使用Vmware+CentOS7搭建PXE网络安装服务

Apr 30, 2020 · 5 min read

PXE(Pre-boot Execution Environment)是由Intel设计，可以使计算机通过网络启动的协议。协议分为client和server两端，PXE client在网卡的ROM中，当计算机启动时，BIOS把PXE client调入内存执行，并显示出命令菜单，经用户选择后，PXE client将放置在远端的操作系统通过网络下载到本地运行。

一、PXE工作原理、工作流程图

工作原理3句话说清楚：

客户机开机选择 PXE 网络引导后，会去找 DHCP服务器来获得本机 ip地址，同时获得一个 pxelinux.0 文件，运行它。
pxelinux.0文件运行后，会继续去读取一些菜单配置参数，然后显示菜单，让用户选择。
用户选中某一菜单项后，对应这一项的内容，会去加载不同的 vmlinuz和initrd.img文件，运行它们，这就完成开机进入系统了。

绘制详细的流程图如下，虽然步骤很多，同样是很清晰的。 Hugo使用Markdown写序列图(时序图)、流程图、甘特图

sequenceDiagram participant DHCP_Server participant PXE_Client participant TFTP_Server rect rgba(100, 100, 220, .3) PXE_Client ->> DHCP_Server: 请求IP地址 DHCP_Server ->> DHCP_Server: 是来自PXE请求吗？ DHCP_Server ->> PXE_Client: 返回IP地址和bootstrap的位置 end rect rgba(200, 0, 255, .3) PXE_Client ->> TFTP_Server: 请求传送bootstrap(pxelinux.0) TFTP_Server -->> PXE_Client: 同意指定传输块大小(blksize)? PXE_Client -->> TFTP_Server: 同意 TFTP_Server ->> PXE_Client: 发送 pxelinux.0 PXE_Client ->> PXE_Client: 执行 pxelinux.0 end rect rgba(0, 200, 255, .1) PXE_Client ->> TFTP_Server: 请求传送配置文件 pxelinux.cfg TFTP_Server ->> PXE_Client : 发送配置文件 PXE_Client ->> PXE_Client: 读配置文件 PXE_Client ->> TFTP_Server: 请求传送menu.c32等各种文件 TFTP_Server ->> PXE_Client : 发送menu.c32 end Note over PXE_Client,TFTP_Server: 显示pxelinux.cfg中设定好的菜单选项 Note over PXE_Client,TFTP_Server: 用户根据菜单选择其中一项 rect rgba(200, 50, 50, .5) PXE_Client ->> TFTP_Server: 请求传送Linux内核 vmlinuz TFTP_Server ->> PXE_Client : 发送 vmlinuz PXE_Client ->> TFTP_Server: 请求传送Linux初始系统 initrd.img TFTP_Server ->> PXE_Client : 发送 initrd.img PXE_Client ->> PXE_Client: 启动Linux系统（带参数） end

二、PXE网络安装服务、PXE远程装机、PXE启动无盘工作站的说明

2.1. 客户端必须具备

主板支持网络启动
网卡支持PXE协议

这2个通过开机进入BIOS设置，以及仔细查看开机显示的文字，可以检查是否有这些功能。如果有任一项不具备，请离开本文。不用继续看了。

2.2. 服务器端需要准备这些

有 dhcp服务，当PXE Client请求时，告诉它 ip地址和 pxelinux.0 文件的下载地址
有 tFtp服务（注意是 TFTP服务，不是ftp）。 tFtp是非常古老的通讯协议了，但很遗憾，网卡的PXE启动只支持这一种通讯协议。
编写好开机菜单项配置，也就是 pxelinux.cfg配置
准备好你想要安装的系统的2个开机引导文件，大部分情况下，他们叫 vmlinuz 和 initrd.img，不同操作系统可能略有差别。
准备好要安装操作系统的完整安装镜像 .iso 文件。

2.3. 各个文件的下载方式

pxelinux.0 pxelinux.cfg menu.c32 这几个文件，是必须通过tFtp服务下载。
vmlinuz initrd.img 这几个文件，是由pxelinux.cfg菜单配置项来说明通过什么方式下载。
安装镜像.iso是大文件（几百或几千MB），最好是使用http,ftp,nfs,samba等方式下载。

2.4. 关于 gPXE 和 iPXE

tFtp实在太古老了，它非常非常非常的慢！只能用于类似PXE远程开机加载几个简单小文件的情况，详见wiki:TFTP协议。

应该尽量避免使用tFtp。

为了让老版本的PXE启动方式，能够使用HTTP方式，快速下载文件，先后发展出来了gPXE和iPXE网络启动方式。其实质就是用gpxelinux.0 或 ipxelinux.0 文件来代替 pxelinux.0 文件。但这两个都存在一些问题，比如不稳定，网卡兼容性不好，配置复杂。

gPXE已经没有维护了，iPXE目前仍在进行中，这是iPXE官网

2.5. 关于 lpxelinux.0

现在是2020年了，推荐的做法是使用官方的syslinux软件最新版本。从5.10版本开始，就原生支持HTTP和FTP方式，而其它配置参数项都不变。只需要用 lpxelinux.0 文件来代替 pxelinux.0 （最前面多了一个小写字母L）。详见Syslinux官网说明

但非常遗憾，CentOS 7.7自带的syslinux版本号还是4.05。所以本文使用的是 CentOS 8.1安装好syslinux 6.04版本，只需要将其中几个文件拷过来使用。点击这里，下载所需的这几个文件。

2.6. 关于无盘工作站

计算机没有硬盘，没有软盘，没有光驱，没有U盘，没有任何本地存储设备。开机启动方式是PXE网络启动，通过预设好的程序，加载操作系统直接运行（不能安装操作系统，因为没有本地磁盘）。启动系统后，自动加载远程存储设备（通过NFS，Samba之类远程共享），运行指定程序。运算的中间过程，结果产物，也都存储到远程目录上。这就是无盘工作站，也叫无盘网络系统。

无盘网络系统可以应用在网络教室，企业内部局域网、网吧、酒店、点歌娱乐行业及一切无盘网络的组建和改造。

无盘工作站优点：

（省钱）节省网络部署成本，网络施工系统安装工作时间缩短。
（省事）易于管理和维护，可统一管理网络中的所有的机器，软件部署与版本更新可以集中完成，节省管理成本。
（安全）在普通用户模式下，无盘工作站操作系统上所进行的操作，在重新启动后均会还原初始，可以防止病毒入侵与误操作破坏，节省维护成本。

三、安装和设置好全部需要用到的软件

为简化操作以及避免出错，这里使用Vmware+CentOS7.7来搭建一个专门的PXE网络安装服务器。

3.1. 安装虚拟机和CentOS系统

本文使用的具体环境

Windows 10专业版 1909，18363.778
VMware Workstation Pro 15.5.0
VMware 安装 CentOS 7.7，最小化安装，ip为： 192.168.1.32, hostname： pxecentos7

这里下载 CentOS 7.7 安装包ISO文件，942MB

注意Vmware创建新的虚拟机，其中虚拟机网络，要选择【桥接模式】，这样其它机子才能访问到虚拟机。（NAT模式只有宿主机能够访问到虚拟机，达不到PXE网络安装需要）

3.2. 关闭防火墙

永久关闭掉防火墙和 SELINUX，这只是一个虚拟机，专门用来做PXE服务的。不需要这些防护，平常不用的时候，应该关掉这台虚拟机。

systemctl disable firewalld 
systemctl stop firewalld 

sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config
setenforce 0

3.3. 安装全部需要用到的软件

安装所需软件包

yum -y install dhcp xinetd tftp-server tftp syslinux httpd samba samba-client nfs-utils rpcbind net-tools wget unzip

如果你使用yum速度很慢，请参考安装完CentOS后必做设置-使用国内yum源加速

补充说明：在CentOS 8.x上面，没有 dhcp 安装包，它拆分为2个包，改名了，叫做 dhcp-server

dhcp-server.x86_64 : Provides the ISC DHCP server
dhcp-client.x86_64 : Provides the ISC DHCP client daemon and dhclient-script

3.4. 设置dhcp服务

vi /etc/dhcp/dhcpd.conf

添加如下内容

# 1. 整体的环境设定 其中192.168.1.32是本机IP地址
ddns-update-style none;
ignore client-updates;
default-lease-time 259200;
max-lease-time 518400;
option domain-name-servers 192.168.1.32;

# 2. 关于动态分配的 IP ，
# 其中192.168.1.32是本机IP地址
# 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0是服务器所在的内网网段及子网掩码
# range 192.168.1.160 192.168.1.199 是可用的DHCP地址池范围
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
       range 192.168.1.160 192.168.1.199;
       option routers 192.168.1.32;
       option subnet-mask 255.255.255.0;
       # 指定去找哪一台服务下载文件，这里设置为本机相同IP
       next-server 192.168.1.32;
       # 这里使用带小写字母L开头的这个文件
       filename "lpxelinux.0";
}

启动dhcp服务

systemctl enable dhcpd
systemctl start dhcpd

3.5. 设置tFtp服务

tFtp服务需要由xinetd服务来启动，这里需要修改 /etc/xinetd.d/tftp 文件，编辑disable = yes这一行，修改为 disable = no

sed -i 's@disable[\t ]*= yes@disable\t\t\t= no@g' /etc/xinetd.d/tftp

如果你发现根本不存在 /etc/xinetd.d/tftp 这个文件，那就手动创建它，这是完整文件内容

service tftp
{
        socket_type             = dgram
        protocol                = udp
        wait                    = yes
        user                    = root
        server                  = /usr/sbin/in.tftpd
        server_args             = -s /var/lib/tftpboot
        disable                 = no
        per_source              = 11
        cps                     = 100 2
        flags                   = IPv4
}

启动tFtp服务

systemctl enable xinetd
systemctl enable tftp

systemctl start xinetd
systemctl start tftp

tFtp文件存放位置为 /var/lib/tftpboot

3.6. 设置http服务

http直接使用安装完成后的默认配置就好，不用修改任何文件，可以直接启动http服务

systemctl enable httpd
systemctl start httpd

这样就能够访问 http://192.168.1.32 网站了，对应的web文件存放位置为 /var/www/html/

3.7. 设置NFS服务

Ubuntu,Deepin这些Debian系的只能使用NFS方式安装，如果你不需要设置安装这些系统，那可以跳过本节。

NFS服务只有一个配置文件，也不需要设置用户名密码什么的。

直接vi /etc/exports 添加以下内容，这里假设所有系统的安装文件都在/var/www/html/各自的子目录下，设置为任何ip都可读。

/var/www/html/ubuntu1810   *(ro)
/var/www/html/ubuntu18044  *(ro)
/var/www/html/ubuntu2004   *(ro)
/var/www/html/deepin20b    *(ro)
/var/www/html/proxmox      *(ro)

这就可以启动NFS服务了

systemctl start rpcbind
systemctl start nfs-server

systemctl enable rpcbind
systemctl enable nfs-server

NFS服务更详细的安装与使用，可以参考 Windows访问CentOS搭建的NFS文件共享服务

3.8. 设置Samba服务

如果需要通过PXE远程安装Windows，就继续配置 Samba服务，如果只是安装Linux(CentOS/Ubuntu之类)，可以跳过这一段设置。

修改配置文件

vi /etc/samba/smb.conf

删除掉原来全部内容，复制以下内容：

[global]
        workgroup = WORKGROUP
        server string = Samba Server Version %v
        log file = /var/log/samba/log.%m
        max log size = 50
        map to guest = Bad User
        passdb backend = tdbsam
        security = USER
        guest account = nobody
        public = Yes
        dns proxy = No
        nt acl support = No
        kernel oplocks = no
#        hosts allow=192.168.1.0/255.255.255.0

[windows10]
        comment = Windows 10 1909 Image
        level2 oplocks = No
        locking = No
        oplocks = No
        path = /mnt/windows10
        read only = No

假设已经下载好Windows10的iso安装文件，并且放在 /mnt/hgfs/ 目录下，需要加载它。

mkdir /mnt/windows10
mount -o loop /mnt/hgfs/Windows10-1909.iso  /mnt/windows10

其它比如 Win 7, Win 8 之类系统，参考上面做相应修改。

Samba服务更详细的安装与使用，可以参考 Windows访问CentOS搭建的Samba文件共享服务

四、PXE网络安装服务(PXE远程装机)安装步骤

4.1. 下载文件

CentOS 8.1安装好syslinux 6.04版本，只需要将其中几个文件拷过来使用。点击这里，下载所需的这几个文件。

里面包括有 lpxelinux.0,menu.c32,ldlinux.c32,libutil.c32,memdisk 这几个PXE引导需要用的文件。文件都很小，不嫌麻烦也可以自己找台 CentOS8系统的机子自己弄。

wget https://odinxu.com/res/syslinux/syslinux604files.tar.gz
tar xzf syslinux604files.tar.gz
cp syslinux604files/*  /var/lib/tftpboot/

4.2. 编辑PXE启动菜单

mkdir /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg
vi /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default

客户机通过PXE引导后，显示的操作菜单内容，全部都是在这个配置文件中的。

Syslinux官方的配置文件参数说明

这里先附上完整配置内容： (OdinXu验证以下配置真实可用，验证时间：2020-04-30)


DEFAULT menu.c32
PROMPT 0
TIMEOUT 600
ONTIMEOUT local

MENU title ############ PXE Boot Menu ############

LABEL 1
MENU label ^1) Install CentOS 7.8 x64 with HTTP
KERNEL http://192.168.1.32/centos7/images/pxeboot/vmlinuz
APPEND initrd=http://192.168.1.32/centos7/images/pxeboot/initrd.img method=http://192.168.1.32/centos7 devfs=nomount

LABEL 2
MENU label ^2) Install CentOS 8.1 x64 with HTTP
KERNEL http://192.168.1.32/centos8/images/pxeboot/vmlinuz
APPEND initrd=http://192.168.1.32/centos8/images/pxeboot/initrd.img method=http://192.168.1.32/centos8 devfs=nomount

LABEL 3
MENU label ^3) Install Ubuntu 18.04.4 LTS x64 with NFS
KERNEL http://192.168.1.32/ubuntu18044/casper/vmlinuz 
INITRD http://192.168.1.32/ubuntu18044/casper/initrd 
APPEND ip=dhcp boot=casper automatic-ubiquity netboot=nfs nfsroot=192.168.1.32:/var/www/html/ubuntu18044 

LABEL 4
MENU label ^4) Install Ubuntu 20.04 LTS x64 with NFS
KERNEL http://192.168.1.32/ubuntu2004/casper/vmlinuz 
INITRD http://192.168.1.32/ubuntu2004/casper/initrd 
APPEND ip=dhcp boot=casper automatic-ubiquity netboot=nfs nfsroot=192.168.1.32:/var/www/html/ubuntu2004 

LABEL 5
MENU label ^5) Install Deepin 20.0 Beta x64 with NFS
KERNEL http://192.168.1.32/deepin20b/live/vmlinuz 
INITRD http://192.168.1.32/deepin20b/live/initrd.lz 
APPEND ip=dhcp boot=live automatic-ubiquity netboot=nfs nfsroot=192.168.1.32:/var/www/html/deepin20b 

LABEL 6
MENU label ^6) Install Proxmox-VE with HTTP
KERNEL http://192.168.1.32/proxmox-pxeboot/linux26 
INITRD http://192.168.1.32/proxmox-pxeboot/initrd.iso.img
APPEND vga=791 video=vesafb:ywrap,mtrr ramdisk_size=16777216 rw live-installer/net-image=http://192.168.1.32/proxmox/boot/pve-base.squashfs 

LABEL 7
MENU label ^7) Boot to Win8PE with HTTP
KERNEL http://192.168.1.32/memdisk
APPEND initrd=http://192.168.1.32/LMT8x64.ISO iso raw

LABEL local
MENU label ^0) Boot from local disk
LOCALBOOT 0

上面的配置说明：其中CentOS是使用 HTTP安装的，而Ubuntu,Deepin这些Debian系的只能使用NFS方式安装（为什么？别问我，我也不知道。反正这样设置就能安装成功。）

Windows的安装，没办法直接进入安装界面，这里的办法是加载WinPE，成功引导进入PE系统后，再在里面操作安装Windows。这也是为什么前面必须配置Samba的原因，具体操作继续看文章后面。

最后一项配置，是引导本地硬盘。

如果PXE引导成功，你应该能够看到菜单长这个样子：

4.3. 准备各个系统安装盘

假设已经下载好的各个系统的iso安装文件，全部放在 /mnt/hgfs/ 目录下，需要加载它。

mkdir /var/www/html/centos7
mount -o loop /mnt/hgfs/CentOS-7-x86_64-Minimal-2003.iso  /var/www/html/centos7

mkdir /var/www/html/centos8
mount -o loop /mnt/hgfs/CentOS-8.1.1911-x86_64-dvd1.iso  /var/www/html/centos8

mkdir /var/www/html/ubuntu18044
mount -o loop /mnt/hgfs/ubuntu-18.04.4-desktop-amd64.iso  /var/www/html/ubuntu18044

mkdir /var/www/html/ubuntu2004
mount -o loop /mnt/hgfs/ubuntu-20.04-live-server-amd64.iso  /var/www/html/ubuntu2004

mkdir /var/www/html/deepin20b
mount -o loop /mnt/hgfs/deepin-20Beta-desktop-amd64.iso  /var/www/html/deepin20b

mkdir /mnt/windows10
mount -o loop /mnt/hgfs/Windows10-1909.iso  /mnt/windows10

4.4. 准备WinPE

自己制作WinPE.iso 相对麻烦些，直接拿个现成的吧。我这里用的是老毛桃U盘装机软件，在Windows电脑，下载软件（大概500多MB）安装好。之后就可以到安装目录里，看到有2个WinPE的 .iso 镜像文件。

LMT8x64.ISO
LMT2003.ISO

带8的那个是 Win8 PE系统，而且还集成了一些其它软件在里面，正好方便我们使用。将LMT8x64.ISO文件拷到/var/www/html/目录下放好。

OK，这样就能够PXE启动进入WinPE了。

4.5. 微软官方Windows10安装文件

网上一大堆的Ghost安装盘，绿色的，电脑公司的，Windows之家的，xx花园的，这些乱七八糟的安装盘，都不建议使用。

我们可以直接到微软官网下载最最新的版本。而且速度还非常快。

从微信官网，下载 MediaCreationTool 工具，大概 18MB https://www.microsoft.com/zh-cn/software-download/windows10
运行它，选择保存到iso文件，他会自动下载最新版本的Win10 ISO文件保存到本地。

最终得到的 .iso 文件，大概 4GB。正好给前面的 Samba 使用。

4.6. 安装Windows10

从PXE开机菜单，进入Win8PE后，显示是这样子的：

从PXE开机菜单进入Win8PE

直接关闭老毛桃装机工具，这里我们不使用这个软件，以避免被强制安装流氓软件。

打开桌面上的【DiskGenius分区工具】，按你需要的规格分好区，格式化好硬盘。

打开运行，输入以下命令，挂载smb共享到z盘（其它M盘K盘什么的都行）

net use z: \\192.168.1.32\windows10

挂载成功后，之前我们设置的Samba共享，里面的内容，就会成为Win8PE里面的Z:盘（网络盘）。

接着，打开桌面上的【WinNTSetup】，如下图所示步骤，选择 Z:\sources\install.esd 文件，再选择安装到 C: 盘，选择安装 “Windows 10 专业版”，点右下角的“开始安装”。

在Win8PE中安装Windows10

等全部文件安装完成后，重启，从硬盘启动，按Windows 10的开机设置操作就行。

其它相关文章：

CentOS访问Windows10的共享目录

Windows访问CentOS搭建的Samba文件共享服务

Windows访问CentOS搭建的NFS文件共享服务

在VMWARE虚拟机中使用宿主机的共享目录

使用Vmware+CentOS7搭建PXE网络安装服务

一、PXE工作原理、工作流程图

二、PXE网络安装服务、PXE远程装机、PXE启动无盘工作站的说明

2.1. 客户端必须具备

2.2. 服务器端需要准备这些

2.3. 各个文件的下载方式

2.4. 关于 gPXE 和 iPXE

2.5. 关于 lpxelinux.0

2.6. 关于无盘工作站

三、安装和设置好全部需要用到的软件

3.1. 安装虚拟机和CentOS系统

3.2. 关闭防火墙

3.3. 安装全部需要用到的软件

3.4. 设置dhcp服务

3.5. 设置tFtp服务

3.6. 设置http服务

3.7. 设置NFS服务

3.8. 设置Samba服务

四、PXE网络安装服务(PXE远程装机)安装步骤

4.1. 下载文件

4.2. 编辑PXE启动菜单

4.3. 准备各个系统安装盘

4.4. 准备WinPE

4.5. 微软官方Windows10安装文件

4.6. 安装Windows10

相关资源下载

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