自動化運維必備-PXE批量安裝系統

時間  2019-11-13
標籤 自動化 必備 pxe 批量 安裝 系統 欄目 測試自動化 简体版
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需求分析html

隨着互聯網技術的不斷壯大，服務器數量也在不斷的增長，IT運維已經成爲IT服務內涵中重要的組成部分。面對愈來愈複雜的業務，面對愈來愈多樣化的用戶需求，不斷擴展的IT應用須要愈來癒合理的模式來保障IT服務能靈活便捷、安全穩定地持續保障，這種模式中的保障因素就是IT運維。從初期的幾臺服務器發展到龐大的數據中心，單靠人工已經沒法知足在技術、業務、管理等方面的要求，那麼標準化、自動化、架構優化、過程優化等下降IT服務成本的因素愈來愈被人們所重視。而如何自動化批量部署安裝一個穩定的系統是實現自動化的第一步。
自動化運維必備-PXE批量安裝系統自動化運維必備-PXE批量安裝系統linux

PXE簡介vim

PXE，就是預啓動執行環境，是一種引導啓動的方式。這種協議通常由兩部分構成，一部分是服務器端，一個是客戶端。簡單來講，咱們經過這種方式能夠本身建立一個「安裝源」，在安裝系統的時候只要能找到這個「源」即可以實現系統的安裝。在實現無人值守的安裝前，咱們必需要搭建一些服務，來實現「安裝源」的創建，例如ftp、http、tftp、dhcp等。當一臺主機啓動時，標準輸入輸出會將PXE客戶端調入咱們的內存中進行相關的操做，並提示相關的選項，在這裏咱們能夠進行選擇。PXE的客戶端經過網絡下載(download)啓動文件到本地運行。具體過程是，PXE客戶端經過網卡向局域網內發送ip請求，而後DHCP服務器會提供給給它一個ip地址和系統安裝所須要的文件，接下使用接收到的文件進行系統安裝。而安裝的過程又須要其餘服務器提供的資源，例如：yum源，內核文件等，當主機拿到這些資源，即可以順利的安裝了。最終結果是：任意一臺主機在選着網絡啓動時會獲取DHCP服務器分發的ip，經過經過獲取到的ip地址與局域網內的TFTP服務器通訊並獲取啓動文件，與FTP或者HTTP通訊並獲取yum源文件及內核文件等。以後開始自動安裝，而這個過程不須要人在作任何操做。centos

PXE安裝優勢，這種安裝系統的方式能夠不受光驅，光盤以及一些外部設備的限制，還能夠作到無人值守，大大減輕了運維人員的工做負荷，像在一些主機數量龐大的機房進行批量安裝，PXE將是你不二的選擇。瀏覽器

總體方案安全

這一小節咱們主要介紹方案選擇，在說方案以前先來看看PXE部署思路。部署思路其實並不難，在實現PXE自動批量安裝系統時，首先咱們須要有DHCP服務器爲咱們提供IP地址，若是在一個網絡中你連IP地址都獲取不到，何談自動化。其次咱們要安裝一個系統，那麼須要的文件必需要有人爲咱們提供才能夠，應爲是網絡自動安裝，本地是沒有任何資源的，咱們可使用HTTP，FTP服務來實現。最後就是獲取咱們的安裝文件，這些文件會引導咱們的計算機如何啓動，如何配置，咱們選擇TFTP服務起來提供。總體框架以下圖：自動化運維必備-PXE批量安裝系統自動化運維必備-PXE批量安裝系統服務器

  • 方案1：選則一臺主機同時搭建HTTP、TFTP、DHCP服務，爲該子網內的主機提供服務。
  • 方案2：選擇一臺主機搭建HTTP、TFTP服務，作提供資源的服務器，另爲一臺主機單間DHCP服務，提供IP地址。

上述提供了兩種方案，固然了，若是你不怕資源浪費，你也能夠選擇每種服務搭建在一臺主機上，作相應服務的提供，不過我的並不建議。考慮到節約資源的目的，咱們選擇方案一。網絡

服務選型架構

DHCP服務app

因爲咱們是實現自動化批量安裝部署，因此，可以與其餘主機通訊是前提，而要想獲取IP並實現通訊，咱們必需要有DHCP服務器爲大量的主機提供ip地址才行。

DHCP就是動態主機設置協議，主要是爲客戶端分發IP，而且是自動分發IP的，一臺主機經過DHCP獲取的地址是動態的，每次獲取的地址都有可能不一樣，改地址是DHCP服務器暫時分配給用戶使用的，當主機關機以後則會返回這個ip地址，此時若是有其餘用戶請求，DHCP服務器則會將該IP地址分配給他。局域網中的每臺主機均可以充當DHCP服務器，只要咱們安裝DHCP服務，並作相應的配置便可，這裏的配置主要是子網的配置，配置其餘主機能使用IP地址的範圍，例如：配置子網爲192.168.14.0，該子網內主機獲取IP的範圍爲192.168.14.1~192.168.14.100。那麼咱們就能夠打開DHCP的配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf作以下配置：

subnet 192.168.14.0 netmask 255.255.255.0 {
        range 192.168.25.50 192.168.25.100;
        next-server 192.168.25.107;     # 指明tftp服務器的地址
        filename "pxelinux.0";          # 指定PXE文件
}

HTTP服務

因爲咱們要獲取安裝系統服務的yum源以及內核文件，虛擬根文件，這些文件都是大文件，在傳輸時咱們必須保證其可以安全傳輸，因此咱們選擇了HTTP服務，固然了，選擇FTP服務也是能夠的。

HTTP是Hyper Text Transfer Protocol(超文本傳輸協議)的縮寫。是互聯網上普遍試用的協議。是用於從WWW服務器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳輸協議。它可使瀏覽器更加高效，使網絡傳輸減小。它不只保證計算機正確快速地傳輸超文本文檔，還肯定傳輸文檔中的哪一部分等。HTTP包含命令和傳輸信息，不只可用於Web訪問，也能夠用於其餘因特網/內聯網應用系統之間的通訊，從而實現各種應用資源超媒體訪問的集成。

TFTP服務

TFTP是一種文件傳輸服務，用於服務器與客戶端進行文件的傳輸，不過他只能進行簡單的文件傳輸，這個服務開銷不大，因此並不能進行大文件的傳輸，多用於小文件的傳輸。他沒有FTP那麼強大，可是TFTP使用UDP協議傳輸數據，有些時候比FTP更加方便，它所監聽的端口爲69。因爲咱們是在局域網中，系統相對安全，而提供的數據也不是很大，因此TFTP是實現PXE的不二選擇。

功能實現

安裝前準備

因爲涉及到主機間不一樣基於不一樣協議的通訊，因此爲了不沒必要要的麻煩，咱們選擇關閉防火牆以及selinux。生產場景中不建議這樣作。

[ root@vinsent ~ ]#iptables -F     # 關閉防火牆
[ root@vinsent ~ ]#setenforce 0     # 臨時關閉selinux
[ root@vinsent ~ ]#vim /etc/selinux/config     # 修改文件永久關閉selinux
...前面省略
SELINUX=disabled                 # 設置SELINUX的值爲disabled
...後面省略

配置靜態IP地址

因爲咱們在前面方案分析中選擇了方案1，即將全部服務搭建在同一臺服務器上。因爲作DHCP服務的主機的IP地址必須固定，因此咱們要先配置服務器的IP地址。因爲我是在CentOS7系統上搭建的服務器，因此有許多命令只有CentOS7才能使用。CentOS6及以前的版本請自行查閱相關文檔。

[ root@vinsent ~ ]#vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33  # 設置靜態IP
DEVICE=ens33
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.14.201
PREFIX=24
ONBOOT=yes
[ root@vinsent ~ ]#systemctl restart network.service     #重啓網絡服務
[ root@vinsent ~ ]#ip a                                  # 查看本身的IP是否設置成功

安裝服務

因爲咱們須要HTTP、TFTP、DHCP服務來提供相應的服務，因此咱們必需要在系統中安裝，相應的服務。這裏須要注意，若是你的系統時最小化安裝，那麼建議你先安裝一些包組，GCC等。若是安裝過程當中出現包依賴問題，依次安裝相應的包便可。

[ root@vinsent ~ ]#yum -y install dhcp tftp-server httpd syslimux  #安裝相應的服務包
[ root@vinsent ~ ]#yum -y install xinetd             # 安裝超級守護進程xinetd
[ root@vinsent ~ ]#systemctl enable dhcp             # 設置dhcp開機啓動
[ root@vinsent ~ ]#systemctl enable tftp             # 設置tftp開機啓動
[ root@vinsent ~ ]#systemctl start tftp              # 啓動tftp服務 
[ root@vinsent ~ ]#systemctl enable httpd             
[ root@vinsent ~ ]#systemctl start httpd             # 啓動http服務
[ root@vinsent ~ ]#chkconfig tftp on     # 若是這天命令不能使用，請修改配置文件
[ root@vinsent ~ ]#vim /etc/xinetd.d/tftp
service tftp
{
...
    disable     =yes         # 修改這一項爲"disable     =no"
...
}
[ root@vinsent ~ ]#systemctl restart xinetd     # 修改以後，必定要重啓xinetd服務

配置DHCP服務

DHCP服務是保證咱們可以自動化批量安裝的前提，上面已經有提到過dhcp的配置，這裏作補充，詳細說明。主要是配置子網範圍，用於ip地址分配。

[ root@vinsent ~ ]#rpm -ql dhcp         # 查詢dhcp相關的文件
...前面省略
/usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example
/usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd6.conf.example
...後面省略
[ root@vinsent ~ ]#cd /etc/dhcp/
[ root@vinsent ~ ]#cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example .   # 複製模板配置文件
[ root@vinsent ~ ]#mv dhcpd.conf.example dhcpd.conf     # 更名爲dhcpd.conf，頂替之前的配置文件
[ root@vinsent ~ ]#vim dhcpd.conf         # 打開模板文件並添加一下內容
...前面省略...
subnet 192.168.14.0 netmask 255.255.255.0{         # 這裏寫的ip地址爲子網的地址，故爲192.168.14.0
    range 192.168.14.10 192.168.14.200;     # 子網的範圍，以後主機請求獲取的ip地址就是這其中的一個
    next-server 192.168.14.201;     # 指明tftp服務器的地址
    filename "pxelinux.0"           # 指明PXE文件位置，這個在申請ip的時候會發送給安裝主機
}
...後面省略...
[ root@vinsent ~ ]#systemctl dhcpd start     # 重啓服務

注意：若是你設置的子網有問題，那麼你將不能重啓dhcp服務，請檢查你配置的子網是否正確。dhcp服務器的地址必須固定，不能是自動獲取的ip。

準備yum源文件及kickstart文件

yum源文件咱們是放在http服務器上的，由http服務來提供，因此咱們要把相應的文件複製到http服務器上。而且咱們安裝的主機系統多是CentOS 6 也多是CentOS7或者Ubantu等，因此咱們在準備yum文件時，須要準備不一樣系統、不一樣版本的文件，咱們這裏只提供CentOS 6 與CentOS 7的兩種系統的安裝。向咱們先規劃一下目錄文件，在進行復制。以下所示。
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咱們規劃好了目錄結構，接下來即是建立這些目錄結構，並提供相應的文件。

[ root@vinsent ~ ]#cd /var/www/html
[ root@vinsent html ]#mkdir -p centos/{6,7}
[ root@vinsent html ]#mkdir ksdir
[ root@vinsent html ]#

提供yum源文件，這裏有兩種方案來實現yum源文件的提供：

  • 方案1：咱們分別掛載CentOS 6和CentOS 7的關盤將光盤裏的Packages目錄與repodata目錄複製到對應的目錄下（若是複製，建議所有複製）；
  • 方案2：咱們建立兩個關盤驅動器，一個添加CentOS 6的ISO鏡像，一個添加CentOS 7的ISO鏡像，而後咱們分別將對應的關盤掛載到/var/www/html/centos下對應的目錄上。

綜上所述，咱們選擇方案2。

[ root@vinsent html ]#mount /dev/sr0 centos/6     # 掛載CentOS 6光盤值6目錄下
mount: /dev/sr0 is write-protected,mounting read-only
[ root@vinsent html ]#mount /dev/sr1 centos/7     # 掛載CentOS 7光盤值7目錄下
mount: /dev/sr1 is write-protected,mounting read-only

接下來準備ksdir目錄下的安裝引導文件ks#.cfg。ks#.cfg文件的獲取方法有兩種，一種是經過工具來生成。不過這個工具須要本身安裝：

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

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另外這一種是複製/root目錄下的anaconda-ks.cfg文件加以修改，咱們選擇後者。

[ root@vinsent html ]#cp /root/anaconda-ks.cfg ksdir/ks7.cfg
[ root@vinsent html ]#vim ksdir/ks7.cfg
....
[ root@vinsent html ]#chmod +r ksdir/ks7.cfg    # "這裏的文件須要加讀權限，很是重要"

注意：ks文件的具體配置能夠參考百度。

準備內核文件菜單文件

內核文件、虛擬根文件以及菜單文件，咱們都是經過tftp服務來提供的，因爲系統及版本的不一樣，對於一個比較複製機羣來講，咱們須要準備不一樣系統，不一樣版本的內核文件，initrd.img文件。菜單文件只須要一份便可。/var/lib/tftpboot/目錄規劃以下：
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規劃好了目錄結構，接下來自只須要按照目錄內容配置相關的文件便可。菜單風格文件menu.c3二、不一樣系統的內核文件 vmlinuz 以及虛擬根文件系統 initrd.img 咱們能夠從光盤中複製。菜單文件defaults須要手動修改。

[ root@vinsent ~ ]#cd /var/lib/tftpboot/
[ root@vinsent tftpboot ]#mkdir -p centos{6,7}     # 建立目錄文件
[ root@vinsent tftpboot ]#cp /var/www/html/centos/6/{vmlinuz,initrd.img} centos6/     # 複製內核，虛擬根文件
[ root@vinsent tftpboot ]#cp /var/www/html/centos/7/{vmlinuz,initrd.img} centos7/     # 因爲以前掛載了不一樣系統，直接複製對應文件便可
[ root@vinsent tftpboot ]#cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 . # pxelinux文件來自syslinux包，直接複製便可
[ root@vinsent tftpboot ]#mkdir pxelinux.cfg
[ root@vinsent tftpboot ]#cp /var/www/html/centos/6/isolinux/isolinux.cfg pxelinux.cfg/default # 複製並更名
[ root@vinsent tftpboot ]#vim pxelinux.cfg/default
...     # 修改過程省略，
[ root@vinsent tftpboot ]#cat pxelinux.cfg/default     # 查看修改事後的菜單文件內容
default menu.c32     # 指定菜單風格
timeout 600          # 安裝倒計時，1/10 s爲單位
menu title Auto Install | www.linuxprobe.com
  
label centos7
  menu label Auto Install CentOS Linux ^7
  kernel centos7/vmlinuz
  append initrd=centos7/initrd.img ks=   # 指明ks文件位置 
  
label centos6
  menu label Auto Install CentOS Linux ^6
  kernel centos6/vmlinuz
  append initrd=centos6/initrd.img ks=http://192.168.14.201/ksdir/ks6.cfg
  
label manual7
  menu label ^Manual Install CentOS Linux 7
  kernel centos7/vmlinuz
  append initrd=centos7/initrd.img inst.repo=http://192.168.14.201/centos/7
  
label manual6
  menu label Manual ^Install CentOS Linux 6
  kernel centos6/vmlinuz
  append initrd=centos6/initrd.img inst.repo=http://192.168.14.201/centos/6
label local
  menu default        # 默認光標停在這一行
  menu label Boot from ^local drive
  localboot 0xffff
menu end

到此全部的配置就完成了。

調試並安裝

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點擊啓動項開始安裝，選擇網絡安裝。
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點擊網絡安裝後，咱們就能看到咱們的菜單了。
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而後選擇你要啓動的項便可。

錯誤分析

最初還不是很熟悉PXE原理的時候，遇到了不少問題，在最後給處我與到的幾個問題，即解決方法。
問題1：ks.cfg文件出錯
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解決方法：檢查tftp服務是否啓動，ks#.cfg文件路徑是否正確，ks#.cfg文件是否具備讀權限。出現這個問題大概就是這幾個地方出了問題

問題2：yum源文件路徑出錯
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解決方法：尋找yum源出現錯誤，該錯誤是ks.cfg文件中url路徑寫錯了，修改該路徑爲正確的yum源所在的地址便可。

問題3：iptables與selinux出問題
遺憾忘記截圖給你們了，見諒，安裝前檢查一下iptables與selinux是否關閉（實驗環境，生產中不建議這麼粗暴！）

總結

本文經過分析PXE實現批量自動化安裝的原理，再到一步步實現PXE的配置，再到後面的排錯思路。在這裏總結幾個要點：關閉selinux，iptables很重要，ks文件讀權限不可少，服務千萬不能down掉，文件路徑不能亂抄。

原文來自：http://www.linuxidc.com/Linux/2017-10/147379.htm

本文地址：http://www.linuxprobe.com/automatic-operatio-pxe.html

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