操作系统批量部署技术应用

■ 北京 吴步祺 王林强

编者按：高性能计算系统中节点数量多，使用光盘安装的方式需要逐台安装操作系统，效率低下，不适合大规模批量部署。CentOS Linux支持基于网络的操作系统批量部署技术，采用该技术可以实现多节点同时安装操作系统，有效提高工作效率。

C e n t O S L i n u x 采 用Anaconda作 为操作系统安装程序。操作系统安装主要分为载入内核启动操作系统安装程序和安装操作系统程序两个阶段。

采用光盘安装操作系统的方式需通过光盘载入内核并启动操作系统安装程序。采用基于网络的操作系统批量部署技术可通过网络载入内核并启动操作系统安装程序。

技术架构

本架构以高性能计算系统中的管理节点作为服务端，计算节点作为客户端。在管理节点上分别安装DHCP、TFTP与HTTP等服务端程序，管理节点利用以太网将操作系统批量部署至计算节点上。

1.DHCP

动态主机配置协 议（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）是以太网标准协议，通过DCHP服务端可以分发网络配置参数，实现IP地址自动分配。

计算节点配置为从网络启动后，DHCP服务端首先为PXE ROM分配IP地址卡，为其使用TFTP协议传输文件提供基础环境。

2.PXE

预启动执行环境（Preboot Execution Environment，PXE）规范描述了在支持PXE的客户端通过网络启动软件的标准客户端/服务端环境。

PXE环境需要计算节点配置支持PXE规范的以太网卡，网卡ROM中含有DHCP客户端与TFTP客户端，其使用DHCP和TFTP等标准网络协议实现功能。

3.TFTP

简单文件传输协议（Trivial File Transfer Protocol，TFTP）允许客户端从服务段传输文件。PXE兼容网卡ROM上含有TFTP客户端程序，可以通过TFTP传输 pxelinux.0、vmlinuz、initrd.img等文件。

4.Kickstart

Kickstart脚本是用来指定安装要求的简单ASCⅡ文本文件。通过Kickstart脚本可以实现无人值守的操作系统安装。

技术实现

1.DHCP配置

创建DHCP配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf，配置IP地址范围，将TFTP服务器配置项指向管理节点IP地址并将引导文件指向pxelinux.0。

以下为关键配置：

s u b n e t 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {

range 192.168.1.2 192.168.1.249;

n e x t-s e r v e r 192.168.1.1;

f i l e n a m e“pxelinux.0”;

}

图1 关键配置内容

图2 关键配置内容

图3 安装过程时序图

2.TFTP配置

配置/etc/xinetd.d/tftp文件，将TFTP服务配置为可用状态。将pxelinux.0、vmlinuz、initrd.img等文件拷贝至TFTP服务根目录下。

如图1所示为关键配置。

3.HTTP配置

将操作系统安装镜像文件拷贝至/var/www/html/centos/文件夹。

4.Kickstart配置

配置/var/www/html/ks.cfg文件，分别配置网络、分区和时区等配置项，同时将安装文件路径指向HTTP服务根目录centos文件夹。如图2所示为关键配置。

批量部署过程

批量部署过程时序如图3所示。计算节点向DHCP服务端请求分配IP地 址，DHCP返 回 IP地址；

计算节点向TFTP服务端请求传送pxelinux.0文 件，TFTP服务端返回pxelinux.0文件；

计算节点向TFTP服务端请求传送pxelinux配置文件，TFTP服务端返回pxelinux文件；

计算节点载入vmlinuz程序和initrd.img镜像文件。操作系统安装程序请求Kickstart脚本文件，通过Kickstart脚本文件完成操作系统无人值守安装。