Cobbler實現自動化安裝(上)--原理篇

了解Cobbler之前，我們需要先對PXE及KickStart有一定的認識。

PXE

　　PXE（Pre-bootExecution Environment），預啟動執行環境，通過網路介面啟動計算機，支援Client通過網路從Server下載映像，並由此通過網路啟動作業系統；在啟動過程中，Client要求Server分配IP地址，再用TFTP下載一個啟動軟體包到本機記憶體中執行，由這個啟動軟體包完成Client基本的軟體設定並安裝作業系統。
　　要達成PXE有兩個必須的條件：
　　(1)Client的網絡卡必須要支援PXE功能，並且開機時選擇從網絡卡啟動；
　　(2)完整的PXE Server必須要提供含有DHCP、TFTP服務，還要加上NFS/FTP/HTTP（選擇一樣即可）等提供安裝檔案(安裝映象的解壓檔案)。

KickStart

 　　KickStart 是一種無人值守的安裝方式，它的工作原理是在安裝過程中記錄人工干預填寫的各種引數，並生成一個名為ks.cfg的檔案。我們可以簡單理解為一個自動安裝應答設定管理程式。通過讀取這個組態檔，系統知道怎麼去分割區，要安裝什麼包，配什麼IP，優化什麼核心引數等等。其主要組成部分包括：

• KickStart安裝選項，包含語言的選擇，防火牆，密碼，網路，分割區的設定等；
• %Pre部分，安裝前解析的指令碼，通常用來生成特殊的ks設定，比如由一段程式決定磁碟分割區等；
• %Package部分，安裝包的選擇，可以是@core這樣的group形式，也可以是vim-*這樣的包形式；
• %Post部分，安裝後執行的指令碼，通常用來做系統的初始化設定，比如啟動的服務，相關的設定等。

PXE+KickStart的工作流程

• 1. PXE Client向DHCP Server傳送請求：支援PXE的網路介面卡（NIC）的Client的BIOS設定成為網路啟動，通過UDP（簡單使用者資料包協定）傳送一個廣播請求，向網路中的DHCP Server索取IP地址等資訊。
• 2. DHCP Server提供資訊：DHCP Server收到Client的請求，驗證是否來至合法的PXE Client的請求，驗證通過它將給Client返回響應，響應內容包含了為Client分配的IP Address、TFTP Server以及組態檔所在位置。
• 3. PXE Client請求下載啟動檔案：Client收到DHCP Server的響應後，會回應一個幀，以請求傳送啟動所需檔案，這些啟動檔案包括：pxelinux.0（相當於boot loader）、pxelinux.cfg/default、vmlinuz、initrd.img等檔案。
• 4. TFTP Server響應Client請求並傳送檔案：Client會根據該檔案中定義的引導順序，啟動Linux安裝程式的引導核心。
• 5. 請求下載自動應答檔案：Client通過pxelinux.cfg/default檔案成功的引導Linux安裝核心後，安裝程式首先必須確定你通過什麼安裝媒介來安裝linux，如果是通過網路安裝（NFS, FTP, HTTP），則會在這個時候初始化網路，並定位安裝源位置。（或許你會說，剛才PXE不是已經獲取過IP地址了嗎？為什麼現在還需要一次？這是由於PXE獲取的是安裝用的核心以及安裝程式等，而安裝程式要獲取的是安裝系統所需的二進位制包以及組態檔。由於它們需要的內容不同造成PXE模組和安裝程式是相對獨立的，PXE的網路設定並不能傳遞給安裝程式。從而進行兩次獲取IP地址過程。）接著讀取該檔案中指定的自動應答檔案ks.cfg所在位置，根據該位置請求下載該檔案。
• 6. Client安裝作業系統：將ks.cfg檔案下載回來後，通過該檔案找到OS Server，並按照該檔案的設定請求下載安裝過程需要的軟體包。

Cobbler

概述

　　Cobbler由Python語言開發，是對PXE和KickStart的封裝，融合很多特性，提供了CLI和Web的管理形式，能更加方便地實行網路安裝；Cobbler也提供了API介面，因此使用其它語言也很容易做擴充套件。Cobbler不僅可以安裝物理機，同時也支援KVM、XEN虛擬化、Guest OS的安裝；更多的是它還能結合Puppet等集中化管理軟體，實現自動化的管理。

組成

　　Cobbler的結構基於一組註冊的物件，每個物件都是相互關聯的實體（該實體指向另一個實體，或者另一個實體指向該實體）。當一個物件指向另一個物件時，它就繼承了被指向物件的資料，並可覆蓋或新增更多特定資訊。物件型別的定義為：

• 發行版（Distribution）：表示一個作業系統，它承載了kernel和initrd的資訊，以及核心引數等其它資料；
• 組態檔（Profile）：包含一個發行版、一個KickStart檔案以及可能的儲存庫，還包含更多特定的核心引數等其它資料；
• 系統（System）：包含一個組態檔或一個映象，還包含IP Address和MAC Address、電源管理（地址、憑據、型別）以及更為專業的資料等資訊；
• 儲存庫（Repository）：儲存一個yum或rsync儲存庫的映象資訊；
• 映象（Image）：可替換一個包含不屬於此類別的檔案的發行版物件。

　　基於註冊的物件以及各個物件之間的關聯，Cobbler 知道如何更改檔案系統以反映具體設定，因為系統設定的內部是抽象的，因此我們可以只關注想要執行的操作。

工作原理

　　　　Server端：

• 啟動Cobbler服務
• 進行Cobbler錯誤檢查，執行cobbler check命令
• 進行設定同步，執行cobbler sync命令
• 複製相關啟動檔案檔案到TFTP目錄中
• 啟動DHCP服務，提供地址分配
• DHCP服務分配IP地址
• TFTP傳輸啟動檔案
• Server端接收安裝資訊
• Server端傳送ISO映象與Kickstart檔案

　　　　Client端：

• 用戶端以PXE模式啟動
• 用戶端獲取IP地址
• 通過TFTP伺服器獲取啟動檔案
• 進入Cobbler安裝選擇介面
• 用戶端確定載入資訊
• 根據設定資訊準備安裝系統
• 載入Kickstart檔案
• 傳輸系統安裝的其它檔案
• 進行安裝系統

 小結

• Cobbler可以看作是一個更多功能的PXE，它實現系統安裝和PXE+KickStart也差不多，需要的檔案和過程大致都一樣；
• Cobbler能自動管理DNS/TFTP/DHCP/RSYNC這四個服務（但似乎對TFTP的管理有點bug，需要手動啟動TFTP），且Cobbler依賴於HTTPD（PXE支援HTTP/NFS/FTP）；
• 基本的系統安裝，Cobbler只需生成一個Distro和一個Profile即可：Distro相當於一個映象，它提供安裝系統過程中所需的一切檔案，如vmlinuz,initrd以及rpm包等；Profile的作用是為了自動修改pxelinux.cfg/default檔案，每生成或修改一次profile，都會在default檔案中修改或追加對應的label；
• 除了Distro/Profile之外，Cobbler還管理System/Images/Repository等，但是用的很少。

Cobbler實現自動化安裝(下)--實現過程  見 https://www.linuxidc.com/Linux/2018-10/154905.htm