操作系統批量部署技術應用

■ 北京 吳步祺 王林強

編者按：高性能計算系統中節點數量多，使用光盤安裝的方式需要逐臺安裝操作系統，效率低下，不適合大規模批量部署。CentOS Linux支持基于網絡的操作系統批量部署技術，采用該技術可以實現多節點同時安裝操作系統，有效提高工作效率。

C e n t O S L i n u x 采 用Anaconda作 為操作系統安裝程序。操作系統安裝主要分為載入內核啟動操作系統安裝程序和安裝操作系統程序兩個階段。

采用光盤安裝操作系統的方式需通過光盤載入內核并啟動操作系統安裝程序。采用基于網絡的操作系統批量部署技術可通過網絡載入內核并啟動操作系統安裝程序。

技術架構

本架構以高性能計算系統中的管理節點作為服務端，計算節點作為客戶端。在管理節點上分別安裝DHCP、TFTP與HTTP等服務端程序，管理節點利用以太網將操作系統批量部署至計算節點上。

1.DHCP

動態主機配置協 議（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）是以太網標準協議，通過DCHP服務端可以分發網絡配置參數，實現IP地址自動分配。

計算節點配置為從網絡啟動后，DHCP服務端首先為PXE ROM分配IP地址卡，為其使用TFTP協議傳輸文件提供基礎環境。

2.PXE

預啟動執行環境（Preboot Execution Environment，PXE）規范描述了在支持PXE的客戶端通過網絡啟動軟件的標準客戶端/服務端環境。

PXE環境需要計算節點配置支持PXE規范的以太網卡，網卡ROM中含有DHCP客戶端與TFTP客戶端，其使用DHCP和TFTP等標準網絡協議實現功能。

3.TFTP

簡單文件傳輸協議（Trivial File Transfer Protocol，TFTP）允許客戶端從服務段傳輸文件。PXE兼容網卡ROM上含有TFTP客戶端程序，可以通過TFTP傳輸 pxelinux.0、vmlinuz、initrd.img等文件。

4.Kickstart

Kickstart腳本是用來指定安裝要求的簡單ASCⅡ文本文件。通過Kickstart腳本可以實現無人值守的操作系統安裝。

技術實現

1.DHCP配置

創建DHCP配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf，配置IP地址范圍，將TFTP服務器配置項指向管理節點IP地址并將引導文件指向pxelinux.0。

以下為關鍵配置：

s u b n e t 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {

range 192.168.1.2 192.168.1.249;

n e x t-s e r v e r 192.168.1.1;

f i l e n a m e“pxelinux.0”;

}

圖1 關鍵配置內容

圖2 關鍵配置內容

圖3 安裝過程時序圖

2.TFTP配置

配置/etc/xinetd.d/tftp文件，將TFTP服務配置為可用狀態。將pxelinux.0、vmlinuz、initrd.img等文件拷貝至TFTP服務根目錄下。

如圖1所示為關鍵配置。

3.HTTP配置

將操作系統安裝鏡像文件拷貝至/var/www/html/centos/文件夾。

4.Kickstart配置

配置/var/www/html/ks.cfg文件，分別配置網絡、分區和時區等配置項，同時將安裝文件路徑指向HTTP服務根目錄centos文件夾。如圖2所示為關鍵配置。

批量部署過程

批量部署過程時序如圖3所示。計算節點向DHCP服務端請求分配IP地 址，DHCP返 回 IP地址；

計算節點向TFTP服務端請求傳送pxelinux.0文 件，TFTP服務端返回pxelinux.0文件；

計算節點向TFTP服務端請求傳送pxelinux配置文件，TFTP服務端返回pxelinux文件；

計算節點載入vmlinuz程序和initrd.img鏡像文件。操作系統安裝程序請求Kickstart腳本文件，通過Kickstart腳本文件完成操作系統無人值守安裝。