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CentOS7 PXE网络批量装机全攻略：从零搭建自动化部署系统

作者：c4t2025.09.26 12:26浏览量：18

简介：本文详细阐述基于PXE协议的CentOS7批量自动装机方案，涵盖DHCP/TFTP/NFS服务配置、Kickstart自动化应答文件编写及系统部署全流程，帮助IT运维人员实现多台服务器的无人值守安装。

一、PXE网络装机技术原理与优势

PXE（Preboot Execution Environment）是Intel开发的网络引导协议，通过DHCP获取IP地址后，从TFTP服务器下载启动文件，最终从NFS/HTTP服务器加载完整操作系统镜像。相较于传统光盘安装，PXE网络装机具有三大核心优势：

  1. 集中化管理：所有安装源集中存储在服务器，避免携带物理介质的麻烦
  2. 批量部署能力：单次配置可同时部署数十台服务器，效率提升10倍以上
  3. 无人值守安装：通过Kickstart应答文件实现安装过程全自动化

在数据中心场景中，该技术特别适用于大规模服务器初始化、系统版本统一升级等场景。某金融企业案例显示，采用PXE方案后，300台服务器的部署周期从72小时缩短至8小时。

二、环境准备与拓扑设计

2.1 网络拓扑要求

建议采用独立管理网络，拓扑结构如下：

  1. [PXE服务器(千兆网卡)] 
  2.    │
  3.    ├─ [核心交换机] 
  4.    │    ├─ 待装机服务器1
  5.    │    ├─ 待装机服务器2
  6.    │    └─ ...

关键参数要求：

  • 服务器网卡需支持PXE引导（现代Intel/Realtek网卡均兼容）
  • 网络延迟<50ms，带宽≥100Mbps
  • 建议使用静态IP分配或保留DHCP地址池

2.2 软件组件清单

组件 版本要求 功能说明
DHCP服务器 dnsmasq/isc 分配IP并指定PXE引导文件路径
TFTP服务器 tftp-hpa 提供引导文件下载服务
NFS服务器 nfs-kernel-server 共享系统镜像和Kickstart文件
Syslinux pxelinux.0 PXE引导加载程序

三、服务端详细配置指南

3.1 DHCP服务配置

以dnsmasq为例，配置文件示例：

  1. interface=eth0
  2. bind-interfaces
  3. dhcp-range=192.168.1.100,192.168.1.200,24h
  4. dhcp-option=6,192.168.1.1  # DNS服务器
  5. dhcp-option=3,192.168.1.1  # 默认网关
  6. dhcp-boot=pxelinux.0,pxeserver,192.168.1.5  # 指定引导文件
  7. enable-tftp
  8. tftp-root=/var/lib/tftpboot

关键参数说明：

  • dhcp-boot：指定引导文件及TFTP服务器地址
  • 必须禁用其他DHCP服务避免冲突

3.2 TFTP服务部署

  1. 安装软件包：

    1. apt install tftpd-hpa syslinux-common

  2. 创建目录结构：

    1. mkdir -p /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg
    2. cp /usr/lib/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/

  3. 配置文件权限：

    1. chmod -R 755 /var/lib/tftpboot
    2. chown -R nobody:nogroup /var/lib/tftpboot

3.3 NFS共享设置

  1. 安装NFS服务：

    1. apt install nfs-kernel-server

  2. 导出目录配置（/etc/exports）：

    1. /opt/centos7_iso 192.168.1.0/24(ro,sync,no_root_squash)

  3. 启动服务：

    1. systemctl restart nfs-kernel-server
    2. exportfs -a

四、CentOS7镜像与Kickstart文件准备

4.1 镜像文件处理

  1. 挂载ISO镜像：

    1. mkdir /mnt/centos7
    2. mount -o loop CentOS-7-x86_64-Minimal-2009.iso /mnt/centos7

  2. 复制必要文件到NFS目录：

    1. cp -r /mnt/centos7/* /opt/centos7_iso/

4.2 Kickstart文件编写

核心配置示例（centos7.ks）：

  1. # 基础配置
  2. lang en_US.UTF-8
  3. keyboard us
  4. timezone Asia/Shanghai
  5. rootpw --plaintext centos7pass
  7. # 网络配置
  8. network --bootproto=dhcp --device=eth0 --onboot=yes
  10. # 分区方案
  11. clearpart --all --initlabel
  12. part / --fstype=xfs --size=102400
  13. part swap --size=4096
  15. # 包选择
  16. %packages
  17. @core
  18. kexec-tools
  19. -freetype*
  21. # 安装后脚本
  22. %post
  23. echo "PXE installed successfully" > /root/install.log
  24. %end

关键配置项说明：

  • rootpw：建议使用--iscrypted参数加密密码
  • %packages：使用@组名或具体包名控制安装内容
  • %post：支持执行任意Shell命令

4.3 PXE引导配置

创建默认引导文件（/var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default）：

  1. DEFAULT vesamenu.c32
  2. PROMPT 0
  3. MENU TITLE CentOS 7 PXE Install
  4. TIMEOUT 600
  6. LABEL local
  7.   MENU LABEL Install CentOS 7
  8.   KERNEL centos7/vmlinuz
  9.   APPEND initrd=centos7/initrd.img inst.repo=nfs://192.168.1.5/opt/centos7_iso inst.ks=nfs://192.168.1.5/opt/ks_files/centos7.ks

参数说明：

  • inst.repo：指定安装源位置
  • inst.ks：指定Kickstart文件路径
  • 建议测试时设置TIMEOUT 600（10分钟）避免超时

五、客户端部署与故障排查

5.1 客户端引导流程

  1. 服务器开机进入BIOS，设置PXE为第一启动项
  2. 通过DHCP获取IP地址（观察网卡指示灯闪烁）
  3. 加载TFTP引导文件（显示Syslinux启动菜单）
  4. 下载Kickstart文件并开始自动化安装

5.2 常见问题解决方案

现象 可能原因 解决方案
无法获取IP地址 DHCP服务未启动 检查systemctl status dnsmasq
TFTP下载失败 防火墙阻止69端口 开放UDP 69端口或关闭防火墙
安装过程报错 Kickstart语法错误 使用ksvalidator工具验证文件
安装完成后无法登录 密码未正确设置 检查%post脚本是否修改了密码策略

5.3 性能优化建议

  1. 使用多线程TFTP服务器（如tftp-hpa的--parallel选项）
  2. 对NFS共享启用缓存（在/etc/fstab中添加_netdev选项）
  3. 对大规模部署（>50台），建议采用分级部署架构：
    • 主PXE服务器负责分发引导文件
    • 区域NFS服务器提供镜像下载
    • 使用httpd替代NFS可获得更好并发性能

六、进阶功能实现

6.1 多系统菜单配置

修改pxelinux.cfg/default实现多系统选择：

  1. MENU TITLE System Installation
  2. LABEL centos7
  3.   MENU LABEL CentOS 7 (64-bit)
  4.   KERNEL centos7/vmlinuz
  5.   APPEND initrd=centos7/initrd.img inst.repo=nfs://...
  7. LABEL ubuntu20
  8.   MENU LABEL Ubuntu 20.04
  9.   KERNEL ubuntu/casper/vmlinuz
  10.   APPEND initrd=ubuntu/casper/initrd.lz boot=casper netboot=nfs nfsroot=192.168.1.5:/opt/ubuntu_iso

6.2 日志收集与分析

  1. 在Kickstart文件中添加日志记录：

    1. %post --log=/root/ks-post.log
    2. # 安装后命令
    3. %end

  2. 配置NFS共享日志目录，便于集中分析

6.3 安全加固措施

  1. 对TFTP目录设置严格权限：

    1. chmod 700 /var/lib/tftpboot
    2. chown root:root /var/lib/tftpboot

  2. 使用HTTPS传输Kickstart文件：

    1. Alias /ks /opt/ks_files
    2. <Directory /opt/ks_files>
    3.  Options Indexes
    4.  Require ip 192.168.1.0/24
    5.  SSLRequireSSL
    6. </Directory>

七、完整部署流程总结

  1. 服务端准备（2-4小时）：

    • 安装配置DHCP/TFTP/NFS服务
    • 准备系统镜像和Kickstart文件
    • 测试网络连通性（ping -c 3 + tftp 192.168.1.5）

  2. 客户端部署（每台5-15分钟）：

    • 设置PXE启动顺序
    • 监控安装日志（tail -f /var/log/messages）
    • 验证安装结果（ssh root@新服务器IP）

  3. 后期维护：

    • 定期更新系统镜像
    • 备份Kickstart配置文件
    • 建立部署文档库

通过本方案实现的PXE网络装机系统，可使单台管理员日均部署量从5台提升至100台以上，特别适合云计算数据中心、IDC托管机房等大规模部署场景。实际实施时建议先在3-5台测试机上验证流程，再逐步扩大部署规模。

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