[PXE] Linux（centos6）中PXE 服务器搭建，PXE安装、启动及PXE理论详解
本篇blog主要讲述了[PXE] linux（centos）PXE无盘服务器搭建，安装，启动及pxe协议详解 ， Kickstart （PXE+DHCP+TFTP+HTTP）。
PXE环境概述
作为中小公司的运维，经常会遇到一些机械式的重复工作。如何进行批量一次大批量部署服务器安装？方法： Kickstart （PXE+DHCP+TFTP+HTTP） 或 Cobbler
批量装机软件介绍
Redhat系通主要有两种方式：Kickstart和Cobbler。
Kickstart是一种无人值守的安装方式。它的工作原理是在安装过程中记录人工干预填写的各种参数，并生成一个名为ks.cfg的文件。如果在自动安装过程中出现要填写参数的情况，安装程序首先会去查找ks.cfg文件，如果找到合适的参数，就采用所找到的参数；如果没有找到合适的参数，便会弹出对话框让安装者手工填写。所以，如果ks.cfg文件涵盖了安装过程中所有需要填写的参数，那么安装者完全可以只告诉安装程序从何处下载ks.cfg文件。等安装完毕，安装程序会根据ks.cfg中的设置重启/关闭系统，并结束安装。
Cobbler集中和简化了通过网络安装操作系统需要使用到的DHCP、TFTP和DNS服务的配置。Cobbler不仅有一个命令行界面，还提供了一个Web界面，大大降低了使用者的入门水平。Cobbler内置了一个轻量级配置管理系统，但它也支持和其它配置管理系统集成。
什么是PXE
PXE，全名Pre-boot Execution Environment，预启动执行环境；简单的说，Cobbler是对kickstart的封装，简化安装步骤、使用流程，并降低使用者的门槛。而kickstart实现方式依赖于PXE环境。通过网络接口启动计算机，不依赖本地存储设备（如硬盘）或本地已安装的操作系统；由Intel和Systemsoft公司于1999年9月20日公布的技术；运行在Client/Server的工作模式； PXE客户端会调用网际协议(IP)、用户数据报协议(UDP)、动态主机设定协议(DHCP)、小型文件传输协议(TFTP)等网络协议；PXE客户端(client)这个术语是指机器在PXE启动过程中的角色。一个PXE客户端可以是一台服务器、笔记本电脑或者其他装有PXE启动代码的机器（我们电脑的网卡）。
PXE工作流程图
PXE
client是需要安装Linux的计算机，TFTP Server、DHCP Server及HTTPD Server部署在在PXE
Server端。Bootstrap文件、配置文件以及Linux根文件系统都放置在Linux
Server上TFTP服务器的根目录下，而ks.cfg 及 系统内核部署在HTTPD server目录。
PXE Client向DHCP发送请求 PXE Client从自己的PXE网卡启动，通过PXE BootROM(自启动芯片)会以UDP(简单用户数据报协议)发送一个广播请求，向本网络中的DHCP服务器索取IP。
DHCP服务器提供信息 DHCP服务器收到客户端的请求，验证是否来至合法的PXE Client的请求，验证通过它将给客户端一个“提供”响应，这个“提供”响应中包含了为客户端分配的IP地址、pxelinux启动程序(TFTP)位置，以及配置文件所在位置。
PXE客户端请求下载启动文件 客户端收到服务器的“回应”后，会回应一个帧，以请求传送启动所需文件。这些启动文件包括：pxelinux.0、pxelinux.cfg/default、vmlinuz、initrd.img等文件。
Boot
Server响应客户端请求并传送文件 当服务器收到客户端的请求后，他们之间之后将有更多的信息在客户端与服务器之间作应答,
用以决定启动参数。BootROM由TFTP通讯协议从Boot
Server下载启动安装程序所必须的文件(pxelinux.0、pxelinux.cfg/default)。default文件下载完成后，会根据该文件中定义的引导顺序，启动Linux安装程序的引导内核。
请求下载自动应答文件
客户端通过pxelinux.cfg/default文件成功的引导Linux安装内核后，安装程序首先必须确定你通过什么安装介质来安装linux，如果是通过网络安装(NFS,
FTP,
HTTP)，则会在这个时候初始化网络，并定位安装源位置。接着会读取default文件中指定的自动应答文件ks.cfg所在位置，根据该位置请求下载该文件。
客户端安装操作系统 将ks.cfg文件下载回来后，通过该文件找到OS Server，并按照该文件的配置请求下载安装过程需要的软件包。 OS Server和客户端建立连接后，将开始传输软件包，客户端将开始安装操作系统。安装完成后，将提示重新引导计算机。
PXE必要条件
1.pxe client必须支持pxe用户端功能，并且开机时选择网络启动，这样系统才能以网络的方式进入pxe启动程序
2.pxe服务器必须至少提供DHCP及TFTP的服务才行，且其中
DHCP服务器必须能够除未pxe client分配ip地址外，还需告知tftp所在的位置（即pxelinux.0的文件位置）
TFTP服务器则为pxe client 提供bootloader 及 kernel 等重要文件下载服务
3.使用NFS/HTTP/FTP之一的服务器提供pxe client所需程序及软件来源等通讯协议
PXE工作流程图：
PXE环境安装DHCP
动态主机设置协议（Dynamic
Host Configuration
Protocol，DHCP）是一种使网络管理员能够集中管理和自动分配IP网络地址的通信协议，使用UDP协议工作，DHCP使用统一端口作为BOOTP：服务器端使用67/udp，客户端使用68/udp。主要有两个用途：用于内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址给用户；用于内部网络管理员作为对所有电脑作中央管理的手段。
DHCP协议的工作流程：
客户端在局域网广播DHCPDISCOVER报文，请求获得ip地址、网关、dns地址
等信息；DHCP服务器收到DHCPDISCOVER报文后 ，发送DHCPOFFER 报文进行响应
；客户端收到DHCPOFFER报文后，发送DHCPREQUEST 报文进行请求 ；最终DHCP 服务器发送 DHCPACK报文进行确认 。
DHCP配置文件dhcp.conf 分为4段：
1、DHCP属性段： log-facility 定义日志等级
2、全局属性段： 使用option 关键字定义
3、子网分配段： 使用subnet 来定义
4、主机配置段： 使用host来定义
安装DHCP：
[root@PXE ~]# yum install dhcp # 安装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启动文件
/usr/sbin/dhcpd # 启动脚本配置文件
[root@PXE pxelinux.cfg]# vi /etc/dhcp/dhcpd.conf # 调整配置文件
# 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 { # 定义子网
range 192.168.4.10 192.168.4.100;
option routers 192.168.4.1;
next-server 192.168.4.150; # 注：添加 tftp服务器地址
filename="pxelinux.0"; #注：告诉TFTP目录下的bootstarp文件
}
#注：配置文件中以";" 号结尾 ，且需添加next-server 和filename 项启动dhcp并验证dhcpd进程是否处于监听状态：
[root@PXE ~]# chkconfig --add dhcpd
[root@PXE ~]# chkconfig dhcpd on
[root@PXE ~]# service dhcpd start
Starting dhcpd: [ OK ]
[root@PXE ~]# ps aux | grep dhcpd # 验证dhcpd 启动
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 环境安装 TFTP
简单文件传输协议也称小型文件传输协议（Trivial File Transfer Protocol, TFTP），工作在UDP/69 端口，是一种于1981年在RFC 783中定义的简化的文件传输协议（FTP）。
瞬时（非独立）守护进程：他们无需定义在运行级别下，只需要一次性的定义xinetd的运行级别
xinetd——为那些极少接受用户请求的服务，专门提供监听功能，如 监听tftpd进程
独立（standlone）守护进程 ：能自我管理，无须xinet 提供监听服务的进程
安装TFTP：
[root@PXE ~]# yum install xinetd tftp-server
[root@PXE ~]# rpm -ql tftp-server
/etc/xinetd.d/tftp # 配置文件路径
/var/lib/tftpboot # 默认tftp存储目录
[root@PXE ~]# vi /etc/xinetd.d/tftp
# default: off
service tftp
{
disable = no # no 表明tftp处于启用状态 ，yes 表示tftp处于禁用状态
socket_type = dgram
protocol = udp
wait = yes
user = root
server = /usr/sbin/in.tftpd
server_args = -s /var/lib/tftpboot # 默认tftp存储目录
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 文件存储目录
[root@PXE ~]# cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/
# 复制pxelinux.0到 /var/lib/tftpboot 目录
[root@PXE boot]# mount /dev/cdrom /media/ # 挂载光盘
mount: block device /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only配置pxelinux.cfg 文件
[root@PXE ~]# mkdir /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg # 创建pxelinux.cfg 文件夹
[root@PXE ~]# cp isolinux/isolinux.cfg /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
# 把isolinux.cfg引导文件拷贝到tftpd存储目录下的pxelinux.cfg文件中,并命名为default
[root@PXE ~]# vi /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default # 修改linux内核引导文件
default vesamenu.c32 # 默认启动界面，该文件需要拷贝到tftp存储目录中。
#prompt 1
timeout 600 # 倒计时 600就是60 秒，改数字为秒数的10倍
display boot.msg # 将额外信息写入到boot.msg文件中，该文件需要拷贝到tftp存储目录中。
menu background splash.jpg # 菜单背景图，该文件需要拷贝到tftp存储目录中。
menu title Welcome to CentOS 6.6! # 菜单主标题
label linux
menu label ^Install or upgrade an PXE system #菜单項目
menu default # 预设项目
kernel vmlinuz # 内核 vmlinuz，该文件需要拷贝到tftp存储目录中。
append initrd=initrd.img ks=http://192.168.4.150/ks.cfg
# 核心参数，指定initrd 核心文件，该文件需要拷贝到tftp存储目录中。另指定ks文件目录，这儿使用的http协议把内核及根文件拷贝到tftpd存储目录 ：参照上菜单配置信息，包括 vesamenu.c32，boot.msg，splash.jpg，vmlinuz，initrd.img 文件做拷贝
[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/
linux PXE环境HTTP部署
创建kickstart文件方式：
1、复制模板 /root/anaconda-ks.cfg ，而后使用vim编辑配置
2、使用system-config-kickstart 来生成，建议也使用/root/anaconda-ks.cfg 作为模板来进行
# ksvalidator 查看ks文件语法是否正确
kickstat文件的组成部分 ：
1、命令段： 用于配置系统 ，如：install ，firewall， part，lv 等
2、软件包段%packages；指定要安装的程序包组（@组包名）及程序包(程序包名)，每行一个 ；在程序包之前加 “-”号，表示不希望安装
3、%pre %post脚本段：安装过程开始之前、后执行的安装预备式脚本
httpd安装：
[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 默认存储目录
[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 # 拷贝模板到/var/www/html 目录，并重命名为ks.cfg
[root@PXE ~]# chmod o+r /var/www/html/ks.cfg # 分配权限，为pxe client引导安装使用
[root@PXE isolinux]# cp /media/* /var/www/html/centos/os/ # 拷贝安装系统
[root@PXE os]# grub-crypt # 密码加密，使用grub-crypt 默认512位加密方式
Password:
Retype password:
$6$DnceMH60Kiu8TaME$ySd/QOpPtEcLnnoW36bDjb59xr1eJHGUwTTV/4MHoojT.RoXXdsLHMWJXcLCETQNRF2xITSqKHAAUNZq6df0i/以/root/anaconda.cfg 为模板，配置ks.cfg文件 ，配置repo url 和 ks.cfg 。
repo引用格式如下图
针对集群的计算节点设置的，比如设置用户信息、关闭防火墙等，请根据自己需要定制，kickstart文件说明参见：https://access.redhat.com/documentation/zh-cn/red_hat_enterprise_linux/6/html/installation_guide/s1-kickstart2-options
[root@PXE ~]# vi /var/www/html/ks.cfg # 调整配置文件
# Kickstart file automatically generated by anaconda.
#version=DEVEL
install # 命令段 ，安装
url --url=http://192.168.4.150/centos/os/ # 指定网络url安装目录
lang en_US.UTF-8 # 默认字体
keyboard us # 键盘类型
network --onboot yes --device eth0 --bootproto dhcp --noipv6
# 指定开机自启，网络接口eth0 ，dhcp获取网络地址，ipv6 禁用
rootpw --iscrypted $6$ZOGP2tA0PI/6SI/X$MlC5bJyXfP9TBN5/0vwoc6dqAqIijOQthEbAZUnIXft85Tj9n4sKWB2PfxrsVfkZ2ibqX63apu8ElmdEvBo9o/
# root 加密密码，使用grub-crypt 生成的字符串替代
reboot # 配置完毕后，重启内核
firewall --disabled # 防火墙禁用
authconfig --enableshadow --passalgo=sha512 # 登录身份使用 sha1 的 512bits 加密算法
selinux --disabled # selinux 功能禁用
timezone Asia/Shanghai # 定义上海时区
bootloader --location=mbr --driveorder=sda --append="crashkernel=auto rhgb quiet"
# 定义bootloader，grub安装mbr ，安装在sda磁盘
# 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 # 清除磁盘分区表
text # 纯文本格式安装显示
zerombr # 对磁盘进行初始化
part /boot --fstype=ext4 --asprimary --size=2000 # 分区信息 ，定义boot分区 ，格式为ext4 ，大小为2G
part swap --size=4096 # 分区信息 ，定义swap分区 ，大小为4G
part pv.008003 --size=80000 # 分区信息 ，定义lv分区 pv.008003，大小为80G
volgroup vg0 --pesize=8192 pv.008003 # 分区信息 ，在lv分区pv.008003定义vg0卷组 ，pe大小为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
# 定义yum仓库 ，类别为bashurl ，名称为CentOS-6.6
%packages # 包组段，安装包组及程序包
@core
@server-policy
@workstation-policy
%end
[root@PXE ~]# yum -y install pykickstart #安装ksvalidator 软件
[root@PXE ~]# ksvalidator /var/www/html/ks.cfg # ksvalidator验证ks.cfg语法是否正确ks.cfg及repo验证：
注：ks.cfg若不能正常打开，确认是否有读权限
注： 若不能显示以上连接方式，确认httpd配置文件中，是否开启相关选项。
至此，PXE服务器环境部署完成，出现问题时，一般需要查看系统日志，如：/var/log/messages， 通过日志报错信息进行解决 。
Centos PXE环境测试，安装，启动
部署环境：vmware 虚拟机
PXE服务器： PXE， ip :192.168.4.150
PXE client : vm
实验：
一、配置PXE client 客户端 ，网络需与PXE服务器处于同一网段 192.168.4.150 /24
二、选择开机启动顺序，选择"Network boot from Intel E1000"
三、pxe client获取dhcp地址后 ，获取pxelinux.cfg中配置文件
四、加载内核和根文件系统
五、安装networkmanager ，创建磁盘分区
六、检查包依赖关系，并安装程序。
七、完成安装，重启 ，进入登录界面
至此，pxe 服务器端 部署完成 ，并成功自动化安装pxeclient 端 。
