通过PXE安装LINUX操作系统

1． 引言

一般情况下，我们都是利用软驱或光驱引导Linux后，再通过本地的光驱安装Linux。但是，这种安装方法在以下的几种情况下就不能适用：

1.      无软驱和光驱：很多公司为了节省成本，计算机一般都不带光驱或软驱，这样就无法通过本地安装Linux；

2.      非标准的软驱和光驱：虽然笔记本都会配置光驱，但是并不一定都是标准的IDE设备，有些是通过USB接口，有些是通过1394接口（例如Samsung的Q10）。在Linux安装时所引导的Linux内核一般都不会带这些接口的驱动，所以也无法通过本地安装Linux；

3.      另外，在一些场合，如机房中，有大量的计算机需要同时安装Linux，如果通过光驱的方式一个个安装，不仅效率低，也不利于维护。

笔者在工作过程中，就遇到过第二种情况。一台Samsung的Q10笔记本需要安装Redhat Linux 8.0，但是通过光驱引导后发现，安装程序无法访问光盘。针对这个问题，笔者经过查阅资料和摸索，找到了在Q10上安装Linux的方法。在下面的讨论中，如不做特别声明，都将以Q10为例，介绍如何通过PXE Bootrom来远程安装Linux。

2． 基本原理

1） 什么是PXE

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。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协议的成功运行需要解决以下两个问题：

1.      既然是通过网络传输，那么计算机在启动时，它的IP地址由谁来配置；

2.      通过什么协议下载Linux内核和根文件系统

对于第一个问题，可以通过DHCP Server解决，由DHCP server来给PXE client分配一个IP地址，DHCP Server是用来给DHCP Client动态分配IP地址的协议，不过由于这里是给PXE Client分配IP地址，所以在配置DHCP Server时，需要增加相应的PXE特有配置。

至于第二个问题，在PXE client所在的ROM中，已经存在了TFTP Client。PXE Client使用TFTP Client，通过TFTP协议到TFTP Server上下载所需的文件。

这样，PXE协议运行的条件就具备了，下面我们就来看看PXE协议的工作过程。

3． 步骤

有了前面的背景知识，接下来就可以正式操作了，下面按照顺序给出了操作步骤：

1） 配置DHCP Server

选用ISC dhcp-3.0，DHCP Server的配置文件是/etc/dhcpd.conf，配置文件的内容如下：

               code 1 = ip-address; 

            code 2 = unsigned integer 16;

            code 3 = unsigned integer 16;

           code 4 = unsigned integer 8;

            code 5 = unsigned integer 8;

      code 6 = unsigned integer 8;

   code 7 = ip-address;

    match if substring (option vendor-class-identifier, 0, 9) = "PXEClient";

    option vendor-class-identifier "PXEClient";

    vendor-option-space PXE;

    # At least one of the vendor-specific PXE options must be set in

    # order for the client boot ROMs to realize that we are a PXE-compliant

    # server. We set the MCAST IP address to 0.0.0.0 to tell the boot ROM

    # that we can't provide multicast TFTP (address 0.0.0.0 means no

    # address).

    option PXE.mtftp-ip 0.0.0.0;

    # This is the name of the file the boot ROMs should download.

    filename "pxelinux.0";

    # This is the name of the server they should get it from.

    next-server 192.168.0.1;

         fixed-address 192.168.0.22;

 

dhcpd.conf配置文件中几个关键部分说明如下：host q10{…}定义了笔记本Q10网卡的MAC地址与IP地址的对应关系，表明DHCP Server为Q10分配一个固定的IP：192.168.0.22；filename ""指定bootstrap的文件名；netx-server指定TFTP Server的地址。其它的配置请读者参考DHCP Server的手册。

2） 配置TFTP server

选用tftp-hpa，TFTP Server的配置文件是/etc/xinetd.d/tftp，配置文件的内容如下：

        

        socket_type             = dgram

        protocol                = udp

        wait                    = yes

        user                    = root

        server                  = /usr/sbin/in.tftpd

        server_args             = -u nobody -s /tftpboot

        disable                 = no

        per_source              = 11

        cps                     = 100 2

         }

        

 

这里制定了/tftpboot为TFTP Server的根目录位置。

3） 配置bootstrap

bootstrap文件在dhcpd.conf中被指定为pxelinux.0文件，放置在/tftpboot。Linux内核以及Linux根文件系统也放置在/tftpboot。pxelinux.0在执行过程中，要读配置文件，所有的配置文件都放在/tftpboot/pxelinux.cfg/目录下。由于PXElinux具有为不同的PXE Client提供不同的Linux内核以及根文件系统的功能，所以要通过不同的配置文件名来区分出不同的PXE Client的需求。比如一个PXE Client由DHCP Server分配的IP地址为192.168.0.22，那么相对应的配置文件名为/tftpboot/pxelinux.cfg/C0A80016（注：C0A80016为IP地址192.168.0.22的十六进制表示）。如果找不到，就按照顺序C0A80016-> C0A8001-> C0A800-> C0A80-> C0A8-> C0A-> C0-> C->default查找配置文件。

/tftpboot/pxelinux.cft/C0A80001配置文件的具体内容如下：

DEFAULT install
PROMPT 1
LABEL install
KERNEL vmlinuz
APPEND initrd=initrd.img devfs=nomount ramdisk_size=16384

此配置文件指定了Linux内核以及根文件系统的名称，并给内核传递了一些参数，其中ramdisk_size参数要非常注意，它指定Linux内核启动后建立ramdisk的大小，如果设置太小，Linux的安装过程就可能无法进行。

4） 制作Linux内核/根文件系统

因为需要通过网络安装，所有选择Redhat Linux 8.0安装盘（disk #1）中E:"images"bootnet.img（光驱的盘符为E:）。bootnet.img包括Linux内核、Linux根文件系统（有安装程序在内）。用bootnet.img制作一张引导软盘，方法在DOS命令行运行E:"dosutils"rawrite E:"images"bootnet.img，根据提示制作。制作完毕后，将引导软盘中的vmlinuz（Linux内核）和initrd.img（Linux根文件系统）拷贝到Linux Server的/tftpboot下。

5） 启动DHCP Server/TFTP Server

在Linux Server上，运行service dhcpd start和service xinetd restart。

6） 启动Q10

Q10加电后，在出现Samsung公司徽标时，在左下角会提示用户按F12进入网络引导。按F12后，Q10进入网络引导过程。首先通过DHCP Server获得了IP地址，然后下载并执行bootstrap文件pxelinux.0；在执行中，读入配置文件/tftpboot/pxelinux.cfg/C0A80016。此时屏幕上出现boot:，敲入install，就进入了Redhat Linux 8.0的网络安装界面，一切OK!

4． 结束语

虽然以上的讨论是针对Samsung Q10笔记本，但是工作原理和安装方法对于其它类型的计算机也是适用的，不过要记住，计算机的网卡中必须要有BootROM--PXE Client。同时，PXE协议也可作为无盘Linux技术，用于引导放置在远程的Linux。实际上，只要根据需要，在Pxelinux的配置文件的APPEND选项中，为Linux内核传进需要mount的文件系统的位置参数即可。

 

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