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搭建 PXE 服务器（基于 Ubuntu 22.04，支持 IPv4/6 及 Legacy/UEFI）

2023-08-23 17:36

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基于 Ubuntu 22.04 搭建 PXE 服务器，支持 IPv4, IPv6 网络，支持 Legacy, UEFI 启动模式。

文章目录

一、PXE 启动流程

PXE 启动大致流程如下：

PXE Client（客户端）通过 DHCP 请求获取 IP，DHCP 服务器在响应请求时同时提供网络启动引导程序（Boot File）的地址（使用 TFTP 协议）。
PXE Client 获得 IP 后，访问 Boot File 地址获取并加载引导程序（Legacy 和 UEFI 的区别在于引导程序不同）及其配置文件。
引导程序根据配置文件通过 HTTP/FTP/NFS 协议获取完整的系统镜像进行启动。

二、配置清单

必要条件：

正常的 Internet 网络
Ubuntu 22.04 操作系统
Ubuntu 22.04 系统 ISO 镜像文件

核心软件：

DHCP 服务器： isc-dhcp-server
TFTP 服务器： tftp-hpa
HTTP 服务器： apache2
RA 服务器： radvd（IPv6）

网络地址：

IPv4： 192.168.9.1/24
IPv6： （先获取一个 ULA 前缀（点我））

前缀：fdb0:d7fa:87bd::/64

选择一个 IP 作为配置使用：fdb0:d7fa:87bd::1/64

三、配置步骤

建议在配置前关闭防火墙。

sudo ufw disable

3.1 搭建 HTTP 服务器

安装 apache2。

sudo apt install apache2

拷贝镜像。

sudo cp <你的镜像文件所在路径>/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso /var/www/html/

挂载镜像（解压也行）。

sudo mkdir /var/www/html/Ubuntu_22.04_Desktop/sudo mount /var/www/html/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso /var/www/html/Ubuntu_22.04_Desktop/

3.2 搭建 TFTP 服务器

安装 tftp-hpa。

sudo apt install tftpd-hpa

3.2.1 配置 Legacy PXE 启动项

安装 syslinux, pxelinux 并拷贝需要的文件。

# 建立 Legacy 目录sudo mkdir /srv/tftp/Legacy# 安装 syslinux pxelinuxsudo apt install syslinux pxelinux# 拷贝文件sudo cp /var/www/html/Ubuntu_22.04_Desktop/casper/{vmlinuz,initrd} /srv/tftp/Legacy/sudo cp /usr/lib/syslinux/modules/bios/{ldlinux.c32,libutil.c32,menu.c32,vesamenu.c32} /srv/tftp/Legacy/sudo cp /usr/lib/PXELINUX/{lpxelinux.0,pxelinux.0} /srv/tftp/Legacy/

创建 pxelinux 的配置文件。

cd /srv/tftp/Legacysudo mkdir pxelinux.cfgvim pxelinux.cfg/default

编辑配置文件：

DEFAULT menu.c32MENU TITLE ULTIMATE PXE SERVER - By Griffon - Ver 1.0PROMPT 0TIMEOUT 0MENU COLOR TABMSG  37;40  #ffffffff #00000000MENU COLOR TITLE   37;40  #ffffffff #00000000MENU COLOR SEL      7     #ffffffff #00000000MENU COLOR UNSEL    37;40 #ffffffff #00000000MENU COLOR BORDER   37;40 #ffffffff #00000000LABEL Ubuntu Desktop 22.04 ISO IPv4    kernel /vmlinuz    initrd /initrd    append root=/dev/ram0 ramdisk_size=1500000 ip=dhcp url=http://192.168.9.1/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.isoLABEL Ubuntu Desktop 22.04 ISO IPv6    kernel /vmlinuz    initrd /initrd    append root=/dev/ram0 ramdisk_size=1500000 ip=dhcp url=http://[fdb0:d7fa:87bd::1]/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso

3.2.2 配置 UEFI PXE 启动项

下载并拷贝需要的文件。

# 建立 UEFI 目录mkdir /srv/tftp/UEFI# 拷贝文件sudo cp /var/www/html/Ubuntu_22.04_Desktop/casper/{vmlinuz,initrd} /srv/tftp/UEFI/# 下载并拷贝必要的文件cd ~# shim-signedapt download shim-signeddpkg -x shim-signed*deb shimsudo cp shim/usr/lib/shim/shimx64.efi.signed.latest /srv/tftp/UEFI/bootx64.efi# grub-efi-amd64-signedapt download grub-efi-amd64-signeddpkg -x grub-efi-amd64-signed*deb grubsudo cp grub/usr/lib/grub/x86_64-efi-signed/grubnetx64.efi.signed /srv/tftp/UEFI/grubx64.efi# grub-commonapt download grub-commondpkg -x grub-common*deb grub-commonsudo cp grub-common/usr/share/grub/unicode.pf2 /srv/tftp/UEFI/

创建配置文件。

sudo mkdir /srv/tftp/grubsudo vim /srv/tftp/grub/grub.cfg

编辑配置文件：

        set default="0"        set timeout=-1               if loadfont unicode ; then          set gfxmode=auto          set locale_dir=$prefix/locale          set lang=en_US        fi        terminal_output gfxterm        set menu_color_normal=white/black        set menu_color_highlight=black/light-gray        if background_color 44,0,30; then          clear        fi        function gfxmode {                set gfxpayload="${1}"                if [ "${1}" = "keep" ]; then                        set vt_handoff=vt.handoff=7                else                        set vt_handoff=                fi        }        set linux_gfx_mode=keep        export linux_gfx_mode        menuentry 'Ubuntu 22.04 IPv4' {                gfxmode $linux_gfx_mode                linux /UEFI/vmlinuz root=/dev/ram0 ramdisk_size=1500000 ip=dhcp url=http://192.168.9.1/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso                initrd /UEFI/initrd        }        menuentry 'Ubuntu 22.04 IPv6' {                gfxmode $linux_gfx_mode                linux /UEFI/vmlinuz root=/dev/ram0 ramdisk_size=1500000 ip=dhcp url=http://[fdb0:d7fa:87bd::1]/ubuntu-22.04.2-desktop-amd64.iso                initrd /UEFI/initrd        }

3.3 搭建 DHCP 服务器

安装 isc-dhcp-server

sudo apt install isc-dhcp-server

使用 ip a 查看网络接口

vboxuser@Ubuntu-22:~$ ip a1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00    inet 127.0.0.1/8 scope host lo       valid_lft forever preferred_lft forever    inet6 ::1/128 scope host        valid_lft forever preferred_lft forever2: enp0s3:  mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000    link/ether 08:00:27:02:fa:39 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff    inet 10.0.2.15/24 brd 10.0.2.255 scope global dynamic noprefixroute enp0s3       valid_lft 84432sec preferred_lft 84432sec    inet6 fe80::cd67:89ac:208:e978/64 scope link noprefixroute        valid_lft forever preferred_lft forever3: enp0s8:  mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000    link/ether 08:00:27:3d:0d:a4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff    inet6 fe80::51b:be51:b6c2:43ee/64 scope link noprefixroute        valid_lft forever preferred_lft forever

可以看到我这台机器上有两张网卡 enp0s3 和 enp0s8，前者用来上网，后者用来连接局域网提供 PXE 服务。

先给目标网卡 enp0s8 配置静态 IP。

3.3.1 配置静态 IP

使用 netplan 配置静态 IP，打开配置文件。

sudo vim /etc/netplan/01-network-manager-all.yaml

打开后的默认配置文件如下：

# Let NetworkManager manage all devices on this systemnetwork:  version: 2  renderer: NetworkManager

编辑配置文件内容。

# Let NetworkManager manage all devices on this systemnetwork:  ethernets:    enp0s8:      dhcp4: no      dhcp6: no      addresses:        - 192.168.9.1/24        - fdb0:d7fa:87bd::1/64  version: 2  renderer: NetworkManager

应用更改。

sudo netplan apply

检查是否配置成功。

vboxuser@Ubuntu-22:~$ ip a1: lo:  mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00    inet 127.0.0.1/8 scope host lo       valid_lft forever preferred_lft forever    inet6 ::1/128 scope host        valid_lft forever preferred_lft forever2: enp0s3:  mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000    link/ether 08:00:27:02:fa:39 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff    inet 10.0.2.15/24 brd 10.0.2.255 scope global dynamic noprefixroute enp0s3       valid_lft 86356sec preferred_lft 86356sec    inet6 fe80::cd67:89ac:208:e978/64 scope link noprefixroute        valid_lft forever preferred_lft forever3: enp0s8:  mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000    link/ether 08:00:27:3d:0d:a4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff    inet 192.168.9.1/24 brd 192.168.9.255 scope global noprefixroute enp0s8       valid_lft forever preferred_lft forever    inet6 fdb0:d7fa:87bd::1/64 scope global noprefixroute        valid_lft forever preferred_lft forever    inet6 fe80::a00:27ff:fe3d:da4/64 scope link noprefixroute        valid_lft forever preferred_lft forever

3.3.2 配置 dhcpd

指定 isc-dhcp-server 要监听的网卡。打开配置文件。

sudo vim /etc/default/isc-dhcp-server

编辑内容：

INTERFACESv4="enp0s8"INTERFACESv6="enp0s8"

编辑 dhcpd.conf 配置文件。

sudo vim /etc/dhcp/dhcpd.conf

添加内容：

option arch code 93 = unsigned integer 16;  subnet 192.168.9.0 netmask 255.255.255.0 {  range  192.168.9.2 192.168.9.254;  option routers 192.168.9.1;  next-server 192.168.9.1;  if option arch = 00:07 {        filename "/UEFI/bootx64.efi";  } else {        filename "/Legacy/pxelinux.0";  }}

重启服务。

sudo systemctl restart isc-dhcp-server

检查服务是否启动成功。

systemctl status isc-dhcp-server

此时基于 IPv4 的 PXE 服务器已配置完成。

3.3.3 （IPv6）配置 dhcpd6

编辑 dhcpd6.conf 配置文件。

sudo vim /etc/dhcp/dhcpd.conf

编辑内容：

option dhcp6.bootfile-url code 59 = string;option dhcp6.client-arch-type code 61 = array of unsigned integer 16;option dhcp6.name-servers fdb0:d7fa:87bd::1;if option dhcp6.client-arch-type = 00:07 {        option dhcp6.bootfile-url "tftp://[fdb0:d7fa:87bd::1]/UEFI/bootx64.efi";} else {        # Support a hypothetical BIOS system that can PXE boot over IPv6        option dhcp6.bootfile-url "tftp://[fdb0:d7fa:87bd::1]/Legacy/pxelinux.0";}subnet6 fdb0:d7fa:87bd::/64 {        range6 fdb0:d7fa:87bd::3:10 fdb0:d7fa:87bd::3:99;        range6 fdb0:d7fa:87bd:: temporary;}

重启服务。

sudo systemctl restart isc-dhcp-server6

检查服务是否启动成功。

systemctl status isc-dhcp-server6

注意：由于 IPv6 的特性，当 dhcpd6 搭建成功后，局域网内的机器能够正确获得 IP，但是却无法连通。因此，还需要继续配置 [radvd](#3.4 搭建 RA 服务器)。

3.4 （IPv6）搭建 RA 服务器

安装 radvd。

sudo apt install radvd

创建配置文件。

vim /etc/radvd.conf

编辑配置文件：

interface enp0s8{    AdvSendAdvert on;    prefix fdb0:d7fa:87bd::/64 {        AdvOnLink on;        AdvAutonomous on;    };    #Send DNS Server setting - assumes there is a DNS server setup at the address below    RDNSS fdb0:d7fa:87bd::1{    };};

重启 radvd 服务。