34.10.使用 PXE 进行无盘操作
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Intel® 预启动执行环境(PXE)能通过网络启动操作系统。例如,FreeBSD 系统可以通过网络启动,并在没有本地磁盘的情况下运行,使用从 NFS 服务器挂载的文件系统。PXE 支持通常在 BIOS 中提供。要在机器启动时使用 PXE,请在 BIOS 设置中选择“从网络启动”选项,或在系统初始化过程中按下功能键。
为了提供操作系统通过网络启动所需的文件,PXE 设置还需要正确配置的 DHCP、TFTP 和 NFS 服务器,其中:
初始参数,如 IP 地址、可执行启动文件名和位置、服务器名称以及根路径,从 DHCP 服务器获取。
操作系统加载器文件通过 TFTP 启动。
文件系统通过 NFS 加载。
当计算机通过 PXE 启动时,它会通过 DHCP 获取有关从哪里获取初始启动加载程序文件的信息。在主机计算机接收到这些信息后,它通过 TFTP 下载启动加载程序并执行它。在 FreeBSD 中,启动加载程序文件是 /boot/pxeboot。当 /boot/pxeboot 执行后,FreeBSD 内核将被加载,并且 FreeBSD 的其余启动过程将继续,如 中所述。
注意
对于基于 UEFI 的 PXE 启动,实际使用的启动加载程序文件是 /boot/loader.efi。请参阅下文的 部分,了解如何使用 /boot/loader.efi。
本节介绍如何在 FreeBSD 系统上配置这些服务,以便其他系统可以通过 PXE 启动到 FreeBSD。有关更多信息,请参考 。
当心
如前所述,提供这些服务的系统是不安全的。它应该位于网络的受保护区域,并且不应受到其他主机的信任。
本节中的步骤配置了内置的 NFS 和 TFTP 服务器。下一节将演示如何安装和配置 DHCP 服务器。在此示例中,将包含 PXE 用户使用的文件的目录为 /b/tftpboot/FreeBSD/install。确保该目录存在,并且在 /etc/inetd.conf 和 /usr/local/etc/dhcpd.conf 中设置相同的目录名称非常重要。
注意
以下命令示例假设使用 shell。使用 和 的用户需要启动一个 shell 或将命令适应 语法。
创建根目录,该目录将包含一个可以通过 NFS 挂载的 FreeBSD 安装:
通过向 /etc/rc.conf 添加以下行来启用 NFS 服务器:
通过向 /etc/exports 添加以下内容来通过 NFS 导出无盘根目录:
启动 NFS 服务器:
通过向 /etc/rc.conf 添加以下行来启用 :
取消注释 /etc/inetd.conf 中的以下行,确保它前面没有 #
符号:
注意
指定的 tftp 块大小(例如 1468 字节)替换了默认的 512 字节大小。有些 PXE 版本需要使用 TCP 版本的 TFTP。在这种情况下,取消注释第二个
tftp
行,其中包含stream tcp
。
测试 TFTP 服务器是否正常工作,并能通过 PXE 获取启动加载程序:
编辑 ${NFSROOTDIR}/etc/fstab,并创建一个条目以通过 NFS 挂载根文件系统:
将 myhost.example.com 替换为 NFS 服务器的主机名或 IP 地址。在此示例中,根文件系统以只读方式挂载,以防止 NFS 客户端可能删除根文件系统的内容。
为 PXE 启动的客户端机器设置根密码:
当从 NFS 根卷启动时,/etc/rc 检测到 NFS 启动并运行 /etc/rc.initdiskless。在这种情况下,/etc 和 /var 需要是内存支持的文件系统,以便这些目录可以写入,而 NFS 根目录保持只读:
当系统启动时,将创建并挂载 /etc 和 /var 的内存文件系统,并将 cpio.gz 文件的内容复制到其中。默认情况下,这些文件系统的最大容量为 5 兆字节。如果归档文件无法容纳,通常是 /var 存储了二进制包,则可以通过在 ${NFSROOTDIR}/conf/base/etc/md_size 和 ${NFSROOTDIR}/conf/base/var/md_size 文件中输入所需的 512 字节扇区数量(例如,5 兆字节是 10240 扇区)来请求更大的大小。
DHCP 服务器不必与 TFTP 和 NFS 服务器在同一台机器上,但它需要在网络中可访问。
安装完成后,编辑配置文件 /usr/local/etc/dhcpd.conf。配置 next-server
、filename
和 root-path
设置,如下所示:
next-server
指令用于指定 TFTP 服务器的 IP 地址。
filename
指令定义了 /boot/pxeboot 的路径。使用相对文件名,这意味着路径中不包括 /b/tftpboot。
root-path
选项定义了 NFS 根文件系统的路径。
编辑完成后,通过向 /etc/rc.conf 添加以下行来启用 DHCP 启动:
然后启动 DHCP 服务:
配置并启动所有服务后,PXE 客户端应该能够通过网络自动加载 FreeBSD。如果某个特定客户端无法连接,在该客户端机器启动时,进入 BIOS 配置菜单并确认其设置为从网络启动。
本节描述了一些调试提示,用于在没有客户端能够 PXE 启动时,隔离配置问题的源头。
图 1. 使用 NFS 根挂载的 PXE 启动过程
客户端广播 DHCPDISCOVER 消息。
DHCP 服务器响应,返回 IP 地址、next-server、filename 和 root-path 值。
客户端向 next-server 发送 TFTP 请求,请求获取 filename。
TFTP 服务器响应并将 filename 发送给客户端。
客户端执行 filename,即 pxeboot(8),然后加载内核。当内核执行时,指定的 root-path 所述的根文件系统通过 NFS 挂载。
在 TFTP 服务器上,查看 /var/log/xferlog,确保 pxeboot 是从正确的位置获取的。测试此示例配置:
确保根文件系统可以通过 NFS 挂载。测试此示例配置:
对于基于 UEFI 的 PXE 启动,使用 boot/loader.efi 文件替换 boot/pxeboot 文件:
启动 :
将基本系统安装到 ${NFSROOTDIR} 中,可以通过解压官方归档文件或重新构建 FreeBSD 内核和用户空间来完成(有关更详细的说明,请参考 ,但在运行 make installkernel
和 make installworld
命令时不要忘记添加 DESTDIR=${NFSROOTDIR}
)。
如果需要,通过编辑 ${NFSROOTDIR}/etc/ssh/sshd_config 文件并启用 PermitRootLogin
,为 PXE 启动的客户端机器启用 根登录。该选项在 中有详细说明。
在 ${NFSROOTDIR} 中执行任何其他所需的自定义操作。这些自定义操作可能包括安装软件包或使用 编辑密码文件。
DHCP 并不是 FreeBSD 基本系统的一部分,但可以通过 Port 或包进行安装。
使用 软件包和 Ports 来调试 PXE 启动过程中的网络流量,过程如下面的图示所示。
和 的 BUGS
部分记录了一些 TFTP 的局限性。