### Ubuntu 20.04 PXE 网络自动化部署详细步骤
#### 一、概述
PXE（Preboot Execution Environment，预启动执行环境）是一种标准的客户端计算机通过网络从服务器下载并运行启动程序的技术。本文将详细介绍如何在Ubuntu 20.04环境中实现PXE网络自动化部署。
#### 二、准备工作
1. **确保服务器能够连接互联网**：
- 在部署之前，首先要确保部署服务器能够正常连接互联网，以便下载所需的软件包和服务。
2. **安装必要的软件包**：
- 使用`apt-get`命令安装TFTP服务器、Apache2、ISC DHCP服务器以及Whois等工具。
```bash
root@server:~# apt-get -y install tftpd-hpa apache2 isc-dhcp-server whois
```
#### 三、配置TFTP服务
1. **编辑TFTP配置文件**：
- 编辑`/etc/apache2/conf-available/tftp.conf`文件，添加允许访问TFTP目录的权限。
```bash
root@server:~# vi /etc/apache2/conf-available/tftp.conf
```
- 配置内容如下：
```conf
<Directory /var/lib/tftpboot>
Options +FollowSymLinks +Indexes
Require all granted
</Directory>
Alias /tftp /var/lib/tftpboot
```
- 启用配置文件，并重启Apache服务：
```bash
root@server:~# a2enconf tftp
root@server:~# systemctl restart apache2
```
#### 四、准备引导镜像与文件
1. **准备镜像文件**：
- 将Ubuntu 20.04的ISO镜像挂载到系统中，并从中复制出vmlinuz和initrd文件。
```bash
root@server:~# mount /var/lib/tftpboot/ubuntu-20.04.2-live-server-amd64.iso /mnt/
root@server:~# cp /mnt/casper/vmlinuz /var/lib/tftpboot/
root@server:~# cp /mnt/casper/initrd /var/lib/tftpboot/
root@server:~# umount /mnt
```
- 下载pxelinux.0文件：
```bash
root@server:~# wget http://archive.ubuntu.com/ubuntu/dists/focal/main/uefi/grub2-amd64/current/grubnetx64.efi.signed -O /var/lib/tftpboot/pxelinux.0
```
2. **准备GRUB配置**：
- 创建GRUB配置文件夹，并编写配置文件。
```bash
root@server:~# mkdir -p /var/lib/tftpboot/grub
root@server:~# vi /var/lib/tftpboot/grub/grub.cfg
```
- 配置内容如下：
```conf
default=autoinstall
timeout=0
timeout_style=menu
menuentry "Focal Live Installer - automated" --id=autoinstall {
echo "Loading Kernel"
linux /vmlinuz ip=dhcp url=http://10.0.0.4/tftp/ubuntu-20.04.2-live-server-amd64.iso autoinstall ds=nocloud-net;s=http://10.0.0.4/tftp/
echo "Loading RamDisk"
initrd /initrd
}
menuentry "Focal Live Installer" --id=install {
echo "Loading Kernel"
linux /vmlinuz ip=dhcp url=http://10.0.0.4/tftp/ubuntu-20.04.2-live-server-amd64.iso
echo "Loading RamDisk"
initrd /initrd
}
```
#### 五、配置DHCP服务
1. **备份并编辑DHCP配置文件**：
- 备份原有的DHCP配置文件。
```bash
root@server:~# cp /etc/dhcp/dhcpd.conf /etc/dhcp/dhcpd.conf.bak
```
- 编辑DHCP配置文件，配置IP地址段、DNS服务器、路由等信息。
```bash
root@server:~# vi /etc/dhcp/dhcpd.conf
```
- 配置内容如下：
```conf
ddns-update-style none;
subnet 10.0.0.0 netmask 255.255.255.0 {
option routers 10.0.0.4;
option domain-name-servers 114.114.114.114;
option subnet-mask 255.255.255.0;
range dynamic-bootp 10.0.0.200 10.0.0.220;
default-lease-time 21600;
max-lease-time 43200;
next-server 10.0.0.4;
filename "pxelinux.0";
}
```
- 重启DHCP服务：
```bash
root@server:~# systemctl restart isc-dhcp-server
```
#### 六、准备自动化安装脚本
1. **创建元数据文件**：
- 创建`/var/lib/tftpboot/meta-data`文件，用于存储自动化安装的实例ID。
```bash
root@server:~# vi /var/lib/tftpboot/meta-data
```
- 文件内容可以简单地设置为：
```plaintext
instance-id: focal-autoinstall
```
2. **编写用户数据文件**：
- 可以根据需要编写用户数据文件（如`/var/lib/tftpboot/user-data`），用于指定自动安装的具体参数，例如分区方案、用户账户等。
- 示例文件内容：
```yaml
#cloud-config
hostname: myubuntu
chpasswd:
list: |
ubuntu:password
expire: False
packages:
- nginx
- mysql-server
runcmd:
- [ systemctl, enable, nginx ]
- [ systemctl, start, nginx ]
```
#### 七、测试与优化
1. **测试部署**：
- 重启目标机器，并确保其BIOS/UEFI设置正确指向网络启动选项。
- 观察启动过程中的输出，确保所有步骤都能够顺利进行。
2. **调整优化**：
- 根据实际部署情况，可能需要调整TFTP、DHCP或GRUB的相关配置。
- 对于大规模部署场景，还需要考虑网络带宽限制、并发请求处理能力等因素。
#### 八、总结
通过上述步骤，我们已经成功配置了基于Ubuntu 20.04的PXE网络自动化部署环境。这不仅提高了系统的部署效率，同时也减少了人为错误的可能性。在后续的实际操作中，可以根据具体需求进一步定制化安装流程，以满足不同场景的需求。
