玩转OurBMC第十四期：PXE技术详解
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在 BMC 对服务器的监控与管理过程中，为了实现对服务器的更优化管理，往往需要与其它工具紧密协同工作，以增强监控的全面性、提高管理的灵活性，并促进问题的快速解决。本期内容，我们将对 PXE 技术安装操作系统方法 进行介绍。通过全面阐述 PXE 的基本概念，并结合实际应用案例的深入分析，以帮助读者熟练掌握 PXE 技术的使用方法，从而在实际操作中游刃有余。
PXE 基本介绍
PXE（Preboot Execution Environment）是一种网络引导技术，允许客户机通过网络从远程服务器下载引导镜像，并加载安装文件或整个操作系统。PXE 的主要优点包括规模化、自动化和远程实现，可以同时装配多台服务器，自动化安装系统，并且不需要光盘、U盘等安装介质。
以下是 PXE 安装操作系统的环境准备：
1、DHCP 服务器：提供客户端 IP 地址和 PXE 引导文件的路径。
2、TFTP 服务器：用于传输 PXE 引导文件（例如，引导加载程序、内核和初始 RAM 磁盘）。
3、HTTP/FTP/NFS 服务器：用于存储操作系统安装文件。
4、PXE 支持的客户端：客户端计算机需要支持 PXE 引导。
PXE 应用实例分析
使用 PXE 安装操作系统至少需要两台设备，一台作为 PXE 服务端提供安装镜像，另一台作为 PXE 客户端执行系统安装。两个机器通过一根网线直连（前提网络功能正常）。这里以 CentOS 作为服务端系统为例：
1、在 PXE 服务器上安装 DHCP、TFTP 和 HTTP/FTP 服务
#安装 DHCP 服务器
# sudo yum install -y dhcp*
#安装 TFTP 服务器
# sudo yum install -y tftp-server
#安装 HTTP 服务器
# sudo yum install -y httpd
2、 在 PXE 服务器上配置 DHCP、TFTP 和 HTTP/FTP 服务
（1）配置DHCP服务：
编辑 DHCP 服务端的配置文件 /etc/dhcp/dhcpd.conf，以下是配置实例，请注意，您需要根据自己的实际环境替换其中的IP地址和其他参数：
- subnet 192.168.188.0 netmask 255.255.255.0 声明了一个子网，其IP地址为192.168.188.0，子网掩码为255.255.255.0
- range 192.168.188.140 192.168.188.240 指定了客户端可以获取的IP地址范围
- next-server 192.168.188.136 指定了TFTP服务器的IP地址，需要根据自己的环境替换这个值
- filename "grubaa64.efi" 指定了PXE启动文件，该文件用于加载grub.cfg
（2）配置 HTTP 服务
① 下载并挂载镜像：从https://vault.centos.org/8.2.2004/isos/aarch64/下载镜像CentOS-8.2.2004-aarch64-dvd1.iso并放到/opt下，挂载该镜像到/mnt。
#mount /opt/CentOS-8.2.2004-aarch64-dvd1.iso /mnt
#cd /mnt
② 准备Web服务器，并在Web服务器默认访问路径下创建文件夹用于存放安装源。
#cd /var/www/html
#mkdir centos
#cp -rf /mnt/* centos
③ 准备Kickstart文件：创建一个文件夹用于存放Kickstart（ks）文件，复制/root目录下的anaconda-ks.cfg文件到这个新目录下，并为ks配置文件加读权限。
#mkdir ksdir
#cp /root/anaconda-ks.cfg ks8.cfg ksdir
#chmod +r ks8.cfg
ks8.cfg为自动安装的配置文件，修改ks文件如下图所示：
上图所示的ks文件的参数详解如下：
- url --url=http://192.168.188.136/centos/8/isos/aarch64/ 配置网络安装源，此处的其他配置选项为cdrom（以本地CD-ROM为源安装系统）。
- keyboard --vckeymap=cn --xlayouts='cn' 配置键盘样式。
- lang zh_CN.UTF-8 配置系统语言为中文，编码方式utf-8。
- network --bootproto=dhcp --device=enp5s0 --onboot=on --ipv6=auto --no-activate 配置网络信息。其中 --bootproto=dhcp指定ip获取方式为dhcp（默认值），--device=xxx设置客户端安装时使用的网卡为enp5s0，--onboot=on 系统启动时自启动网卡。
- network --hostname=localhost.localdomain 设置安装的系统的主机名。
- reboot 安装完成后自动重启（该选项可缺省）。
- rootpw --iscrypted $6$9LFQG/EX.saU/Lhe$Yl/e1PVwdoBoOBNs.NL4JRWmMT.L49B3.bJo/uXQgWy6OCG5yme.Ww5D0TtBsRt02ZY9OMRFXtpopeX/4roLl/ 设置root账户密码。
- xconfig --startxonboot 安装时显示可视化界面，修改此行为skipx则不显示可视化界面。
- services --disabled="chronyd" 可选参数，设置禁用或允许列出的服务，--disabled 设置服务为禁用，--enabled 启动服务。
- timezone Asia/Shanghai --isUtc --nontp 设置时区信息。
- bootloader --append=" crashkernel=auto" --location=mbr --boot-drive=sda 系统引导配置，其中 --append 指定内核参数.要指定多个参数,使用空格分隔它们。--location指定引导记录被写入的位置.有效的值如下:mbr(缺省),partition,none。--boot-drive 指定在BIOS引导顺序中居首的驱动器。
- autopart --type=lvm 可选参数，自动创建分区,大于1GB的根分区(/),交换分区和适合于不同体系结构的引导分区.一个或多个缺省分区的大小可以用part指令重新定义。--type=lvm指定逻辑卷管理。
- clearpart --none --initlabel 从系统中不清除分区（修改--none为--all会清除所有分区），--initlable 是初始化磁盘标签。
- part / --fstype="ext4" --ondisk=sda --size=10240 是磁盘分区信息，其中--fstype为分区设置文件系统类型.有效的类型为ext2,ext3,swap, xfs和vfat。--ondisk=sda 设置分区所在的磁盘为一个具体的磁盘sda。--size以MB为单位的分区最小值.在此处指定一个整数值,如10240不加MB。
- %packages是指定自定义安装的包（一行一个）以%end结束，@^graphical-server-environment表示安装的是带图形化界面的服务器，此处可选@core进行最小安装、net-tools安装网络工具。
注意autopart参数和part/partition参数不能同时出现，否则会在安装过程中报错中止。
④ 验证配置：
打开Web浏览器并访问您的HTTP服务器的地址（例如，http://your-server-ip/centos/ 应该列出CentOS安装源的文件）。同样，http://your-server-ip/ksdir/ks8.cfg 应该能够下载Kickstart文件。
⑤ 调整防火墙：
如果您的服务器有防火墙运行，请确保HTTP（端口80）和HTTPS（端口443，如果适用）是开放的。
（3）配置 TFTP 服务
复制启动相关文件到/var/lib/tftpboot/中。
#cd /mnt
#cp -r images/pxeboot/* /var/lib/tftpboot/
#cp EFI/BOOT/grubaa64.efi /var/lib/tftpboot/
#cp EFI/BOOT/grub.cfg /var/lib/tftpboot/
修改启动菜单，执行命令：
#vim /var/lib/tftpboot/grub.cfg
修改后的菜单配置文件如下图所示：
其中192.168.188.136是服务端的IP地址。
3、启动 PXE 服务端
服务端确保所有服务已启动并运行：
#systemctl disable firewalld
#systemctl stop firewalld.service
#systemctl start NetworkManager
#systemctl start dhcpd
#systemctl start tftp
#systemctl start httpd
#systemctl stop NetworkManager
4、系统安装
将需要安装 CentOS 的客户端设置为从网络启动（PXE 启动），通常在 BIOS/UEFI 中设置网络启动为第一启动项。
注意事项：
（1）防火墙配置：确保防火墙允许 DHCP、TFTP 和 HTTP/FTP 服务的端口。
（2）网络配置：确保 PXE 服务器和客户端在同一个子网内，或者 DHCP 服务器能够正确地传递 next-server 和 filename 选项。
（3）镜像版本：根据需要安装的 CentOS 版本，调整相应的配置文件路径。
本期内容以 PXE 技术为核心，通过理论讲解与实践案例相结合的方式，全面展示了其在操作系统部署领域的强大功能与广泛应用前景。希望帮主读者更好利用 PXE 技术实现计算机通过网络从远程服务器下载并安装操作系统，从而极大地提升运维效率与灵活性。
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