如何遠程安裝Linux操作系統

一、引言

一般情況下，我們都是利用軟驅或光驅引導Linux後，再通過本地的光驅安裝Linux。但是，這種安裝方法在以下的幾種情況下就不能適用：

1. 無軟驅和光驅：很多公司為了節省成本，計算機一般都不帶光驅或軟驅，這樣就無法通過本地安裝Linux；
2. 非標准的軟驅和光驅：雖然筆記本都會配置光驅，但是並不一定都是標准的IDE設備，有些是通過USB接口，有些是通過1394接口（例如Samsung的Q10）。在Linux安裝時所引導的Linux內核一般都不會帶這些接口的驅動，所以也無法通過本地安裝Linux；
3. 另外，在一些場合，如機房中，有大量的計算機需要同時安裝Linux，如果通過光驅的方式一個個安裝，不僅效率低，也不利於維護。

筆者在工作過程中，就遇到過第二種情況。一台Samsung的Q10筆記本需要安裝Redhat Linux 8.0，但是通過光驅引導後發現，安裝程序無法訪問光盤。針對這個問題，筆者經過查閱資料和摸索，找到了在Q10上安裝Linux的方法。在下面的討論中，如不做特別聲明，都將以Q10為例，介紹如何通過PXE Bootrom來遠程安裝Linux。

二、基本原理

1） 什麼是PXE

PXE(Pre-boot Execution Environment)是由Intel設計的協議，它可以使計算機通過網絡啟動。協議分為client和server兩端，PXE client在網卡的ROM中，當計算機引導時，BIOS把PXE client調入內存執行，並顯示出命令菜單，經用戶選擇後，PXE client將放置在遠端的操作系統通過網絡下載到本地運行。

PXE協議的成功運行需要解決以下兩個問題：

1. 既然是通過網絡傳輸，那麼計算機在啟動時，它的IP地址由誰來配置；
2. 通過什麼協議下載Linux內核和根文件系統

對於第一個問題，可以通過DHCP Server解決，由DHCP server來給PXE client分配一個IP地址，DHCP Server是用來給DHCP Client動態分配IP地址的協議，不過由於這裡是給PXE Client分配IP地址，所以在配置DHCP Server時，需要增加相應的PXE特有配置。

至於第二個問題，在PXE client所在的ROM中，已經存在了TFTP Client。PXE Client使用TFTP Client，通過TFTP協議到TFTP Server上下載所需的文件。

這樣，PXE協議運行的條件就具備了，下面我們就來看看PXE協議的工作過程。

2） 工作過程

在上圖中，PXE client是需要安裝Linux的計算機，TFTP Server和DHCP Server運行在另外一台Linux Server上。Bootstrap文件、配置文件、Linux內核以及Linux根文件系統都放置在Linux Server上TFTP服務器的根目錄下。

PXE client在工作過程中，需要三個二進制文件：bootstrap、Linux 內核和Linux根文件系統。Bootstrap文件是可執行程序，它向用戶提供簡單的控制界面，並根據用戶的選擇，下載合適的Linux內核以及Linux根文件系統。

三、步驟

有了前面的背景知識，接下來就可以正式操作了，下面按照順序給出了操作步驟：

1） 配置DHCP Server

選用ISC dhcp-3.0，DHCP Server的配置文件是/etc/dhcpd.conf，配置文件的內容如下：


option space PXE;
option PXE.mtftp-ip　　　　　　　 code 1 = ip-address;　
option PXE.mtftp-cport　　　　　　code 2 = unsigned integer 16;
option PXE.mtftp-sport　　　　　　code 3 = unsigned integer 16;
option PXE.mtftp-tmout　　　　　　code 4 = unsigned integer 8;
option PXE.mtftp-delay　　　　　　code 5 = unsigned integer 8;
option PXE.discovery-control　　　code 6 = unsigned integer 8;
option PXE.discovery-mcast-addr　 code 7 = ip-address;
class "pxeclients" {
　　match if substring (option vendor-class-identifier, 0, 9) = "PXEClient";
　　option vendor-class-identifier "PXEClient";
　　vendor-option-space PXE;
　　# At least one of the vendor-specific PXE options must be set in
　　# order for the client boot ROMs to realize that we are a PXE-compliant
　　# server.　We set the MCAST IP address to 0.0.0.0 to tell the boot ROM
　　# that we can't provide multicast TFTP (address 0.0.0.0 means no
　　# address).
　　option PXE.mtftp-ip 0.0.0.0;
　　# This is the name of the file the boot ROMs should download.
　　filename "pxelinux.0";
　　# This is the name of the server they should get it from.
　　next-server 192.168.0.1;
}
ddns-update-style interim;
ignore client-updates;
default-lease-time 1200;
max-lease-time 9200;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option broadcast-address 192.168.0.255;
option routers 192.168.0.254;
option domain-name-servers 192.168.0.1,192.168.0.2;
option domain-name "mydomain.org";
subnet 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.0.10 192.168.0.100;
}
host q10 {
hardware ethernet 00:00:F0:6B:38:5B;
fixed-address 192.168.0.22;
}


dhcpd.conf配置文件中幾個關鍵部分說明如下：host q10{…}定義了筆記本Q10網卡的MAC地址與IP地址的對應關系，表明DHCP Server為Q10分配一個固定的IP：192.168.0.22；filename ""指定bootstrap的文件名；netx-server指定TFTP Server的地址。其它的配置請讀者參考DHCP Server的手冊。

2） 配置TFTP server

選用tftp-hpa，TFTP Server的配置文件是/etc/xinetd.d/tftp，配置文件的內容如下：


service tftp
{
　　　　socket_type　　　　　　 = dgram
　　　　protocol　　　　　　　　= udp
　　　　wait　　　　　　　　　　= yes
　　　　user　　　　　　　　　　= root
　　　　server　　　　　　　　　= /usr/sbin/in.tftpd
　　　　server_args　　　　　　 = -u nobody -s /tftpboot
　　　　disable　　　　　　　　 = no
　　　　per_source　　　　　　　= 11
　　　　cps　　　　　　　　　　 = 100 2
}


這裡制定了/tftpboot為TFTP Server的根目錄位置。

3） 配置bootstrap

bootstrap文件在dhcpd.conf中被指定為pxelinux.0文件，放置在/tftpboot。Linux內核以及Linux根文件系統也放置在/tftpboot。pxelinux.0在執行過程中，要讀配置文件，所有的配置文件都放在/tftpboot/pxelinux.cfg/目錄下。由於PXElinux具有為不同的PXE Client提供不同的Linux內核以及根文件系統的功能，所以要通過不同的配置文件名來區分出不同的PXE Client的需求。比如一個PXE Client由DHCP Server分配的IP地址為192.168.0.22，那麼相對應的配置文件名為/tftpboot/pxelinux.cfg/C0A80016（注：C0A80016為IP地址192.168.0.22的十六進制表示）。如果找不到，就按照順序C0A80016-> C0A8001-> C0A800-> C0A80-> C0A8-> C0A-> C0-> C->default查找配置文件。

/tftpboot/pxelinux.cft/C0A80001配置文件的具體內容如下：

DEFAULT install

PROMPT 1

LABEL install

KERNEL vmlinuz

APPEND initrd=initrd.img devfs=nomount ramdisk_size=16384

此配置文件指定了Linux內核以及根文件系統的名稱，並給內核傳遞了一些參數，其中ramdisk_size參數要非常注意，它指定Linux內核啟動後建立ramdisk的大小，如果設置太小，Linux的安裝過程就可能無法進行。

4） 制作Linux內核/根文件系統

因為需要通過網絡安裝，所有選擇Redhat Linux 8.0安裝盤（disk #1）中E:\images\bootnet.img（光驅的盤符為E:）。bootnet.img包括Linux內核、Linux根文件系統（有安裝程序在內）。用bootnet.img制作一張引導軟盤，方法在DOS命令行運行E:\dosutils\rawrite E:\images\bootnet.img，根據提示制作。制作完畢後，將引導軟盤中的vmlinuz（Linux內核）和initrd.img（Linux根文件系統）拷貝到Linux Server的/tftpboot下。

5） 啟動DHCP Server/TFTP Server

在Linux Server上，運行service dhcpd start和service xinetd restart。

6） 啟動Q10

Q10加電後，在出現Samsung公司徽標時，在左下角會提示用戶按F12進入網絡引導。按F12後，Q10進入網絡引導過程。首先通過DHCP Server獲得了IP地址，然後下載並執行bootstrap文件pxelinux.0；在執行中，讀入配置文件/tftpboot/pxelinux.cfg/C0A80016。此時屏幕上出現boot:，敲入install，就進入了Redhat Linux 8.0的網絡安裝界面，一切OK!

四、結束語

雖然以上的討論是針對Samsung Q10筆記本，但是工作原理和安裝方法對於其它類型的計算機也是適用的，不過要記住，計算機的網卡中必須要有BootROM--PXE Client。同時，PXE協議也可作為無盤Linux技術，用於引導放置在遠程的Linux。實際上，只要根據需要，在Pxelinux的配置文件的APPEND選項中，為Linux內核傳進需要mount的文件系統的位置參數即可。