PXEboot

PXE: Preboot eXexutionEnvironment

複数台のLinuxマシンを構築することになった
一台一台USB-bootで構築するのもいいが、ネットワーク経由でブートイメージをダウンロードして起動するPXE boot経由で構築させてみた.
PXE bootには dhcpサーバとブートに必要なbootloaderとブートイメージを提供する tftp サーバが必要で
ここでは dhcpサーバとしてdnsmasqを使います. この dnsmasq には tftp サーバの機能も備わっているので.

dnsmasq の導入†

[root@c ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 8.5.2111
 
[root@c ~]# dnf install dnsmasq
 
[root@c ~]# systemctl enable dnsmasq --now

↑

bootloaderの設置†

ネットワークブートで起動すると直後にDHCPに問い合わせして自身のIP/GWらが定まる. そしてブート用のファイル(initrd.img, vmlinuz)をダウンロードするのだが、
その前にbootloaderがロードされます. プローブみたいなものまずはそのファイルらの準備です.

設置する場所は /var/lib/tftpboot とします

ここに bootloader を配置します
biosで起動する(MBRを使う)マシンとUEFIで起動するマシンのそれぞれに向けてbootloaderを用意する必要があります.

biosブート向け
パッケージ(syslinux)に含まれるファイルを使います.

[root@c ~]# dnf install syslinux
 
[root@c ~]# cp -a /usr/share/syslinux/pxelinux.0   /var/lib/tftpboot/
[root@c ~]# cp -a /usr/share/syslinux/ldlinux.c32  /var/lib/tftpboot/
[root@c ~]# cp -a /usr/share/syslinux/libcom32.c32 /var/lib/tftpboot/
[root@c ~]# cp -a /usr/share/syslinux/libutil.c32  /var/lib/tftpboot/
[root@c ~]# cp -a /usr/share/syslinux/vesamenu.c32 /var/lib/tftpboot/

efiブート向け
このマシンが既にEFIブートなマシンならその中のファイルを使いまわしてもいい. ここではネットから採取.

[root@c ~]# curl -R https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/8.8/BaseOS/x86_64/os/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI -o /var/lib/tftpboot/BOOTX64.EFI
[root@c ~]# curl -R https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/8.8/BaseOS/x86_64/os/EFI/BOOT/grubx64.efi -o /var/lib/tftpboot/grubx64.efi

ここではCentOS7、RockyLinux8, RockyLinux9らのPXEbootを目指すが、bootloaderは入れるOSを選ばないみたい. むしろ相手側のマシンが読めるかにかかるのかも.

↑

ブートイメージの準備†

次にOS毎にフォルダを作って、そこにブートイメージを配置させます

[root@c ~]# mkdir /var/lib/tftpboot/{centos7.9,rockylinux8.8,rockylinux9.2}
 
(centos7.9)
[root@c ~]# curl -R https://ftp.riken.jp/Linux/centos/7.9.2009/os/x86_64/images/pxeboot/initrd.img  -o /var/lib/tftpboot/centos7.9/initrd.img
[root@c ~]# curl -R https://ftp.riken.jp/Linux/centos/7.9.2009/os/x86_64/images/pxeboot/vmlinuz     -o /var/lib/tftpboot/centos7.9/vmlinuz
 
(rockylinux8.8)
[root@c ~]# curl -R https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/8.8/BaseOS/x86_64/os/images/pxeboot/initrd.img -o /var/lib/tftpboot/rockylinux8.8/initrd.img
[root@c ~]# curl -R https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/8.8/BaseOS/x86_64/os/images/pxeboot/vmlinuz    -o /var/lib/tftpboot/rockylinux8.8/vmlinuz
 
(rockylinux9.2)
[root@c ~]# curl -R https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/9.2/BaseOS/x86_64/os/images/pxeboot/initrd.img -o /var/lib/tftpboot/rockylinux9.2/initrd.img
[root@c ~]# curl -R https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/9.2/BaseOS/x86_64/os/images/pxeboot/vmlinuz    -o /var/lib/tftpboot/rockylinux9.2/vmlinuz
 
[root@c tftpboot]# ls -lrt
total 3508
-rw-r--r-- 1 root root   42376 Aug 24  2022 pxelinux.0
-rw-r--r-- 1 root root   26788 Aug 24  2022 vesamenu.c32
-rw-r--r-- 1 root root   26272 Aug 24  2022 menu.c32
-rw-r--r-- 1 root root   22804 Aug 24  2022 libutil.c32
-rw-r--r-- 1 root root  180668 Aug 24  2022 libcom32.c32
-rw-r--r-- 1 root root  116128 Aug 24  2022 ldlinux.c32
-rw-r--r-- 1 root root  944024 Apr 29 01:45 BOOTX64.EFI
-rw-r--r-- 1 root root 2214728 Apr 29 03:23 grubx64.efi
drwxr-xr-x 2 root root      39 Jul 11 22:05 centos7.9
drwxr-xr-x 2 root root      39 Jul 11 22:10 rockylinux8.8
drwxr-xr-x 2 root root      39 Jul 11 22:11 rockylinux9.2
[root@c tftpboot]#

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設定ファイルの設置†

ネットワークブート後にメニュー画面が表示され、そこからインストールしたいOSを選ぶようにしてみます
これもbootloader同様にbiosで起動するマシンとuefiで起動するマシン、それぞれに適用した設定ファイルを用意します

biosブート向け
参照するOSリポジトリはネットワーク先を使ってます. ここをローカルに設置したサイトを指定すると早いかも.

[root@c ~]# mkdir /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg
[root@c ~]# vi /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
default vesamenu.c32
prompt 0
timeout 600
display boot.msg
 
menu title ########## PXE Boot Menu ##########
 
label 1
menu label ^1) Install CentOS7.9
  kernel centos7.9/vmlinuz
  append initrd=centos7.9/initrd.img ip=dhcp inst.repo=https://ftp.riken.jp/Linux/centos/7.9.2009/os/x86_64/ inst.stage2=https://ftp.riken.jp/Linux/centos/7.9.2009/os/x86_64/
 
label 2
menu label ^2) Install RockyLinux8.8
  menu default
  kernel rockylinux8.8/vmlinuz
  append initrd=rockylinux8.8/initrd.img ip=dhcp inst.repo=https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/8.8/BaseOS/x86_64/os/ inst.stage2=https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/8.8/BaseOS/x86_64/os/
 
label 3
menu label ^3) Install RockyLinux9.2
  kernel rockylinux9.2/vmlinuz
  append initrd=rockylinux9.2/initrd.img ip=dhcp inst.repo=https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/9.2/BaseOS/x86_64/os/ inst.stage2=https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/9.2/BaseOS/x86_64/os/
 
[root@c ~]#

*この設定ファイル「default」は、全てのネットブート由来マシンに適用されます. 特定のマシンにのみ適用させるならMACアドレスの先頭に01を付けたファイルを(01-00-0c-29-09-73-55)を用意するか、IPアドレスを16進数に変換したファイルを用意する(「192.168.0.101」なら「C0A80065」(大文字へ))

efiブート向け
設定ファイルは「grub.cfg」になります

[root@c ~]# vi /var/lib/tftpboot/grub.cfg
set timeout=60
default=0
menuentry '1) Install CentOS7.9' {
 echo 'Network status:'
 net_ls_cards
 net_ls_addr
 linuxefi /centos7.9/vmlinuz ip=dhcp inst.repo=https://ftp.riken.jp/Linux/centos/7.9.2009/os/x86_64/
 initrdefi /centos7.9/initrd.img
}
menuentry '2) Install RockyLinux8.8' {
 echo 'Network status:'
 net_ls_cards
 net_ls_addr
 linuxefi /rockylinux8.8/vmlinuz ip=dhcp inst.repo=https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/8.8/BaseOS/x86_64/os/
 initrdefi /rockylinux8.8/initrd.img
}
menuentry '3) Install RockyLinux9.2' {
 echo 'Network status:'
 net_ls_cards
 net_ls_addr
 linuxefi /rockylinux9.2/vmlinuz ip=dhcp inst.repo=https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/9.2/BaseOS/x86_64/os/
 initrdefi /rockylinux9.2/initrd.img
}
[root@c ~]#

「default=0」は何も操作しなければ、このエントリーの初めのがロードされることを意味します
*こちらも「grub.cfg」は全てのefiブートで適用される設定ファイルになります. 特定のマシンに適用したければ先頭を「01」としてMACアドレスを付与したファイルを用意します. 「grub.cfg-01-00-0c-29-09-73-55」. DHCPで付与されたIPアドレスで定義したいのなら「grub.cfg-C0A80065」(大文字)とかにします. この辺は「default」と同じかな

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dnsmasqの設定†

「/etc/dnsmasq.conf」には下記を追記します. conf-dir経由で「/etc/dnsmasq.d/」が利用可能なら「/etc/dnsmasq.d/pxeboot.conf」として用意してもいいかも.

[root@c ~]# vi /etc/dnsmasq.conf
 :
 :
enable-tftp
tftp-root=/var/lib/tftpboot
dhcp-match=set:bios, option:client-arch, 0 #x86-32
dhcp-boot=tag:bios,/pxelinux.0,192.168.0.3
 
dhcp-match=set:efi-x86_64, option:client-arch, 7 #EFI x86-64
dhcp-boot=tag:efi-x86_64,/grubx64.efi,192.168.0.3
 
[root@c ~]#

biosブートなマシンには「/var/lin/tftboot」を起点としての「/pxelinux.0」を渡して
efiブートなマシンには同じく「/var/lin/tftboot」を起点とした「/grubx64.efi」を渡すようにしてます.

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OSイメージの設置(オプション)†

前段でOSリポジトリ先を「https://ftp.riken.jp/Linux/rocky/9.2/BaseOS/x86_64/os/」と外部を参照してますが、
このリポジトリをローカルに設置してより迅速な作業が可能になります

ここでは「/opt/os/」に各OSのisoを展開させてみます
そしてこの「/opt/os」をhttpで公開させます.

[root@c ~]# mount -o loop,ro -t iso9660 ~/Rocky-9.2-x86_64-dvd.iso /mnt
 
[root@c ~]# mkdir -p /opt/os/r9.2
[root@c ~]# rsync -a /mnt/ /opt/os/r9.2/
 
[root@c ~]# umount /mnt
 
[root@c ~]# ls -CF /opt/os/r9.2
AppStream/  BaseOS/  COMMUNITY-CHARTER  Contributors  EFI/  EULA  images/  isolinux/  LICENSE  media.repo  RPM-GPG-KEY-Rocky-9  RPM-GPG-KEY-Rocky-9-Testing
 
[root@c ~]# cd /var/www/html/
[root@c html]# ln -s 
[root@c html]# ln -s /opt/os .
 
[root@c html]# systemctl restart httpd

ブラウザで公開したリポジトリにアクセスしてみて確認します

↑

firewall†

「dhcp」「dns」「tftp」のサービスを受け入れられるようにします

[root@c ~]# firewall-cmd --add-service=dhcp --add-service=dns --add-service=tftp --add-service=http --zone=public --permanent
[root@c ~]# firewall-cmd --list-all

↑

起動†

実際にマシンを起動してみます
左がbiosで起動. 右がefiで起動.

OSとして何を入れるかを矢印キーで選択して押下するとOSインストール画面になります

こんな画面です.

↑

自動OSインストール†

ここまではdnsmasqを利用して起動させたのみ. いわばOSインストーラーが入ったUSBを差し込んで起動しただけと同じ. OSのインストールは起こりません.
っでそれをさせるのが kickstart です.

↑

インストール先が複数のnicを持ってたら†

上記は全てnicが一枚ならのお話。複数だと上手く動かないみたい。
回避方法だが、定義ファイル([pxelinux.cfg/default],[grub.cfg])に
「ip=eth0:dhcp」
もしくは
「net.ifnames=0 ip=eth0:dhcp」
を加える。
*「net.ifnames」はCentOS7でnic名をCentOS6同様のeth0とかにしてくれる
そして、どのnicを使うかを定義します。
「rd.neednet=1 bootdev=eth0」

↑

ubuntu向け†

どうせならとubuntuもテストしてみた. ubuntu-22.04.2-live-server-amd64 です. desktop向けではないです.
ubuntuの自動インストールは autoinstallを使うがその前まではPXEbootが使える. なので

[root@c ~]# mkdir /var/lib/tftpboot/ubuntu-22.04.2-live-server-amd64
[root@c ~]# mount -o loop,ro -t iso9660 /export/ubuntu-22.04.2-live-server-amd64.iso /mnt
 
[root@c ~]# cp -a /mnt/casper/vmlinuz /var/lib/tftpboot/ubuntu-22.04.2-live-server-amd64
[root@c ~]# cp -a /mnt/casper/initrd /var/lib/tftpboot/ubuntu-22.04.2-live-server-amd64
 
[root@c ~]# umount /mnt
 
[root@c ~]# ln -s /export/ubuntu-22.04.2-live-server-amd64.iso /opt/os/
 
[root@c ~]# ls -lh /var/lib/tftpboot/ubuntu-22.04.2-live-server-amd64
total 116M
-r--r--r-- 1 root root 105M Feb 18 02:32 initrd
-r--r--r-- 1 root root  12M Feb 18 02:32 vmlinuz
[root@c ~]#

そして /var/lib/tftpboot/grub.cfg に下記を追記します

menuentry '4) Install ubuntu-22.04.2-live-server-amd64' {
 set gfxpayload=keep
 linuxefi  /ubuntu-22.04.2-live-server-amd64/vmlinuz ip=dhcp url=http://192.168.0.3/os/ubuntu-22.04.2-live-server-amd64.iso
 initrdefi /ubuntu-22.04.2-live-server-amd64/initrd
}

っでマシンを起動すると

な感じで選択肢が得られる. っでOSインストール画面までは来る.

これ以降は手動で、あるいはautoinstallを使って自動インストールに仕立てる.

desktop版を試すと

[root@c ~]# ln -s /export/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso /opt/os/
[root@c ~]# mount -o loop,ro -t iso9660 /export/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso /mnt
[root@c ~]# mkdir /var/lib/tftpboot/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64
[root@c ~]# cp -a /mnt/casper/vmlinuz /var/lib/tftpboot/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64/
[root@c ~]# cp -a /mnt/casper/initrd /var/lib/tftpboot/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64/
[root@c ~]# umount /mnt

として/var/lib/tftpboot/grub.cfg に下記を追記して起動すると

menuentry '5) Install ubuntu-22.04.2-desktop-amd64' {
 set gfxpayload=keep
 linuxefi  /ubuntu-22.04.2-desktop-amd64/vmlinuz ip=dhcp url=http://192.168.0.3/os/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso
 initrdefi /ubuntu-22.04.2-desktop-amd64/initrd
}

desktop版のトライアルが起動します