PXE引导RamOS内存系统
PXE引导RamOS内存系统Linux无盘启动centos7与ubuntu16.04的实现
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说明: 本文基于CENTOS7_x86_64操作系统, 所需的软件安装推荐使用yum以简化安装流程.关于YUM源的设定请参照本文最后一章的说明. 如使用7.0以上版
本的RHEL/CentOS制作,服务的开启等通过systemctl命令管理,请自行查找使用方法.Ubuntu使用的是Ubuntu 16.04 desktop，其他版本的ubuntu，自行查找
本文只制作了centos与ubuntu的服务器与客户端，centos为主。
切记不要将DHCP Server网口连到非本地测试网络外的其他网络,会导致其他网络IP分配异常.
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所需软件和服务
服务器端:
DHCP: 为客户端分配IP
TFTP: Tiny FTP, 传送PXE Menu, Kernel, Initrd等文件
NFS-utils: 网络文件系统,可供Client挂载,存储文件等
Rpcbind: NFS的守护进程
Syslinux: 提供PXE启动引导文件pxelinux.0
客户端
需要先在本机硬盘内完整安装一遍Linux操作系统,然后将该操作系统的镜像稍作修改后拷贝到nfs服务的启动目录内,以后相同硬件平台的客户端机
器都可以从该目录启动和挂载根文件系统,实现PXE无盘操作.
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以下为正文,所有操作均使用root用户权限完成.
第1章 Centos7服务器端软件的安装,配置及启动
关于Ubuntu16.04 desktop作为服务器请参考第6章
1.1 设定本机固定IP:
将要提供PXE启动服务的网口设定为固定IP 192.168.56.160,并重新启动网络, 查看IP是否生效. 此为Linux基本操作,不再详述.
1.2 DHCP
1.2.1 DHCP安装
yum install -y dhcp
1.2.2 修改DHCP配置文件
vi /etc/dhcp/dhcpd.conf
#内容如下,注意分号一定不能少
# dhcpd.conf 部分参数说明：
# default-lease-time // 指定确认租赁时长，单位为秒，-1 表示无限制
# max-lease-time // 指定最大租赁时长
# authritative // 拒绝不正确的IP 地址的要求
# subnet netmask {} // 设置dhcp 区域
# range // 提供动态分配IP 的范围；若所有工作站都是绑定的固定IP，可删除此配置
# option routers // 设置网关/路由器地址，多个地址用逗号隔开；若不想让客户端上网，可删除此配置
# domain-name-servers // 设置DNS，若不想让客户端上网，可删除此配置；多个地址用逗号隔开
# next-server // 告知工作站TFTP 服务器的地址，TFTP 服务提供启动引导
# filename // 告知工作站PXE 引导程序名
# host XXX {} // 此处是根据工作站的MAC 地址绑定固定的IP 地址，前提是知道MAC 地址
# hardware ethernet // 工作站的MAC 地址，一定要小写
# fixed-address // 绑定固定的IP 地址，和range 的不会有冲突，优先以它为主
ddns-update-style none;
ignore client-updates;
default-lease-time -1;
max-lease-time -1;
authritative;
subnet 192.168.56.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.56.100 192.168.56.200;
next-server 192.168.56.160;
filename "pxelinux.0";
}
1.2.3 重启DHCP,并加入开机自动启动:
service dhcpd restart /systemctl restart dhcpd.service
chkconfig dhcpd on /systemctl enable dhcpd.service
systemctl status dhcpd.service
到此配置基本完成
将DHCP服务器绑定在"ens33"网卡上
在/etc/sysconfig/dhcpd文件末尾添加:
DHCPDARGS="ens33
1.2.4 关闭防火墙,并确认防火墙是否关闭成功
firewall-cmd --state /systemctl status firewalld.service
service firewalld stop/systemctl stop firewalld.service
systemctl disable firewalld.service
彻底关闭防火墙的方法:
vim /etc/selinux/config
将 SELINUX=enforcing 改成:
SELINUX=disabled
重启系统后生效
getenforce查看是否为Disabled
1.2.5 检查DHCP server是否工作:可新建虚拟机连接到该server,若能正确分到192.168.56.161~192.168.56.170之间的IP,则说明DHCP工作正常.
1.3 TFTP
1.3.1 建立文件夹
mkdir -p /pxeserver/tftpboot
mkdir -p /pxeserver/models
1.3.2 TFTP安装
yum install -y tftp-server tftp
1.3.3 修改TFTP配置文件
vim /etc/xinetd.d/tftp
只需修改如下两处
server_args = -s /pxeserver/tftpboot #改成刚刚新建的地址 修改后没有成功继续使用的是/var/lib/tftpboot,所以就没有修改，直接用这个目录
disable = no #disable改为no
1.3.5 重启TFTP,并加入开机自动启动
systemctl status tftp.service
systemctl starttftp.service
systemctl enable tftp.servicet
1.4 NFS
1.4.1 NFS安装
yum install -y nfs-utils rpcbind
1.4.2 修改NFS配置文件
vim /etc/exports
添加如下内容:
/pxeserver/models 192.168.1.0/24(rw,async,no_root_squash,insecure) #insecure这个是需要加的
exportfs -rv 更新nfs
1.4.3 重启rpcbind,nfs,并加入开机自动启动
systemctl status rpcbind.service
systemctl start rpcbind.service
systemctl enable rpcbind.service
systemctl status nfs.service
systemctl start nfs.service
systemctl enable nfs.service
1.4.4 检查nfs文件夹是否发布成功
exportfs
应该可以看到如下内容:
/pxeserver/models
192.168.56.0/24
1.5 syslinux
1.5.1 syslinux安装
yum install -y syslinux
1.5.2 拷贝PXE引导文件pxelinux.0到tftpboot
cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /pxeserver/tftpboot
1.5.3 拷贝内核vmlinuz和启动镜像initrd到/pxeserver/tftpboot
从客户端的本地镜像/boot下拷贝过来,initrd会在客户端用dracut生成后再拷贝,后面2.6.2节有详细介绍
1.5.4 创建配置文件,即PXE启动时看到的菜单相关的文件 这个启动文件原本在安装光盘下 /dev/cdrom/isolinux/isolinux.cfg可参考去修改，可参考3.2节
mkdir -p /pxeserver/tftpboot/pxelinux.cfg
vim /pxeserver/tftpboot/pxelinux.cfg/default
添加如下基本内容:
default auto
label auto
prompt 0
kernel vmlinuz-work
append initrd=initrd-work.img root=nfs:192.168.56.160:/pxeserver/models/work selinux=0 ip=dhcp rw vga=0x314
我的default为：
default vesamenu.c32
display boot.msg
timeout 600
prompt 1
menu background splash.jpg
label centos-7.6.1810
kernel vmlinuz-work
append initrd=initrd-work.img root=nfs:192.168.56.160:/pxeserver/models/work selinux=0 ip=dhcp rw nomodeset vga=0x314
#append 不能换行
#prompt 0 表示工作站立即启动，1 表示工作站等待选择
# nomodeset 这个参数是配合后面的vga=参数一起使用，设置分辨率
# vga= 这个参数值是设置分辨率，0x 表示十六进制，0314 表示800*600 16 位色；若无特殊需求，建议删除这2个参数
#以上kernel file和initrd的文件名中work的最好与/pxeserver/models/work路径中一致,
#取决于客户端建立镜像时使用的名称,建议以机器型号命名,如本文第2部分使用work
1.6 /pxeserver路径下的结构如下
/pxeserver
|___models -------------------- 此路径可存放多个客户端镜像路径,下一级路径建议以机器型号命名
| |____work -------------------- 存放xxx机器的nfs文件系统
|
|___tftpboot -------------------- 此路径存放tftp server及PXE启动相关的文件
|____pxelinux.cfg
| |____default -------- 默认的PXE启动配置文件
|
|____pxelinux.0 -----------------PXE启动引导文件
|
|___vmlinuz-work -----------------xxx型号机器的客户端linux kernel文件
|
|___initrd-work.img ------------ xxx型号机器的客户端linux 启动镜像文件
1.7 服务器端配置完成后重启一遍,再用service指令查看一下dhcp xinetd nfs是否正常启动,防火墙是否关闭.
第2章 Centos7客户端制作文件系统镜像及启动文件镜像
Ubuntu 16.04 desktop 客户端制作文件系统镜像及启动文件镜像 请参考第5章
2.1 建立/pxeserver/models/xxx路径
mkdir -p /pxeserver/models/work #此处可以用网卡命名为例建立路径
mkdir -p /pxeserver/tftpboot
2.2 使用rsync保存整个系统的文件镜像,注意此时不要挂载CD, U盘的大容量存储设备,会被一并添加到镜像,增加镜像的容量.也可用自行添加
--exclude='挂载目录'的方式排除外部存储设备
rsync -av --exclude='/proc' --exclude='/sys' --exclude='/tmp' --exclude='/var/tmp' --exclude='/etc/mtab' \
--exclude='/pxeserver' /* /pxeserver/models/work
rsync -avz --exclude='/pxeserver' --exclude='/proc' --exclude='/sys' --exclude='/tmp' --exclude='/var/tmp' --exclude='/media' \
--exclude='/mnt' --exclude='/etc/mtab' --exclude='/run' --exclude='/opt' --exclude='/dev' /* /pxeserver/models/work
ubuntu 有 --exclude='/lost found'
#如果客户端系统中有自建路径或文件不想加入镜像的可用 --exclude参数排除
报错：rsync error: some files/attrs were not transferred (see previous errors) (code 23) at main.c(1518) [generator=3.0.9]
使用root登录在执行这个命令
但是ubuntu可能没办法直接用root登录，所以需要修改ubuntu系统
2.3 在work路径下自行建立上一步排除的路径,应该注意到这几个路径是fstab内的非本地硬盘挂载点.
cd /pxeserver/models/work
mkdir -p proc sys tmp var/tmp
mkdir -p proc sys tmp var/tmp media mnt opt run dev 针对第二个rsync
如果没有同步dev，则要使用下面的命令创建设备：
mknod -m 666 console c 5 1
mknod -m 666 null c 1 3
2.4 删除以太网络配置文件,因为该配置内通常会含有MAC信息,后续其他机器启动时会自动建立该文件,如不删除有可能会造成客户端网卡启动异常.只留lo
rm -f /pxeserver/models/work/etc/sysconfig/network-script/ifcfg-ens*
2.5 修改文件系统挂载点设定文件 etc/fstab
vim /pxeserver/models/work/etc/fstab
删除其中本地文件系统相关的条目,换成nfs挂载点.
例如删除如下3条(取决于安装操作系统时的分区layout),CENTOS6的本地文件系统一般是ext4
/dev/mapper/VolGroup-lv_root / ext4 defaults 1 1
UUID=b9db4c59-5da9-49d5-a99d-20629aac803c /boot ext4 defaults 1 2
/dev/mapper/VolGroup-lv_home /home ext4 defaults 1 2
换成如下:
192.168.56.160:/pxeserver/models/work / nfs defaults,sync,rw,nolock 0 0
tmpfs /dev/shm tmpfs defauls 1 1
devpts /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
proc /proc proc defaults 0 0
2.6 打包压缩/pxeserver路径
cd / #确认当前路径不在/pxeserver内
tar -zcvf work.tar.gz work
将生成的压缩文件通过优盘,移动硬盘或者通过nfs上传到服务器端 并解压
tar -zxvf work.tar.gz
2.7 制作initrd-work.img
将同不好的客户机文件放到服务器的nfs目录下
2.7.1 安装dracut和dracut-network
yum install -y dracut dracut-network
2.7.2 复制内核文件到tftp 服务器上
cp /pxeserver/models/work/boot/vmlinuz-3.10.0-957.el7.x86_64 /var/lib/tftpboot/vmlinuz-work
2.7.2 制作initrd镜像,拷贝kernel文件
chroot /pxeserver/models/work 切换用户到客户机上开始制作镜像
dracut initrd-`uname -r`.img `uname -r`
exit 退出客户端
chmod 644 initrd-`uname -r`.img
mv initrd-`uname -r`.img /pxeserver/tftpboot/initrd-work.img
2.7.3 查看镜像内是否包含nfs
lsinitrd initrd-work.img | grep nfs
2.7.4 dracut制作镜像的问题
[root@localhost ~]# dracut initrd-`uname -r`.img `uname -r`
Configuration file /etc/systemd/user.conf is marked executable. Please remove executable permission bits. Proceeding anyway.
Configuration file /etc/systemd/user.conf is marked world-writable. Please remove world writability permission bits. Proceeding anyway.
修改文件的权限：chmod 644 /etc/systemd/user.conf
第3章 在服务器端解压缩镜像并配置
3.1 PXE启动过程中常见错误及排除方法
网卡报Check cable: 检查服务器端网络是否启动或网线
DHCP进度条一直转分不到IP: 检查DHCP Server是否正常启动
TFTP超时: 检查TFTP服务是否启动,防火墙是否关闭,/etc/xinetd.d/tftp内设置是否修改正确
找不到kernel或启动镜像: 检查pxelinux.cfg/default文件配置是否有错误 或者kernel initrd文件是否正确的放在了
/pxeserver/tftpboot下,initrd要有644属性
启动过程中无法挂载nfs: 检查nfs是否启动正常, pxelinux.cfg/default文件中nfs地址是否有错误
3.2 服务器端高级pxelinux.cfg/default选单配置
使用安装盘中的高级选单:
将安装光盘中 isolinux路径下的splash.jpg vesamenu.c32 memtest 拷贝到/pxeserver/tftpboot路径下,
将相同路径下的 isolinux.cfg拷贝到/pxeserver/tftpboot/pxelinux.cfg路径下并改名为default
修改default文件内容如下,主要改动在每一个Label下的Kernel file, initrd file的名称,地址, root挂载点等. Modelname1,2为其他型号机器的范
例,依照本文第2,3两部分完成客户端操作系统镜像制作后,Model1,2改为对应的型号名即可.splash.jpg为PXE启动菜单选择界面的背景图片,可以根据
尺寸要求(640*480像素)个性化定制.
default vesamenu.c32
#prompt 1
timeout 600
display boot.msg
menu background splash.jpg
menu title Please select corresponding boot image-CentOS6.8
menu color border 0 #ffffffff #00000000
menu color sel 7 #ffffffff #ff000000
menu color title 0 #ffffffff #00000000
menu color tabmsg 0 #ffffffff #00000000
menu color unsel 0 #ffffffff #00000000
menu color hotsel 0 #ff000000 #ffffffff
menu color hotkey 7 #ffffffff #ff000000
menu color scrollbar 0 #ffffffff #00000000
label DL360G9
menu label ^DL360G9 PXE boot
menu default
kernel vmlinuz-DL360
append initrd=initrd-DL360G9.img root=nfs:192.168.1.5:/pxeserver/models/DL360G9 selinux=0 ip=dhcp rw nomodeset vga=0x0314
label Modelname1
menu label Modelname^1 PXE boot
menu default
kernel vmlinuz-Modelname1
append initrd=initrd-Modelname1.img root=nfs:192.168.1.5:/pxeserver/models/Modelname1 selinux=0 ip=dhcp rw nomodeset vga=0x0314
label Modelname2
menu label Modelname^2 PXE boot
menu default
kernel vmlinuz-Modelname2
append initrd=initrd-Modelname2.img root=nfs:192.168.1.5:/pxeserver/models/Modelname2 selinux=0 ip=dhcp rw nomodeset vga=0x0314
label local
menu label Boot from ^local drive
localboot 0xffff
label memtest86
menu label ^Memory test
kernel memtest
append -
第4章 其他
4.1 服务器端的设定可以在虚拟机中完成,易于备份和转移.
4.2 关于YUM源的设定
4.2.1 通过网络YUM源安装
如果服务器能够直接连接到互联网,那么直接联网使用yum是最简便的方式,有时第一次使用yum时会遇到域名不能解析的问题,在
/etc/resolv.conf中添加有效的DNS server地址即可,如加入以下一条
nameserver 114.114.114.114
4.2.2 使用本地CDROM或安装U盘做YUM源
无法连接到互联网时,用CDROM或U盘做YUM源也是很方便的. 如下以使用安装U盘做YUM源为例介绍如何修改media YUM源.
首先挂载U盘,建议直接挂载到/media :
mount /dev/sdxx /media #sdxx 为安装U盘所在的分区,建议使用FAT32格式,CENTOS6需要额外安装软件才能支持NTFS
然后修改/etc/yum.repos.d/下的主配置文件CentOS-Base.repo,将其改名以屏蔽使用主配置:
mv CentOS-Base.repo CentOS-Base.repo.bak
最后修改/etc/yum.repos.d/下的CentOS-Media.repo,以使用本地媒体做YUM源:
baseurl=file:///media/xxx
file:///media/xxx
file:///media/xxx
只需将上述三条中的任意一条映射到正确的挂载点即可,可修改第一条,并修改gpgcheck,enabled以开启media YUM源.
baseurl=file:///media
file:///media/xxx
file:///media/xxx
gpgcheck=0
enabled=1
第5章 ubuntu的无盘启动的镜像制作（针对上面的centos服务器）
5.1制作根目录
5.1.1安装工具
前提是ubuntu16.04作为客户端安装好了
apt install nfs* initramfs-tools debootstrap
#nfs为客户端的nfs-client
#initramfs-tools用来制作启动文件initrd.nfs
#debootstrap 用来制作跟文件系统，但是这个方法不起作用
5.1.2制作根目录
问题：在使用的rysnc这个同步命令可以试验一下，制作出来的根目录可不可以用？，但是根据第二章的制作方法，
ubuntu是找不到etc/sysconfig/network-script/ifcfg-ens*进行删除的
debootstrap --verbose --arch=amd64 xenial /nfsroot
debootstrap --verbose --arch=amd64 xenial /nfsroot http://mirrors.aliyun.com/ubuntu
制作不出所需要的很目录
因此采用cp的方式：
cd /
cp -rf bin/ boot/ dev/ home/ etc/ lib/ lib64/ root/ snap/ srv/ var/ /nfsroot/ 其中 var下的tmp要清空
mkdir -p proc sys tmp var/tmp media mnt opt run dev
5.1.3 修改制作的根目录下的 etc/fstab
vim /pxeserver/models/ubuntu/etc/fstab # 这个文件为空 添加以下内容,（若果etc下有mtab,就删掉mtab，可以不删）
在最后面添加一句
dev/nfs / nfs defaults 1 1
5.1.5添加启动项
Ubuntu在initrd镜像中不提供网络启动支持因此你需要创建一个新的initrd.img文件。首先添加下列行到/etc/initramfs-tools/initramfs.conf
这是在制作镜像的时候需要的，因此，客户机上安装的这个工具要修改，自己制作的根目录也要修改
vim /etc/initramfs-tools/initramfs.conf
vim /pxeserver/models/ubuntu/etc/initramfs-tools/initramfs.conf 添加修改
BOOT=nfs
MODULES=netboot
#修改后就在也无法启动了，因此不要中途关机
#不然在重启ubuntu的时候会一只找 nfsmount: need a path
#连recovery 模式都进不去，只能重装系统，做好后最好修改回来
5.1.5打包客户端
打包制作的客户端根目录，放到centos服务器内解压
tar -zcvf ubuntu.tar.gz /nfsroot
5.2制做启动镜像
由于是直接cp的根目录所以无需chroot
mkinitramfs -o initrd-ubuntu.img
mkinitramfs -o initrd-ubuntu.nfs
这两个应该都可以试一试
将制作的initrd-ubuntu.img复制到centos/ubuntu服务器的tftp下/var/lib/tftpboot
拷贝内核到服务器的/var/lib/tfftpboot/
ls /boot/vmlinuz-`uname -r`
5.3制作ubuntu root用户登录(这个可能不需要去做，因为我习惯root登录去做系统，所以就这样做了)
5.3.1设置root密码
passwd root
5.3.2修改启动登录界面
sudo gedit usr/share/lightdm/lightdm.conf.d/50-ubuntu.conf
在最后一行添加greeter-show-manual-login=true
如果要去掉guest用户添加allow-guest=false
5.4.编写 ubuntu的启动参数
5.4.1修改/var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
vim /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
添加lable内容：
label Ubuntu-16.04
kernel vmlinuz-ubuntu
append root=/dev/nfs initrd=initrd-ubuntu.img nfsroot=192.168.56.160:/pxeserver/models/ubuntu ip=dhcp rw
5.4.2注意pxelinux.0的使用
问题： 在ubuntu下使用apt install syslinux 时，无论是 /usr/lib/syslinux下 还是/usr/share/syslinux下都没有pxelinux.0的启动文件
方法：那是因为ubuntu安装的syslinux的版本6.03过高造成的，因此需要下载老的版本去找pxelinux.0
wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/utils/boot/syslinux/syslinux-4.05.tar.bz2 #参考centos7.6 安装的为4.05
tar xvf syslinux-4.05.tar.bz2
cd syslinux-4.05/core #pxelinux.0就在这个下面
第6章 ubuntu作为无盘启动的服务器的方法
6.1参考网址
这个过程与第一章的内容相似，但略有不同
6.1.两个网址
http://xmodulo.com/diskless-boot-linux-machine.html
https://blog.csdn.net/politefish/article/details/4444417
#这两个都比较老，仅供参考
6.2环境
所使用的环境是ubuntu16.05 desktop版
安装依赖库：
apt install isc-dhcp* tftpd-hpa syslinux nfs* initramfs-tools
apt update
apt upgrade
6.3配置DHCP服务器
6.3.1配置DHCP
vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
添加：
allow booting;
allow bootp;
subnet 192.168.56.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.56.173 192.168.56.183;
option broadcast-address 192.168.56.255;
option routers 192.168.56.1;
filename "pxelinux.0";
}
注意pxelinux.0参考5.4.2
6.3.2重启服务器
systemctl status isc-dhcp-server
systemctl start isc-dhcp-server
systemctl enablet isc-dhcp-server
6.4配置tftp服务器
6.4.1修改配置文件
vim etc/default/tftpd-hpa
添加两行：
RUN_DAEMON="yes"
OPTIONS="-l -s /var/lib/tftpboot/"
6.4.2重启tftp，并修改权限
systemctl status tftpd-hpa.service
systemctl restart tftpd-hpa.service
systemctl enable tftpd-hpa.service
6.4.3添加启动必须文件到/var/lib/tftpboot/
cp pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/ # 复制引导程序，关于pxelinux.0参考5.4.2
cd /var/lib/tftpboot/
mkdir pxelinux.cfg
vim pxelinux.cfg/default
添加：
default Ubuntu
prompt 0
label Ubuntu
kernel vmlinuz
append root=/dev/nfs initrd=initrd.img nfsroot=192.168.56.172:/nfsroot ip=dhcp rw
#拷贝内核镜像
cp /boot/vmlinuz-`uname -r` /var/lib/tfftpboot/vmlinuz
#拷贝第五章制作的根目录镜像
cp initrd.img /var/lib/tfftpboot/
chmod -R 777 /var/lib/tftpboot/
6.4.4/var/lib/tftpboot/下的文件
目录文件同1.6节的tftpboot
6.5配置NFS服务器
6.5.1创建虚拟根目录
sudo mkdir /nfsroot
根据第五章将根目录拷贝到此目录下5.1.2
6.5.2 配置nfs
vim /etc/exportfs
添加：
/nfsroot *(rw,no_root_squash,async,insecure,no_subtree_check)
sudo exportfs -rv # 刷新nfs
6.5.3重启nfs
systemctl status nfs-server.service
systemctl restarts nfs-server.service
systemctl enable nfs-server.service
chmod -R 777 /nfsroot
致此ubuntu服务器配置完毕，建议服务器使用固定ip地址