FreeBSD 使用手册
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# 32.8 从 PXE 启动一个 NFS 根文件系统

原作者 Craig Rodrigues.

Intel® 预启动执行环境 （PXE） 能让操作系统从网络启动。 通常由近代主板的 BIOS 提供 PXE 支持，它可以通过在 BIOS 设置里选择从网络启动开启。 一个功能完整的 PXE 配置还需要正确地设置 DHCP 和 TFTP 服务。

当计算机启动的时候， 通过 DHCP 获取关于 从 TFTP 得到引导加载器（boot loader）的信息。 在计算机接受此信息以后， 便通过 TFTP 下载并执行引导加载器。 这些记载于 预启动执行环境 (PXE) 规范 的 2.2.1 章节中。 在 FreeBSD 中， 在 PXE 过程中获取的引导加载器为 `/boot/pxeboot`。 在 `/boot/pxeboot` 执行之后， FreeBSD 的内核被加载， 接着是其他的 FreeBSD 相关引导部分依次被执行。 更多关于 FreeBSD 启动过程的详细信息请参阅 第 13 章。

## 32.8.1 配置用于 NFS 根文件系统的 `chroot` 环境

1. Choose a directory which will have a FreeBSD installation which will be NFS mountable. For example, a directory such as `/b/tftpboot/FreeBSD/install` can be used.

   选择一个可被用户 NFS 挂载并安装有 FreeBSD 的目录。 比如可以使用像 `/b/tftpboot/FreeBSD/install` 这样的一个目录。

       # export NFSROOTDIR=/b/tftpboot/FreeBSD/install
       # mkdir -p ${NFSROOTDIR}

2. 使用如下的命令开启 NFS 服务 第 30.3.2 节.

3. 将下面这行加入 `/etc/exports` 用以通过 NFS 导出此目录：

       /b -ro -alldirs

4. 重起 NFS 服务：

       # /etc/rc.d/nfsd restart

5. 按照 第 30.2.2 节 中标明的步骤启用 inetd(8)。

6. 将如下这行加入到 `/etc/inetd.conf`：

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

7. 重启 inetd：

       # /etc/rc.d/inetd restart

8. 重新编译 FreeBSD 内核和用户态：

       # cd /usr/src
       # make buildworld
       # make buildkernel

9. 把 FreeBSD 安装到 NFS 挂载目录：

       # make installworld DESTDIR=${NFSROOTDIR}
       # make installkernel DESTDIR=${NFSROOTDIR}
       # make distribution DESTDIR=${NFSROOTDIR}

10. 测试 TFTP 服务是否能下载将从 PXE 获取的引导加载器：

        # tftp localhost
        tftp> get FreeBSD/install/boot/pxeboot
        Received 264951 bytes in 0.1 seconds

11. 编辑 `${NFSROOTDIR}/etc/fstab` 并加入以下这行挂载 NFS 根文件系统：

        # Device                                         Mountpoint    FSType   Options  Dump Pass
        myhost.example.com:/b/tftpboot/FreeBSD/install       /         nfs      ro        0    0

    用你的 NFS 服务器主机名或者 IP 地址替换 `myhost.example.com`。 在此例中， 根文件系统是以“只读”的方式挂载用来防止 NFS 客户端可能意外删除根文件系统上的文件。

12. 设置 chroot(8) 环境中的 root 密码。

        # chroot ${NFSROOTDIR}
        # passwd

    此为设置从 PXE 启动的客户机的 root 密码。

13. 允许 ssh root 登录从 PXE 启动的客户机， 编辑 `${NFSROOTDIR}/etc/ssh/sshd_config` 并开启 `PermitRootLogin` 选项。 关于此选项的说明请参阅 sshd_config(5)。

14. 对 ${NFSROOTDIR} 的 chroot(8) 环境做些其他的定制。 这可以是像使用 pkg_add(1) 安装二进制包， 使用 vipw(8) 修改密码， 或者编辑 amd.conf(5) 映射自动挂载等。例如：

        # chroot ${NFSROOTDIR}
        # pkg_add -r bash

## 32.8.2 配置 `/etc/rc.initdiskless` 中用到的内存文件系统

如果你从一个 NFS 根卷启动， `/etc/rc` 如果检测到是从 NFS 启动便会运行 `/etc/rc.initdiskless` 脚本。 请阅读此脚本中的注释部分以便了解到底发生了什么。 我们需要把 `/etc` 和 `/var` 做成内存文件系统的原因是这些目录需要能被写入， 但 NFS 根文件系统是只读的。

    # chroot ${NFSROOTDIR}
    # mkdir -p conf/base
    # tar -c -v -f conf/base/etc.cpio.gz --format cpio --gzip etc
    # tar -c -v -f conf/base/var.cpio.gz --format cpio --gzip var

当系统启动的时候， `/etc` 和 `/var` 内存文件系统就会被创建并挂载， `cpio.gz` 就会被复制进去。

## 32.8.3 配置 DHCP 服务

PXE 需要配置一个 TFTP 服务器和一个 DHCP 服务器。 DHCP 服务并不要求与 TFTP 服务在同一台机器上， 但是必须能够从你的网络访问到它。

1. 按照此文档处 第 30.5.7 节 方法安装 DHCP 服务。 确保 `/etc/rc.conf` 和 `/usr/local/etc/dhcpd.conf` 都配置正确。

2. 在 `/usr/local/etc/dhcpd.conf` 中配置 `next-server`， `filename`， `option root-path` 选项指向你的 TFTP 服务器的 IP 地址， 以及 TFTP 上 `/boot/pxeboot` 文件的路径， 和 NFS 根文件系统的路径。 这里一份 `dhcpd.conf` 实例：

       subnet 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 {
          range 192.168.0.2 192.168.0.3 ;
          option subnet-mask 255.255.255.0 ;
          option routers 192.168.0.1 ;
          option broadcast-address 192.168.0.255 ;
          option domain-name-server 192.168.35.35, 192.168.35.36 ;
          option domain-name "example.com";

          # IP address of TFTP server
          next-server 192.168.0.1 ;

          # path of boot loader obtained
          # via tftp
          filename "FreeBSD/install/boot/pxeboot" ;

          # pxeboot boot loader will try to NFS mount this directory for root FS
          option root-path "192.168.0.1:/b/tftpboot/FreeBSD/install/" ;

       }

## 32.8.4 配置 PXE 客户端与调试连接问题

1. 当客户端启动的时候， 进入 BIOS 配置菜单。 设置 BIOS 从网络启动。 如果之前你所有的配置步骤都正确的话， 那么所有部分应该能 "正常工作"。

2. 使用 `net/wireshark` port 查看 DHCP 和 TFTP 的网络流量来调试各种问题。

3. 确保 `pxeboot` 能从 TFTP 获取。 在你的 TFTP 服务器上检查 `/var/log/xferlog` 日志确保 `pxeboot` 被从正确的位置获取。 可以这样测试上面例子 `dhcpd.conf` 中所设置的：

       # tftp 192.168.0.1
       tftp> get FreeBSD/install/boot/pxeboot
       Received 264951 bytes in 0.1 seconds

   请阅读 tftpd(8) 和 tftp(1)。 其中的 `BUGS` 列出了 TFTP 的一些限制。

4. 确保根文件系统能够从 NFS 挂载。 可以这样测试上面例子 `dhcpd.conf` 中所设置的：

       # mount -t nfs 192.168.0.1:/b/tftpboot/FreeBSD/install /mnt

5. 阅读 `src/sys/boot/i386/libi386/pxe.c` 中的代码以了解 `pxeboot` 加载器如何设置诸如 `boot.nfsroot.server` 和 `boot.nfsroot.path` 之类的变量。 这些变量被用在了 `src/sys/nfsclient/nfs_diskless.c` 的 NFS 无盘根挂载代码中。

6. Read pxeboot(8) and loader(8).

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