linux pxe 安装

一、基础概念

PXE（Preboot eXecution Environment）
- PXE是一种使用网络接口启动计算机的技术。在Linux系统下，它允许计算机在没有本地硬盘驱动器或其他存储设备预先安装操作系统的情况下，通过网络获取启动所需的引导程序、内核和初始根文件系统等信息来安装操作系统。
- 工作原理基于DHCP（动态主机配置协议）来获取IP地址，TFTP（Trivial File Transfer Protocol）或者MTFTP（Multicast Trivial File Transfer Protocol）来获取启动文件，然后通过HTTP、NFS（Network File System）等协议获取后续的安装文件。

Linux系统中的PXE安装流程
- 首先，客户端计算机设置为从网络启动（BIOS/UEFI设置）。
- PXE客户端向DHCP服务器请求IP地址，同时DHCP服务器会提供一个指向TFTP服务器的地址，用于获取PXE引导程序（如pxelinux.0）。
- 引导程序加载后，会根据配置文件（通常位于TFTP服务器上的pxelinux.cfg目录下）来确定要加载的内核和初始根文件系统等，这些文件可能也存放在TFTP服务器或者其他指定的网络共享位置（如NFS服务器）。
- 内核加载后，开始挂载根文件系统并进行操作系统的安装过程。

二、优势

灵活性
- 不受本地存储设备的限制，对于没有硬盘或者硬盘损坏的计算机也可以进行安装。并且可以根据不同的需求定制安装过程，例如指定不同的软件包安装、分区方案等。
节省成本
- 减少了对本地存储设备（如硬盘）的需求，在大规模部署场景下可以降低硬件成本。

三、类型（从不同角度看）

按引导协议类型
- TFTP - 基于UDP的简单文件传输协议，常用于传输较小的PXE引导文件，如引导程序本身。
- MTFTP - 多播TFTP，适合在局域网内同时向多个客户端发送相同的文件，提高效率。
- HTTP/NFS - 用于传输较大的安装镜像文件，相比TFTP更适合大规模安装场景，因为它们可以更好地处理大文件传输并且具有更好的性能和可靠性。

按安装镜像来源
- 本地镜像服务器：将操作系统的安装镜像存储在本地的服务器上，适用于企业内部网络环境，方便管理和定制。
- 远程镜像仓库：可以从远程的公共或私有镜像仓库获取安装镜像，例如一些开源操作系统的官方镜像仓库。

四、应用场景

数据中心
- 在数据中心的服务器部署中，PXE安装可以方便地进行服务器的初始化安装，并且可以根据不同的服务器角色（如Web服务器、数据库服务器等）定制安装过程。
教育机构
- 学校或培训机构在为学生实验室或机房配备计算机时，可以使用PXE安装快速统一地安装操作系统和相关教学软件。

五、常见问题及解决方法

无法获取IP地址
- 原因：
  - DHCP服务器未正确配置或者未启动。检查DHCP服务器的配置文件（如/etc/dhcp/dhcpd.conf），确保有正确的子网范围、网关、DNS服务器等设置，并且DHCP服务正在运行（可以使用systemctl status dhcpd命令查看，在基于systemd的系统上）。
  - 网络连接问题，如交换机端口故障或者网线损坏。检查网络连接，确保客户端能够与DHCP服务器正常通信。
- 解决方法：
  - 修复DHCP服务器配置并重启服务。如果是网络连接问题，排查网络设备和线路。

无法加载引导程序
- 原因：
  - TFTP服务器未正确配置或者未启动。检查TFTP服务器的配置（如/etc/default/tftpd - hpa在Ubuntu系统上），确保TFTP根目录设置正确并且TFTP服务正在运行（systemctl status tftpd - hpa）。
  - 引导程序文件不存在或者路径错误。检查TFTP根目录下的pxelinux.0等引导程序文件是否存在，并且在PXE配置文件中指定的路径正确。
- 解决方法：
  - 修复TFTP服务器配置并重启服务，确保引导程序文件存在且路径正确。
内核加载失败
- 原因：
  - 内核文件损坏或者版本不兼容。可能是从镜像服务器下载过程中出现问题导致内核文件损坏，或者内核版本与硬件不兼容。
  - 初始根文件系统缺失或者配置错误。如果初始根文件系统没有正确挂载或者配置文件中的路径错误，会导致内核无法继续加载。
- 解决方法：
  - 检查内核文件的完整性，重新从可靠的源获取内核文件。对于初始根文件系统问题，检查配置文件中的路径设置，确保根文件系统可访问并且配置正确。