【Linux网络】从原理到实操，感受PXE无人值守自动化高效批量网络安装系统

一、PXE网络批量装机的介绍

1、常见的三种系统安装方式

2、回顾系统安装的过程，了解系统安装的必要条件

3、什么是pxe

4、搭建pxe的原理

5、Linux的光盘镜像中的isolinux中的相关文件学习

二、关于实现PXE无人值守装机的四大文件与五个软件的对应关系详解

5个程序的使用原因：

 1、DHCP服务器：

2、TFTP服务器：

3、syslinux程序：

4、FTP服务器：

5、kickstart程序：

三、实操PXE批量安装详解

做任何动作之前先关闭selinux和防火墙，以及安装五个软件

第一步：dhcp服务器搭建

第二步：准备好vsftpd服务，挂载光盘镜像

第三步：开启tftp开机自启，配置好tftp传输的文件，内核和驱动

第四步：找到grub小程序——也就是syslinux提供的pxelinux.0程序

第五步：手写grub.cfg配置文件——default文件

第六步：生成ks.cfg配置文件

第七步：启动所有服务，见证奇迹

第八步：实现自动化装机过程

四、总结

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一、PXE网络批量装机的介绍

1、常见的三种系统安装方式

第一种：u启动安装，在优盘中下载相关的安装系统和镜像文件，优盘插入即可安装，将想要的操作系统安装进自己的硬盘（需要将优盘设置u启动或者把镜像烧录进去）

第二种：光驱安装，将相关的安装系统镜像放入光盘，插入电脑服务器中，即可按照引导进行装机，将操作系统安装进自己的硬盘

第三种：网卡安装，需要通过网络下载，在网上的某个服务器上去下载相关镜像系统，来进行安装

2、回顾系统安装的过程，了解系统安装的必要条件

这是硬盘启动的过程：开机自检（bios主板）——mbr引导（主要是去找grub菜单）——找到grub配置文件（找到内核的位置）——加载内核到内存——初始化启动

光驱安装系统的过程：bios引导选择光驱——boot.cat引导（通过isolinux.bin程序找到配置文件）——读取isolinux.cfg配置文件知道内核和光驱的位置——加载光驱里面的内核vmlinuz和驱动initrd.img到内存——再通过光驱里面找到各种初始化程序安装包，启动进程并开机

那么我们想要裸机通过网络来能够完成这样的过程，那么得有哪些必要条件呢？

①裸机主板需要支持网络引导（现在大多数的服务器主机都支持，需要在bios设置中可以允许network或者lan启动）

②需要有一个引导程序能找到grub配置文件（类似mbr引导）

③需要有一个类似grub配置文件指引找到内核（类似于grub.cfg）

④需要有vmlinuz内核程序和initrd.img驱动，加载到内存中（类似于vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64和initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64.img）

3、什么是pxe

PXE 的全称是 preboot execute environment它其实是Intel在很久以前提出来的一项用于通过网络来引导系统的标准。允许客户机通过网络从远程服务器上下载引导镜像，并加载安装文件或者整个操作系统。

pxe是通过网卡引导启动需要的条件：

1.BIOS支持

2.网卡支持（现在基本都已支持）

3.需要在bios中开启开关，服务器一般没打开（bmc界面里打开）

4.网络中有一台 DHCP 服务器以便为客户机自动分配地址、指定引导文件位置，网卡自带DHCP功能，dhcp 指明分配的ip地址

4、搭建pxe的原理

第一步	网卡需要查找相关的dhcp服务器，来获取ip地址和时间；
第二步	dhcp服务器，通过offer报文传给裸机客户端，不仅提供了ip地址，还提供了引导程序（boot loader，这里是pxelinux.0）的地址，以及tftp-server的地址（指向dhcp服务器自己）；
第三步	客户机通过tftp服务器获取引导程序pxelinux.0，将其加载到内存中；
第四步	引导程序pxelinux.0通过tftp服务器获取pxelinux.cfg中的default配置文件；
第五步	配置文件指明内核和驱动的位置，通过tftp服务器获取vmlinuz和initrd.img；
最后	启动内核；

5、Linux的光盘镜像中的isolinux中的相关文件学习

boot.cat	相当于grub的第一阶段
isolinux.bin	光盘引导程序，在mkisofs的选项中需要明确给出文件路径，这个文件属于SYSLINUX项目
isolinux.cfg	启动菜单的配置文件，当光盘启动后（即运行isolinux.bin），会自动去找isolinux.cfg文件（相当于boot里面的grub.cfg）
vesamenu.c32	是光盘启动后的启动菜单图形界面，也属于SYSLINUX项目，menu.c32提供纯文本的菜单（指明背景图位置）
memtest	内存检测程序
splash.png	光盘启动菜单界面的背景图（这是一张图片）
vmlinuz	是内核映像
initrd.img	ramfs文件（精简版的linux系统，文件系统驱动等）

二、关于实现PXE无人值守装机的四大文件与五个软件的对应关系详解

TFTP服务器的家目录/var/lib/tftpboot的四大文件一定是这样，标点符号都要一模一样：

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5个程序的使用原因：

 1、DHCP服务器：

在这里DHCP服务器是用来动态分配客户端ip地址以及指明TFTP服务器的ip地址和引导程序“pxelinux.0”的位置

DHCP服务端是udp的67端口，客户端是udp的68端口

2、TFTP服务器：

这是网卡自带的功能，基于udp协议实现客户机和服务端之间进行简单的文件传输协议，适用于小型文件传输。TFTP服务默认由xinetd服务进行管理，使用UDP69端口。

这里的TFTP服务器是用来提供传输四大文件，一共52M

3、syslinux程序：

syslinux是一个功能强大的引导加载程序，而且兼容各种介质。它的目的是简化首次安装Linux的时间，并建立修护或其它特殊用途的启动盘。它的安装很简单，一旦安装syslinux好之后，sysLinux启动盘就可以引导各种基于DOS的工具，以及MS-DOS/Windows或者任何其它操作系统。

这里的syslinux提供pxelinux.0程序

4、FTP服务器（使用HTTP也是一样的功能）：

TFTP用来传输小文件，这里的FTP用来传输大文件，提供镜像和安装包，以及存放传输ks.cfg文件，能够让系统自动化安装完以后重启并开机直接使用

5、kickstart程序：

通过图形化配置记录想要安装的方式，生成ks.cfg配置文件，放入在FTP服务器中（/var/ftp）

三、实操PXE批量安装详解

做任何动作之前先关闭selinux和防火墙，以及安装五个软件

第一步：dhcp服务器搭建

 40 subnet 192.168.20.0 netmask 255.255.255.0 {41   range 192.168.20.80 192.168.20.100;42   option routers 192.168.20.2;43  next-server 192.168.20.18;44  filename "pxelinux.0";45 }

 

第二步：准备好vsftpd服务，挂载光盘镜像

[root@localhost isolinux]#cd /var/ftp/
[root@localhost ftp]#ls
ks.cfg  pub
[root@localhost ftp]#mkdir centos7
[root@localhost ftp]#mount /dev/sr0 centos7/

第三步：开启tftp开机自启，配置好tftp传输的文件，内核和驱动

[root@localhost boot]#rpm -qc tftp-server 
/etc/xinetd.d/tftp
[root@localhost boot]#vim /etc/xinetd.d/tftp14         disable                 = no  ##改为no，改为不关闭

[root@localhost isolinux]#ll -h
总用量 53M
-r--r--r-- 1 root root 2.0K 9月   6 2017 boot.cat
-rw-r--r-- 1 root root   84 9月   5 2017 boot.msg
-rw-r--r-- 1 root root  281 9月   5 2017 grub.conf
-rw-r--r-- 1 root root  47M 9月   5 2017 initrd.img
-rw-r--r-- 1 root root  24K 9月   5 2017 isolinux.bin
-rw-r--r-- 1 root root 3.0K 9月   5 2017 isolinux.cfg
-rw-r--r-- 1 root root 187K 11月  6 2016 memtest
-rw-r--r-- 1 root root  186 10月  1 2015 splash.png
-r--r--r-- 1 root root 2.2K 9月   6 2017 TRANS.TBL
-rw-r--r-- 1 root root 150K 11月  6 2016 vesamenu.c32
-rwxr-xr-x 1 root root 5.7M 8月  23 2017 vmlinuz
[root@localhost isolinux]#cp initrd.img vmlinuz /var/lib/tftpboot/

第四步：找到grub小程序——也就是syslinux提供的pxelinux.0程序

第五步：手写grub.cfg配置文件——default文件

第六步：生成ks.cfg配置文件

 

 

 

 

第七步：启动所有服务，见证奇迹

[root@localhost centos7]#systemctl restart dhcpd
[root@localhost ftp]#systemctl restart tftp
[root@localhost ftp]#systemctl restart vsftpd

第八步：实现自动化装机过程

 

四、总结

这一章有很多关于硬件的知识点，如果不理解就先放弃，明白pxe和kickstart的原理即可。

还有个优化方向：可以直接将DNS也一起放在DHCP的服务器上，让其自动获取