基于IPXE的网络部署文档

基于 iPXE 的 网络启动系统部署方案 2020 年 4 月 2 日 iPXE 部署文档 1 目 录 第一章 前言 2 1 iPXE 介绍 2 2 网络启动流程 2 3 Tiny PXE Server 介绍 2 4 PE 介绍 2 第二章 部署前准备 3 5 服务器准备 3 6 网络准备 3 7 软件准备 3 8 客户机准备 3 第三章 配置流程 4 9 配置 pxesrv 5 10 配置 Netboot 目录 6 11 配置 menu txt 7 12 实现的效果图 9 13 配置文件夹 10 14 配置 PE 的目录 11 第四章 使用流程 12 15 客户端网络引导至菜单 12 16 选择 PXE 引导 12 17 执行 PE 中的选项 13 18 进入 PE 中加载网络 14 19 挂载 PXE 服务器上的共享 15 20 系统安装 18 第五章 Linux 的安装 22 21 Linux 的安装原理 22 22 安装文件配置流程 22 23 执行安装 23 24 完成安装 25 iPXE 部署文档 2 第一章 前言 1 iPXE 介绍 PXE preboot execute environment 预启动执行环境 是由 Intel 公司开发的最 新技术 工作于 Client Server 的网络模式 支持工作站通过网络从远端服务器 下载映像 并由此进行网络启动和安装 iPXE 是 PXE 的一个开源实现 通过 iPXE 能让网卡直接支持网络启动 而 不依赖于网卡自带的 PXE 固件 同时相比 PXE iPXE 支持更多的协议 传统 的 PXE 只能通过 TFTP 进行传输 而 iPXE 支持 HTTP iSCSI 和 ATA over Ethernet AoE 因此传输速率大大提升 2 网络启动流程 大体流程 客户机从 DHCP 获取 IP 寻找 iPXE 服务器 tftp 获取开机启动 文件 HTTP TFTP FTP 加载安装文件 本地安装 3 Tiny PXE Server 介绍 Tiny PXE Server 是一款小巧但又功能非常强大的网络启动服务器软件 它 支持 DHCP TFTP HTTP BINL DNS 等多个协议 并且能够直接加载自定义的 外 置脚本菜单 因此搭配 IPXE 启动是非常方便的 4 PE 介绍 Windows 预先安装环境 Microsoft Windows Preinstall Environment 简称 Windows PE 或 WinPE 是简化版的 Windows XP Windows Server 2003 Windows Vista Windows 7 或 Windows 8 WinPE 作用是方便企业进行 工作站和服务器的企划 Windows PE 可理解为 Windows 的 Live CD iPXE 部署文档 3 第二章 部署前准备 5 服务器准备 安装 Windows2008R2 服务器 配置网络 并关闭防火墙 6 网络准备 确保路由器 防火墙的 DHCP 功能正常 确保服务器 客户端在同一网段 7 软件准备 Tiny PXE Server v 1 0 0 17 Win7 安装 ISO 安装原版系统 封装好的 WIM 文件 安装自定义的优化系统 EditPlus 或 Notepad 用于编写启动目录 带网络功能的 PE 系统 ISO 8 客户机准备 提前在客户端设置好第一启动为 PXE 并保证安装前硬盘无重要资料 iPXE 部署文档 4 第三章 配置流程 Tiny PXE Server 主程序目录如下 可以看到分为 netboot 目录和两个文件 其中 pxesrv exe 为程序可执行文件 config ini 为其配置文件 iPXE 部署文档 5 9 配置 pxesrv 说明 ProxyDhcp 网络内有 DHCP 服务器或 DHCP 路由 请勾选 它会进行 DHCP 中继 取消勾选 则会广播 DHCP 信号 Option 54 项会生效 Boot file 为 PXE 启动的 bootfile 它会调用下面的 menu txt 菜单 供开机引导时 选择 也可以替换为目录下的 undionly kpxe 文件 区别如下 pxe is an image designed to be chain loaded unloading both the underlying PXE and UNDI code sections kpxe is a PXE image that keeps UNDI loaded and unloads PXE kkpxe is a PXE image that keeps PXE UNDI loaded and return to PXE instead of int 18h iPXE 部署文档 6 10 配置 Netboot 目录 Netboot 目录存放有 ipxe 的引导文件和 PE 文件 ISO 说明 Boot 目录存放有以 kernel 方式远程引导的操作系统启动文件 通常安装 windows 需要 winboot bootmgr bio boot boot wim 安装 linux 则需要放置 pxelinux 0 pxelinux cfg EFI 目录存放有以 UEFI 的 PXE 引导方式存放的相关文件 UI 和字体 UEFI 本身引导依托与 Netboot 目录下的 bootx64 efi ISO 目录存放自定义的 WINPE 系统 Bootx64 efi 是用来以 UEFI 进行 PXE 引导的 bootstrap 文件 Ipxe pxe 和 undionly kpxe 在设置主程序时提到的引导文件 也是此次部署 的核心文件 Menu txt 是配置菜单 通过对其进行编辑 可以实现多系统引导选择 Memdisk 是提取于 syslinux 的一个程序 其目的是可以将 ISO 装载于内存 中 从而方进行配置部署工作 iPXE 部署文档 7 11 配置 menu txt 文件代码如下 iPXE 部署文档 8 说明 之后的文字为注释 仅供说明 不执行 Set menu timeout 定义了菜单的默认显示时间 单位毫秒 10000 即 10 秒 Isset ip dhcp 含义为检测客户端 IP 是否从 DHCP 获取 http next server 含义为使用 http 协议定位到 PXE 服务器上 next server start 开始批处理执行下列指令 Menu 显示 Item 项目 每一项都可以执行 shell reboot winPE 为 Item 下的分别选项 选择哪像则批处理会跳转到 冒号后 执行该项下面的命令 sanboot no describe drive 0 x80 执行硬盘的 0 x80 扇区 意为退出 PXE 环 境 从本机的 C 盘分区或 linux 的 boot 区引导 initrd http next server ISO PE iso 此为 ipxe 内核中的 Linux 指令 initrd 该指令可以加载内核模块供启动 chain http next server memdisk iso raw 此命令可以配合 initrd memdisk 将 iso 镜像文件加载到系统内存供启动 iPXE 部署文档 9 12 实现的效果图 iPXE 部署文档 10 13 配置文件夹 Initrd 指令固然强大 但是其问题在于 如果 ISO 的容量大于了我们内存的 可用容量 就无法加载了 这也是无法直接将安装 ISO 指向其的原因 因此 需要用 WinPE 环境进行挂载安装 配置远程 SMB 共享是具体实现的一个方法 我们需要回到在 PXE 服务器 建立目录 将 Windows 的安装文件 install wim 或我们自定义的封装文件 wim 放置 并共享 就可以了 iPXE 部署文档 11 14 配置 PE 的目录 在 PXESERVER netboot ISO 这个目录下 放置我们所需要的 PE 文件 需要注意的是 PE 文件名 需要与启动菜单中的批处理命令 如果 initrd http next server ISO PE iso 需要将 PE 的名称修改为 PE ISO iPXE 部署文档 12 第四章 使用流程 15 客户端网络引导至菜单 默认选项为从 C 盘引导 安装系统则需要选择第二项 进入 PXE PE 16 选择 PXE 引导 iPXE 部署文档 13 17 执行 PE 中的选项 根据工作需要 选择不同的选项 安装系统则进入 WIN8PE 或 2003PE 较老的机型 检测硬件则可以运行硬盘坏道或内存测试 分区则可以运行 Disk 精灵 根据自定义 PE 的版本不同 这个界面也会有所不同 iPXE 部署文档 14 18 进入 PE 中加载网络 进入 PE 后 加载网络是实现网络挂载的前提 iPXE 部署文档 15 19 挂载 PXE 服务器上的共享 开启网络后 桌面出现网络相关的程序图标 点击后 配置挂载的目录 iPXE 部署文档 16 挂载成功后 会有相关提示 iPXE 部署文档 17 可以看到之前挂载的文件了 iPXE 部署文档 18 20 系统安装 系统安装下的 SGI 工具是一个小巧的备份还原工具 支持 WIM 和 GHO 文件的 备份还原 此外 对于 ISO 安装文件 可以通过挂载虚拟光驱的方式安装 iPXE 部署文档 19 映像文件选择挂载的目录下的 wim 分区选择硬盘上的 C 盘 如果是新机器 注意先提前分区并激活启动分区 之后点击执行 如果是多合一系统会提示选择所安装的系统种类 iPXE 部署文档 20 会提示格式化磁盘 需在格式化前保证无重要资料 格式化后 就进入了恢复过程 此过程速度取决于电脑运行速度和网络带宽 百兆网络 虚拟机中安装原版的时间在半小时 iPXE 部署文档 21 完成后 重启机器 此时可以关闭 PXE 引导 安装程序会进入最后的设置 完成 iPXE 部署文档 22 第五章 Linux 的安装 21 Linux 的安装原理 传统的 PXE 安装 Linux 通常需要部署 tftp 服务器 之后通过分发 pxelinux 0 来使客户端进行网络启动 再通过 tftp 协议进行安装 而 tftp 速度很 慢 无法有效利用网络 而 ipxe 改进了相关机制 它的源码中已经直接支持 http 协议 可以在通过 tftp 启动后调用 http 进行安装 用户只需要解压 Linux 相关文件到指定目录并修 改启动菜单相关项 即可完成安装 由于引导机制不同 Linux 不能通过进入 WinPE 安装 22 安装文件配置流程 我们以 CentOS 6 3 安装镜像为例 只需要将安装光盘文件提取后复制到 netboot 目录下的二级目录 这里建议按照系统名称 版本的命名方式建立目录 如 netboot centos 6 注意 这里一定要使用 UltraISO 或类似的虚拟光驱提取 不可用解压缩软 件直接打开 ISO 否则会出现安装时提示找不到安装源文件的问题 其原因是 ISO 有很多目录结构格式 解压缩软件与虚拟光驱打开这些目录结构时的 原理不同 会导致一部分文件信息丢失 文件虽然还在 但是后缀名不一致 iPXE 部署文档 23 之后 我们需要修改 menu txt 的菜单 在其中加入相关的引导信息 一共 有两项 第一项为启动后显示菜单处 如图 另一处为 item CentOS 的批处理 而批处理处的文件位置与之前的安装文件解压的位置要一致 23 执行安装 添加了相关信息后 就可以正式进行 Linux 的安装了 启动与引导后 会 发现修改的 MENU TXT 可以正确显示 Centos 了 这里选择它 iPXE 部署文档 24 接下来就与我们使用光盘介质安装的流程基本一致了 选择语言 选择存储 这里也要在安装前确保无重要数据 Linux 在安装时会格式化系统所在分区 iPXE 部署文档 25 选择区域 安装 Package 软件包 24 完成安装