上周折腾了一件事,让我觉得还是有必要把过程记录下来的,方便大家之后也要做这件事的时候,可以节约不少时间。

这件事就是:如何在一小时内装完 10 台以上的操作系统?

以前我们是怎么做的

首先我们需要同步一下信息:对于新机器的常见的安装方式,我们需要在 U 盘,CD 等储存上刻一个系统,然后从 BIOS 选择从这些存储上引导启动安装程序,然后按照步骤安装即可。这样安装一个系统,从刻操作系统到安装完毕,预计需要半个小时,不熟练慢点就可能是 1 个小时了,再遇到点硬件问题的话,那就是半天起步了。

因此,如果用这种方式,并且要在一小时内装完 10 台操作系统,预计我们至少需要有 5 个人,5 台目前可用的电脑,刻 10 个 U 盘,这样,我们也不能保证在 1 个小时内完成,因为如果安装的人可能不熟悉安装步骤。

显然,用这样的方式,我们完成这个任务的成本太高了,我们把成本降下来,理想的情况是:

  1. 一个小时内完成;
  2. 一个 U 盘,甚至不用;
  3. 一个人;
  4. 一台电脑;

好了,在这种苛刻的条件下,如何完成任务?下面就该主角出厂了:PXE。

PXE 介绍

PXE 的全称是 Preboot eXecution Environment,也就是预启动执行环境
它描述了在启用 PXE 的客户端上,从网络检索的软件程序集引导启动的的标准化客户端 - 服务器环境1,其实也算是个非常古老的协议,最早可以追溯到 1984 年,人们尝试用 TFTP 协议引导启动,而它一开始是被 Intel 作为 Wired for Management 的部分而引入的(有的文章说它是被 Intel 发明的,似乎说法不准确),它的 2.0 版本发布是 1998 年1,它包括了以下几个内容:

  1. DHCP 协议,能够让客户端获取分配给自己的 IP 地址;
  2. TFTP 协议,能够让客户端下载系统最小的 OS 启动文件;
  3. OS 相关的文件加载自己的 TCP/IP 栈,开始下载其他文件来启动相关程序,可以是安装程序,也可以是启动系统本身;

目前,绝大多数的主板都能支持 PXE,如果你没有在引导选项中发现,那可能需要在芯片选项中启动,它可能会被归类成 legacy 选项。

对于操作系统,目前所有主流操作系统以及部分的 Windows 服务都能支持 PXE1

如何使用

现在,我们以 Ubuntu 18.04 为例来说明(因为手头上只有它),如何快速批量安装多台操作系统:

准备

  1. 一台 Linux 服务器主机,加上一台显示器,一个键盘,一个鼠标,假定地址为 192.168.1.100;
  2. Ubuntu Server 镜像;
  3. 一台路由器,开启 DHCP 服务,我的网段为 192.168.1.1/24,之后你需要根据自己的网段修改;
  4. 多台待安装系统的主机,以及对应的多根电源线、网线;
  5. 一台显示器,一个键盘,一个鼠标;

如果是笔记本之类,自行调整即可,流程都是一样的;

服务器搭建

首先我们需要在 Linux 主机上进行搭建 PXE 环境

  1. 下载镜像

认准这个地址:http://cdimage.ubuntu.com/releases ,不要选择 live 版本,目前我尝试过 Ubuntu 18.04 只有 server 可以正常安装。

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wget http://cdimage.ubuntu.com/releases/18.04/release/ubuntu-18.04.3-server-amd64.iso

挂载镜像

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sudo mkdir /mnt/ubuntu
sudo mount -o loop ubuntu-18.04.3-server-amd64.iso /mnt/ubuntu
  1. 安装几个关键的软件
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sudo apt-get install dnsmasq nginx system-config-kickstart -y
  • dnsmasp:用来实现 DHCP 分配地址以及 TFTP 协议下载最小 OS 启动文件(其实也有用 dhcpd+tftp 实现的,但这个更方便,配置一次即可);
  • nginx:用来实现 HTTP 协议下载系统镜像;
  • system-config-kickstart:用来无人值守安装;
  1. 准备 TFTP 目录
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sudo mkdir /var/lib/tftpboot
sudo cp -Rf /mnt/ubuntu/install/netboot/* .
sudo chmod -R nobody /var/lib/tftpboot
  1. 配置 dnsmasq

注意,这里由于我们已经有了路由器提供的 DHCP,为了防止冲突,我们需要换成 DHCP Proxy。

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# Disable DNS Server
port=0

# Enable DHCP logging
log-dhcp

# Respond to PXE requests for the specified network;
# run as DHCP proxy,我踩坑的地方之一
dhcp-range=192.168.1.0,proxy

dhcp-boot=pxelinux.0

# Provide network boot option called "Network Boot".
pxe-service=x86PC,"Network Boot",pxelinux

enable-tftp
tftp-root=/var/lib/tftpboot
  1. 启动 dnsmasq
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sudo systemctl enable dnsmasq.service
sudo systemctl start dnsmasq.service

最好确认下状态

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sudo systemctl status dnsmasq.service
  1. 准备 Ubuntu OS 目录
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sudo mkdir /var/www
sudo cp -Rf /mnt/ubuntu /var/www
sudo chmod -R www-data /var/www/ubuntu
  1. 配置 Nginx
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location / {
root /var/www;
autoindex on; # 注意这里!!!
index index.html index.htm;
}
  1. 启动 Nginx
sudo systemctl enable dnsmasq.service
sudo systemctl start dnsmasq.service
  1. 配置 Kickstart

Kickstart,简单来说就是可以帮你自动安装操作系统的配置文件,实现无人值守安装,目前大部分 Linux 操作系统都实现了这个协议。

可以是 UI 方式配置:

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system-config-kickstart /var/www/ubuntu/ks.cfg

也可以用 CLI 配置:

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#Generated by Kickstart Configurator
#platform=x86

#System language
lang en_US.UTF-8
#Language modules to install
langsupport en_GB.UTF-8 zh_CN.UTF-8 --default=en_US.UTF-8

#System keyboard
keyboard us
#System mouse
mouse
#System timezone
timezone Asia/Shanghai
#Root password
rootpw --disabled
#Initial user
user --disabled
#Install OS instead of upgrade

user ubuntu --fullname="ubuntu" --password ubuntu_123
# 密码不能太简单,不然会被强制弹出对话框,打断安装过程

#Reboot after installation
reboot
#Use text mode install
text

install

url --url http://192.168.1.100/ubuntu
bootloader --location=mbr

#Clear the Master Boot Record
zerombr yes
#Partition clearing information

clearpart --all --initlabel --drives=sda,sdb

#size单位为M
part / --fstype ext4 --size 1 --grow
part swap --size 2048

network --bootproto=dhcp --device=eth0

firewall --disabled
skipx

%packages
vim
software-properties-common
gpg-agent # apt-key needs this when piping certs in through stdin
curl
openssh-server
net-tools # ifconfig and netstat
wget
git
# ubuntu-desktop # 如果要 UI 界面的话
  1. 修改 PXE 启动配置
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sudo vi /var/lib/tftpboot/ubuntu-installer/amd64/boot-screens/txt.cfg

将其中的这一行:

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append vga=788 initrd=ubuntu-installer/amd64/initrd.gz -- quiet

改为:

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append ks=http://192.168.1.100/ubuntu/ks.cfg preseed/url=http://192.168.1.100/ubuntu/preseed/ubuntu-server.seed vga=788 initrd=ubuntu-installer/amd64/initrd.gz -- quiet
  1. 安装
    现在,将多台机器依次启动,按 F2/F8/F12 等进入 BIOS 程序,选择 PXE 即可不用管了,完全自动化安装。只有一台显示器的情况下就需要不断更换插拔了,在理想情况下直接进入安装程序就可以换下一台了。

P.S.

实际上 UEFI 也能实现网络安装,这次我选择的还是 legacy BIOS 方式安装,因为能查到的相对的资料多一些,如果大家感兴趣,也可以试试,资料在
https://github.com/tianocore/tianocore.github.io/wiki/Configuring-PXE-Boot-Servers-for-UEFI

RFC

  1. Preboot_Execution_Environment
  2. 网路启动服务器安装和配置方法 (pxe+tftp+dhcpd)
  3. PXE 网络批量安装 ubuntu
  4. 网络安装 Ubuntu 14.04 server · GitHub
  5. ubuntu+dnsmasq+kickstart 实现快速无人值守批量安装_genstone_新浪博客

首发于 Github issues: https://github.com/xizhibei/blog/issues/123 ,欢迎 Star 以及 Watch

本文采用 署名-非商业性使用-相同方式共享(BY-NC-SA)进行许可
作者:习之北 (@xizhibei)
原链接:https://blog.xizhibei.me/2019/10/21/how-to-install-more-than-10-os-in-an-hour-with-pxe/