准备工作：CentOS环境下搭建PXE服务器的前期准备

# 1. 介绍
- 什么是PXE服务器
- PXE服务器的作用
- 为什么选择CentOS环境

## 1.1 什么是PXE服务器
PXE（Pre-boot Execution Environment）服务器是一种网络协议，允许计算机通过网络引导启动操作系统。它通过网络下载和执行启动文件，而不需要使用传统的硬盘启动方式。PXE服务器是一种中央化的服务器，用于管理和分发启动文件，以提供便捷的系统部署和更新。

## 1.2 PXE服务器的作用
PXE服务器的主要作用是简化系统配置和部署过程。使用PXE服务器，可以快速部署操作系统、自动化安装配置软件、远程重装系统、系统修复等。它可以提高部署效率，减少人工操作，降低运维成本。

## 1.3 为什么选择CentOS环境
选择CentOS作为PXE服务器的操作系统有以下几个理由：
1. **稳定性和可靠性**：CentOS是一个基于Linux的开源操作系统，因其稳定性、可靠性和广泛的支持而被广泛采用。它具有强大的稳定性和兼容性，适合作为服务器操作系统。
2. **开源性**：CentOS是一个完全开源的操作系统，提供完整的源代码，可以根据需要进行定制和修改。这使得我们可以根据实际需求来配置和优化PXE服务器。
3. **免费性**：CentOS是一个免费的操作系统，无需支付任何授权费用。作为一个IT从业者，我们可以利用CentOS来搭建PXE服务器，降低成本。
4. **丰富的软件支持**：CentOS拥有庞大的软件包仓库，提供了许多工具和软件，方便我们安装和配置PXE服务器所需的软件和服务。

总之，选择CentOS作为PXE服务器的操作系统是一个稳定、可靠且经济实惠的选择。在本章后续内容中，我们将介绍如何安装和配置CentOS以搭建PXE服务器。

# 2. 硬件和网络要求

在设置PXE服务器之前，我们需要确保具备以下硬件和网络条件。

### 网络拓扑图

确保你有以下基本网络拓扑图：

+--------+               +-------------------+                  +------------+
| Client | ------------- | PXE Server        | ---------------- | DHCP Server|
+--------+               +-------------------+                  +------------+

在这个拓扑中，客户机通过网络连接到PXE服务器和DHCP服务器。PXE服务器负责提供操作系统的安装和启动所需的文件，而DHCP服务器负责为客户机提供IP地址和其他网络配置信息。

### 确定服务器硬件要求

为了确保PXE服务器性能和稳定性，我们需要考虑以下硬件要求：

1. 处理器：至少双核处理器，推荐使用四核或更高性能的处理器以支持多个客户端同时启动。
2. 内存：最少需要4GB内存，推荐使用8GB或更高容量的内存以处理大量请求。
3. 存储：至少需要50GB的可用存储空间来存储操作系统镜像和其他启动所需文件。
4. 网卡：至少一个高速以太网网卡（1Gbps或更高），推荐使用多个网卡以支持高负载和冗余。

### 确定网络要求

为了实现PXE启动和操作系统安装，我们需要确保以下网络要求：

1. 网络连接：确保PXE服务器和客户机之间的网络连接畅通，且具备足够带宽来传输大文件，如操作系统镜像。
2. 静态IP地址：为PXE服务器和DHCP服务器配置静态IP地址，以确保服务的稳定性和可靠性。
3. DHCP范围：为DHCP服务器配置正确的IP地址范围，以便为客户机提供IP地址。

在确保满足上述硬件和网络要求之后，我们可以继续安装和配置PXE服务器。

# 3. 安装和配置CentOS

在搭建PXE服务器之前，我们首先需要安装和配置CentOS操作系统。以下是一些步骤和指导，以确保正确配置操作系统。

#### 3.1 下载CentOS镜像

访问CentOS官方网站，下载最新的CentOS镜像文件。选择合适的镜像文件，通常我们会选择一个稳定版本的最小安装。

#### 3.2 创建CentOS安装盘

将下载的CentOS镜像文件刻录到DVD或制作启动U盘。这样我们就可以在服务器上引导安装CentOS操作系统。

#### 3.3 安装CentOS操作系统

将创建好的CentOS安装盘插入服务器并启动。按照安装向导的提示进行安装，包括选择适当的语言、键盘布局、磁盘分区和设置root密码等。

#### 3.4 基本配置

安装完成后，我们需要进行一些基本的配置来确保服务器正常工作。以下是一些常见的配置项：

##### 3.4.1 网络配置

编辑`/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0`文件，设置服务器的IP地址、子网掩码、网关和DNS服务器等。

DEVICE=eth0
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.100
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1
DNS1=8.8.8.8
DNS2=8.8.4.4
ONBOOT=yes

##### 3.4.2 主机名配置

编辑`/etc/hostname`文件，设置服务器的主机名。

PXE_Server

##### 3.4.3 防火墙设置

如果服务器中启用了防火墙，需要设置相应的端口允许PXE服务的通信。以下是设置iptables防火墙的示例命令：

iptables -A INPUT -p udp --dport 67 -j ACCEPT
iptables -A OUTPUT -p udp --dport 68 -j ACCEPT
iptables-save > /etc/sysconfig/iptables
systemctl restart iptables

##### 3.4.4 更新系统

使用以下命令更新操作系统的软件包列表：

yum update -y

通过完成上述配置，我们已经安装和配置了CentOS操作系统，为接下来的PXE服务器搭建奠定了基础。接下来，我们将继续安装和配置DHCP服务。

# 4. 安装和配置DHCP服务

#### 什么是DHCP

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）是一种用于自动分配IP地址、子网掩码、网关和其他网络参数的协议。通过DHCP服务器，网络管理员可以减少手动配置网络设备的工作量，并且可以更有效地管理IP地址的分配。

#### 安装DHCP服务

在CentOS环境下，可以使用以下命令安装DHCP服务：

sudo yum install dhcp

#### 配置DHCP服务器

编辑DHCP服务的配置文件`/etc/dhcp/dhcpd.conf`，并进行基本的配置，例如：

subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
    range 192.168.1.10 192.168.1.100;
    option subnet-mask 255.255.255.0;
    option routers 192.168.1.1;
    option domain-name-servers 8.8.8.8, 8.8.4.4;
}

#### 确定DHCP范围

在上述配置中，`range`指定了DHCP分配的IP地址范围，`option subnet-mask`指定了子网掩码，`option routers`指定了网关的IP地址，`option domain-name-servers`指定了DNS服务器的IP地址。

完成以上配置后，启动DHCP服务并设置开机自启动：

sudo systemctl start dhcpd
sudo systemctl enable dhcpd

现在，DHCP服务已经安装并配置完成。

### 结论

通过以上步骤，我们成功地安装并配置了DHCP服务，为PXE服务器搭建奠定了基础。接下来，我们将继续安装和配置TFTP服务。

# 5. 安装和配置TFTP服务

TFTP（Trivial File Transfer Protocol）是一种简单的文件传输协议，常用于网络设备的固件更新和操作系统安装。在PXE服务器中，TFTP服务用于提供必要的启动文件和镜像文件给客户机进行网络启动。

### 5.1 什么是TFTP

TFTP是一种基于UDP协议的文件传输协议，它使用简单的请求-应答模式，具有以下特点：

- TFTP支持文件的上传和下载。
- TFTP使用固定的默认端口号69。
- TFTP是无连接的，不需要建立一个持久的会话。
- TFTP没有认证或加密机制，数据传输不安全。

### 5.2 安装TFTP服务

在CentOS环境下，可以使用以下命令来安装TFTP服务：

sudo yum install tftp-server -y

### 5.3 配置TFTP服务器

安装完成后，需要对TFTP服务器进行配置。打开TFTP服务器配置文件`/etc/xinetd.d/tftp`，使用文本编辑器进行编辑：

sudo vi /etc/xinetd.d/tftp

修改配置文件中的以下两行：

disable         = no
server_args     = -s /var/lib/tftpboot

保存并关闭文件。

### 5.4 添加PXE启动文件

在TFTP服务器的默认根目录`/var/lib/tftpboot`下，需要添加PXE启动文件。通常，这些文件可以从安装介质中获取。

例如，假设PXE启动文件存放在本地目录`/root/pxe`下，可以通过以下命令进行复制：

sudo cp /root/pxe/* /var/lib/tftpboot/

确认文件复制完成后，重启TFTP服务以使配置生效：

sudo systemctl restart xinetd

### 5.5 测试和验证PXE服务器

在完成以上步骤后，可以测试和验证PXE服务器是否正常工作。

#### 5.5.1 设置客户机PXE启动

- 在客户机的BIOS设置中，将网络启动选项设置为第一启动选项。
- 确保客户机和PXE服务器在同一个局域网中。
- 确保客户机能够通过网络访问PXE服务器。

#### 5.5.2 验证PXE启动是否成功

- 重新启动客户机，并观察是否能够从网络启动。
- 如果一切正常，客户机将从PXELINUX启动菜单中加载启动文件，并进入安装界面。

#### 5.5.3 解决可能的问题

- 如果客户机无法从网络启动，请检查网络连接和客户机BIOS设置。
- 如果客户机能够从网络启动，但无法加载启动文件或进入安装界面，请检查TFTP服务器配置和PXE启动文件是否正确。

#### 5.5.4 优化PXE服务器以提高性能

- 可以使用TFTP提供的其他选项来优化PXE服务器的性能，如增大传输块大小（blksize）、降低超时时间（timeout）等。

这样，就完成了安装和配置TFTP服务的步骤。确保TFTP服务正常工作后，可以继续进行下一步，即测试和验证PXE服务器的功能。

# 6. 测试和验证PXE服务器

在完成PXE服务器的安装和配置后，接下来需要测试和验证服务器是否能够成功引导客户端机器。在这一部分，我们将讨论如何设置客户机PXE启动，并验证PXE启动是否成功。同时，我们还会探讨可能出现的问题，并提出优化PXE服务器以提高性能的建议。

#### 设置客户机PXE启动

1. 首先，确保客户机的BIOS设置中将启动顺序设置为网络启动优先级最高。
2. 启动客户机，并在启动过程中按下相应的按键（通常是F12或ESC）以进入启动菜单。
3. 在启动菜单中选择网络启动选项。

#### 验证PXE启动是否成功

1. 当客户机选择了网络启动选项后，PXE服务器会自动分配IP地址并加载启动文件。
2. 客户机将会开始从PXE服务器中下载操作系统的安装文件。
3. 如果一切顺利，客户机将会成功启动并进入操作系统安装界面。这表明PXE服务器设置成功，并且客户机能够通过网络引导。

#### 解决可能的问题

- 如果客户机无法正常启动或者出现错误信息，可以通过检查PXE服务器、DHCP服务器和TFTP服务器的配置来确定问题。确保各项设置正确，并且网络连接畅通。
- 可以通过查看PXE服务器的日志文件来获取更多信息，常见的问题包括网络配置错误、权限问题以及防火墙设置等。

#### 优化PXE服务器以提高性能

1. 调整DHCP服务器的IP地址分配范围，避免地址冲突和浪费。
2. 定期清理TFTP服务器上无用的启动文件和数据，以释放存储空间并提高文件传输速度。
3. 使用高速网络设备和网络线缆，提高网络传输效率。
4. 对PXE服务器进行定期维护和更新，确保软件和操作系统的最新补丁已安装。

通过以上步骤，我们可以对PXE服务器进行测试、验证，解决潜在的问题，并对服务器进行性能优化，以确保其正常稳定地为客户机提供引导服务。