RaspberryPiに基づくPXEマルチツール

データセンターのエンジニアは、サーバーの初期構成のタスクに直面することがよくあります。さらに、ほとんどの場合、1つまたは2つの機器ではなく、数十または数百の機器を構成する必要があります。新しい機器が登場するたびに、運用する前に徹底的にチェックするだけでなく、内部システムで動作するように適切に構成する必要があります。



BIOSとIPMIを設定するためのかなり簡単な手順に進む前に、各サーバーコンポーネントに必要なファームウェアバージョンがあることを確認する必要があります。ほとんどの場合、まれな例外を除いて、特定のコンポーネントの製造元のWebサイトで入手できる最新バージョンが必要です。今日は、現在人気のある「ラズベリー」を使用してプロセスをスピードアップするというアイデアをどのように思いついたのかを説明します。

難しさは何ですか

タスクは非常に単純なように思われます。さて、いくつかのライブLinuxディストリビューションを取り、それをUSBフラッシュドライブにロールアウトしてそこから起動し、必要な手順を実行しましょう。しかし、それはありませんでした。



問題は、各ベンダーがファームウェアを更新するための独自の方法とユーティリティを持っていることです。さらに、それらのすべてがLinuxで正しく動作できるわけではありません。一部のコンポーネント、たとえばSuperMicroサーバー用のBIOSでは、MS-DOSの下から縫うことが望ましいです。 Mellanoxネットワークカードなどの一部のコンポーネントでは、Windowsを使用する必要がある場合もあれば、Linuxから直接ファームウェアをサポートする場合もあります。



したがって、マルチブートイメージを収集して数十台のフラッシュドライブに書き込んでから、それらから長時間持続的に起動するか、より面白くて高速なものを考え出す必要があります。そして、ここでPXE（Preboot eXecution Environment、発音されたpixie）をサポートするサーバーネットワークカードの使用が思い浮かびます。



「ラズベリー」を取り、そこにDHCPおよびTFTPサーバーを展開し、ロードに必要なイメージを準備します。数十台のサーバーを大量にロードするために、管理されていない48ポートのギガビットスイッチと出来上がりを一時的に使用します。デフォルトでは、ほとんどのサーバーは追加の構成なしでPXEブートを許可するため、これは理想的です。



私は基礎として優れた記事を取りました。 から Romanenko_Eugene、ただし、RaspberryPiの機能と解決中のタスクが修正されています。始めましょう！

ラズベリージャム

私が初めてこれを行ったとき、Raspberry Piの最も高度なバージョンは、100Mbpsネットワークカードを備えた3番目のバージョンでした。率直に言って、これは重い画像の大量配布には十分ではないため、現在利用可能な1 Gb / sポートのRaspberryPi4を使用することを強くお勧めします。もう1つの推奨事項は、可能な限り高速で容量の大きいメモリカードを使用することです。



次に、初期設定について説明します。このようなためのグラフィカルインターフェイスは絶対に必要ないため、Raspberry PiOSオペレーティングシステムの最も単純なLiteバージョンをダウンロードでき ます。画像を解凍し、便利な方法でMicroSDカードにアップロードします。たとえば、ddを使用します。

sudo dd if=<_> of=/dev/mmcblk0 bs=1M
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

構成プロセス中に、キーボードとモニターを接続することによって従来の方法で構成するか、SSHを介して構成することができます。起動時にSSHサービスを機能させるには、/ bootセクションに sshという名前の空のファイルを作成します 。 ネットワークポートはDHCP操作に使用されるため、Wi-Fi接続を使用してインターネットにアクセスするか、別のネットワークカードをUSB経由でMalinkaに接続できます。たとえば、次のとおりです。









次に、Raspberry Piを起動し、インターネットに接続して、リポジトリとソフトウェアパッケージを更新します。

sudo apt update
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

sudo apt upgrade
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

別のネットワークカードを使用しているため、組み込みのネットワークカードを静的IPアドレスに設定する必要があります。構成を開きます。

sudo nano /etc/dhcpcd.conf
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

次の行を追加します。

interface eth0
static ip_address=192.168.50.1/24
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

ここで、 eth0はRaspberryPiのオンボードネットワークカードです。IPアドレスの配布とネットワークのロードが実行されるのはそれの助けを借りてです。次に、tftpサーバーをインストールします。

sudo apt install tftpd-hpa
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

インストール後、構成ファイルを開きます。

sudo nano /etc/default/tftpd-hpa
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

この行を次の形式にします。

TFTP_OPTIONS="--secure -l -v -r blksize"
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

一般に、すべてをそのままにしておくこともできますが、毎回別のマシンでテストするのはあまり便利ではない場合があります。-l -v -r blksizeオプションを使用すると、VirtualBox VMでこれらすべてを問題なくテストでき、互換性の問題が修正されます。次に、IPアドレスを配布するためのDHCPサーバーをインストールします。

sudo apt install isc-dhcp-server
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

最初の構成ファイルisc-dhcp-serverを開きます。

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

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

DHCPサーバーが機能することになっているインターフェースを明示的に示します。

INTERFACESv4="eth0"
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

次に、2番目の構成dhcpd.confを開き ます。

sudo nano /etc/dhcp/dhcpd.conf
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

必要なサーバーパラメーター、配布するサブネットを設定し、ローダーファイルの名前も渡します。

default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
ddns-update-style none;
authoritative;

subnet 192.168.50.0 netmask 255.255.255.0 {
        range 192.168.50.2 192.168.50.250;
        option broadcast-address 192.168.50.255;
        option routers 192.168.50.1;
        filename "pxelinux.0";
}

      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

ファイルを保存したら、実際にブートローダーと必要なモジュールをダウンロードして、PXEメニューを作成する必要があります。Syslinuxローダーのセットをダウンロードすることから始めましょう。私の場合はバージョン5.01が最も便利です。

wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/utils/boot/syslinux/syslinux-5.01.zip
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

開梱：

unzip syslinux-5.01.zip
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

次に、ISOイメージ全体をRAM、pxelinux.0ローダー、および残りのcombootモジュールにロードできる memdiskモジュールを見つけて抽出する必要があり ます 。/ srv / tftpディレクトリにあるすべてのものを見つけてコピーするコマンドを順番に実行します。

find ./ -name "memdisk" -type f|xargs -I {} sudo cp '{}' /srv/tftp/
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

find ./ -name "pxelinux.0"|xargs -I {} sudo cp '{}' /srv/tftp/
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

find ./ -name "*.c32"|xargs -I {} sudo cp '{}' /srv/tftp/
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

この操作の後、PXE画面に表示されるメニューの構成ファイルを直接作成する必要があります。私たちのディレクトリに移動します：

cd /srv/tftp
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

pxelinux.cfgという名前のディレクトリを作成し、そのディレクトリに移動します。

sudo mkdir pxelinux.cfg
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

cd pxelinux.cfg
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

構成ファイルを作成します。

sudo nano default
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

例として、優れたライブGRMLディストリビューションを取り上げ、PXE経由でダウンロードしてみましょう。以下は、完成した構成例です。

UI vesamenu.c32                  
PROMPT 0
MENU TITLE Raspberry Pi PXE Server
MENU BACKGROUND bg.png
LABEL bootlocal
   menu label Boot from HDD
   kernel chain.c32
   append hd0 0
   timeout 0
TEXT HELP
Boot from first HDD in your system
ENDTEXT
LABEL grml
   menu label GRML Linux
KERNEL grml/boot/grml32full/vmlinuz
APPEND root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.50.1:/srv/tftp/grml/ live-media-path=/live/grml32-full boot=live lang=us nomce apm=power-off noprompt noeject initrd=grml/boot/grml32full/initrd.img vga=791
LABEL reboot
    menu label Reboot
    kernel reboot.c32
TEXT HELP
Reboot server
ENDTEXT

      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

ここで少し立ち止まって、各行が何をするのかを理解することはおそらく価値があります。

• UIvesamenu.c32 -vesamenu.c32モジュールを使用してメニューを表示します。
• プロンプト0-ゼロメニュー項目を強調表示します。
• メニュータイトルRaspberryPiPXEサーバー-メニューの一般名を設定します。
• メニューの背景bg.png-デザイン要素。背景画像としてbg.pngを使用します。

背景画像は事前に作成できます。デフォルトでは、PNGまたはJPG形式の色深度が24ビット以下の640x480画像が適しています。事前に/ srv / tftpにコピーする必要があります 。それでは、各セクションを見てみましょう。最初のセクションは便宜上導入されました。最初のハードドライブから起動する必要がある場合は、以下を登録します。

• LABELbootlocal-内部セクション名。
• メニューラベル「HDDから起動」 -ユーザーメニューの表示方法。
• kernelchain.c32-さまざまなメディアから起動できるchain.c32モジュールを使用します。
• add hd00-ロードは最初のハードディスクの最初のパーティションから行う必要があることを明示的に示します。
• タイムアウト0-ここでは、ダウンロードが自動的に開始されるまでのタイムアウトを秒単位で設定するか、0を指定してタイマーを削除することができます。
• テキストヘルプ-ユーザーのヘルプテキストの始まりを示します。
• システムの最初のHDDから起動します-ヒントテキスト。
• ENDTEXT-ヒントテキストの終わりを示します。

ほぼ同じ方法で、リロード用のセクションを作成します。唯一の違いは、reboot.c32モジュールの呼び出しです。これにより、実際に車が再起動されます。さて、GRMLディストリビューションをロードする3番目のセクションが何をするかを調べる前に、実際に何がどのようにロードされるかについて話しましょう。

すべてがファイルです

ISOイメージ自体 は、このライブディストリビューションのWebサイトで入手できます。ダウンロードして、便宜上名前を変更します。この例では、32ビットバージョンを使用します。

wget https://download.grml.org/grml32-full_2020.06.iso
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

mv grml32-full_2020.06.iso grml.iso
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

次に、どういうわけかこのイメージを強制的に起動する必要があります。一方では、memdiskモジュールを使用して、最初にイメージのすべての「生の」コンテンツをRAMに直接ロードしてから、ブートの制御を転送するように強制でき ます。ただし、この方法は非常に小さいイメージにのみ適しています。たとえば、この方法でMS-DOSを起動すると便利です。大きな画像はメモリにロードするのに長い時間がかかり、常に適切に機能するとは限りません。



したがって、イメージを「ガット」し、カーネルとlivefsのみを転送して起動する必要があります。ただし、NFSサーバーを使用して、要求に応じてディスクからさらにファイルをシステムに提供できます。このアプローチははるかに高速かつ適切に機能しますが、NFSサーバーのインストールなどの追加のジェスチャが必要です。



それは基本的な方法で行われます：

sudo apt install nfs-kernel-server
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

ファイルを混乱させないために、grml用に別のディレクトリを作成します。

sudo mkdir /srv/tftp/grml
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

ISOをマウントする必要があるので、一時的なマウントポイントを処理します。

sudo mkdir /tmp/iso
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

画像をマウントします。システムは、イメージが読み取り専用モードでマウントされていることを警告します。

sudo mount -o loop grml.iso /tmp/iso
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

画像の内容を別のディレクトリに再帰的にコピーします。

sudo cp -R /tmp/iso/* /srv/tftp/grml
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

アクセス権の問題を回避するために、所有者を変更し、このディレクトリに「無料の家、好きな人に住む」シリーズの権利を再帰的に割り当てます。

sudo chown -R nobody:nogroup /srv/tftp/grml/
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

sudo chmod -R 755 /srv/tftp/grml/
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

これで、NFSサーバーに/ srv / tftp / grmlディレクトリをサブネットの任意のIPアドレスに提供する必要があることを簡単に伝えることができ ます。

sudo nano /etc/exports
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

次の行を登録します。

/srv/tftp/grml 192.168.50.0/24(rw,sync,no_subtree_check)
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

リストを更新し、NFSサーバーを再起動します。

sudo exportfs -a
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

sudo systemctl restart nfs-kernel-server
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

これで、ダウンロードプロセスを2つの条件付きステージに正しく分割する機会がついに得られました。最初のステップは、カーネルとライブファイルシステムをロードすることです。第2段階は、NFSを介して他のすべてのファイルをプルすることです。残りのセクションを見てみましょう。

• LABELのGRML -セクション名;
• メニューラベルGRMLLinux-メニューに表示します。
• カーネルgrml / boot / grml32full / vmlinuz-ルート/ srv / tftpを基準にしたカーネルへのパスを指定します。
• APPEND root = / dev / nfs rw nfsroot = 192.168.50.1：/ srv / tftp / grml / live-media-path = / live / grml32-full boot = live lang = us nomce apm = power-off noprompt noeject initrd = grml /boot/grml32full/initrd.img vga = 791-ここでは、NFSを使用していることを示し、条件付きルートへのパスを書き込み、ドキュメントで推奨されているいくつかの追加パラメーターを設定し、initrdへの相対パスを示します。

あとは、TFTPサーバーとDHCPサーバーを順番に起動するだけで、PXEを起動してみることができます。すべてが正しく行われると、作成されたメニューが表示されます。





GRML Linuxアイテムを選択し、Enterキーを押して、画像の読み込みプロセスが成功したことを確認します。





このようにして、システム管理者の間で人気のあるGRMLディストリビューションをネットワークブートする機能が得られました。しかし、同じMS-DOSについてはどうでしょうか。また、BIOSをフラッシュするためのイメージを個別に準備する方法についても説明します。これについてさらに話しましょう。

DOSでは私たちは信頼します

前千年紀の80年代のオペレーティングシステムは21世紀でもまだ使用されていますか？どんなに奇妙に見えるかもしれませんが、いくつかの特定のタスクでは、MS-DOSは依然として関連性があり、それ自体にとって非常に便利です。これらのタスクの1つは、サーバー上のBIOSファームウェアを更新することです。



例として、Supemicro X11SSL-Fなどのマザーボードを取り上げ、公式サイトからBIOSアップデートをダウンロードしてみましょう。内部には、同様のファイルのセットがあります。

user@linux:~//X11SSLF0_B26> ls -l
 16592
-rw-r--r-- 1 user users   169120   1  2015 AFUDOSU.SMC
-rw-r--r-- 1 user users     5219  20  2003 CHOICE.SMC
-rw-r--r-- 1 user users    22092  27  2014 FDT.smc
-rw-r--r-- 1 user users     3799  15  2016 FLASH.BAT
-rw-r--r-- 1 user users     3739  22  2019 Readme for UP X11 AMI  BIOS.txt
-rw-r--r-- 1 user users 16777216  25 23:48 X11SSLF0.B26

      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

BIOSをフラッシュできる既製のBATファイルがすでにあることがわかります。ただし、これを行うには、サーバーがすでにMS-DOSにロードされている必要があります。次に、これを行う方法を正確に説明します。



まず、オペレーティングシステムを使用してハードディスクの小さなRAWイメージを準備する必要があります。32メガバイトの小さなディスクを備えたOracleVMVirtualBoxを介して新しい仮想マシンを作成します。QCOW形式を選択します。すべての操作の後、簡単にrawに変換できます。



確かに、MS-DOSでフロッピーディスクのイメージを取得できる場所は誰もが知っているので、仮想マシン内にマウントしてインストールを実行します。





仮想ドライブのフロッピーイメージを2回変更し、文字通り20秒後に、新しいMS-DOS 6.22OSを使用したqcowイメージを作成します。





このディスクにファイルをコピーする最も簡単な方法は、WindowsまたはLinuxを実行している他の仮想マシンにファイルをマウントすることです。この操作の後、ディスクをMS-DOS仮想マシンに再マウントし、ファイルが表示されていることを確認します。





必要に応じて、BIOSが自動的にフラッシュされるようにBATファイルを実行するように自動ロードを構成することもできます。ただし、これは潜在的に危険な操作であり、ご自身の危険とリスクで行うことを忘れないでください。次に、仮想マシンをオフにし、qemu-imgを使用して生の画像に変換します。

qemu-img convert -f qcow -O raw DOS.qcow dos.img
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

結果のIMGイメージをTFTPサーバーの別のディレクトリにコピーします。

sudo mkdir /srv/tftp/dos
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

sudo cp dos.img /srv/tftp/dos
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

次に、構成/srv/tftp/pxelinux.cfg/defaultを開いて 編集し、メニューにもう1つ項目を追加します。

LABEL DOS
        kernel memdisk
        initrd dos/dos.img
        append raw

      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

構成を保存すると、作成したイメージをロードするメニューを選択することで、PXEメニューに新しいメニュー項目が表示されます。





同様に、ユーティリティユーティリティと古いDOSゲームの両方を含むイメージを作成できます。

WindowsではVeritas

ここで、WinPE（Windowsプレインストール環境）からライブイメージを起動してみましょう。フルバージョンのダウンロードは、多くの場合、単に必要ではなく、限られた数の機能だけで十分です。これは、一部のデバイスをフラッシュするときに実際に使用されます。



1年前にNvidiaに吸収された同じMellanoxは、WinPEのさまざまなバージョンでネットワークカードをフラッシュするためのMellanoxファームウェアツールユーティリティをリリースし ます。もちろん、現在はすでにさまざまなMFTオプションが利用可能ですが、WinPEバージョンを縫う必要性に何度か直面しました。



独自のWinPEイメージを作成し、必要なソフトウェアを統合することはそれほど難しい作業ではありませんが、その説明はこの記事の範囲を超えています。このプロセスを詳細に習得するには、優れたリソースwinpe.ruにアクセスして ください。例として、打ち上げプロセスを示すために、既製のアセンブリを取り上げます。



多くの場合、このようなアセンブリは、ISOイメージまたはISOイメージを含むRARアーカイブのいずれかです。このようなイメージを選択する前に、適切なブートローダーを入手する必要があります。



wimbootは、wim（Windows Imaging Format）形式で画像をロードできる非常に単純なブートローダーです。 syslinuxと組み合わせて使用​​することも、より高度な兄弟であるiPXEと組み合わせて使用​​することもできます。 ..。/ srv / tftpに別のディレクトリを作成し ます。

sudo mkdir wimboot
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

cd wimboot
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

ブートローダー自体をダウンロードします。

wget https://github.com/ipxe/wimboot/releases/latest/download/wimboot
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

次に、イメージをマウントします。/ tmpに一時ディレクトリを作成します 。

sudo mkdir winpe
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

ダウンロードしたISOアセンブリイメージのあるディレクトリに移動し、以下を実行します。

sudo mount -o loop <_> /tmp/winpe
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

/ srv / tftpにディレクトリを作成し ます。ここに、必要なファイルを配置します。

sudo mkdir /srv/tftp/winpe
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

次に、アセンブリを検索して、4つのファイルをコピーします。

sudo cp BOOTMGR /srv/tftp/winpe
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

sudo cp bcd /srv/tftp/winpe
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

sudo cp boot.sdi /srv/tftp/winpe
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

sudo cp boot.wim /srv/tftp/winpe
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

問題は小さいです-次のセクションを構成ファイル/srv/tftp/pxelinux.cfg/defaultに追加します 。

LABEL WinPE
        menu label WinPE
        com32 linux.c32 wimboot/wimboot
        append initrdfile=winpe/BOOTMGR,winpe/bcd,winpe/boot.sdi,winpe/boot.wim

      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
    

実際、linux.c32モジュールを使用してブートローダーをロードします。これ は優れたトートロジーであり、wimbootに馴染みのある形式でパラメーターを渡します。したがって、最初にwimbootがロードされ、次に必要なファイルが解凍されて順番に実行されます。





ファイルがTFTP経由でアップロードされることを考慮することが重要ですが、これはあまり高速で便利ではありません。一般に、構成を少し変更して、別の方法で拡張できます。しかし、単純な功利主義的なタスクの場合、これで十分です。

結論の代わりに

この記事にはノウハウはありませんが、必要が生じたとき、RaspberryPiは素晴らしい仕事をしました。彼女は追加の電源コンセントを探す必要はありませんでした。最寄りの無料サーバーのUSBポートは完璧でした。眼球に詰め込まれたラック内の場所を見つけることに追加の問題はありません。正常に動作し、寸法が小さいため、いつでも手元に置いておくことができます。



ネットブートを設定するためのチュートリアルは実際にはネット上にたくさんあります。唯一の問題は、異なる画像に対して異なる手段と異なるアプローチが使用されることです。適切なアプローチの選択には時間がかかる場合があります。この資料が、RaspberryPiシングルボードコンピューターにPXEをすばやく展開する必要性に関連するさまざまなタスクを解決するときに多くの人が時間を節約するのに役立つことを願っています。