Part 5 - 虚拟机自动化部署

2021-10-13

10分钟阅读时长

【版本】

当前版本号v20221022

版本	修改说明
v20221022	增加常见问题解答
v20220420	增加了实验说明，补充了常见问题解答
v20211031	更新缺失图片
v20211021	更新客户端无法请求服务端进行下载的问题
v20211013	初始化版本

【实验名称】实验5.1 PXE+Kickstart 自动部署 CentOS

【实验目的】

掌握 Kickstart 的配置和使用
掌握通过 PXE 启动和加载 Kickstart 自动安装 CentOS 系统

【实验环境】

VirtualBox
CentOS 7
FinalShell

【实验说明】

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，并由支持通过网络启动操作系统，再启动过程中，终端要求服务器分配IP地址，再用TFTP（trivial file transfer protocol）或 MTFTP（multicast trivial file transfer protocol）协议下载一个启动软件包到本机内存中执行，由这个启动软件包完成终端基本软件设置，从而引导预先安装在服务器中的终端操作系统。PXE可以引导多种操作系统，如：Windows95/98/2000/windows2003/windows2008/winXP/win7/win8/linux等。
Tmpl虚拟机在此实验中安装 DHCP服务、TFTP 服务和 FTP 服务。主要承担 DHCP 服务器作用，并同时通过 TFTP 提供 pxelinux 启动程序下载，通过 FTP 提供CentOS安装文件下载。
客户端启动以后到自动安装CentOS的详细过程如下描述：

（1）客户端向 DHCP 发送请求索取IP 内置PXE Client 从自己的 PXE 网卡启动，通过 PXE BootROM（自启动芯片）会通过UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）发送一个广播请求，向本网络中的DHCP 服务器索取 IP。
（2）DHCP 服务器提供信息当 DHCP 服务器收到客户端的请求后，其会验证是否来自合法的 PXE Client 的请求，验证通过后，它将给客户端一个“提供”响应，这个“提供”响应中包含了为客户端分配的 IP 地址、pxelinux 启动程序（TFTP）位置，以及配置文件所在位置。
（3）PXE 客户端请求下载启动文件当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 等文件。
（4）服务器（Tmpl虚拟机）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，他们之间在后续将有更多的信息在客户端与服务器之间作应答，用以决定启动参数。BootROM 由 TFTP 从服务器下载启动安装所必须的文件（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。
（5）请求下载自动应答文件客户端通过 pxelinux.cfg/default 文件成功的引导 Linux 安装内核后，安装程序必须首先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），这时可以初始化网络，并定位安装源位置。接着它会读取 default 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该文件。
（6）客户端安装操作系统将 ks.cfg 文件下载回来后，通过该文件找到 OS Server，并按照该文件的配置请求下载安装过程需要的软件包。当 OS Server 和客户端建立连接后，会开始传输软件包，客户端将开始安装操作系统。当安装完成后，它将提示重新引导计算机。

在此次实验中网络的连接图如下所示：

【实验资源】

CentOS-7-x86_64-Minimal-2009.iso

链接：https://pan.baidu.com/s/1kw7nT7dbonUTSlPqIHVwhQ 
提取码：heis

【实验步骤】

网卡2配置

打开 Virtualbox,进入Tmpl虚拟机的设置界面。启用和设置网卡2。新增的网卡主要用于启用 DHCP 服务。

注意：网卡2指向的 VirtualBox 的虚拟网卡，是配置了 IP 为 10.0.0.2 的那张，请根据自己的实际情况配置。

插入光盘

增加一个光驱，并选择CentOS-7-x86_64-Minimal-2009.iso盘片（注意此盘片为最小化CentOS的安装镜像，大小为973MB）.
设置CentOS-7-x86_64-Minimal-2009.iso盘片为第二IDE控制器从通道。
启动Tmpl虚拟机，并使用root用户登录。

su

挂载 /mnt2

创建一个新的目录/mnt2用于挂载CentOS-7-x86_64-Minimal-2009.iso盘片。

mkdir /mnt2
mount /dev/sr1 /mnt2

在实验 Part 1 的时候，我们已经挂载了一个 CentOS-7-x86_64-DVD-2009.iso 镜像在 /mnt。所以这次我们挂载到 /mnt2。

正常返回以下消息

mount: /dev/sr0 写保护，将以只读方式挂载

重复执行挂载命令会提示类似以下信息，表示 /mnt2 已经挂载，并不是错误消息：

mount:/dev/sr0 is write-protected,mounting read-only
mount:/dev/sr0 is already mounted or /mnt2 busy
      /dev/sr0 is already mounted on /mnt2

mount: /dev/sr0 写保护，将以只读方式挂载
mount: /dev/sr0 已经挂载或 /mnt2 忙
       /dev/sr0 已经挂载到 /mnt2 上

网卡2 在 CentOS 的配置

查看新网卡的名称。

ip a

正常情况下，Virtualbox 会新出现一个名称为enp0s8的网卡。VMWare Workstation 会出现一个ens34的网卡。

3: enp0s8: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 08:00:27:23:d3:fa brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet6 fe80::d1d7:deb5:18ab:e080/64 scope link noprefixroute
       valid_lft forever preferred_lft forever

修改新的网卡配置。

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s8

完整内容可以参考以下

TYPE="Ethernet"
PROXY_METHOD="none"
BROWSER_ONLY="no"
BOOTPROTO="none"
DEFROUTE="yes"
IPV4_FAILURE_FATAL="no"
IPV6INIT="yes"
IPV6_AUTOCONF="yes"
IPV6_DEFROUTE="yes"
IPV6_FAILURE_FATAL="no"
IPV6_ADDR_GEN_MODE="stable-privacy"
#网卡名称修改为新网卡名称
NAME="enp0s8"
#UUID 不能和旧的网卡一致，所以这个可以自行修改。
UUID="015214e3-3bda-4a8c-b201-05168f20343a"
#设备名称修改为新网卡名称
DEVICE="enp0s8"
ONBOOT="yes"
IPADDR="10.0.0.80"
PREFIX="24"
GATEWAY="10.0.0.254"
DNS1="223.5.5.5"
IPV6_PRIVACY="no"

修改完以后重启网络服务，查看新的网卡的 IP 是否为 10.0.0.80

systemctl restart network
ip a

DHCP 服务安装与配置

安装DHCP服务。

yum install dhcp -y

编辑DHCP服务配置文件dhcpd.conf。

vi /etc/dhcp/dhcpd.conf

内容如下：

#
# DHCP Server Configuration file.
#   see /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example
#   see dhcpd.conf(5) man page
#
default-lease-time 600;  #指定确省租赁时间为600s
max-lease-time 7200;     #指定最大租赁时间为7200s
subnet 10.0.0.0 netmask 255.255.255.0 {    #指定dhcp监听IP所在网卡的子网和掩码
range 10.0.0.180 10.0.0.200;   #dhcp分配IP地址池范围;
option routers 10.0.0.254;     #路由器IP，可以写网关IP;
option broadcast-address 10.0.0.255;       #指定广播地址
next-server 10.0.0.80;   #告知客户端TFTP Server 的IP地址;
filename "pxelinux.0";   #pxelinux 启动文件位置; 告知客户端从TFTP根目录下载pxelinux.0文件
}

复制 DHCP 服务配置文件dhcpd.service

cp /usr/lib/systemd/system/dhcpd.service /etc/systemd/system/

修改 DHCP 服务配置中的启动命令，增加指定监听网卡为新增的网卡2。

vi /etc/systemd/system/dhcpd.service

在第10行找到这句，并在最后加上新网卡名称。内容类似以下，注意修改最后的网卡名称为你的网卡2的名称。

ExecStart=/usr/sbin/dhcpd -f -cf /etc/dhcp/dhcpd.conf -user dhcpd -group dhcpd --no-pid enp0s8

这里的修改目的主要是让自动安装系统的客户端连接到此网卡后，由 DHCP 服务自动给客户端分配 IP 地址。

重新加载 systemd manager 的所有配置，让 DHCP 服务配置能够生效。

systemctl daemon-reload

Systemd 是 Linux 系统工具，用来启动守护进程，已成为大多数发行版的标准配置。详细了解

设置 DHCP 服务为自动启动，并重启

systemctl enable dhcpd
systemctl restart dhcpd

FTP 服务器的安装和配置

安装 FTP 服务器。

yum install vsftpd -y

复制第2块光盘内容到 FTP 目录下，提供给 PXE 客户端下载安装镜像内容。

cp -rf /mnt2/* /var/ftp/pub/

（1）复制成功后，进入该目录

cd /var/ftp/pub
ls

应该可以查到到以下内容

CentOS_BuildTag  EULA  images    LiveOS    repodata              RPM-GPG-KEY-CentOS-Testing-7
EFI              GPL   isolinux  Packages  RPM-GPG-KEY-CentOS-7  TRANS.TBL

（2）查看各个目录的容量

du -h --max-depth=1

正常会看到以下内容

8.4M    ./EFI
68M     ./images
60M     ./isolinux
498M    ./LiveOS
396M    ./Packages
3.0M    ./repodata
1.1G    .

设置 FTP 服务器为开机启动。

systemctl enable vsftpd

启动 FTP 服务，查看状态是否为 active。

systemctl start vsftpd
systemctl status vsftpd

如果成功启动会在第3行看到以下内容

 Active: active (running)

部署TFTP服务

yum install -y tftp-server tftp

正常安装完成会看到以下内容：

已安装:
  tftp.x86_64 0:5.2-22.el7
  tftp-server.x86_64 0:5.2-22.el7                  

完毕！

编辑TFTP配置文件，指定TFTP的根目录

vi /etc/xinetd.d/tftp

在第14行，找到disable = yes，把yes 改为 no 。设置TFTP为开机启动。

设置TFTP为开机启动。

systemctl enable tftp

启动TFTP服务，并查看状态。

systemctl start tftp
systemctl status tftp

安装 syslinux。

yum install syslinux -y

Syslinux是一个启动加载器集合，可以从硬盘、光盘或通过PXE 的网络引导启动系统。了解更多

配置 tftp-server 提供 pxe 的 bootloader 需要的相关配置文件。

cp -rf /usr/share/syslinux/* /var/lib/tftpboot

正常情况下，进入/var/lib/tftpboot目录，应该可以查看到以下内容：

cd /var/lib/tftpboot
ls

altmbr.bin     dosutil       ifcpu64.c32         kbdmap.c32   pcitest.c32     syslinux.com
altmbr_c.bin   elf.c32       ifcpu.c32           linux.c32    pmload.c32      syslinux.exe
altmbr_f.bin   ethersel.c32  ifplop.c32          ls.c32       poweroff.com    ver.com
cat.c32        gfxboot.c32   int18.com           lua.c32      pwd.c32         vesainfo.c32
chain.c32      gptmbr.bin    isohdpfx.bin        mboot.c32    pxechain.com    vesamenu.c32
cmd.c32        gptmbr_c.bin  isohdpfx_c.bin      mbr.bin      pxelinux.0      vpdtest.c32
config.c32     gptmbr_f.bin  isohdpfx_f.bin      mbr_c.bin    reboot.c32      whichsys.c32
cpuid.c32      gpxecmd.c32   isohdppx.bin        mbr_f.bin    rosh.c32        zzjson.c32
cpuidtest.c32  gpxelinux.0   isohdppx_c.bin      memdisk      sanboot.c32
diag           gpxelinuxk.0  isohdppx_f.bin      memdump.com  sdi.c32
disk.c32       hdt.c32       isolinux.bin        meminfo.c32  sysdump.c32
dmitest.c32    host.c32      isolinux-debug.bin  menu.c32     syslinux64.exe

创建 pxelinux.cfg 目录，可以放置默认的开机选项，也可以针对不同的客户端主机提供不同的开机选项。

mkdir /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg

设置开机菜单并提供 Kickstart 安装文件。

vi /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default

内容如下：

default menu.c32  
timeout 10        #超时等待时间，10秒内不操作将自动选择默认的菜单来加载
label CentOS7
kernel centos7/vmlinuz      #内核文件路径这里是相对路径
append initrd=centos7/initrd.img text ks=ftp://10.0.0.80/pub/ks.cfg

boot loader相关文件说明

配置项	说明
menu.c32	提供图形化菜单功能
vesamenu.c32	也是提供图形化菜单功能，但界面和menu.c32不同
pxelinux.0	boot loader文件

设置权限

chmod 777 /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default

创建 FTP 服务目录用于提供 Linux 内核文件下载。

mkdir /var/lib/tftpboot/centos7
cp /mnt2/images/pxeboot/vmlinuz /var/lib/tftpboot/centos7
cp /mnt2/images/pxeboot/initrd.img /var/lib/tftpboot/centos7

编辑 Kickstart 配置文件。

vi /var/ftp/pub/ks.cfg

注意第18 行，要把--device=enp0s8，修改为你的新网卡的名称。内容如下：

#version=DEVEL
# System authorization information
auth --enableshadow --passalgo=sha512
# Install OS instead of upgrade
install
# Use network installation
url --url="ftp://10.0.0.80/pub/"
# Use graphical install
graphical
# Run the Setup Agent on first boot
firstboot --enable
ignoredisk --only-use=sda
# Keyboard layouts
keyboard --vckeymap=us --xlayouts='us'
# System language
lang en_US.UTF-8
# Network information
network --bootproto=dhcp --device=enp0s8 --onboot=yes --ipv6=auto
network --hostname=localhost.localdomain
# Root password
#rootpw --iscrypted
#$6$R.sNXePHVTgkuHE7$.74bMyoV3.OWJL9Hq9u7cTuwwG9O.UfQRTjVVmg//h.4tZYGg2cc3Z.bYE5dkx5VCTgwDvY#J5q983zpivcCGw/
rootpw root
# System timezone
timezone Asia/Shanghai --isUtc
# System bootloader configuration
bootloader --append=" crashkernel=auto" --location=mbr --boot-drive=sda
# Partition clearing information
clearpart --all --initlabel --drives=sda
# Disk partitioning information
autopart --type=lvm

%packages
@^minimal
%end

禁用 SELINUX。

vi /etc/selinux/config

把SELINUX设置为disabled

SELINUX=disabled

确保关闭并禁用防火墙。

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

重启Tmpl虚拟机

reboot

开始配置 Clinet 客户端。新建一台虚拟机。
虚拟机命名为’Client你学号后3位'。
内存至少要分配2048M，否则会无法安装。
创建虚拟硬盘
设置系统启动顺序。勾选网络，并且排在启动顺序第一位。
网络设置注意要使用和Tmpl虚拟机相同的网卡。连接方式选取仅主机（Host-Only）网络。
启动Client虚拟机。取消启动盘启动。
等待大概2分钟，系统进入安装界面自动安装，无需干预。
系统安装完成后，请注意不要重启，请先关闭Client虚拟机。
Client虚拟机启动顺序调整为硬盘为第一顺序，再启动。
启动以后使用以下账号登录。

用户名:root
密码:root

【常见问题】

1. 客户端无法获取ks.cfg

提示“curl: Failed to connect to 10.0.0.80:Network is unreachable” 和 “Warning: anaconda: failed to fetch kickstart from ftp://10.0.0.80/pub/ks.cfg”

答：这个问题通常是由于多个 DHCP 服务，给客户端分配了错误的 IP 网段导致的。

（1）打开 Virtualbox 的主机网络管理器。
（2）创建一个新的虚拟网卡。可以看到新增一个结尾是“#2”的网卡。
（3）不启用2块网卡的DHCP服务。
（4）在 Windows 的网络适配器配置界面，清除旧虚拟网卡的IP，掩码和DNS，并保存。
（5）把旧网卡的配置配置到新网卡上。
（6）把服务端和客户端虚拟机的所有网卡都指向新网卡。

注意:服务端虚拟机的网卡1和网卡2都要指向新网卡。

（7）在Tmpl虚拟机查看 DHCP 服务器分配 IP的日志，查看是否正常分配 IP 给客户端。

tail -500 /var/log/messages|grep dhcpd

2. 客户端启动停在 CentOS 菜单选择界面。

答：可能有以下原因：

（1）检查步骤25Tmpl虚拟机的 pxelinux 配置文件。

/var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default

（2）检查Tmpl虚拟机 FTP 能否正常下载 ks.cfg 文件。

查看 FTP 服务状态，正常应该是 active。不正常检查 FTP 的配置并尝试重启。

systemctl status vsftpd

使用wget尝试下载 ks.cfg 文件，正常应该会显示 'ks.cfg' saved。如果无法正常下载，说明 FTP 服务出错，检查 FTP 的配置并尝试重启。

yum install wget -y
wget ftp://10.0.0.80/pub/ks.cfg

3. 客户端无法启动，提示“WARNING:dracut-initqueue timeout - starting timeout scripts” 类似以下错误

答：这个错误大概率是因为Virtualbox 虚拟网卡自带的 DHCP 服务干扰服务器本身配置的DHCP服务导致的IP分配错误。可以尝试停用此服务。

（1）打开 Virtualbox 主机网络管理器
（2）去掉勾选的 启用服务器 选项。
（3）关闭虚拟机，重启Virtualbox。

如果以上步骤无法解决，可以新建一个虚拟网卡，并把虚拟机全部指向新的虚拟网卡。

（1）创建虚拟网卡。
（2）所有虚拟机指向新的虚拟网卡。
（3）把原虚拟网卡的IP 改掉，修改新的虚拟网卡的IP为 10.0.0.2，掩码255.255.255.0。

#数据中心 #云计算

黄老师

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