基于DHCP、PXE和kickstart自动安装设置CentOS 7.3

基于DHCP、PXE的kickstart自动安装简介
通常，在安装操作系统的过程需大量的人机交互过程，为减少交互过程，为提高安装效率，Red Hat Linux开始支持称为kickstart的功能，只需事先定义好一个kickstart自动应答配置文件（通常存放在安装服务器上），并让安装程序知道该配置文件的位置，在安装过程中安装程序就可以自己从该文件中读取安装配置，这样就避免了繁琐的人机交互，实现无人值守的自动化安装。安装好一机器，安装程序都会创建一个kickstart配置文件/root/anaconda-ks.cfg，记录真实安装配置。CentOS作为Red Hat Enterprise Linux(RHEL)的衍生版也支持此功能。

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。PXE协议分为client和server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。PXE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。

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地址和其它信息（TFTP服务器、启动文件等），之后请求并下载安装需要的文件。
系统概况
- 服务端：
  - IP：192.168.100.254
  - NIS域：mydomain.org
  - 系统：CentOS 6.8 x86_64
- 客户端：
  - IP：192.168.100.0/24
  - NIS域：mydomain.org
  - 系统：CentOS 7.3 x86_64
以下为服务端设置
安装所需要的软件：
# yum -y install dhcp nfs-utils tftp-server

配置tftp：

tftp提供dhcp获取IP后所需要下载pxelinux.0及default、efidefault等文件的服务。修改配置文件/etc/xinetd.d/tftp：

service tftp
{
	disable = no #默认是yes，改为no
	socket_type = dgram
	protocol = udp
	wait = yes
	user = root
	server = /usr/sbin/in.tftpd
	server_args = -s /tftpboot #-s 表示用/tftpboot作为tftp目录的根目录
	per_source = 11
	cps = 100 2
	flags = IPv4
}

重启xinetd服务：

# service xinetd restart

配置NFS服务：
建立ks.cfg等基本引导文件所需要的公共目录/tftpboot及CentOS镜像挂载目录/centos：
# mkdir /tftpboot /centos
配置NFS共享，允许192.168.100.0/24 IP地址客户端访问，修改配置文件/etc/exports：
```
/centos 192.168.100.0/24(ro,async,no_root_squash)
/tftpboot 192.168.100.0/24(rw,async,no_root_squash)
```
重启NFS：
# service nfs restart
查看NFS状态：
# exportfs
正常的话，应有类似输出：
```
/centos       	192.168.100.0/255.255.255.0
/tftpboot     	192.168.100.0/255.255.255.0
```

配置kickstart安装文件

可以使用某台CentOS 7（注意不是6）的/root/anaconda-ks.cfg作为模板手动修改，也可以使用system-config-kickstart命令配置ks.cfg文件：

在某台CentOS 7（注意不是6）系统上安装所需包：
# yum -y install system-config-kickstart
在某台CentOS 7（注意不是6）系统上运行图形界面进行设置：
# system-config-kickstart
载入/root/anaconda-ks.cfg作为模板：文件->打开文件，选择/root/anaconda-ks.cfg，在此界面上进行配置并保存后，放到服务端/tftpboot/ks.cfg。

修改/tftpboot/ks.cfg或/tftpboot/nodes/<ip>-kickstart（参见后面PXE引导部分），增减所需安装的软件包等：

#platform=x86, AMD64, 或 Intel EM64T
#version=CentOS7
# Install OS instead of upgrade #全新安装而不是升级
install
# Keyboard layouts
keyboard 'us'
# Root password
rootpw --iscrypted $改成这样不会再给我发泄密警告了吧？10 #采用加密记录
#rootpw --plaintext 12你要认为我泄漏密码，我对你智商也没辙456 #采用明文记录
# System language
lang en_US
# Firewall configuration #屏蔽防火墙
firewall --disabled
# System authorization information #设定NIS信息
auth  --useshadow  --passalgo=sha512 --enablenis --nisdomain=mydomain.org --nisserver=192.168.100.254
# Use text mode install #安装方式，文本界面，图形的话graphy
text
# SELinux configuration #关闭SELinux
selinux --disabled
# Do not configure the X Window System #不配置X图形界面
skipx

# Use NFS installation media #设定安装方式
nfs --server=192.168.100.254 --dir=/centos
# Use http installation source
#url --url=http://192.168.100.254/centos/7/
# Network information #采用DHCP获取IP
network  --bootproto=dhcp
# Reboot after installation #安装后自动重启，如果BIOS中设置从PXE首先启动，那么会重复安装，请注意，安装后应设置为从先硬盘启动
reboot
# System timezone
timezone Asia/Shanghai
# System bootloader configuration
bootloader --location=mbr
# Partition clearing information #清除原有分区
clearpart --all
# Disk partitioning information
part / --fstype="xfs" --size=10000
part /boot --fstype="xfs" --size=200
#part /boot/efi --fstype=efi --size=200 #UEFI引导安装时需要，传统LEGACY引导时可屏蔽此选项
part swap --fstype="swap" --size=8000
part /tmp --fstype="xfs" --grow --size=1

%packages #设定所需要的软件包，按需要调整
@base #@表示一组软件包
@network-server
@performance
@system-admin-tools
sdparm
tree
tuned
tuned-utils
ypbind
nfs-utils
vim-enhanced
#-表示从默认软件包的需要去除的软件包
-lvm2
-nano
-pcmciautils
-plymouth
-rfkill
-rsync
-system-config-firewall-tui
-system-config-network-tui
-unzip
-vconfig
-wireless-tools
%end #%packages结尾

%pre #预案装脚本，非必须
date
%end #%pre结尾

%post #安装后脚本，非必须
cat >>/root/.bashrc <>/etc/fstab
%end #%post结尾

以上为针对集群的计算节点设置的，比如设置NIS用户信息、关闭防火墙等，请根据自己需要定制，kickstart文件说明参见： https://access.redhat.com/documentation/zh-CN/Red_Hat_Enterprise_Linux/7/html/Installation_Guide/sect-kickstart-syntax.html

验证ks文件的正确性（可选）：
- 在CentOS 7系统安装pykickstart包：
  # yum -y install pykickstart
- 在CentOS 7系统验证上传到此系统的ks文件：
  ksvalidator ks.cfg
  如果没任何输出，表示没问题。
- 在CentOS 7系统查看CentOS 6与7的ks版本区别：
  ksverdiff -f RHEL6 -to RHEL7

PXE引导配置
PXE启动映像文件由syslinux软件包提供，CentOS镜像中已提供。
1. 下载第一张DVD镜像：
  # wget http://mirrors.ustc.edu.cn/centos/7.3.1611/isos/x86_64/CentOS-7-x86_64-DVD-1611.iso
2. 挂载第一张DVD镜像：
  # mount -o loop CentOS-7-x86_64-DVD-1611.iso /centos
3. 将pxelinux.0等复制到/tftpboot：
  # cp /centos/isolinux/{boot.cat,boot.msg,grub.conf,isolinux.bin,splash.png,TRANS.TBL,vesamenu.c32} /tftpboot
4. 将安装光盘目录中的启动文件复制到/tftpboot：
  # cp /centos/images/pxeboot/{vmlinuz,initrd.img} /tftpboot
  针对UEFI还需要：
  - # rpm2cpio /centos/Packages/shim-0.9-2.el7.x86_64.rpm | cpio -dimv
  - # rpm2cpio /centos/Packages/grub2-efi-2.02-0.44.el7.centos.x86_64.rpm | cpio -dimv
  - 运行上面命令，将在当前目录生成一个boot目录，复制所需文件到/tftpboot，之后boot目录可删除
    # cp boot/efi/EFI/centos/{shim.efi,grubx64.efi} /tftpboot
5. 创建存放引导客户端的配置文件，具体采用哪种引导，需要在BIOS中设置，这样启动时调用相应的引导文件。如果确定使用某-种，可以只设置下面对应的那种即可。
  - 传统LEGACY引导：
    - # mkdir /tftpboot/pxelinux.cfg && cp /centos/isolinux/isolinux.cfg /tftpboot/pxelinux.cfg/default
    - 修改配置/tftpboot/pxelinux.cfg/default：
```
default linux
#prompt 1# 不要提示，直接进行安装
timeout 60 #提示时的等待时间

display boot.msg

menu background splash.png
menu title Welcome to CentOS 7.3 x86_64!

label linux
	menu label ^Install CentOS Linux 7 x86_64
	menu default #注意，这里设置默认启动
	kernel vmlinuz
	append initrd=initrd.img inst.ks=nfs:192.168.100.254:/tftpboot/nodes/ inst.repo=nfs:192.168.100.254:/centos ip=dhcp nameserver=202.38.64.7
	#append initrd=initrd.img inst.ks=nfs:192.168.100.254:/tftpboot/ks.cfg inst.repo=nfs:192.168.100.254:/centos ip=dhcp nameserver=202.38.64.7
#主要为上面设置ks文件、内核引导参数等

#以下check和local内容可不用，只要上面内容即可
label check #可选
	menu label Test this ^media & install CentOS Linux 7 x86_64
# menu default #注意，需屏蔽掉此项默认启动
	kernel vmlinuz
	append initrd=initrd.img inst.stage2=hd:LABEL=CentOS\x207\x20x86_64 rd.live.check quiet

label local #可选项，设置从硬盘启动
	menu label Boot from ^local drive
	localboot 0
```
      inst.ks可以为以下两者之一：
      - 文件路径：如nfs:192.168.100.254:/tftpboot/ks.cfg，则每个安装都使用此配置文件，参见ks.cfg
      - 以/结尾的目录路径：如nfs:192.168.100.254:/tftpboot/nodes/，则每个安装使用/tftpboot/nodes/分配到的IP-kickstart作为配置文件，如/tftpboot/nodes/192.168.100.148-kickstart，这样可以为每个不同的IP设置不同的安装选项，参见192.168.100.148-kickstart
      注：nfs服务还可以换用http或ftp等服务提供，此时需要将nfs:<ip>:<path>替换为（注意:分隔）
      - inst.repo=cdrom 采用cdrom
      - inst.repo=cdrom:<device> 采用特定cdrom
      - inst.repo=hd:<device>:<path> 采用硬盘上的目录，需要ISO文件
      - inst.repo=[http,https,ftp]://<host>/<path> 采用http、https 、ftp协议（注意//分隔）
  - UEFI引导：
    - 创建默认配置/tftpboot/efidefault：
```
default=0
timeout=1
splashimage=(nd)/splash.png
title Install CentOS-7.3-x86_64 (UEFI) use Kickstart File
root (nd)
kernel /vmlinuz
initrd=initrd.img inst.ks=nfs:192.168.100.254:/tftpboot/nodes/ inst.repo=nfs:192.168.100.254:/centos ip=dhcp nameserver=202.38.64.7
#initrd=initrd.img inst.ks=nfs:192.168.100.254:/tftpboot/ks.cfg inst.repo=nfs:192.168.100.254:/centos ip=dhcp nameserver=202.38.64.7
```
      也可以添加类似传统LEGACY引导的其他内容。
    - 创建默认配置/tftpboot/grub.conf：
```
default=0
splashimage=@SPLASHPATH@
timeout 1
hiddenmenu
title Install CentOS Linux 7.3
menuentry 'RHEL 7.3' {
	linuxefi vmlinuz ip=dhcp
	inst.repo=nfs:192.168.100.254:/centos/
	initrdefi initrd.img
}
```
参见：http://media.readthedocs.org/pdf/anaconda-installer/latest/anaconda-installer.pdf

配置DHCP

修改配置设定提供DHCP的网卡/etc/sysconfig/dhcpd：

DHCPDARGS=eth0

这里使用与客户端网络相连的eth0提供DHCP服务，此处不设置也没关系，会根据下面dhcpd.conf中的subnet使用对应的网卡。

设定DHCP分配IP段及PXE服务，修改/etc/dhcp/dhcpd.conf：

#option definitions common to all supported networks...
option domain-name "mydomain.org"; #域名
option domain-name-servers ns1.ustc.edu.cn; #域名服务器

default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;

subnet 192.168.100.0 netmask 255.255.255.0 {
	option routers             192.168.100.254;
	option subnet-mask         255.255.255.0;
	option nis-domain          "mydomain.org";
	option domain-name         "mydomain.org";
	option domain-name-servers 202.38.64.7;

	option time-offset              -18000; # Eastern Standard Time
	range dynamic-bootp 192.168.100.1 192.168.100.253;
	default-lease-time 21600;
	max-lease-time 43200;

	host node148 {
		hardware ethernet a0:42:3f:33:49:5f;
		fixed-address 192.168.100.148;
	}
}

option space PXE;
option PXE.mtftp-ip    code 1 = ip-address;
option PXE.mtftp-cport code 2 = unsigned integer 16;
option PXE.mtftp-sport code 3 = unsigned integer 16;
option PXE.mtftp-tmout code 4 = unsigned integer 8;
option PXE.mtftp-delay code 5 = unsigned integer 8;
option architecture-type code 93 = unsigned integer 16; # RFC4578

class "pxeclients" {
	match if substring(option vendor-class-identifier, 0, 9) = "PXEClient";
	next-server 192.168.100.254;
	if option architecture-type = 00:07 {
		filename "shim.efi"; #x86_64 UEFI引导
#	} else if option architecture-type = 00:06 {
#		filename "bootia32.efi"; #ia32 UEFI引导，本文后面未涉及
	} else {
		filename "pxelinux.0"; #传统LEGACY引导
	}
}

如不知道客户端MAC地址，不设置固定IP，那么将会自动分配随机地址，客户端系统装好后可以修改客户端配置设置成固定IP。

重启动DHCP服务：

# service dhcpd restart

服务端配置到此结束，下面开始客户端安装。

启动客户端进行自动安装设置从网卡PXE启动，一般需要设置BIOS或者在启动时设置按某键（比如F12）从网卡PXE启动。
- 出现下面界面，表示从网卡PXE启动正常，正在申请IP，如果获取不到，请检查服务端DHCP服务或者两者之间网络是否正常
- 出现下面界面，表示PXE和tftp服务器正常，已经获取/tftpboot/pxelinux.0和/tftpboot/pxelinux.cfg/default或/tftpboot/shim.efi和/tftpboot/efidefault
- 利用<TAB>键可以查看内容引导参数是否正确，必要时可修改
问题解决
出现问题时，一般需要查看系统日志，如：/var/log/messages。

基于DHCP、PXE和kickstart自动安装设置CentOS 7.3

中国科学技术大学超级计算中心 李会民<hmli@ustc.edu.cn> 2017-03-26

# yum -y install dhcp nfs-utils tftp-server

# service xinetd restart

# mkdir /tftpboot /centos

# service nfs restart

# exportfs

# yum -y install system-config-kickstart

# system-config-kickstart

# yum -y install pykickstart

ksvalidator ks.cfg

ksverdiff -f RHEL6 -to RHEL7

# wget http://mirrors.ustc.edu.cn/centos/7.3.1611/isos/x86_64/CentOS-7-x86_64-DVD-1611.iso

# mount -o loop CentOS-7-x86_64-DVD-1611.iso /centos

# cp /centos/isolinux/{boot.cat,boot.msg,grub.conf,isolinux.bin,splash.png,TRANS.TBL,vesamenu.c32} /tftpboot

# cp /centos/images/pxeboot/{vmlinuz,initrd.img} /tftpboot

# rpm2cpio /centos/Packages/shim-0.9-2.el7.x86_64.rpm | cpio -dimv

# rpm2cpio /centos/Packages/grub2-efi-2.02-0.44.el7.centos.x86_64.rpm | cpio -dimv

# cp boot/efi/EFI/centos/{shim.efi,grubx64.efi} /tftpboot

# mkdir /tftpboot/pxelinux.cfg && cp /centos/isolinux/isolinux.cfg /tftpboot/pxelinux.cfg/default

# service dhcpd restart

中国科学技术大学超级计算中心李会民<hmli@ustc.edu.cn> 2017-03-26