自动化运维之-PXE实现系统批量自动安装

自动化运维之-PXE实现系统批量自动安装

本节索引

需求分析PXE简介整体方案服务选择功能实现安装调试错误分析总结

1 需求分析

随着互联网技术的不断壮大，服务器数量也在不断的增加，IT运维已经成为IT服务内涵中重要的组成部分。面对越来越复杂的业务，面对越来越多样化的用户需求，不断扩展的IT应用需要越来越合理的模式来保障IT服务能灵活便捷、安全稳定地持续保障，这种模式中的保障因素就是IT运维。从初期的几台服务器发展到庞大的数据中心，单靠人工已经无法满足在技术、业务、管理等方面的要求，那么标准化、自动化、架构优化、过程优化等降低IT服务成本的因素越来越被人们所重视。而如何自动化批量部署安装一个稳定的系统是实现自动化的第一步。

2 PXE简介

PXE安装优点，这种安装系统的方式可以不受光驱，光盘以及一些外部设备的限制，还可以做到无人值守，大大减轻了运维人员的工作负荷，像在一些主机数量庞大的机房进行批量安装，PXE将是你不二的选择。

3整体方案

这一小节我们主要介绍方案选择，在说方案之前先来看看PXE部署思路。部署思路其实并不难，在实现PXE自动批量安装系统时，首先我们需要有DHCP服务器为我们提供IP地址，如果在一个网络中你连IP地址都获取不到，何谈自动化。其次我们要安装一个系统，那么需要的文件必须要有人为我们提供才可以，应为是网络自动安装，本地是没有任何资源的，我们可以使用HTTP，FTP服务来实现。最后就是获取我们的安装文件，这些文件会引导我们的计算机如何启动，如何配置，我们选择TFTP服务起来提供。整体框架如下图：

方案1：选则一台主机同时搭建HTTP、TFTP、DHCP服务，为该子网内的主机提供服务。

方案2：选择一台主机搭建HTTP、TFTP服务，做提供资源的服务器，另为一台主机单间DHCP服务，提供IP地址。

上述提供了两种方案，当然了，如果你不怕资源浪费，你也可以选择每种服务搭建在一台主机上，做相应服务的提供，不过个人并不建议。考虑到节约资源的目的，我们选择方案一。

4 服务选型

4.1 DHCP服务

由于我们是实现自动化批量安装部署，所以，能够与其他主机通信是前提，而要想获取IP并实现通信，我们必须要有DHCP服务器为大量的主机提供ip地址才行。

DHCP就是动态主机设置协议，主要是为客户端分发IP，并且是自动分发IP的，一台主机通过DHCP获取的地址是动态的，每次获取的地址都有可能不同，改地址是DHCP服务器暂时分配给用户使用的，当主机关机之后则会返回这个ip地址，此时如果有其他用户请求，DHCP服务器则会将该IP地址分配给他。局域网中的每台主机都可以充当DHCP服务器，只要我们安装DHCP服务，并做相应的配置即可，这里的配置主要是子网的配置，配置其他主机能使用IP地址的范围，例如：配置子网为192.168.14.0，该子网内主机获取IP的范围为192.168.14.1~192.168.14.100。那么我们就可以打开DHCP的配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf做如下配置：

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服务器的地址        filename "pxelinux.0";          # 指定PXE文件}

4.2 HTTP服务

由于我们要获取安装系统服务的yum源以及内核文件，虚拟根文件，这些文件都是大文件，在传输时我们必须保证其能够安全传输，所以我们选择了HTTP服务，当然了，选择FTP服务也是可以的。

HTTP是Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议)的缩写。是互联网上广泛试用的协议。是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分等。HTTP包含命令和传输信息，不仅可用于Web访问，也可以用于其他因特网/内联网应用系统之间的通信，从而实现各类应用资源超媒体访问的集成。

4.3 TFTP服务

TFTP是一种文件传输服务，用于服务器与客户端进行文件的传输，不过他只能进行简单的文件传输，这个服务开销不大，所以并不能进行大文件的传输，多用于小文件的传输。他没有FTP那么强大，但是TFTP使用UDP协议传输数据，有些时候比FTP更加方便，它所监听的端口为69。由于我们是在局域网中，系统相对安全，而提供的数据也不是很大，所以TFTP是实现PXE的不二选择。

5 功能实现

5.1安装前准备

由于涉及到主机间不同基于不同协议的通信，所以为了避免不必要的麻烦，我们选择关闭防火墙以及selinux。生产场景中不建议这样做。

[ root@vinsent ~ ]#iptables -F     # 关闭防火墙[ root@vinsent ~ ]#setenforce 0     # 临时关闭selinux[ root@vinsent ~ ]#vim /etc/selinux/config     # 修改文件永久关闭selinux...前面省略SELINUX=disabled                 # 设置SELINUX的值为disabled...后面省略

5.2配置静态IP地址

[ root@vinsent ~ ]#vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33  # 设置静态IPDEVICE=ens33BOOTPROTO=staticIPADDR=192.168.14.201PREFIX=24ONBOOT=yes[ root@vinsent ~ ]#systemctl restart network.service     #重启网络服务[ root@vinsent ~ ]#ip a                                  # 查看自己的IP是否设置成功

5.3安装服务

由于我们需要HTTP、TFTP、DHCP服务来提供相应的服务，所以我们必须要在系统中安装，相应的服务。这里需要注意，如果你的系统时最小化安装，那么建议你先安装一些包组，GCC等。如果安装过程中出现包依赖问题，依次安装相应的包即可。

5.4配置DHCP服务

DHCP服务是保证我们能够自动化批量安装的前提，上面已经有提到过dhcp的配置，这里做补充，详细说明。主要是配置子网范围，用于ip地址分配。

[ root@vinsent ~ ]#rpm -ql dhcp         # 查询dhcp相关的文件...前面省略/usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example/usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd6.conf.example...后面省略[ root@vinsent ~ ]#cd /etc/dhcp/[ root@vinsent ~ ]#cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example .   # 复制模板配置文件[ root@vinsent ~ ]#mv dhcpd.conf.example dhcpd.conf     # 改名为dhcpd.conf，顶替以前的配置文件[ root@vinsent ~ ]#vim dhcpd.conf         # 打开模板文件并添加一下内容...前面省略...subnet 192.168.14.0 netmask 255.255.255.0{         # 这里写的ip地址为子网的地址，故为192.168.14.0    range 192.168.14.10 192.168.14.200;     # 子网的范围，之后主机请求获取的ip地址就是这其中的一个    next-server 192.168.14.201;     # 指明tftp服务器的地址    filename "pxelinux.0"           # 指明PXE文件位置，这个在申请ip的时候会发送给安装主机}...后面省略...[ root@vinsent ~ ]#systemctl dhcpd start     # 重启服务

注意：如果你设置的子网有问题，那么你将不能重启dhcp服务，请检查你配置的子网是否正确。dhcp服务器的地址必须固定，不能是自动获取的ip。

5.5 准备yum源文件及kickstart文件

我们规划好了目录结构，接下来便是创建这些目录结构，并提供相应的文件。

[ 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，这里有两种方案来实现yum源文件的提供，方案1：我们分别挂载CentOS 6和CentOS 7的关盘将光盘里的Packages目录与repodata目录复制到对应的目录下（如果复制，建议全部复制）；方案2：我们创建两个关盘驱动器，一个添加CentOS 6的ISO镜像，一个添加CentOS 7的ISO镜像，然后我们分别将对应的关盘挂载到/var/www/html/centos下对应的目录上。综上所述，我们选择方案2。下面是一方案2为基础来实现的。

[ root@vinsent html ]#mount /dev/sr0 centos/6     # 挂载CentOS 6光盘值6目录下mount: /dev/sr0 is write-protected,mounting read-only[ root@vinsent html ]#mount /dev/sr1 centos/7     # 挂载CentOS 7光盘值7目录下mount: /dev/sr1 is write-protected,mounting read-only

接下来准备ksdir目录下的安装引导文件ks#.cfg。ks#.cfg文件的获取方法有两种，一种是通过工具来生成。不过这个工具需要自己安装：

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

另外这一种是复制/root目录下的anaconda-ks.cfg文件加以修改。我们选择后者。

5.6准备内核文件菜单文件

内核文件、虚拟根文件以及菜单文件，我们都是通过tftp服务来提供的，由于系统及版本的不同，对于一个比较复制机群来说，我们需要准备不同系统，不同版本的内核文件，initrd.img文件。菜单文件只需要一份即可。/var/lib/tftpboot/目录规划如下：

规划好了目录结构，接下来自只需要按照目录内容配置相关的文件即可。菜单风格文件menu.c32、不同系统的内核文件 vmlinuz 以及虚拟根文件系统 initrd.img 我们可以从光盘中复制。菜单文件defaults需要手动写

到此所有的配置就完成了。

6 调试并安装

新创建一台虚拟机，设置网络段在上述DHCP服务所在的网络段，选择使用物理驱动器。

然后选择你要启动的项即可。

7 错误分析

最初还不是很熟悉PXE原理的时候，遇到了很多问题，在最后给处我与到的几个问题，即解决方法。

问题1：ks.cfg文件出错

解决方法：检查tftp服务是否启动，ks#.cfg文件路径是否正确，ks#.cfg文件是否具有读权限。出现这个问题大概就是这几个地方出了问题

问题2：yum源文件路径出错

解决方法：寻找yum源出现错误，该错误是ks.cfg文件中url路径写错了，修改该路径为正确的yum源所在的地址即可。

问题3：iptables与selinux出问题

遗憾忘记截图给大家了，见谅，安装前检查一下iptables与selinux是否关闭（实验环境，生产中不建议这么粗暴！）

8 总结

本文通过分析PXE实现批量自动化安装的原理，再到一步步实现PXE的配置，再到后面的排错思路。在这里总结几个要点：关闭selinux，iptables很重要，ks文件读权限不可少，服务千万不能down掉，文件路径不能乱抄。