操作系統(tǒng)批量部署技術(shù)應(yīng)用

■ 北京 吳步祺 王林強

編者按：高性能計算系統(tǒng)中節(jié)點數(shù)量多，使用光盤安裝的方式需要逐臺安裝操作系統(tǒng)，效率低下，不適合大規(guī)模批量部署。CentOS Linux支持基于網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)批量部署技術(shù)，采用該技術(shù)可以實現(xiàn)多節(jié)點同時安裝操作系統(tǒng)，有效提高工作效率。

C e n t O S L i n u x 采 用Anaconda作 為操作系統(tǒng)安裝程序。操作系統(tǒng)安裝主要分為載入內(nèi)核啟動操作系統(tǒng)安裝程序和安裝操作系統(tǒng)程序兩個階段。

采用光盤安裝操作系統(tǒng)的方式需通過光盤載入內(nèi)核并啟動操作系統(tǒng)安裝程序。采用基于網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)批量部署技術(shù)可通過網(wǎng)絡(luò)載入內(nèi)核并啟動操作系統(tǒng)安裝程序。

技術(shù)架構(gòu)

本架構(gòu)以高性能計算系統(tǒng)中的管理節(jié)點作為服務(wù)端，計算節(jié)點作為客戶端。在管理節(jié)點上分別安裝DHCP、TFTP與HTTP等服務(wù)端程序，管理節(jié)點利用以太網(wǎng)將操作系統(tǒng)批量部署至計算節(jié)點上。

1.DHCP

動態(tài)主機配置協(xié) 議（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）是以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，通過DCHP服務(wù)端可以分發(fā)網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)，實現(xiàn)IP地址自動分配。

計算節(jié)點配置為從網(wǎng)絡(luò)啟動后，DHCP服務(wù)端首先為PXE ROM分配IP地址卡，為其使用TFTP協(xié)議傳輸文件提供基礎(chǔ)環(huán)境。

2.PXE

預(yù)啟動執(zhí)行環(huán)境（Preboot Execution Environment，PXE）規(guī)范描述了在支持PXE的客戶端通過網(wǎng)絡(luò)啟動軟件的標(biāo)準(zhǔn)客戶端/服務(wù)端環(huán)境。

PXE環(huán)境需要計算節(jié)點配置支持PXE規(guī)范的以太網(wǎng)卡，網(wǎng)卡ROM中含有DHCP客戶端與TFTP客戶端，其使用DHCP和TFTP等標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)功能。

3.TFTP

簡單文件傳輸協(xié)議（Trivial File Transfer Protocol，TFTP）允許客戶端從服務(wù)段傳輸文件。PXE兼容網(wǎng)卡ROM上含有TFTP客戶端程序，可以通過TFTP傳輸 pxelinux.0、vmlinuz、initrd.img等文件。

4.Kickstart

Kickstart腳本是用來指定安裝要求的簡單ASCⅡ文本文件。通過Kickstart腳本可以實現(xiàn)無人值守的操作系統(tǒng)安裝。

技術(shù)實現(xiàn)

1.DHCP配置

創(chuàng)建DHCP配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf，配置IP地址范圍，將TFTP服務(wù)器配置項指向管理節(jié)點IP地址并將引導(dǎo)文件指向pxelinux.0。

以下為關(guān)鍵配置：

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”;

}

圖1 關(guān)鍵配置內(nèi)容

圖2 關(guān)鍵配置內(nèi)容

圖3 安裝過程時序圖

2.TFTP配置

配置/etc/xinetd.d/tftp文件，將TFTP服務(wù)配置為可用狀態(tài)。將pxelinux.0、vmlinuz、initrd.img等文件拷貝至TFTP服務(wù)根目錄下。

如圖1所示為關(guān)鍵配置。

3.HTTP配置

將操作系統(tǒng)安裝鏡像文件拷貝至/var/www/html/centos/文件夾。

4.Kickstart配置

配置/var/www/html/ks.cfg文件，分別配置網(wǎng)絡(luò)、分區(qū)和時區(qū)等配置項，同時將安裝文件路徑指向HTTP服務(wù)根目錄centos文件夾。如圖2所示為關(guān)鍵配置。

批量部署過程

批量部署過程時序如圖3所示。計算節(jié)點向DHCP服務(wù)端請求分配IP地 址，DHCP返 回 IP地址；

計算節(jié)點向TFTP服務(wù)端請求傳送pxelinux.0文 件，TFTP服務(wù)端返回pxelinux.0文件；

計算節(jié)點向TFTP服務(wù)端請求傳送pxelinux配置文件，TFTP服務(wù)端返回pxelinux文件；

計算節(jié)點載入vmlinuz程序和initrd.img鏡像文件。操作系統(tǒng)安裝程序請求Kickstart腳本文件，通過Kickstart腳本文件完成操作系統(tǒng)無人值守安裝。