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在常规的网络环境中,大量使用DHCP,比如我们家用的路由器,办公网络的无限AP,我们在这样的网络环境中,仅需将网卡配置为动态获取IP地址即可。而在生产环境,我们需要将IP地址分配到特定的资源,以便让环境的使用保持固定,这样我们就需要配置服务器的固定IP地址。因为Windows环境基于图形操作相对较简单,这里我们介绍下 Linux 各个发行版本的网卡配置流程。

实验环境准备了一台虚拟机,有两个网卡enp0s3/enp0s8, 这里我们选择 enp0s8 作为我们的实验网卡来操作, 在配置网卡之前, 我们还要知道网络的一些信息,我这里的网络网段是 192.168.56.0/24, 可分配的IP地址范围为 192.168.56.2~192.168.56.254, 去掉头尾网关地址和广播地址, 网络的掩码地址为 255.255.255.0, 网关为 192.168.56.1, 我们从可用IP范围中选择 192.168.56.10 作为我们的虚拟机的网卡 IP 地址, 目标配置的网卡为 enp0s8.

REHL/CentOS

REHL/CentOS 的网卡配置文件 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s8, 该文件如果不存在, 创建该文件即可.

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维基百科 Filesystem Hierarchy Standard 有一段介绍 /run 和 /var/run 目录的说明

Modern Linux distributions include a /run directory as a temporary filesystem (tmpfs) which stores volatile runtime data, following the FHS version 3.0. According to the FHS version 2.3, such data were stored in /var/run but this was a problem in some cases because this directory is not always available at early boot. As a result, these programs have had to resort to trickery, such as using /dev/.udev, /dev/.mdadm, /dev/.systemd or /dev/.mount directories, even though the device directory isn't intended for such data.[23] Among other advantages, this makes the system easier to use normally with the root filesystem mounted read-only. For example, below are the changes Debian made in its 2013 Wheezy release:[24]

/run 目录是一个临时文件系统, 存储是启动以来的信息.当系统重启时,这个目录下的文件应该被删掉或清除.如果你的系统上有/var/run目录,应该让它指向run.

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CentOS yum工具如果开启了fastmirror插件,会自动查找最近的源以供使用,有时候有更好的源供选择,希望指向固定的epel源.

禁用fastmirror插件

编辑

/etc/yum/pluginconf.d/fastestmirror.conf 

将内容修改为:

# 1 - 开启
# 0 - 关闭
enabled = 0

修改 Base 仓库源

国内目前镜像源比较丰富了,各个云厂商大都提供公共的镜像源对外使用.比如腾讯/网易/阿里等等,根据自己的网络条件和喜欢选择即可, 个人一般倾向使用清华的源, 开源镜像仓库比较丰富.
在清华的镜像站点上对各个源的使用皆有帮助信息, 参考网址:https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn

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通过前面13篇文章,我们已经完全准备好了PXE的装机环境, 按PXE系列文章(9)- 优化 PXE 装机流程系统架构,我们需要实现带外管理的Driver以及带内执行逻辑的Agent.

  • Driver 负责带外功能的实现,功能包括 开机关机重启PXE启动Disk启动Ping ILO Host等等功能、主要是基于 ipmitool 命令来实现, 也提供了可插拔的机制来实现其他带外管理的能力,比如 iDRAC、Redfish、SNMP等,目前我们使用 ipmitool 能满足使用需求, 所以从实现上来讲仅实现 ipmitool 的支持就足够了。

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我们前面几节已经详细介绍了基于 UbuntuCentOS 构建内存镜像的方案,其中 ~/work/initramfs/init 脚本内容大致如下:

#!/bin/busybox sh

# Dump to sh if something fails
error() {
    echo "Jumping into the shell..."
    setsid cttyhack sh
}

# Populate /bin with binaries from busybox
/bin/busybox --install /bin

mkdir -p /proc
mount -t proc proc /proc

mkdir -p /sys
mount -t sysfs sysfs /sys

mkdir -p /sys/dev
mkdir -p /var/run
mkdir -p /dev

mkdir -p /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts

# Populate /dev
echo /bin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s

echo "mount rootfs... "
mkdir -p /newroot
mount -t tmpfs -o size=80% tmpfs /newroot || error

xz -d -c -f rootfs.tar.xz | tar -x -f - -C /newroot || error

mount --move /sys /newroot/sys
mount --move /proc /newroot/proc
mount --move /dev /newroot/dev

exec switch_root /newroot /sbin/init || error

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在前面, 我们已经使用 debootstrap 构建基于Ubuntu的内存OS, 但是业界常用的更多的是CentOS,所以一直在尝试使用CentOS来构建内存OS.
CentOS 7 root filesystem on tmpfs这篇文章中的方案可行, 我们不使用的原因是流程构建太长, 外部依赖太多,冗余的内容太多,也不够精简.
所以我们希望尝试的方案是类似 Ubuntudebootstrap 的工具. yum 本身是可以将对应包安装到指定目录,直到看到下面这篇日本同行写的文章,让这个过程更加清晰了.

宿主环境中,我们需要有 yum rpm 等工具命令的支持,在各个发行版中均可以安装这两个包, 当然宿主机器本身就是CentOS那就不需要在独立安装了.

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其实前面我们是在虚拟网络中的虚拟服务器上部署PXE Server,完整走了一遍PXE Server的初始化流程,这个和生产环境的初始化构建流程是一致的,所以不能省去。而对于我们使用VirtualBox而言, 它其实提供了更加便捷的方式, 因为VirtualBox 本身就提供虚拟网络的DHCP功能,完全有能力同时集成TFTP的功能。那这样我们就依赖VirtualBox天然提供的PXE Server,将极大的简化我们调试的过程。

VirtualBox安装后,其用户级别配置目录在Linux系统上是在 ~/.VirtualBox,根据官方资料,在该目录内创建 TFTP 目录, 目录中,需要将 pxelinux.0 重命名为 "VM Name".pxe 文件。我们要实验的话, 直接将 Ubuntu 的镜像 ubuntu-16.04.6-server-amd64.iso 挂载到 /mnt, 拷贝到 ~/.VirtualBox/TFTP 中即可。

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在前面的文章中, 我们已经提到, initrd 本身就是精简版的根盘文件系统, 主要目的是用于内核启动后 OS 环境的初始化, 比如你是 Soft Raid,需要在这个时候读取 /etc/fstab 文件,比如根盘文件在特定的 Raid 设备卷中的分区上, 需要预加载指定 Raid 驱动等等.总之这个环境主要用于真正用户 OS 启动之前的准备.

通常在各个发行版本都有各自的 initrd 的构建工具,各自的目的呢, 也仅限于我们上述提到的功能. 而我们是需要将整个 OS 塞到这个内存镜像中,所以稍微还是有区别,调研了下一些业界的实现, 这里的几个链接供参考:

上述链接可以看到, 一般是使用 https://virt-manager.org/和http://libguestfs.org/ 这两个项目的工具来构建镜像.可以尝试下这个方法, 完全可行, 但是有个问题是这个流程真的太长了, 比如要按上述流程构建的话, 需要用virt-install完整安装一遍目标 OS
, 继续用virt-sysprep对镜像做一遍清理, 将生成的镜像导入到 virt-builder, 继续在 KVM 虚拟机中配置一遍 OS 默认信息, 然后就可以将镜像更新到 virt-builder 基础镜像中, 然后拿到其他地方使用, 比如 Ramdisk boot/Vagrant/OpenStack/Docker中使用.

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上一篇文章 PXE 自动化装机技术回顾 我们详细讨论了下, 标准 PXE 使用流程的一些优缺点.对于现今机房数量的大幅度增加, 物理机数量以及类型的增加, 多样化需求的叠加, 尤其是国内还有大量对裸金属服务的依赖, 都希望将传统的安装过程能平台化/模块化/自动化,以满足不断丰富的业务需求, 满足对资源的交付更加高效/可靠/稳定要求, 以及同时减少整体持续运营的成本, 降低研发人员参与的强度.

其实整个传统的PXE装机过程, 偏向串行化, 流程化的, 如果我们能将大部分内容变成服务化,由业务调度提供执行任务, 要求所有任务有足够原子化的粒度,比如做 Raid, 写镜像, 配置网卡等等, 真正的装机模块负责对任务进行执行, 所有任务支持编排, 提供并行/串行机制, 实时反馈,偶发异常自动重试,系统异常自动提醒.

大多厂商都开始使用 OpenStack Ironic 来解决上述问题, Ironic 架构图如下:

Ironic Arch

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到目前为止, 我们已经按技术标准实现了 Debian/Ubuntu 系列 OS 基于 preseeding 技术的自动化装机流程.其实 CentOS 的 PXE 环境构建也一样,基本是把 CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso 标准镜像中 /images/pxeboot 目录下的 vmlinuz/initrd.img 拷贝到 /var/lib/tftp 下. pxelinux.0 引导程序文件不像 Debian\Ubuntu 在版本 iso 镜像中管理, 而是在 syslinux 包中, 当然 syslinux 包一定是在标准镜像中, 需要单独解开这个包或者是在宿主机器上安装该包然后将内容再拷贝出来, 另外还有一些依赖的内容比如 boot.msg 等等文件还需要标准镜像中拷贝出来, 具体依赖项还需要看你 pxelinux.cfg/default 文件中使用了哪些内容.

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