32.7. 无盘操作

更新: Jean-François Dockès.
重新组织及增强:Alex Dupre.
中文翻译: 雪平 苏义.

FreeBSD 主机可以从网络启动而无需本地磁盘就可操作, 使用的是从 NFS 服务器装载的文件系统。 除了标准的配置文件,无需任何的系统修改。 很容易设置这样的系统因为所有必要的元素都很容易得到:

设置无盘工作站有许多方法。 有很多相关的元素大部分可以自定义以适合本地情况。 以下将介绍一个完整系统的安装,强调的是简单性和与标准 FreeBSD 启动脚本的兼容。介绍的系统有以下特性:

小心:

如上所述,这个系统是不安全的。 它应该处于网络的受保护区域并不被其它主机信任。

这部分所有的信息均在 5.2.1-RELEASE 上测试过。

32.7.1. 背景信息

设置无盘工作站相对要简单而又易出错。 有时分析一些原因是很难的。例如:

  • 编译时选项在运行时可能产生不同的行为。

  • 出错信息经常是加密了的或根本就没有。

在这里, 涉及到的一些背景知识对于可能出现的问题的解决是很有帮助的。

要成功地引导系统还有些操作需要做。

  • 机子需要获取初始的参数,如它的 IP 地址、执行文件、服务器名、根路径。这个可以使用 或 BOOTP 协议来完成。 DHCP 是 BOOTP 的兼容扩展, 并使用相同的端口和基本包格式。

    只使用 BOOTP 来配置系统也是可行的。 bootpd(8) 服务程序被包含在基本的 FreeBSD 系统里。

    不过,DHCP 相比 BOOTP 有几个好处 (更好的配置文件,使用 PXE 的可能性,以及许多其它并不直接相关的无盘操作), 接着我们会要描述一个 DHCP 配置, 可能的话会利用与使用 bootpd(8) 相同的例子。这个样板配置会使用ISC DHCP 软件包 (3.0.1.r12 发行版安装在测试服务器上)。

  • 机子需要传送一个或多个程序到本地内存。 TFTPNFS 会被使用。选择TFTP 还是 NFS 需要在几个地方的编译时间选项里设置。 通常的错误源是为文件名指定了错误的协议:TFTP 通常从服务器里的一个单一目录传送所有文件,并需要相对这个目录的文件名。 NFS 需要的是绝对文件路径。

  • 介于启动程序和内核之间的可能的部分需要被初始化并执行。 在这部分有几个重要的变量:

    • PXE 会装入 pxeboot(8)――它是 FreeBSD 第三阶段装载器的修改版。 loader(8) 会获得许多参数用于系统启动, 并在传送控制之前把它们留在内核环境里。 在这种情况下,使用 GENERIC 内核就可能了。

    • Etherboot 会做很少的准备直接装载内核。 您要使用指定的选项建立 (build) 内核。

    PXEEtherboot 工作得一样的好。 不过, 因为一般情况下内核希望 loader(8) 做了更多的事情, PXE 是推荐的方法。

    如果您的 BIOS 和网卡都支持 PXE, 就应该使用它。

  • 最后,机子需要访问它的文件系统。 NFS 使用在所有的情况下。

查看 diskless(8) 手册页。

32.7.2. 安装说明

32.7.2.1. 配置使用ISC DHCP

ISC DHCP 服务器可以回应 BOOTP 和 DHCP 的请求。

ISC DHCP 4.2 并不属于基本系统。首先您需要安装 net/isc-dhcp42-server port 或相应的

一旦安装了 ISC DHCP, 还需要一个配置文件才能运行 (通常名叫 /usr/local/etc/dhcpd.conf)。 这里有个注释过的例子,里边主机 margaux 使用 Etherboot, 而主机corbieres 使用 PXE

default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
authoritative;

option domain-name "example.com";
option domain-name-servers 192.168.4.1;
option routers 192.168.4.1;

subnet 192.168.4.0 netmask 255.255.255.0 {
  use-host-decl-names on; 1
  option subnet-mask 255.255.255.0;
  option broadcast-address 192.168.4.255;

  host margaux {
    hardware ethernet 01:23:45:67:89:ab;
    fixed-address margaux.example.com;
    next-server 192.168.4.4; 2
    filename "/data/misc/kernel.diskless"; 3
    option root-path "192.168.4.4:/data/misc/diskless"; 4
  }
  host corbieres {
    hardware ethernet 00:02:b3:27:62:df;
    fixed-address corbieres.example.com;
    next-server 192.168.4.4;
    filename "pxeboot";
    option root-path "192.168.4.4:/data/misc/diskless";
  }
}
          

1

这个选项告诉 dhcpd 发送host 里声明的用于无盘主机的主机名的值。 另外可能会增加一个 option host-name margauxhost 声明里。

2

next-server 正式指定 TFTPNFS 服务用于载入装载器或内核文件 (默认使用的是相同的主机作为DHCP 服务器)。

3

filename 正式定义这样的文件――etherbootPXE 为执行下一步将装载它。 根据使用的传输方式,它必须要指定。 Etherboot 可以被编译来使用 NFSTFTP。 FreeBSD port 默认配置了NFSPXE 使用 TFTP, 这就是为什么在这里使用相对文件名 (这可能依赖于 TFTP 服务器配置,不过会相当典型)。 同样,PXE 会装载 pxeboot, 而不是内核。另外有几个很有意思的可能,如从 FreeBSD CD-ROM 的 /boot 目录装载 pxeboot (因为 pxeboot(8) 能够装载 GENERIC 内核,这就使得可以使用 PXE 从远程的 CD-ROM 里启动)。

4

root-path 选项定义到根 (root) 文件系统的路径,通常是 NFS 符号。当使用 PXE 时,只要您不启用内核里的 BOOTP 选项,可以不管主机的IP。NFS 服务器然后就如同 TFTP 一样。

32.7.2.2. 配置使用BOOTP

这里紧跟的是一个等效的 bootpd 配置 (减少到一个客户端)。这个可以在 /etc/bootptab 里找到。

请注意:为了使用BOOTP,etherboot 必须使用非默认选项 NO_DHCP_SUPPORT 来进行编译,而且 PXE 需要 DHCPbootpd 的唯一可见的好处是它存在于基本系统中。

.def100:\
  :hn:ht=1:sa=192.168.4.4:vm=rfc1048:\
  :sm=255.255.255.0:\
  :ds=192.168.4.1:\
  :gw=192.168.4.1:\
  :hd="/tftpboot":\
  :bf="/kernel.diskless":\
  :rp="192.168.4.4:/data/misc/diskless":

margaux:ha=0123456789ab:tc=.def100

32.7.2.3. 使用Etherboot准备启动程序

Etherboot 的网站 包含有更多的文档 ――主要瞄准的是 Linux 系统,但无疑包含有有用的信息。 如下列出的是关于在 FreeBSD 系统里使用 Etherboot

首先您必须安装net/etherboot 包或 port。

您可以改变 Etherboot 的配置 (如使用 TFTP 来代替 NFS), 方法是修改 Config 文件――在 Etherboot 源目录里。

对于我们的设置,我们要使用一张启动软盘。 对于其它的方法(PROM,或 MS-DOS®程序), 请参考 Etherboot 文档。

想要使用启动软盘,先插入一张软盘到安装有 Etherboot 的机器的驱动器里, 然后把当前路径改到 src 目录――在 Etherboot 树下, 接着输入:

# gmake bin32/devicetype.fd0
	

devicetype 依赖于无盘工作站上的以太网卡的类型。 参考在同一个目录下的 NIC 文件确认正确的 devicetype

32.7.2.4. 使用PXE启动

默认地,pxeboot(8) 装载器通过 NFS 装载内核。它可以编译来使用 TFTP――通过在文件 /etc/make.conf 里指定 LOADER_TFTP_SUPPORT 选项来代替。 请参见 /usr/share/examples/etc/make.conf 里的注释 了解如何配置。

除此之外还有两个未说明的 make.conf 选项――它可能对于设置一系列控制台无盘机器会有用: BOOT_PXELDR_PROBE_KEYBOARDBOOT_PXELDR_ALWAYS_SERIAL

当机器启动里,要使用 PXE, 通常需要选择 Boot from network 选项――在 BIOS 设置里, 或者在 PC 初始化的时候输入一个功能键 (function key)。

32.7.2.5. 配置 TFTPNFS 服务器

如果您正在使用 PXEEtherboot――配置使用了 TFTP,那么您需要在文件服务器上启用 tftpd

  1. 建立一个目录――从那里 tftpd 可以提供文件服务,如 /tftpboot

  2. 把这一行加入到 /etc/inetd.conf里:

    tftp	dgram	udp	wait	root	/usr/libexec/tftpd	tftpd -l -s /tftpboot

    注意:

    好像有一些版本的 PXE 需要 TCP 版本的 TFTP。 在这种情况下,加入第二行,使用 stream tcp 来代替 dgram udp

  3. inetd 重读其配置文件。 要正确执行这个命令, 在 /etc/rc.conf 文件中必须加入 inetd_enable="YES"

    # /etc/rc.d/inetd restart

您可把 tftpboot 目录放到服务器上的什何地方。 确定这个位置设置在 inetd.confdhcpd.conf 里。

在所有的情况下,您都需要启用 NFS, 并且 NFS 服务器上导出相应的文件系统。

  1. 把这一行加入到/etc/rc.conf里:

    nfs_server_enable="YES"
  2. 通过往 /etc/exports 里加入下面几行(调整载入点列, 并且使用无盘工作站的名字替换 margaux corbieres), 导出文件系统――无盘根目录存在于此:

    /data/misc -alldirs -ro margaux corbieres
  3. mountd 重读它的配置文件。如果您真的需要启用第一步的 /etc/rc.confNFS, 您可能就要重启系统了。

    # /etc/rc.d/mountd restart

32.7.2.6. 建立无盘内核

如果您在使用 Etherboot, 您需要为无盘客户端建立内核配置文件, 使用如下选项(除了常使用的外):

options     BOOTP          # Use BOOTP to obtain IP address/hostname
options     BOOTP_NFSROOT  # NFS mount root filesystem using BOOTP info
	

您可能也想使用 BOOTP_NFSV3BOOT_COMPATBOOTP_WIRED_TO (参考 NOTES 文件)。

这些名字具有历史性,并且有些有些误导, 因为它们实际上启用了内核里 (它可能强制限制 BOOTP 或 DHCP 的使用),与 DHCP 和 BOOTP 的无关的应用。

编译内核(参考第 9 章 配置FreeBSD的内核), 然后将它复制到 dhcpd.conf 里指定的地方。

注意:

当使用 PXE 里, 使用以上选项建立内核并不做严格要求(尽管建议这样做)。 启用它们会在内核启动时引起更多的 DHCP 提及过的请求,带来的小小的风险是在有些特殊情况下新值和由 pxeboot(8) 取回的值之间的不一致性。 使用它们的好处是主机名会被附带设置。否则, 您就需要使用其它的方法来设置主机名,如在客户端指定的 rc.conf 文件里。

注意:

为了使带有 Etherboot 的内核可引导,就需要把设备提示 (device hint) 编译进去。通常要在配置文件(查看 NOTES 配置注释文件) 里设置下列选项:

hints		"GENERIC.hints"

32.7.2.7. 准备根(root)文件系统

您需要为无盘工作站建立根文件系统, 它就是 dhcpd.conf 里的 root-path 所指定的目录。

32.7.2.7.1. 使用 make world 来复制根文件系统

这种方法可以迅速安装一个彻底干净的系统 (不仅仅是根文件系统) 到 DESTDIR。 您要做的就是简单地执行下面的脚本:

#!/bin/sh
export DESTDIR=/data/misc/diskless
mkdir -p ${DESTDIR}
cd /usr/src; make buildworld && make buildkernel
make installworld && make installkernel
cd /usr/src/etc; make distribution

一旦完成,您可能需要定制 /etc/rc.conf/etc/fstab――根据您的需要放到 DESTDIR里。

32.7.2.8. 配置 swap(交换)

如果需要,位于服务器上的交换文件可以通过 NFS 来访问。

32.7.2.8.1. NFS 交换区

内核并不支持在引导时启用 NFS 交换区。 交换区必须通过启动脚本启用, 其过程是挂接一个可写的文件系统, 并在其上创建并启用交换文件。 要建立尺寸合适的交换文件, 可以这样做:

# dd if=/dev/zero of=/path/to/swapfile bs=1k count=1 oseek=100000

要启用它,您须要把下面几行加到 rc.conf里:

swapfile=/path/to/swapfile

32.7.2.9. 杂项问题

32.7.2.9.1. 运行时 /usr 是只读在

如果无盘工作站是配置来支持 X, 那么您就必须调整 XDM 配置文件,因为它默认把错误信息写到 /usr

32.7.2.9.2. 使用非 FreeBSD 服务器

当用作根文件系统的服务器运行的是不 FreeBSD,您须要在 FreeBSD 机器上建立根文件系统, 然后把它复制到它的目的地,使用的命令可以是 tarcpio

在这种情况下,有时对于 /dev 里的一些特殊的文件会有问题,原因就是不同的 最大/最小整数大小。 一种解决的方法就是从非 FreeBSD 服务里导出一个目录, 并把它载入 FreeBSD 到机子上, 并使用 devfs(5) 来为用户透明地分派设备节点。

本文档和其它文档可从这里下载: ftp://ftp.FreeBSD.org/pub/FreeBSD/doc/.

如果对于FreeBSD有问题,请先阅读 文档,如不能解决再联系 <questions@FreeBSD.org>.

关于本文档的问题请发信联系 <doc@FreeBSD.org>.