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

  2. 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/zh-cn/2019/10/21/how-to-install-more-than-10-os-in-an-hour-with-pxe/