使用PXE+Kickstart无人值守安装服务
无人值守系统
生产环境中有数百台服务器都需要安装系统，这种方式就不合时宜了。这时，我们就需要使用PXE + TFTP +FTP + DHCP + Kickstart服务搭建出一个无人值守安装系统。这种无人值守安装系统可以自动地为数十台服务器安装系统，这一方面将运维人员从重复性的工作中解救出来，也大大提升了系统安装的效率。
无人值守安装系统的工作流程如图所示。
无人值守安装系统的工作流程
PXE（Preboot eXecute Environment，预启动执行环境）是由Intel公司开发的技术，可以让计算机通过网络来启动操作系统（前提是计算机上安装的网卡支持PXE技术），主要用于在无人值守安装系统中引导客户端主机安装Linux操作系统。Kickstart是一种无人值守的安装方式，其工作原理是预先把原本需要运维人员手工填写的参数保存成一个ks.cfg文件，当安装过程中需要填写参数时则自动匹配Kickstart生成的文件。所以只要Kickstart文件包含了安装过程中需要人工填写的所有参数，那么从理论上来讲完全不需要运维人员的干预，就可以自动完成安装工作。
由于当前的客户端主机并没有完整的操作系统，也就不能完成FTP协议的验证了，所以需要使用TFTP协议帮助客户端获取引导及驱动文件。vsftpd服务程序用于将完整的系统安装镜像通过网络传输给客户端。当然，只要能将系统安装镜像成功传输给客户端即可，因此也可以使用httpd来替代vsftpd服务程序。
部署相关服务程序
配置DHCP服务程序
DHCP服务程序用于为客户端主机分配可用的IP地址，而且这是服务器与客户端主机进行文件传输的基础，因此我们先行配置DHCP服务程序。首先为无人值守系统设置IP地址，然后在虚拟机的虚拟网络编辑器中关闭自身的DHCP服务。
表19-1 无人值守系统与客户端的设置
| 主机名称 | 操作系统 | IP地址 |
| 无人值守系统 | RHEL 7 | 192.168.10.10 |
| 客户端 | 未安装操作系统 | - |
打开虚拟机的虚拟网络编辑器
关闭虚拟机自带的DHCP服务
当挂载好光盘镜像并把Yum仓库文件配置妥当后，就可以安装DHCP服务程序软件包了。
[[email protected] ~]# yum install dhcp Loaded plugins: langpacks, product-id, subscription-manager This system is not registered to Red Hat Subscription Management. You can use subscription-manager to register. rhel | 4.1 kB 00:00 Resolving Dependencies --> Running transaction check ---> Package dhcp.x86_64 12:4.2.5-27.el7 will be installed --> Finished Dependency Resolution Dependencies Resolved ================================================================================ Package Arch Version Repository Size ================================================================================ Installing: dhcp x86_64 12:4.2.5-27.el7 rhel 506 k Transaction Summary ================================================================================ Install 1 Package Total download size: 506 k Installed size: 1.4 M Is this ok [y/d/N]: y Downloading packages: Running transaction check Running transaction test Transaction test succeeded Running transaction Installing : 12:dhcp-4.2.5-27.el7.x86_64 1/1 Verifying : 12:dhcp-4.2.5-27.el7.x86_64 1/1 Installed: dhcp.x86_64 12:4.2.5-27.el7 Complete! 首先允许了BOOTP引导程序协议，旨在让局域网内暂时没有操作系统的主机也能获取静态IP地址；在配置文件的最下面加载了引导驱动文件pxelinux.0，其目的是让客户端主机获取到IP地址后主动获取引导驱动文件，自行进入下一步的安装过程。
[[email protected] ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf allow booting; allow bootp; #BOOTP引导程序协议 ddns-update-style interim; ignore client-updates; subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 { option subnet-mask 255.255.255.0; option domain-name-servers 192.168.10.10; range dynamic-bootp 192.168.10.100 192.168.10.200; default-lease-time 21600; max-lease-time 43200; next-server 192.168.10.10; filename "pxelinux.0"; }
在确认DHCP服务程序的参数都填写正确后，重新启动该服务程序，并将其添加到开机启动项中。这样在设备下一次重启之后，在无须人工干预的情况下，自动为客户端主机安装系统。
[[email protected] ~]# systemctl restart dhcpd [[email protected] ~]# systemctl enable dhcpd ln -s '/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/dhcpd.service'
配置TFTP服务程序
vsftpd是一款功能丰富的文件传输服务程序，允许用户以匿名开放模式、本地用户模式、虚拟用户模式来进行访问认证。但是，当前的客户端主机还没有安装操作系统，该如何进行登录认证呢？而TFTP作为一种基于UDP协议的简单文件传输协议，不需要进行用户认证即可获取到所需的文件资源。因此接下来配置TFTP服务程序，为客户端主机提供引导及驱动文件。当客户端主机有了基本的驱动程序之后，再通过vsftpd服务程序将完整的光盘镜像文件传输过去。
[[email protected] ~]# yum install tftp-server Loaded plugins: langpacks, product-id, subscription-manager This system is not registered to Red Hat Subscription Management. You can use subscription-manager to register. Resolving Dependencies --> Running transaction check ---> Package tftp-server.x86_64 0:5.2-11.el7 will be installed --> Processing Dependency: xinetd for package: tftp-server-5.2-11.el7.x86_64 --> Running transaction check ---> Package xinetd.x86_64 2:2.3.15-12.el7 will be installed --> Finished Dependency Resolution Dependencies Resolved ================================================================================ Package Arch Version Repository Size ================================================================================ Installing: tftp-server x86_64 5.2-11.el7 rhel 44 k Installing for dependencies: xinetd x86_64 2:2.3.15-12.el7 rhel 128 k Transaction Summary ================================================================================ Install 1 Package (+1 Dependent package) Total download size: 172 k Installed size: 325 k Is this ok [y/d/N]: y Downloading packages: -------------------------------------------------------------------------------- Total 1.7 MB/s | 172 kB 00:00 Running transaction check Running transaction test Transaction test succeeded Running transaction Installing : 2:xinetd-2.3.15-12.el7.x86_64 1/2 Installing : tftp-server-5.2-11.el7.x86_64 2/2 Verifying : 2:xinetd-2.3.15-12.el7.x86_64 1/2 Verifying : tftp-server-5.2-11.el7.x86_64 2/2 Installed: tftp-server.x86_64 0:5.2-11.el7 Dependency Installed: xinetd.x86_64 2:2.3.15-12.el7 Complete!
TFTP是一种非常精简的文件传输服务程序，它的运行和关闭是由xinetd网络守护进程服务来管理的。xinetd服务程序会同时监听系统的多个端口，然后根据用户请求的端口号调取相应的服务程序来响应用户的请求。需要开启TFTP服务程序，只需在xinetd服务程序的配置文件中把disable参数改成no就可以了。保存配置文件并退出，然后重启xinetd服务程序，并将其加入到开机启动项中（在RHEL 7系统中，已经默认启用了xinetd服务程序，因此在将其添加到开机启动项中的时候没有输出信息属于正常情况）。
[[email protected] ~.d]# vim /etc/xinetd.d/tftp service tftp { socket_type = dgram protocol = udp wait = yes user = root server = /usr/sbin/in.tftpd server_args = -s /var/lib/tftpboot disable = no per_source = 11 cps = 100 2 flags = IPv4 [[email protected] xinetd.d]# systemctl restart xinetd [[email protected] xinetd.d]# systemctl enable xinetd
TFTP服务程序默认使用的是UDP协议，占用的端口号为69，所以在生产环境中还需要在firewalld防火墙管理工具中写入使其永久生效的允许策略，以便让客户端主机顺利获取到引导文件。
[[email protected] ~]# firewall-cmd --permanent --add-port=69/udp success [[email protected] ~]# firewall-cmd --reload success
配置SYSLinux服务程序
SYSLinux是一个用于提供引导加载的服务程序。与其说SYSLinux是一个服务程序，不如说更需要里面的引导文件，在安装好SYSLinux服务程序软件包后，/usr/share/syslinux目录中会出现很多引导文件。
[[email protected] ~]# yum install syslinux Loaded plugins: langpacks, product-id, subscription-manager This system is not registered to Red Hat Subscription Management. You can use subscription-manager to register. Resolving Dependencies --> Running transaction check ---> Package syslinux.x86_64 0:4.05-8.el7 will be installed --> Finished Dependency Resolution Dependencies Resolved ================================================================================ Package Arch Version Repository Size ================================================================================ Installing: syslinux x86_64 4.05-8.el7 rhel 1.0 M Transaction Summary ================================================================================ Install 1 Package Total download size: 1.0 M Installed size: 2.3 M Is this ok [y/d/N]: y Downloading packages: Running transaction check Running transaction test Transaction test succeeded Running transaction Installing : syslinux-4.05-8.el7.x86_64 1/1 Verifying : syslinux-4.05-8.el7.x86_64 1/1 Installed: syslinux.x86_64 0:4.05-8.el7 Complete!
我们首先需要把SYSLinux提供的引导文件复制到TFTP服务程序的默认目录中，也就是前文提到的文件pxelinux.0，这样客户端主机就能够顺利地获取到引导文件了。另外在RHEL 7系统光盘镜像中也有一些我们需要调取的引导文件。确认光盘镜像已经被挂载到/media/cdrom目录后，使用复制命令将光盘镜像中自带的一些引导文件也复制到TFTP服务程序的默认目录中。
[[email protected] ~]# cd /var/lib/tftpboot [[email protected] tftpboot]# cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 . [[email protected] tftpboot]# cp /media/cdrom/images/pxeboot/{vmlinuz,initrd.img} . [[email protected] tftpboot]# cp /media/cdrom/isolinux/{vesamenu.c32,boot.msg} .
然后在TFTP服务程序的目录中新建pxelinux.cfg目录，虽然该目录的名字带有后缀，但依然也是目录，而非文件！将系统光盘中的开机选项菜单复制到该目录中，并命名为default。这个default文件就是开机时的选项菜单。
Linux系统的引导菜单界面
[[email protected] tftpboot]# mkdir pxelinux.cfg [[email protected] tftpboot]# cp /media/cdrom/isolinux/isolinux.cfg pxelinux.cfg/default
默认的开机菜单中有两个选项，要么是安装系统，要么是对安装介质进行检验。既然我们已经确定采用无人值守的方式安装系统，还需要为每台主机手动选择相应的选项，未免与我们的主旨（无人值守安装）相悖。现在我们编辑这个default文件，把第1行的default参数修改为linux，这样系统在开机时就会默认执行那个名称为linux的选项了。对应的linux选项大约在64行，我们将默认的光盘镜像安装方式修改成FTP文件传输方式，并指定好光盘镜像的获取网址以及Kickstart应答文件的获取路径：
[[email protected]be tftpboot]# vim pxelinux.cfg/default 1 default linux 2 timeout 600 3 4 display boot.msg 5 6 # Clear the screen when exiting the menu, instead of leaving the menu displa yed. 7 # For vesamenu, this means the graphical background is still displayed witho ut 8 # the menu itself for as long as the screen remains in graphics mode. 9 menu clear 10 menu background splash.png 11 menu title Red Hat Enterprise Linux 7.0 12 menu vshift 8 13 menu rows 18 14 menu margin 8 15 #menu hidden 16 menu helpmsgrow 15 17 menu tabmsgrow 13 18 19 # Border Area 20 menu color border * #00000000 #00000000 none 21 22 # Selected item 23 menu color sel 0 #ffffffff #00000000 none 24 25 # Title bar 26 menu color title 0 #ff7ba3d0 #00000000 none 27 28 # Press [Tab] message 29 menu color tabmsg 0 #ff3a6496 #00000000 none 30 31 # Unselected menu item 32 menu color unsel 0 #84b8ffff #00000000 none 33 34 # Selected hotkey 35 menu color hotsel 0 #84b8ffff #00000000 none 36 37 # Unselected hotkey 38 menu color hotkey 0 #ffffffff #00000000 none 39 40 # Help text 41 menu color help 0 #ffffffff #00000000 none 42 43 # A scrollbar of some type? Not sure. 44 menu color scrollbar 0 #ffffffff #ff355594 none 45 46 # Timeout msg 47 menu color timeout 0 #ffffffff #00000000 none 48 menu color timeout_msg 0 #ffffffff #00000000 none 49 50 # Command prompt text 51 menu color cmdmark 0 #84b8ffff #00000000 none 52 menu color cmdline 0 #ffffffff #00000000 none 53 54 # Do not display the actual menu unless the user presses a key. All that is displayed is a timeout message. 55 56 menu tabmsg Press Tab for full configuration options on menu items. 57 58 menu separator # insert an empty line 59 menu separator # insert an empty line 59 menu separator # insert an empty line 60 61 label linux 62 menu label ^Install Red Hat Enterprise Linux 7.0 63 kernel vmlinuz 64 append initrd=initrd.img inst.stage2=ftp://192.168.10.10 ks=ftp://192.168.10.10/pub/ks.cfg quiet 65 ………………省略部分输出信息………………
配置VSFtpd服务程序
在我们这套无人值守安装系统的服务中，光盘镜像是通过FTP协议传输的，因此势必要用到vsftpd服务程序。当然，也可以使用httpd服务程序来提供Web网站访问的方式，只要能确保将光盘镜像顺利传输给客户端主机即可。如果打算使用Web网站服务来提供光盘镜像，一定记得将上面配置文件中的光盘镜像获取网址和Kickstart应答文件获取网址修改一下。
[[email protected] ~]# yum install vsftpd Loaded plugins: langpacks, product-id, subscription-manager This system is not registered to Red Hat Subscription Management. You can use subscription-manager to register. Resolving Dependencies --> Running transaction check ---> Package vsftpd.x86_64 0:3.0.2-9.el7 will be installed --> Finished Dependency Resolution Dependencies Resolved ================================================================================ Package Arch Version Repository Size ================================================================================ Installing: vsftpd x86_64 3.0.2-9.el7 rhel 166 k Transaction Summary ================================================================================ Install 1 Package Total download size: 166 k Installed size: 343 k Is this ok [y/d/N]: y Downloading packages: Running transaction check Running transaction test Transaction test succeeded Running transaction Installing : vsftpd-3.0.2-9.el7.x86_64 1/1 Verifying : vsftpd-3.0.2-9.el7.x86_64 1/1 Installed: vsftpd.x86_64 0:3.0.2-9.el7 Complete!
在配置文件修改正确之后，一定将相应的服务程序添加到开机启动项中，一定养成这个好习惯。
[[email protected] ~]# systemctl restart vsftpd [[email protected] ~]# systemctl enable vsftpd ln -s '/usr/lib/systemd/system/vsftpd.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/vsftpd.service'
在确认系统光盘镜像已经正常挂载到/media/cdrom目录后，把目录中的光盘镜像文件全部复制到vsftpd服务程序的工作目录中。
[[email protected] ~]# cp -r /media/cdrom/* /var/ftp
在firewalld防火墙管理工具中写入使FTP协议永久生效的允许策略，然后在SELinux中放行FTP传输：
[[email protected] ~]# firewall-cmd --permanent --add-service=ftp success [[email protected] ~]# firewall-cmd --reload success [[email protected] ~]# setsebool -P ftpd_connect_all_unreserved=on
创建KickStart应答文件
毕竟，我们使用PXE + Kickstart部署的是一套“无人值守安装系统服务”，而不是“无人值守传输系统光盘镜像服务”，因此还需要让客户端主机能够一边获取光盘镜像，还能够一边自动帮我们填写好安装过程中出现的选项。简单来说，如果生产环境中有100台服务器，它们需要安装相同的系统环境，那么在安装过程中单击的按钮和填写的信息也应该都是相同的。那么，为什么不创建一个类似于备忘录的需求清单呢？这样，在无人值守安装系统时，可以从这个需求清单中找到相应的选项值，从而免去了手动输入之苦，更重要的是，也彻底解放了人的干预，彻底实现无人值守自动安装系统，而不是单纯地传输系统光盘镜像。
有了上文做铺垫，相信大家现在应该可以猜到Kickstart其实并不是一个服务程序，而是一个应答文件了。是的！Kickstart应答文件中包含了系统安装过程中需要使用的选项和参数信息，系统可以自动调取这个应答文件的内容，从而彻底实现了无人值守安装系统。那么，既然这个文件如此重要，该去哪里找呢？其实在root管理员的家目录中有一个名为anaconda-ks.cfg的文件，它就是应答文件。下面将这个文件复制到vsftpd服务程序的工作目录中（在开机选项菜单的配置文件中已经定义了该文件的获取路径，也就是vsftpd服务程序数据目录中的pub子目录中）。使用chmod命令设置该文件的权限，确保所有人都有可读的权限，以保证客户端主机可以顺利获取到应答文件及里面的内容：
[[email protected] ~]# cp ~/anaconda-ks.cfg /var/ftp/pub/ks.cfg [[email protected] ~]# chmod +r /var/ftp/pub/ks.cfg
Kickstart应答文件并没有想象中的那么复杂，它总共只有46行左右的参数和注释内容，大家完全可以通过参数的名称及介绍来快速了解每个参数的作用。其他参数建议大家自行修改测试。
首先把第6行的光盘镜像安装方式修改成FTP协议，仔细填写好FTP服务器的IP地址，并用本地浏览器尝试打开下检查有没有报错。然后把第21行的时区修改成上海(Asia/Shanghai)，最后再把29行的磁盘选项设置为清空所有磁盘内容并初始化磁盘：
[[email protected] ~]# vim /var/ftp/pub/ks.cfg 1 #version=RHEL7 2 # System authorization information 3 auth --enableshadow --passalgo=sha512 4 5 # Use CDROM installation media 6 url --url=ftp://192.168.10.10 7 # Run the Setup Agent on first boot 8 firstboot --enable 9 ignoredisk --only-use=sda 10 # Keyboard layouts 11 keyboard --vckeymap=us --xlayouts='us' 12 # System language 13 lang en_US.UTF-8 14 15 # Network information 16 network --bootproto=dhcp --device=eno16777728 --onboot=off --ipv6=auto 17 network --hostname=localhost.localdomain 18 # Root password 19 rootpw --iscrypted $6$pDjJf42g8C6pL069$iI.PX/yFaqpo0ENw2pa7MomkjLyoae2zjMz2UZJ7b H3UO4oWtR1.Wk/hxZ3XIGmzGJPcs/MgpYssoi8hPCt8b/ 20 # System timezone 21 timezone Asia/Shanghai --isUtc 22 user --name=linuxprobe --password=$6$a9v3InSTNbweIR7D$JegfYWbCdoOokj9sodEccdO.zL F4oSH2AZ2ss2R05B6Lz2A0v2K.RjwsBALL2FeKQVgf640oa/tok6J.7GUtO/ --iscrypted --gecos ="linuxprobe" 23 # X Window System configuration information 24 xconfig --startxonboot 25 # System bootloader configuration 26 bootloader --location=mbr --boot-drive=sda 27 autopart --type=lvm 28 # Partition clearing information 29 clearpart --all --initlabel 30 31 %packages 32 @base 33 @core 34 @desktop-debugging 35 @dial-up 36 @fonts 37 @gnome-desktop 38 @guest-agents 39 @guest-desktop-agents 40 @input-methods 41 @internet-browser 42 @multimedia 43 @print-client 44 @x11 45 46 %end
如果觉得系统默认自带的应答文件参数较少，不能满足生产环境的需求，则可以通过Yum软件仓库来安装system-config-kickstart软件包。这是一款图形化的Kickstart应答文件生成工具，可以根据自己的需求生成自定义的应答文件，然后将生成的文件放到/var/ftp/pub目录中并将名字修改为ks.cfg即可。
自动部署客户机
现在，我们就同时准备好了PXE + Kickstart无人值守安装系统与虚拟主机。在生产环境中，大家只需要将配置妥当的服务器上架，接通服务器和客户端主机之间的网线，然后启动客户端主机即可。接下来开始传输光盘镜像文件并进行自动安装了—期间完全无须人工干预，直到安装完毕时才需要运维人员进行简单的初始化工作。
自动传输光盘镜像文件并安装系统
自动安装系统，无须人工干预