kickstart技術(shù)在大型自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

向宸薇

【摘要】 kickstart技術(shù)為RedHat提供的一種無人值守裝機(jī)方式，采用PXE技術(shù)和DHCP、TFTP和NFS等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，在局域網(wǎng)中引導(dǎo)需要裝機(jī)的客戶端通過kickstart服務(wù)器進(jìn)行無人工參與的自動(dòng)裝機(jī)。kickstart技術(shù)因其自動(dòng)化和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于大型自動(dòng)化系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)各終端進(jìn)行有效管理。

【關(guān)鍵詞】 kickstart技術(shù) 無人值守裝機(jī) 大型自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用

引言

大型自動(dòng)化系統(tǒng)終端數(shù)量多，若采用傳統(tǒng)的人工方式進(jìn)行系統(tǒng)安裝，耗時(shí)長(zhǎng)而且效率低，RedHat提供無人值守的kickstart服務(wù)采用自動(dòng)化方式進(jìn)行無人值守安裝系統(tǒng)，大大提高了大型自動(dòng)化系統(tǒng)的裝機(jī)效率，并且可基于該技術(shù)對(duì)終端進(jìn)行更有效的管理。

一、kickstart技術(shù)

kickstart技術(shù)是大型自動(dòng)化系統(tǒng)常見的一種無人值守裝機(jī)方式，需要進(jìn)行裝機(jī)的客戶端通過網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，從kickstart服務(wù)器讀取ks文件，ks文件包含系統(tǒng)安裝過程中需要填寫的參數(shù)，程序通過此文件引導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行正確的安裝，避免人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)客戶端批量自動(dòng)安裝。kickstart技術(shù)以PXE技術(shù)為基礎(chǔ)，通過DHCP服務(wù)、TFTP服務(wù)和文件傳輸服務(wù)實(shí)現(xiàn)。DHCP服務(wù)用于給客戶端分配IP地址，給出TFTP服務(wù)器位置及引導(dǎo)文件位置，隨后，TFTP服務(wù)引導(dǎo)客戶端讀取并下載啟動(dòng)安裝程序所必需的文件，啟動(dòng)linux安裝程序的引導(dǎo)內(nèi)核。接下來進(jìn)行操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安裝，通過NFS、HTTP等文件傳輸服務(wù)傳輸讀取自動(dòng)應(yīng)答ks文件和查找系統(tǒng)安裝包，根據(jù)ks文件中的參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的自動(dòng)安裝。

二、kickstart關(guān)鍵技術(shù)與所需工具

2.1 PXE技術(shù)

kickstart需要客戶端的網(wǎng)卡支持PXE，PXE（preboot execute environment）技術(shù)工作在C/S網(wǎng)絡(luò)模式下，當(dāng)客戶端通過網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)時(shí)，可從kickstart服務(wù)器下載映像，并完成操作系統(tǒng)的啟動(dòng)。

PXE分為Server端和Client端，需要進(jìn)行系統(tǒng)安裝的Client端在計(jì)算機(jī)開始啟動(dòng)后，尋找網(wǎng)絡(luò)中的DHCP服務(wù)器，請(qǐng)求IP并按照DHCP服務(wù)器的引導(dǎo)，在TFTP服務(wù)器上查詢pxelinux.0文件，獲取并執(zhí)行該文件，加載內(nèi)核和系統(tǒng)文件，隨后進(jìn)入安裝畫面，使用NFS、HTTP等文件傳輸方式進(jìn)行系統(tǒng)安裝。

2.2 DHCP服務(wù)

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol），動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議，是局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之一，主要負(fù)責(zé)給網(wǎng)內(nèi)的其他主機(jī)分配IP。DHCP使用服務(wù)器/客戶端模型，采用UDP協(xié)議，有自動(dòng)分配方式、動(dòng)態(tài)分配方式和手工分配方式三種工作模式。DHCP工作原理可簡(jiǎn)述為如下四個(gè)步驟：

1）當(dāng)客戶端啟動(dòng)后，廣播DHCP DISCOVERY包，該包源地址為0.0.0.0，目的地址255.255.255.255，并且包含客戶端主機(jī)的MAC地址和計(jì)算機(jī)名等信息，向DHCP服務(wù)器請(qǐng)求分配IP地址。

2）DHCP服務(wù)器收到請(qǐng)求后，在地址池中查詢是否有IP地址可進(jìn)行分配，如果有合法IP可提供，將此IP標(biāo)記后，廣播DHCP OFFER包，源地址為0.0.0.0，目的地址255.255.255.255，此包中含有客戶端MAC地址，所分配IP地址，子網(wǎng)掩碼，租約等信息。

3）DHCP收到DHCP OFFER包后，選擇包中的IP地址，廣播DHCP REQUEST包，向所有DHCP服務(wù)器宣布該客戶端選擇的IP地址，并向分配給它IP地址的服務(wù)器正式請(qǐng)求分配IP，其它DHCP服務(wù)器收到DHCPQUEST包后將釋放之前標(biāo)記的分配給該客戶端的IP地址。

4）收到正式請(qǐng)求的DHCP服務(wù)器發(fā)送DHCPACK包，客戶端收到DHCPACK包后，將使用分配的IP地址及該DHCP服務(wù)器提供的TCP/IP配置參數(shù)。

DHCP的配置文件/etc/dhcpd.conf可對(duì)DHCP服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的配置，包括對(duì)地址池、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、DNS地址等參數(shù)的設(shè)置，其中next-server ip一項(xiàng)用來指定引導(dǎo)服務(wù)器，采用bootp方式進(jìn)行引導(dǎo)，可指向TFTP服務(wù)器地址，在TFTP服務(wù)器上查詢引導(dǎo)文件。

2.3 TFTP服務(wù)

TFTP（Trivial File Transfer Protocol，簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議），基于UDP協(xié)議，用于在服務(wù)器和客戶端進(jìn)行簡(jiǎn)單文件傳輸。

安裝TFTP服務(wù)，需在服務(wù)器端安裝TFTP Server，客戶端安裝TFTP Client。因此，進(jìn)行kickstart裝機(jī)的客戶端機(jī)器的網(wǎng)卡需要支持PXE Client，PXE Client的ROM中包含TFTP Client，客戶端啟動(dòng)后就可以通過TFTP協(xié)議從TFTP服務(wù)器上讀取需要的引導(dǎo)文件。

進(jìn)行kickstart裝機(jī)的客戶端網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)后，通過DHCP服務(wù)器取得TFTP服務(wù)器的IP地址，并使用TFTP服務(wù)從TFTP服務(wù)器下載所需的啟動(dòng)文件，啟動(dòng)文件中會(huì)指明存儲(chǔ)有ks文件和系統(tǒng)安裝包的服務(wù)器地址。

2.4 NFS服務(wù)

kickstart文件傳輸可使用HTTP、NFS等方式，本文只討論NFS方式。

NFS（Network File System，網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)），基于TCP/ IP協(xié)議，通過RPC（Remote Procedure Call，遠(yuǎn)程調(diào)用）服務(wù)實(shí)現(xiàn)，是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資源共享的一種服務(wù)，NFS服務(wù)器端的共享文件對(duì)于客戶端是透明的，客戶端將服務(wù)器端的共享目錄掛載到本地，此時(shí)，共享目錄就好像本地磁盤上的文件目錄，供用戶進(jìn)行操作。

在服務(wù)器端編輯/etc/exports文件可完成共享目錄配置，確定共享目錄，訪問用戶權(quán)限等內(nèi)容，客戶端通過mount掛載后可對(duì)共享目錄進(jìn)行訪問和其相對(duì)應(yīng)權(quán)限的操作。

將系統(tǒng)安裝盤的內(nèi)容拷貝到NFS服務(wù)器上并設(shè)置共享目錄，在ks文件中指定操作系統(tǒng)安裝文件訪問方式和所在路徑，引導(dǎo)客戶端讀取操作系統(tǒng)安裝文件來進(jìn)行隨后的安裝步驟。

system-config-kickstart工具

ks文件提供操作系統(tǒng)安裝參數(shù)，引導(dǎo)客戶端進(jìn)行無人工干預(yù)的自動(dòng)安裝。用戶可以提前手動(dòng)填寫好ks文件，也可以使用system-config-kickstart工具生成，使用此工具必須安裝X window環(huán)境。用戶使用system-config-kickstart工具，通過其提示對(duì)安裝參數(shù)進(jìn)行配置，工具自動(dòng)生成ks文件。

除了語言、安裝方式和設(shè)備規(guī)格等配置參數(shù)，ks還提供%packages軟件包安裝命令、%pre預(yù)安裝腳本和%post安裝后腳本，可在完成系統(tǒng)的安裝后，進(jìn)行軟件包安裝和環(huán)境配置等工作。

三、kickstart在大型自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

大型自動(dòng)化系統(tǒng)中通常將DHCP服務(wù)器、TFTP服務(wù)器和NFS服務(wù)器配置為一臺(tái)kickstart服務(wù)器，執(zhí)行kickstart無人值守裝機(jī)。

管理員為系統(tǒng)創(chuàng)建完整的目錄結(jié)構(gòu)，為各個(gè)客戶端設(shè)置對(duì)應(yīng)的文件夾，在隸屬于各客戶端的目錄下提供對(duì)應(yīng)的ks文件、系統(tǒng)安裝包和預(yù)安裝程序等文件。TFTP服務(wù)器上的引導(dǎo)文件可以使用MAC地址命名，來對(duì)不同的客戶端引導(dǎo)進(jìn)行區(qū)分，客戶端網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)后會(huì)在TFTP服務(wù)器上尋找自身MAC對(duì)應(yīng)的引導(dǎo)文件，引導(dǎo)文件中定義ks文件的路徑，可以引導(dǎo)客戶端找到對(duì)應(yīng)的ks文件進(jìn)行預(yù)先設(shè)置好的安裝。

ks文件提供的%packages軟件包安裝命令、%pre預(yù)安裝腳本和%post安裝后腳本等參數(shù)，可以在客戶端安裝操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件安裝、環(huán)境設(shè)置等工作，減少人工安裝軟件和進(jìn)行其他配置等方面的時(shí)間消耗，大大提升了工作效率。

四、結(jié)束語

本文對(duì)kickstart無人值守自動(dòng)裝機(jī)技術(shù)進(jìn)行了分析和研究，并介紹其在大型自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用。kickstart服務(wù)配置好以后，在系統(tǒng)安裝過程中全程無人工參與，完全自動(dòng)化安裝，是自動(dòng)化管理典型技術(shù)之一，高質(zhì)量、高效率且大大節(jié)省人工和時(shí)間成本。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉青昆，陰元友，鄭曉薇等.基于Kickstart的Linux網(wǎng)絡(luò)安裝新模型[J].計(jì)算機(jī)工程，2008，34（21）：103-105. DOI：10.3969/j.issn.1000-3428.2008.21.038.

[2] 李懷剛，邱建新.網(wǎng)絡(luò)安裝Linux的技術(shù)原理分析及實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2006，23（9）：109-111，118. DOI：10.3969/j.issn.1000-386X.2006.09.044.

[3] 么羅野.大規(guī)模快速部署Linux的實(shí)現(xiàn)方法[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2011，（5）：165-167.DOI：10.3969/ j.issn.1006-2475.2011.05.047.

[4] 伍文靜，劉愛貴，程耀東等.大規(guī)模機(jī)群系統(tǒng)的快速部署與動(dòng)態(tài)配置[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2008，25（6）：1911-1913. DOI：10.3969/j.issn.1001-3695.2008.06.091.

[5] 曾德生，陳孟祥.通過CentOS實(shí)現(xiàn)無人值守方式批量安裝部署Linux[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2013，（13）：90-91.

[6] 閭立新.Linux下無人值守安裝的實(shí)現(xiàn)[J].無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，8（6）：49-51.DOI：10.3969/ j.issn.1671-7880.2009.06.017.