DHCP&PXE&Cobbler

DHCP&PXE&Cobbler

一、DHCP简介

（一）DHCP工作流程

DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol 简而言之动态主机配置协议，即然英文没有说是IP配置协议，那么就是说除了给客户机配置IP外它还能干点儿别的。

下面来看看一个简单的流程说明

• 第一步，客户端启动后暂未获得IP地址，向所在局域网广播一个DHCP discover报文。

• 第二步，本地局域网中的DHCP服务器（可能不止一台）收到客户端的discover报文后，向本地网络广播（为了让其他服务器也收到）发送DHCP offer报文，包含服务器从自己掌管的IP地址范围内取出的一个IP。

• 第三步，客户端收到服务器的offer后，（如果有多台服务器发送了offer，当然是采用最先到达的）。然后客户端再向本地局域网广播（让所有服务器收到它已经拟采用某个IP）一个DHCP request报文。

• 第四步，提供IP的服务器收到客户端发来的request报文后，再次向本地网络广播发送acknowledgement报文，即ACK确认。

• DHCP协议报文格式如下：

  

  • Op：报文类型，分为 两大类： Request（1） 和 Reply（2）  

  • HW Type：硬件类型，一般是以太网：1  

  • HW Len：硬件地址长度，单位字节。对应以太网：6（mac地址长度为6字节48bit）  

  • Transaction ID：事务ID，随机数，有客户端生成，服务器Reply时，会把Request中的Transaction拷贝到Reply报文中。  

  • Secs：距离第一次发送IP请求或Renew请求过去的秒数  

  • Flags：标志位，目前仅第一个bit有使用，置1 标明广播  

  • Client IP Address：当前客户端的IP地址，客户端初始时没有IP地址，则置0，即0.0.0.0

  • Your IP Address：服务器想客户端提供IP地址时，会把IP地址填入本字段  

  • （Next）Server IP Address：客户端获取网络引导文件的服务器，比如TFTP的IP地址  

  • Gateway （Relay） IP Address：网关（中继）IP地址，有DHCP 中继器在转发DHCP报文的时候填入  

  • Server Name：Server名字，有64bytes，一般不使用，填充为0  

  • Boot File name：网络启动的引导文件名

  • Option：选项，不定长度。 常用的比如DHCP Message Type（discover、request、offer、ack）

（二）DHCP主要配置参数

• 配置文件路径/etc/dhcp/dhcpd.conf

• 主配置参数：

  option domain-name "wind.com"; #域名
  option domain-name-servers ns1.wind.com; #DNS服务器
  ​
  default-lease-time 600; #默认DHCP租约时间
  max-lease-time 7200;  #最大租约时间，超过后不可续约必须重新获取IP

  全局参数会被subnet的定义覆盖，就是说越小范围定义的参数优先起效。所以你可以只定义一个subnet配置段就好。

  subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {  #定义子网网络号，掩码
    range 192.168.10.100 192.168.10.200;  #本子网可分配的IP范围
    option routers 192.168.10.1;      #网关
    option broadcast-address 192.168.10.255;  #广播地址
    default-lease-time 600;   
    max-lease-time 7200;
  }

  另外有保留地址的配置段，可以给你局域网预留一些服务器的IP，比如，DNS、FTP服务器等等

  host fantasia {  #host后面的名字随便取，在配置文件中不重名即可
    hardware ethernet 0:0:c0:5d:bd:95; #预留IP对应的设备mac
    fixed-address fantasia.fugue.com;
  }

二、PXE环境配置

（一）PXE简介

PXE(preboot execute environment，预启动执行环境)是由Intel公司开发的最新技术，工作于Client/Server的网络模式，支持工作站通过网络从远端服务器下载映像，并由此支持通过网络启动操作系统，在启动过程中，终端要求服务器分配IP地址，再用TFTP（trivial file transfer protocol）协议下载一个启动软件包（CentOS中是pxelinux.0 ）到本机内存中执行，由这个启动软件包完成终端（客户端）基本软件设置，从而引导预先安装在服务器中的终端操作系统。

PXE+Kickstart实现自动安装系统的流程

1. Client向PXE Server上的DHCP发送IP地址请求消息，DHCP检测Client是否合法（主要是检测Client的网卡MAC地址），如果合法则返回Client的IP地址，同时将启动文件pxelinux.0位于的TFTP服务器IP地址一并传送给Client

2. Client向PXE Server上的TFTP发送获取网络引导启动文件pxelinux.0请求消息，TFTP接收到消息之后再向Client发送pxelinux.0

3. Client执行接收到的pxelinux.0文件

4. Client向TFTP发送 Linux 内核请求信息，TFTP接收到消息之后将内核文件发送给Client

5. Client向TFTP发送根文件请求信息，TFTP接收到消息之后返回Linux根文件系统

6. Client启动Linux内核， 此处会重新通过DHCP获取IP，因为之前的IP是网卡的而不是内核的。

7. Client向TFTP Server发送针对本机的Kickstart文件（在TFTP 服务的pxelinux.cfg目录下），TFTP将配置文件发回Client，继而Client根据配置文件执行后续操作。

8. Client下载软件包安装源文件，读取自动化安装脚本

PXE仅支持一个版本的系统安装

（二）TFTP配置

CentOS7.4的话先安装三个软件包

yum -y install syslinux  xinetd.x86_64 tftp-server.x86_64

再systemctl start tftp.socket启动tftp

cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/

三、Cobbler安装与配置

简而言之，Cobbler是为了进行多版本系统批量自动安装的管理工具。

Cobbler的配置结构基于一组注册的对象。每个对象表示一个与另一个实体相关联的实体（该对象指向另一个对象，或者另一个对象指向该对象）。当一个对象指向另一个对象时，它就继承了被指向对象的数据，并可覆盖或添加更多特定信息。

Distros（发行版）：表示一个操作系统，它承载了内核和initrd的信息，以及内核参数等其他数据。
Profile（配置文件）：包含一个发行版、一个kickstart文件以及可能的存储库，还包含更多特定的内核参数等其他数据。
Systems（系统）：表示需要额外配置给客户机的系统参数。它包含一个配置文件或一个镜像，还包含IP和MAC地址、电源管理（地址、凭据、类型）、（网卡绑定、设置valn等）。
Repository（镜像）：保存一个yum或rsync存储库的镜像信息。
Image（存储库）：可替换一个包含不属于此类比的额文件的发行版对象（例如，无法分为内核和initrd的对象）。

各对象的关系图如下：

（一）主配置文件

yum install -y cobbler  #epel源安装cobbler

• /etc/cobbler/settings   #cobbler自身的相关配置

  • default_password_crypted: “$1$mF86/UHC$WvcIcX2t6crBz2onWxyac.”

    这个参数是指定批量安装客户机系统时指定初始的root密码的密文

    一个简单的办法是，直接复制/etc/shadow中的用户密码密文进行替换。

    或者采用如下方法生成：

    openssl passwd -1 -salt $(openssl rand -hex 4) abc123 #最后是设定的密码

  • default_kickstart: /var/lib/cobbler/kickstarts/default.ks

    默认的kickstart文件路径，可直接修改默认文件达成自己的需求，或者修改cobbler的profile指定一个或者多个kickstart文件。

  • server ip 必须与cobbler服务器本机IP一致 ，不然cobbler相关命令会卡死。而且报错却是httpd未启动或未代理cobbler页面或防火墙未关闭。

• /etc/cobbler/modules.conf  

  可由cobbler托管的服务配置文件，RSYNC、DHCP、TFTP、DNS；及web访问验证方式配置。

  • [authentication]

    module = authn_configfile  #配置cobbler-web访问时的验证方式

    常用选项是authn_pam（pam模块系统用户验证）、authn_configfile

    • 使用authn_pam模块认证cobbler_web用户

      1. 添加系统用户，用户名和密码按需设定即可，而后将用户名添加至cobbler_web的admin组中。

      2. 修改/etc/cobbler/users.conf文件，将用户名添加为admin参数的值即可，如下所示。

         [admins]

         admin = “USER”

    • 使用authn_configfile模块认证cobbler_web用户

      创建其认证文件/etc/cobbler/users.digest，并添加所需的用户 。cobbler_web的realm只能为Cobbler。 如下所示：

      htdigest -c /etc/cobbler/users.digest Cobbler cblradmin

（二）配置Cobbler

• 管理distro

  • 配置Cobbler使之可用的第一步为定义distro，可以通过为其指定外部的安装引导内核及ramdisk文件的方式实现。如果已经有完整的系统安装树（如CentOS6的安装镜像）则推荐使用import直接导入的方式进行。

    $ cobbler import --name=centos7.4 --arch=x86_64 --path=/mnt

    The –arch option need not be specified, as it will normally be auto-detected. We’re doing so in this example in order to prevent multiple architectures from being found (Fedora ships i386 packages on the full DVD, and cobbler will create both x86_64 and i386 distros by default).
    

    不需要指定 arch 选项, 因为它通常会自动检测到。在这个例子中这样做是为了防止发现多个体系结构 (例如Fedora在full DVD 中支持i386与x86_64 两个版本, 而Cobbler将在默认情况下创建 x86_64 和 i386 发行版本)。

    import会自动将光盘文件复制到/var/www/下自动创建的cobbler目录

    如果有kickstart文件，也可以使用“–kickstart=/path/to/kickstart_file”一并进行导入 ，不指定此选项，Cobbler也将在生成的profile中引用Cobbler默认的最小化安装kickstart文件 /var/lib/cobbler/kickstarts/default.ks

  • 可使用“cobbler distro list”列出所有的distro。

• 管理profile

  cobbler使用profile来为特定的需求类别提供所需要安装配置，即在distro的基础上通过提供kickstart文件来生成一个特定的系统安装配置。distro的profile可以出现在PXE的引导菜单中作为安装的选择之一。

  # cobbler profile add --name=centos-6.5-x86_64-basic --distro=centos-6.5-x86_64 --kickstart=/tmp/centos-6.5-x86_64.cfg

  可使用“cobbler profile list”查看已经创建的profile。

  运行cobbler sync 来同步配置，其实profile就是对/var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default 文件中添加或者修改一个lable段

  DEFAULT menu
  PROMPT 0
  MENU TITLE Cobbler | http://cobbler.github.io/ #安装版本选择菜单的标题可以修改，但是每次同步cobbler设置会覆盖你的修改
  TIMEOUT 200  #超时时间，查了官方文档in units of 1/10 s. 也就是20s，依需要修改；如果你敲任意键将停止计时
  TOTALTIMEOUT 6000 #此超时是不论用户是否敲键盘超时都将执行下一步操作
  即
  # Wait 20 seconds unless the user types something, but
  # always boot after 10 minutes.
  ​
  ONTIMEOUT local #设置在超时时调用的命令行 (通常引用标签)。如果未指定, 则使用 UI (如果存在) 或默认值。
  ​
  LABEL local
          MENU LABEL (local)
          MENU DEFAULT   #默认条目，如果你添加了条目要实现自动安装系统时将此项剪切过去
          LOCALBOOT -1
  ​
  ​
  ​
  MENU end

• system用的不多，因为我们有更好的选择，ansible与puppet。

  cobbler安装系统的流程如下：

  

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