34.10.使用 PXE 进行无盘操作

Intel® 预启动执行环境 (PXE) 能让操作系统通过网络启动。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 中可用。要在机器启动时使用 PXE，请在 BIOS 设置中选择 Boot from network 选项或在系统初始化期间按下功能键。

为了提供操作系统网络引导所需的文件，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、可执行引导文件名和位置、服务器名称和根路径都是从 DHCP 服务器获得的。
操作系统加载程序文件是通过 TFTP 引导的。
文件系统使用 NFS 加载。

当计算机进行 PXE 引导时，它通过 DHCP 接收关于初始引导加载程序文件获取位置的信息。主机计算机接收到这些信息后，通过 TFTP 下载引导加载程序，然后执行引导加载程序。在 FreeBSD 中，引导加载程序文件为/boot/pxeboot。/boot/pxeboot 执行后，加载 FreeBSD 内核，然后继续 FreeBSD 引导序列的其余部分，如《FreeBSD 引导过程》中所述。

本部分说明了如何在 FreeBSD 系统上配置这些服务，以便其他系统可以 PXE 引导到 FreeBSD。有关更多信息，请参阅 diskless(8)。

34.10.1. 配置 PXE 环境

本节中显示的步骤配置内置的 NFS 和 TFTP 服务器。下一节演示如何安装和配置 DHCP 服务器。在这个例子中，将包含 PXE 用户使用的文件的目录是/b/tftpboot/FreeBSD/install。确保此目录存在并且在/etc/inetd.conf 和/usr/local/etc/dhcpd.conf 中设置相同的目录名称是很重要的。

创建将包含要通过 NFS 挂载的 FreeBSD 安装的根目录：
```
# export NFSROOTDIR=/b/tftpboot/FreeBSD/install
# mkdir -p ${NFSROOTDIR}
```
将以下内容添加到 /etc/rc.conf 中启用 NFS 服务器：
```
nfs_server_enable="YES"
```
将以下内容添加到 /etc/exports 中导出无盘根目录：
```
/b -ro -alldirs -maproot=root
```
启动 NFS 服务器：
```
# service nfsd start
```
通过将以下行添加到 /etc/rc.conf 启用 inetd(8)：
```
inetd_enable="YES"
```
通过确保不以 # 符号开头来取消注释 /etc/inetd.conf 中的以下行：
```
tftp dgram udp wait root /usr/libexec/tftpd tftpd blocksize 1468 -l -s /b/tftpboot
```
启动 inetd（8）：
```
# service inetd start
```
将基本系统安装到${NFSROOTDIR}中，可以通过解压官方存档或重新构建 FreeBSD 内核和用户空间来完成（更详细的说明请参阅“从源代码更新 FreeBSD”），但在运行 make installkernel 和 make installworld 命令时不要忘记添加 DESTDIR=${NFSROOTDIR}。
测试 TFTP 服务器是否正常工作，并能够通过 PXE 下载引导加载程序：
```
# tftp localhost
tftp> get FreeBSD/install/boot/pxeboot
Received 264951 bytes in 0.1 seconds
```
编辑${NFSROOTDIR}/etc/fstab，并创建一个条目以通过 NFS 挂载根文件系统：
```
# Device                                         Mountpoint    FSType   Options  Dump Pass
myhost.example.com:/b/tftpboot/FreeBSD/install       /         nfs      ro        0    0
```
用 NFS 服务器的主机名或 IP 地址替换 myhost.example.com。在此示例中，为防止 NFS 客户端可能删除根文件系统内容，将根文件系统以只读方式挂载。
为通过 PXE 引导的客户端机器在 PXE 环境中设置根密码：
```
# chroot ${NFSROOTDIR}
# passwd
```
如果需要，通过编辑 ${NFSROOTDIR}/etc/ssh/sshd_config 并启用 PermitRootLogin 来为 PXE 引导的客户端机器启用 ssh(1) root 登录。此选项在 sshd_config(5) 中有记录。
在 ${NFSROOTDIR} 中执行 PXE 环境的任何其他定制。这些定制可能包括安装软件包或使用 vipw(8) 编辑密码文件。

从 NFS 根卷启动时，/etc/rc 检测到 NFS 引导并运行 /etc/rc.initdiskless。在这种情况下，/etc 和 /var 需要是内存支持的文件系统，以便这些目录可写，但 NFS 根目录是只读的：

# chroot ${NFSROOTDIR}
# mkdir -p conf/base
# tar -c -v -f conf/base/etc.cpio.gz --format cpio --gzip etc
# tar -c -v -f conf/base/var.cpio.gz --format cpio --gzip var

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。如果你的存档不适合（通常是对于已安装二进制包的 /var），请通过在 ${NFSROOTDIR}/conf/base/etc/md_size 和 ${NFSROOTDIR}/conf/base/var/md_size 文件中分别放置所需的 512 字节扇区数（例如，5 兆字节为 10240 扇区）来请求更大的尺寸。

34.10.2. 配置 DHCP 服务器

DHCP 服务器不需要与 TFTP 和 NFS 服务器相同的机器，但它需要在网络中可访问。

DHCP 不是 FreeBSD 基本系统的一部分，但可以使用 net/isc-dhcp44-serverport或包进行安装。

安装后，编辑配置文件/usr/local/etc/dhcpd.conf。按照这个示例中所示的方式配置 next-server，filename 和 root-path 设置。

subnet 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 {
   range 192.168.0.2 192.168.0.3 ;
   option subnet-mask 255.255.255.0 ;
   option routers 192.168.0.1 ;
   option broadcast-address 192.168.0.255 ;
   option domain-name-servers 192.168.35.35, 192.168.35.36 ;
   option domain-name "example.com";

   # IP address of TFTP server
   next-server 192.168.0.1 ;

   # path of boot loader obtained via tftp
   filename "FreeBSD/install/boot/pxeboot" ;

   # pxeboot boot loader will try to NFS mount this directory for root FS
   option root-path "192.168.0.1:/b/tftpboot/FreeBSD/install/" ;

}

next-server 指令用于指定 TFTP 服务器的 IP 地址。

filename 指令定义了路径到 /boot/pxeboot。使用相对文件名，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。

编辑保存后，在 /etc/rc.conf 中添加以下行以在启动时启用 DHCP：

dhcpd_enable="YES"

然后启动 DHCP 服务：

# service isc-dhcpd start

34.10.3. 调试 PXE 问题

若所有服务都配置并启动，PXE 客户端应该能够自动通过网络加载 FreeBSD。如果某个客户端无法连接，当该客户端机器启动时，进入 BIOS 配置菜单并确认它设置为从网络启动。

如果没有客户端能够进行 PXE 引导，则本节将介绍一些故障排除技巧，用于分离配置问题的来源。

使用 net/wireshark 软件包或 port 来调试 PXE 引导过程中涉及的网络流量，在下面的图表中有所说明。图 1. 具有 NFS Root Mount 的 PXE 引导过程
1. 客户端广播 DHCPDISCOVER 消息。
2. DHCP 服务器响应 IP 地址、next-server、文件名和根路径值。
3. 客户端向 next-server 发送 TFTP 请求，请求检索文件名。
4. TFTP 服务器响应并将文件名发送给客户端。
5. 客户端执行文件名，即 pxeboot（8），然后加载内核。当内核执行时，由 root-path 指定的根文件系统将挂载到 NFS 上。
在 TFTP 服务器上，读取/var/log/xferlog 以确保从正确位置检索 pxeboot。要测试此示例配置：
```
# tftp 192.168.0.1
tftp> get FreeBSD/install/boot/pxeboot
Received 264951 bytes in 0.1 seconds
```
tftpd(8)和 tftp(1)文档中的 BUGS 部分记录了 TFTP 的一些限制。
确保可以通过 NFS 挂载根文件系统。要测试此示例配置：
```
# mount -t nfs 192.168.0.1:/b/tftpboot/FreeBSD/install /mnt
```
对于基于 UEFI PXE 引导，请用 boot/loader.efi 文件替换 boot/pxeboot 文件：

# chroot ${NFSROOTDIR}
# mv boot/pxeboot boot/pxeboot.original
# cp boot/loader.efi boot/pxeboot

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最后更新于1个月前