在日常的网络维护中,有不少人感觉自己是在机械地做一件事情,是在无聊、无趣和无奈中工作。当我们因为开发环境的需要,一遍又一遍地安装Linux时,这种简单重复的操作更容易让人感到工作的无趣。特别是在没有光驱或者光驱坏掉的计算机、手中没有安装光盘等情况下,安装更是麻烦。
在安装RedHat Linux企业版的过程中,我们都知道它允许通过NFS、HTTP或FTP协议来进行网络安装。但是在一般情况下我们需要有一个安装引导介质(引导光盘、引导软盘、U盘等),有没有一种方法可以不通过引导光盘,而直接通过网络来进行安装呢?答案是肯定的,即通过PXE技术实现。
PXE(Pre-boot Execution Environment)是由Intel设计的协议,它可以使计算机通过网络启动来安装操作系统。简单地说,协议分为server和client两端。PXE Client在网卡的ROM中,当计算机引导时,BIOS把PXE Client调入内存执行,并显示出命令菜单。经用户选择后,PXE Client将放置在远端的操作系统通过网络下载到本地运行。
既然是通过网络传输,就需要IP地址。也就是说,在其启动过程中,客户端请求服务器分配IP地址,之后PXE Client使用TFTP Client通过TFTP(Trivial File Transfer Protocol)协议下载启动安装程序所需的文件。
简单地说,PXE网络安装,客户机通过支持PXE的网卡向网络中发送请求DHCP信息的广播请求IP地址等信息,DHCP服务器给客户端提供IP地址和其他信息(TFTP服务器、启动文件等),之后请求并下载安装需要的文件。在这个过程中,需要一台服务器来提供启动文件、安装文件以及安装过程中的自动应答文件等。
下面详细介绍Linux中自动安装操作系统的工作流程。
第一步:PXEClient向DHCP服务器发送请求。
将客户端的BIOS设置成从网络启动(NIC要支持PXE),通过PXE Boot ROM(自启动芯片)以UDP方式发送一个广播请求,向网络中的DHCP服务器索取IP地址等信息。
第二步:DHCP服务器提供信息。
当DHCP服务器接收到客户端的请求,验证是否来自合法的PXE Client的请求,验证通过后,它将给客户端“提供”包含为客户端分配的IP地址、pxelinux启动程序(TFTP)位置,以及配置文件所在位置的一个响应。
第三步:PXE客户端请求下载启动文件。(www.xing528.com)
客户端收到服务器的“回应”后,会回应一个帧,以请求传送启动所需文件。这些启动文件包括pxelinux.0、pxelinux.cfg/default、vmlinuz、initrd.img等。
第四步:Boot Server响应客户端请求并传送文件。
当服务器收到客户端的请求后,它们之间将有更多的信息应答,用以决定启动参数。Boot ROM通过TFTP协议从Boot Server下载启动安装程序所必需的文件(pxelinux.0、pxelinux.cfg/default)。default文件下载完成后,会根据该文件中定义的引导顺序启动Linux安装程序的引导内核。
第五步:请求下载自动应答文件。
客户端通过pxelinux.cfg/default文件成功地引导Linux安装内核后,安装程序首先会确定你通过什么安装介质来安装Linux,如果是通过网络安装(NFS、FTP、HTTP),则会在这个时候初始化网络,并定位安装源位置。或许你会说,刚才PXE不是已经获取过IP地址了吗?为什么现在还需要一次?这是由于PXE获取的是安装用的内核以及安装程序等,而安装程序要获取的是安装系统所需的二进制包以及配置文件。由于它们需要的内容不同,造成PXE模块和安装程序是相对独立的,PXE的网络配置并不能传递给安装程序,从而进行两次获取IP地址的过程。接着会读取该文件中指定的自动应答文件ks.cfg所在位置,根据该位置请求下载文件。
第六步:客户端安装操作系统。
将ks.cfg文件下载后,通过该文件找到OSServer,并按照该文件的配置请求下载安装过程需要的软件包,并开始安装操作系统。安装完成后,将提示重新引导计算机。这个时候需要注意的是,在重新引导的过程中一定要将BIOS修改回从硬盘启动,否则又将自动安装操作系统。
在上面的介绍中,PXE Client是需要安装Linux的计算机,TFTP Server、DHCP Server和NFS Server运行在另外一台Linux服务器上。Bootstrap文件、配置文件、Linux内核都放置在Linux服务器上TFTP的根目录下。而Linux的根文件系统存放于NFS Server的共享目录中。
PXE Client在工作过程中,需要3个二进制文件:bootstrap、Linux内核和Linux根文件系统。Bootstrap文件是可执行程序,它向用户提供简单的控制界面,并根据用户的选择,下载合适的Linux内核以及Linux根文件系统。
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