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ubuntu 在不斷進(jìn)化，從 20.04 開始，Ubuntu 決定更新實(shí)時(shí)服務(wù)器安裝程序，只用 Subiquity 就能完全完成操作系統(tǒng)及附加程序的自動(dòng)安裝。以前用的 kickstart、debian-installer 都不是 Ubuntu 自家技術(shù)，用起來也不是很方便。
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同時(shí)，PXE 技術(shù)雖然出來很久了，但是整個(gè)安裝過程還不是特別順暢，隨著 Ubuntu 升級(jí)到 20.04，使用 cloud-init 安裝配置實(shí)現(xiàn) Subiquity 參數(shù)的自動(dòng)填寫，整個(gè)過程變得些微優(yōu)雅起來，讓我有較大興趣嘗試使用 PXE 安裝 Ubuntu 20.04 server。
本文，我想講的是在 Ubuntu 20.04 Server 上搭建一套自動(dòng)安裝 Ubuntu 20.04 Server 的部署環(huán)境，其主要內(nèi)容有兩部分：
- 使用 PXE 自動(dòng)從網(wǎng)絡(luò)加載安裝程序，發(fā)起安裝。
- 使用 Ubuntu 的自動(dòng)安裝功能，自動(dòng)加載 cloud-init 安裝配置，完成操作系統(tǒng)的自動(dòng)選擇。
第一部分所有操作系統(tǒng)應(yīng)該都是一樣的，第二部分和 Ubuntu 20.04 版本緊密相關(guān)，其他的操作系統(tǒng)需要考慮其他方法。
PXE 安裝流程
PXE（預(yù)啟動(dòng)執(zhí)行環(huán)境Pre-boot Execution Environment）的實(shí)現(xiàn)依賴于網(wǎng)卡，只有支持 PXE 客戶端的網(wǎng)卡才能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)安裝。這種網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)了 DHCP 客戶端和 TFTP 客戶端，在 BIOS 的引導(dǎo)下通過 DHCP 協(xié)議自動(dòng)分配 IP 地址，通過 TFTP 獲取最小內(nèi)核，然后在最小內(nèi)核環(huán)境下通過 HTTP 協(xié)議或 NFS 協(xié)議獲取 Ubuntu 安裝版本。之后最小內(nèi)核引導(dǎo)進(jìn)行 Ubuntu 20.04 的安裝。
下圖是詳細(xì)的安裝流程。
上圖有幾個(gè)前提：
- 網(wǎng)卡支持 PXE，今年新出的網(wǎng)卡基本都支持，同時(shí) BIOS 的啟動(dòng)項(xiàng)也要配置，請(qǐng)大家自行研究。
- UEFI 啟動(dòng)才會(huì)請(qǐng)求
bootx64.efi，如果是傳統(tǒng)啟動(dòng)模式Legacy），那么 PXE 客戶端會(huì)請(qǐng)求pxelinux.0。 - 可以采用 nfsboot 方式，這個(gè)流程采用的是 ISO 鏡像下載再安裝的方式。
安裝必須的服務(wù)端軟件
- 安裝 DHCP、TFTP 服務(wù)器。
dnsmasq同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 DHCP、TFTP、DNS 三種服務(wù)器sudo apt-get install dnsmasq - 安裝 HTTP 服務(wù)器
HTTP 服務(wù)器有很多，大家可以使用自己的熟悉的服務(wù)器如 Nginx，這里使用的是apache2
sudo apt-get install apache2
準(zhǔn)備啟動(dòng)文件
- 下載 UEFI 引導(dǎo)文件：
shim.signed、grub-efi-amd64-signedapt-get download shim.signed apt-get download grub-efi-amd64-signed - 下載 Ubuntu 20.04 Server ISO 鏡像
直接去官網(wǎng)下載，我下載的是
ubuntu-20.04.2-live-server-amd64.iso，需要注意的是只有 Live 版本才能支持 subiquity。
創(chuàng)建 TFTP 文件夾
TFTP 文件夾是 TFTP 服務(wù)的根目錄，PXE 啟動(dòng)過程中下載的文件都存在在該目錄中：
tftp
├── boot
│ └── live-server
│ ├── initrd
│ └── vmlinuz
├── grub
│ ├── bootx64.efi
│ ├── font.pf2
│ └── grub.cfg
└── grubx64.efi
說明：
bootx64.efi、grubx64.efi引導(dǎo)程序來自shim.signed安裝包grub.cfg自行創(chuàng)建- 其他文件來自 Ubuntu 安裝包
- 這五個(gè)文件是需要的，但是目錄結(jié)構(gòu)是自行創(chuàng)建的，大家可以根據(jù)自己的喜好修改
創(chuàng)建目錄
在 /home/mine（可根據(jù)實(shí)際情況修改）目錄下創(chuàng)建 tftp 目錄：
mkdir /home/mine/tftp
mkdir /home/mine/tftp/grub
mkdir /home/mine/tftp/boot
mkdir /home/mine/tftp/boot/live-server
獲取引導(dǎo)文件
- 在安裝包下載目錄創(chuàng)建一個(gè)
shim文件夾 - 解壓
shim安裝包到shim文件夾：dpkg -x <%剛才下載的shim.signed 安裝包包名%> shim - 解壓 grub 安裝包到
grub文件夾 - 拷貝引導(dǎo)文件到
tftp目錄
cp ./sgrub/usr/lib/grub/x86_64-efi-signed/grubnetx64.efi.signed /home/mine/tftp/grubx64.efi
cp ./shim/usr/lib/shim/shimx64.efi.signed /home/mine/tftp/grub/bootx64.efi
獲取內(nèi)核鏡像文件
- 在下載目錄掛載 ISO 文件
sudo mount ubuntu-20.04.2.0-desktop-amd64.iso /media系統(tǒng)會(huì)提示只讀，不影響使用。
mount: /media: WARNING: device write-protected, mounted read-only. - 拷貝內(nèi)核鏡像文件
cp /media/casper/initrd /home/mine/tftp/boot/live-server cp /media/casper/vmlinuz /home/mine/tftp/boot/live-server - 拷貝 grub 文件
grub.cfg拷貝過來做個(gè)參考，內(nèi)容會(huì)被全部修改掉。cp /media/grub/font.pf2 /home/mine/tftp/grub cp /media/grub/grub.cfg /home/mine/tftp/grub
配置 dnsmasq
關(guān)鍵配置有以下幾個(gè)：
- 配置 DHCP 地址段
- 配置引導(dǎo)文件目錄
- 配置 tftp 根目錄
- 配置日志路徑
- 配置服務(wù)網(wǎng)卡，多網(wǎng)卡機(jī)器需關(guān)注
# 配置外網(wǎng) DNS 服務(wù)器地址
server=114.114.114.144
# 指定服務(wù)的網(wǎng)卡
interface=enp2s0,lo
# 綁定端口
bind-interfaces
# 設(shè)置 DHCP 分發(fā) IP 端范圍、地址掩碼、IP 地址有效時(shí)間
dhcp-range=192.168.1.100,192.168.1.150,255.255.255.0,12h
# 指定網(wǎng)關(guān)地址
# 和安裝無關(guān)，應(yīng)該可以不配置
dhcp-option=3,192.168.1.9
# 指定 DNS 服務(wù)器地址
# 和安裝無關(guān)，應(yīng)該可以不配置
dhcp-option=6,114.114.114.114
# 設(shè)置引導(dǎo)程序相對(duì) tftp 根目錄的路徑
dhcp-match=set:efi-x86_64,option:client-arch,7
dhcp-boot=tag:efi-x86_64,grub/bootx64.efi
# 啟用 tftp 服務(wù)
enable-tftp
# 設(shè)置 tftp 根路徑
tftp-root=/home/mine/tftp
# 設(shè)置日志路徑
log-facility=/var/log/dnsmasq.log
修改配置后，重啟 dnsmasq 服務(wù)才能生效。
創(chuàng)建 HTTP 文件夾
Apache2 的默認(rèn)服務(wù)根目錄是 /var/www/html，在其下創(chuàng)建目錄：
html/
├── autoinstall
│ ├── meta-data
│ └── user-data
├── index.html
└── iso
└── ubuntu-20.04.2-live-server-amd64.iso
說明：
autoinstall目錄存放參數(shù)自動(dòng)配置文件，user-data、meta-data是cloud-init 要求的文件名iso目錄存放操作系統(tǒng)鏡像文件
創(chuàng)建目錄
mkdir /var/www/html/autoinstall
mkdir /var/www/html/iso
拷貝 ISO 文件
到下載目錄拷貝 ISO 文件：
cp ubuntu-20.04.2-live-server-amd64.iso /var/www/html/iso
創(chuàng)建參數(shù)自動(dòng)配置文件
先創(chuàng)建空文件，meta-data 無需修改，user-data 后續(xù)會(huì)詳細(xì)描述配置。
touch /var/www/html/autoinstall/user-data
touch /var/www/html/autoinstall/meta-data
配置 grub.cfg
if loadfont /grub/font.pf2 ; then
set gfxmode=auto
insmod efi_gop
insmod efi_uga
insmod gfxterm
terminal_output gfxterm
fi
set menu_color_normal=white/black
set menu_color_highlight=black/light-gray
set timeout=5
menuentry "Ubuntu server 20.04 autoinstall" {
set gfxpayload=keep
linux /boot/live-server/vmlinuz root=/dev/ram0 ramdisk_size=1500000 ip=dhcp url='http://192.168.1.9/iso/ubuntu-20.04.2-live-server-amd64.iso' autoinstall ds=nocloud-net\;s=http://192.168.1.9/autoins
tall/ ---
initrd /boot/live-server/initrd
}
menuentry 之前是配置樣式，也可以刪除，重點(diǎn)關(guān)注 menuentry "Ubuntu server 20.04 autoinstall" 內(nèi)的配置：
- 指定鏡像文件相對(duì)于
tftp根目錄的路徑/boot/live-server/initrd root=/dev/ram0 ramdisk_size=1500000為了指定內(nèi)核鏡像掛載空間，是否可刪除我不確定ip=dhcp指定內(nèi)核鏡像掛載后使用 DHCP 獲取 IP 地址url=指定 ISO 文件的網(wǎng)絡(luò)存放路徑autoinstall ds=nocloud-net\;s=http://192.168.1.9/autoinstall/ ---該配置指明參數(shù)自動(dòng)填寫，并指明配置文件所在路徑
坑
網(wǎng)上很多文章配置是這么寫的 ds=nocloud-net;s=http://192.168.1.9/autoinstall/，我試了很多次，都沒有自動(dòng)安裝。
在網(wǎng)上查到，由于 UEFI 啟動(dòng)使用了 grub，它將 ; 識(shí)別為了特殊字符，所以要在 ;前加 \ 轉(zhuǎn)義。
配置 user-data
#cloud-config
autoinstall:
version: 1
# 修改apt 服務(wù)地址
apt:
primary:
- arches: [default]
uri: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu
user-data:
# 配置時(shí)區(qū)
timezone: Asia/Shanghai
# 去使能 root賬號(hào)
disable_root: true
# 配置用戶
identity:
hostname: ubuntu-server
password: "yours"
username: ubuntu
# 配置鍵盤
keyboard: {layout: us, variant: ''}
locale: en_US.UTF-8
# 配置代理
proxy: http://192.168.1.112:3128
# 默認(rèn)安裝ssh server
ssh:
install-server: true
# 指定安裝的包
packages:
- net-tools
- python3-pip
# 配置磁盤分區(qū)
storage:
grub:
reorder_uefi: False
config:
- {ptable: gpt, path: /dev/sda, wipe: superblock-recursive, preserve: false, name: '',
grub_device: false, type: disk, id: disk-sda}
- {device: disk-sda, size: 536870912, wipe: superblock, flag: boot, number: 1,
preserve: false, grub_device: true, type: partition, id: partition-0}
- {fstype: fat32, volume: partition-0, preserve: false, type: format, id: format-0}
- {device: disk-sda, size: -1, wipe: superblock, flag: '', number: 2,
preserve: false, type: partition, id: partition-1}
- {fstype: ext4, volume: partition-1, preserve: false, type: format, id: format-1}
- {device: format-1, path: /, type: mount, id: mount-1}
- {device: format-0, path: /boot/efi, type: mount, id: mount-0}
說明：
- 密碼需要加密，可以先用工具對(duì)自己的密碼進(jìn)行加密后填入
- 代理不是必須的配置，與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆嘘P(guān)
- 磁盤分區(qū)配置要注意，配置不對(duì)會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)安裝走不下去，提示 crash；這個(gè)配置的整體思路是先格式化
disk-sda，然后在disk-sda下劃分/dev/sda1、/dev/sda2，然后分別掛載/、/boot/efi目錄 - 安裝過程日志在
/var/log/installer/，如果安裝失敗可以通過nc等工具實(shí)時(shí)發(fā)出去
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/h3>
- 我在電腦上搭建了 DHCP、TFTP、HTTP 三種服務(wù)
- 我在代理機(jī)上搭建了 squid，作為 HTTP 代理
- 目標(biāo)機(jī)器不能上網(wǎng)，三臺(tái)機(jī)器在同一個(gè)局域網(wǎng)
配置靜態(tài) IP
在服務(wù)機(jī)開始服務(wù)前，需要在提供服務(wù)的網(wǎng)卡上配置靜態(tài) IP，Ubuntu 20.04 配置 netplan 即可，參考以下配置修改文件 /etc/netplan/00-installer-config.yaml，修改完成后執(zhí)行 netplan apply 配置即可生效。
# This is the network config written by 'subiquity'
network:
ethernets:
enp2s0:
addresses:
- 192.168.1.9/24
gateway4: 192.168.1.1
nameservers:
addresses:
- 114.114.114.114
search:
- 114.114.114.114
鳴謝
- 文章的基石來自 Grffion，沒有這篇文章我會(huì)摸索更長(zhǎng)時(shí)間
- 這篇 askubuntu 的討論 解決了坑
- user-data 磁盤分區(qū)配置來自 小崔
當(dāng)前標(biāo)題：搭建基于UbuntuServer的PXE自動(dòng)安裝環(huán)境的實(shí)用指南
文章轉(zhuǎn)載：http://fisionsoft.com.cn/article/codcdds.html
