一、PXE装机技术原理与核心优势

PXE技术通过网卡内置的BOOT ROM芯片实现网络引导，其核心流程包含四个阶段：客户端通过DHCP获取IP及引导文件路径→TFTP服务传输启动镜像→加载内存操作系统（如Linux内核）→执行自动化安装脚本。相较于传统光盘/U盘安装，PXE装机具有三大优势：其一，实现”零介质”部署，单台服务器可同时支持数百台客户端安装；其二，支持完全自动化安装，通过kickstart/preseed等脚本实现无人值守；其三，便于维护更新，仅需修改中央服务器配置即可全局生效。

二、网络环境准备与拓扑设计

实施PXE装机需构建专用部署网络，推荐采用三层架构：核心交换机连接PXE服务器与待装客户端，VLAN划分隔离部署网络与生产网络。关键配置参数包括：

1. DHCP服务配置需指定next-server（TFTP服务器IP）和filename（引导文件路径）
2. TFTP服务器建议部署在独立磁盘分区，配置--secure模式限制访问目录
3. 客户端网卡需支持PXE 2.1及以上协议，可通过ethtool -k eth0命令验证

典型配置示例（ISC DHCP Server）：

subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.1.100 192.168.1.200;
  option routers 192.168.1.1;
  option broadcast-address 192.168.1.255;
  filename "pxelinux.0";
  next-server 192.168.1.10;
}

三、服务端核心组件部署

1. TFTP服务配置

安装tftp-hpa服务后，需重点配置三个文件：

• /etc/default/tftp-hpa：设置TFTP_DIRECTORY="/tftpboot"
• /tftpboot/pxelinux.cfg/default：定义启动菜单及内核参数
• 启动文件链：pxelinux.0→vmlinuz→initrd.img

安全建议：通过iptables限制访问源IP，仅允许部署网段访问69端口：

iptables -A INPUT -p udp --dport 69 -s 192.168.1.0/24 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p udp --dport 69 -j DROP

2. DHCP服务优化

除基础IP分配外，需配置PXE专用选项：

• 选项66（TFTP服务器地址）：option dhcp-server-identifier 192.168.1.10;
• 选项67（启动文件）：option bootfile-name "pxelinux.0";
• 租约时间建议设置为30分钟，避免IP地址频繁变更

3. HTTP/NFS文件服务

为传输安装镜像，需配置：

• HTTP服务：使用Nginx的autoindex on功能提供镜像目录浏览
• NFS共享：/etc/exports添加/install *(ro,sync)
• 权限控制：设置chown -R nobody:nobody /install

四、客户端自动化安装实现

1. 启动镜像制作

以CentOS为例，关键步骤包括：

1. 使用livemedia-creator制作初始化镜像

   livemedia-creator --make-iso --iso=/path/CentOS.iso --iso-only --images=/var/www/html/images

2. 提取initrd.img和vmlinuz文件至TFTP目录
3. 配置syslinux引导菜单：

   LABEL centos7
   MENU LABEL CentOS 7 Install
   KERNEL vmlinuz
   APPEND initrd=initrd.img ks=http://192.168.1.10/ks.cfg

2. Kickstart自动化脚本

典型脚本结构包含七个部分：

# 语言与键盘设置
lang en_US.UTF-8
keyboard us
# 网络配置
network --bootproto=dhcp --device=eth0 --onboot=yes
# 磁盘分区方案
part / --fstype=xfs --size=102400
part swap --size=4096
# 软件包选择
%packages
@core
kexec-tools
%end
# 安装后脚本
%post
echo "192.168.1.10 pxe.server" >> /etc/hosts
%end

3. 多机型适配方案

针对不同硬件平台，建议采用：

• 参数化配置：通过$ARCH变量区分x86_64/aarch64架构
• 条件判断：在Kickstart中添加硬件检测逻辑

  %pre
  HW_TYPE=$(dmidecode -s system-manufacturer)
  if [ "$HW_TYPE" = "Dell Inc." ]; then
  echo "dell_config" > /tmp/hw_profile
  fi
  %end

五、高级功能实现

1. 多系统菜单管理

通过pxelinux.cfg目录实现：

• 默认配置default文件
• MAC地址匹配01-aa-bb-cc-dd-ee
• IP范围匹配C0A80164（192.168.1.100）

2. 安装过程监控

部署cobbler系统可实现：

• 实时查看安装日志：tail -f /var/log/cobbler/install.log
• 任务队列管理：cobbler system list
• 镜像版本控制：cobbler repo sync

3. 安全加固措施

• 启用TFTP访问日志：tftp-hpa的--logfile参数
• 配置SSH密钥认证：禁止密码登录部署服务器
• 定期审计：tripwire检查系统文件完整性

六、故障排查与优化

常见问题及解决方案：

1. PXE-E53错误：检查TFTP服务是否运行，验证文件权限
2. DHCP超时：使用tcpdump -i eth0 port 67 or port 68抓包分析
3. 安装中断：检查/tmp/anaconda-ks.cfg日志文件

性能优化建议：

• 启用TFTP多线程传输：修改/etc/default/tftpd-hpa的TFTP_OPTIONS="-s -B 1380"
• 使用多网卡绑定：mode=4（802.3ad）提高带宽
• 镜像缓存：部署Squid代理加速软件包下载

通过上述标准化流程，企业可实现每小时部署50+节点的效率，较传统方式提升80%以上。实际实施时，建议先在测试环境验证配置，再逐步推广至生产环境。