中 isolinux.bin。來實現再結合 kickstart 檔案實現批次自動安裝。

1、DHCP服務
    DHCP（Dynamic Host Configration Protocol 動態主機配置協議），是一種 C/S 服務架構。作用是讓客戶端享服務端租約一個 IP 地址。使用UDP 協議傳輸，服務端監聽的埠號是 67，客戶端監聽的埠號是 68。
為什麼有了DHCP伺服器以後，我們的客戶端就可以獲取地址呢？獲取地址過程如下：

# 第一步：在網路卡的裡面有一個BIOSRom的晶片，在開機時會向區域網裡發出 DHCP DICOVER 廣播請求，索取IP地址
# 第二步：DHCP 服務端收到客戶端的廣播請求會發出一個DHCP OFFER的廣播資料包，分配ip地址
# 第三步：客戶端在接收到報文後，會在向服務端發出 DHCP REQUEST 的廣播報文。來確定此ip地址是否可以使用，以免衝突
# 第四步：服務端在接受到此報文後會發出一個 DHCP ACK的確認報文，此時客戶端就可以租約使用這個ip地址了

    安裝：使用 yum install dhcp -y 即可安裝
    啟動、關閉：/etc/init.d/dhcpd start|stop 啟動時配置檔案有錯誤會報錯
    開機自啟動：chkconfig dhcpd on
DHCP

2、TFTP 服務
    TFTP（Trivial File Transfer Protocol 簡單檔案傳輸協議），實際上是一個簡單的檔案伺服器，提供檔案下載服務，一般是檔案數目較少時使用。也是一種 C/S 架構，伺服器工作於 UDP 的69 埠。
    安裝：yum install tftp-server tftp -y
    此服務是由超級程式 xinetd 來控制，實現“隨叫隨到”的狀態。 服務的開啟在 /etc/xinetd.d/tftp 檔案設定
# disable = no 開啟此功能
# 在這裡我們也可以找到預設的釋出路徑是：/var/lib/tftpboot
    啟動，關閉：/etc/init.d/xinetd start|stop
    開機自啟動：chkconfig tftp on

3、實現 PXE 的配置

實驗拓撲圖如下：

    大 致過程是：安裝的機器向 DHCP 伺服器租約一個 IP 地址，然後得到 TFTP 伺服器的地址，到 TFTP 伺服器上去下載 pxelinux.0 檔案載入核心和臨時根檔案系統等，此時還會下載一個 default 的檔案，裡面指定了 kickstart 釋出的方式，找到對應的伺服器下載得到 kickstart 檔案實現自動化安裝。在 kickstart 檔案裡指定 repo 的位置，來實現安裝時軟體包的下載。

    這裡由於環境受限，DHCP，TFTP，FTP伺服器都安裝到 172.16.10.9 機器上。
第一步：配置dhcpx資訊    
# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
 
option domain-name "example.com";  # 域名
option domain-name-servers 172.16.0.1;  # DNS伺服器名稱
 
default-lease-time 600;  # 租約時間
max-lease-time 7200;    # 最大租約時間
 
log-facility local7;
 
subnet 172.16.0.0 netmask 255.255.0.0 {
  range 172.16.10.14 172.16.10.99; #地址池
  option routers 172.16.0.1;  # 閘道器
  next-server 172.16.10.9;    # tftp 伺服器地址
  filename "pxelinux.0";     # 下載檔名
}
# 其他引數 host，hardware，class等，這裡不再詳述。

# 配置完成後啟動服務
# /etc/init.d/dhcp start

第二步：提供下載檔案    
# 光碟掛載點是 /media/cdrom
# cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot
# cp /media/cdrom/images/pxeboot/{initrd.img,vmlinuz} /var/lib/tftpboot
# cp /media/cdrom/isolinux/{vesamenu.c32,splash.jpg} /var/lib/tftpboot
# mkdir /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg
# cp /media/cdrom/isolinux/isolinux.cfg /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
 
# pxelinux.0 是由安裝包 syslinux 提供的，複製前確保已安裝
 
# 配置完成後啟動服務
# /etc/init.d/xinetd start

第三步：提供安裝源 和 提供ks.cfg檔案    
# yum 源基於 ftp 實現
# yum install vsftpd -y
# mkdir /var/ftp/pub/cdrom -p
# mount --bind /media/cdrom /var/ftp/pub/cdrom
# /etc/init.d/vsftpd start
# chkconfig vsftpd on
 
# 製作 kickstart 檔案
# 可由 system-config-kickstart 生成。例如：ks.cfg
# 將 ks.cfg 檔案複製到 /var/ftp 目錄下。

 如何配置PXE可參照：

補充說明：
    1、還需要修改 /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default 檔案：
label linux
  menu label ^Install or upgrade an existing system
  menu defaul
  kernel vmlinuz
  append initrd=initrd.img ks=ftp://172.16.10.9/ks.cfg # 新增 ks 檔案的位置
# ks.cfg 檔案中的 yum 源一定保證有並且可以正確找到。

    2、需要關閉防火牆     
# /etc/init.d/iptables stop
    至此，就可實現批次安裝。但是，如果安裝的數量較多，網路頻寬會有很大的壓力，此時要藉助於cobbler，puppet工具來實現了。
    總結：本文主要介紹了 PXE 服務的原理和搭建過程。