FreeBSD 主机可以从网络启动而无需本地磁盘就可操作, 使用的是从 NFS 服务器装载的文件系统。 除了标准的配置文件,无需任何的系统修改。 很容易设置这样的系统因为所有必要的元素都很容易得到:
至少有两种可能的方法从网络加载内核:
PXE:Intel® 的先启动执行环境 (Preboot Xecution Environment) 系统是一种灵活的引导 ROM 模式,这个 ROM 内建在一些网卡或主板的中。查看 pxeboot(8) 以获取更多细节。
Etherboot port (net/etherboot) 产生通过网络加载内核的可 ROM 代码。这些代码可以烧入网卡上的 PROM 上,或从本地软盘 (或硬盘) 驱动器加载,或从运行着的 MS-DOS® 系统加载。它支持多种网卡。
一个样板脚本 (/usr/share/examples/diskless/clone_root) 简化了对服务器上的工作站根文件系统的创建和维护。 这个脚本需要少量的自定义,但您能很快的熟悉它。
/etc 存在标准的系统启动文件用于侦测和支持无盘的系统启动。
可以向 NFS 文件或本地磁盘进行交换(如果需要的话)。
设置无盘工作站有许多方法。 有很多相关的元素大部分可以自定义以适合本地情况。 以下将介绍一个完整系统的安装,强调的是简单性和与标准 FreeBSD 启动脚本的兼容。介绍的系统有以下特性:
无盘工作站使用一个共享的只读 / 文件系统和一个共享的只读/usr。
root 文件系统是一份标准的 FreeBSD 根文件系统 (一般是服务器的),只是一些配置文件被特定于无盘操作的配置文件覆盖。
root 文件系统必须可写的部分被 mfs(8) (FreeBSD 4.X) 或 md(4) (FreeBSD 5.X) 文件系统覆盖。 任何的改写在重启后都会丢失。
内核由 etherboot 或 PXE 传送和加载, 有些情况可能会指定使用其中之一。
Caution如上所述,这个系统是不安全的。 它应该处于网络的受保护区域并不被其它主机信任。
这部分所有的信息都已使用 FreeBSDreleases 4.9-RELEASE 和 5.2.1-RELEASE 测试过。文本主是使用 4.X 格式组织的。为适应 5.X 的改变,都有注释被加入。
设置无盘工作站相对要简单而又易出错。 有时分析一些原因是很难的。例如:
编译时选项在运行时可能产生不同的行为。
出错信息经常是加密了的或根本就没有。
在这里, 涉及到的一些背景知识对于可能出现的问题的解决是很有帮助的。
要成功地引导系统还有些操作需要做。
机子需要获取初始的参数,如它的 IP 地址、执行文件、服务器名、根路径。这个可以使用 或 BOOTP 协议来完成。 DHCP 是 BOOTP 的兼容扩展, 并使用相同的端口和基本包格式。
只使用 BOOTP 来配置系统也是可行的。 bootpd(8) 服务程序被包含在基本的 FreeBSD 系统里。
不过,DHCP 相比 BOOTP 有几个好处 (更好的配置文件,使用 PXE 的可能性,以及许多其它并不直接相关的无盘操作), 接着我们会要描述一个 DHCP 配置, 可能的话会利用与使用 bootpd(8) 相同的例子。这个样板配置会使用ISC DHCP 软件包 (3.0.1.r12 发行版安装在测试服务器上)。
机子需要传送一个或多个程序到本地内存。 TFTP 或 NFS 会被使用。选择TFTP 还是 NFS 需要在几个地方的“编译时间”选项里设置。 通常的错误源是为文件名指定了错误的协议:TFTP 通常从服务器里的一个单一目录传送所有文件,并需要相对这个目录的文件名。 NFS 需要的是绝对文件路径。
介于启动程序和内核之间的可能的部分需要被初始化并执行。 在这部分有几个重要的变量:
PXE 会装入 pxeboot(8)——它是 FreeBSD 第三阶段装载器的修改版。 loader(8) 会获得许多参数用于系统启动, 并在传送控制之前把它们留在内核环境里。 在这种情况下,使用 GENERIC 内核就可能了。
Etherboot 会做很少的准备直接装载内核。 您要使用指定的选项建立 (build) 内核。
PXE 和 Etherboot 在 4.X 系统里工作得一样的好。因为 5.X 内核通常让 loader(8) 做了更多的事情,PXE 比较适合 5.X 系统。
如果您的 BIOS 和网卡支持 PXE,您应该使用它。当然, 使用 Etherboot 依然可以启动 5.X 系统。
最后,机子需要访问它的文件系统。 NFS 使用在所有的情况下。
查看 diskless(8) 手册页。
ISC DHCP 服务器可以回应 BOOTP 和 DHCP 的请求。
对于4.9的发行版,ISC DHCP 3.0 并不属于基本系统。首先您需要安装 net/isc-dhcp3-server port 或相应的“包”。
一旦安装了 ISC DHCP, 还需要一个配置文件才能运行 (通常名叫 /usr/local/etc/dhcpd.conf)。 这里有个注释过的例子,里边主机 margaux 使用 Etherboot, 而主机corbieres 使用 PXE:
default-lease-time 600; max-lease-time 7200; authoritative; option domain-name "example.com"; option domain-name-servers 192.168.4.1; option routers 192.168.4.1; subnet 192.168.4.0 netmask 255.255.255.0 { use-host-decl-names on; option subnet-mask 255.255.255.0; option broadcast-address 192.168.4.255; host margaux { hardware ethernet 01:23:45:67:89:ab; fixed-address margaux.example.com; next-server 192.168.4.4; filename "/data/misc/kernel.diskless"; option root-path "192.168.4.4:/data/misc/diskless"; } host corbieres { hardware ethernet 00:02:b3:27:62:df; fixed-address corbieres.example.com; next-server 192.168.4.4; filename "pxeboot"; option root-path "192.168.4.4:/data/misc/diskless"; } }
这里紧跟的是一个等效的 bootpd 配置 (减少到一个客户端)。这个可以在 /etc/bootptab 里找到。
请注意:为了使用BOOTP,etherboot 必须使用非默认选项 NO_DHCP_SUPPORT 来进行编译,而且 PXE 需要 DHCP。bootpd 的唯一可见的好处是它存在于基本系统中。
.def100:\ :hn:ht=1:sa=192.168.4.4:vm=rfc1048:\ :sm=255.255.255.0:\ :ds=192.168.4.1:\ :gw=192.168.4.1:\ :hd="/tftpboot":\ :bf="/kernel.diskless":\ :rp="192.168.4.4:/data/misc/diskless": margaux:ha=0123456789ab:tc=.def100
Etherboot 的网站 包含有更多的文档 ——主要瞄准的是 Linux 系统,但无疑包含有有用的信息。 如下列出的是关于在 FreeBSD 系统里使用 Etherboot。
首先您必须安装net/etherboot 包或 port。
您可以改变 Etherboot 的配置 (如使用 TFTP 来代替 NFS), 方法是修改 Config 文件——在 Etherboot 源目录里。
对于我们的设置,我们要使用一张启动软盘。 对于其它的方法(PROM,或 MS-DOS程序), 请参考 Etherboot 文档。
想要使用启动软盘,先插入一张软盘到安装有 Etherboot 的机器的驱动器里, 然后把当前路径改到 src 目录——在 Etherboot 树下, 接着输入:
# gmake bin32/devicetype.fd0
devicetype 依赖于无盘工作站上的以太网卡的类型。 参考在同一个目录下的 NIC 文件确认正确的 devicetype。
默认地,pxeboot(8) 装载器通过 NFS 装载内核。它可以编译来使用 TFTP——通过在文件 /etc/make.conf 里指定 LOADER_TFTP_SUPPORT 选项来代替。查看 /etc/defaults/make.conf 里的注释 (或5.X系统的 /usr/share/examples/etc/make.conf) 可以获得指导。
其它有两个未说明的 make.conf 选项——它可能对于设置一系列控制台无盘机器会有用: BOOT_PXELDR_PROBE_KEYBOARD和 BOOT_PXELDR_ALWAYS_SERIAL (后者只存在于 FreeBSD 5.X 里)。
当机器启动里,要使用 PXE, 通常需要选择 Boot from network 选项——在 BIOS 设置里, 或者在 PC 初始化的时候输入一个功能键 (function key)。
如果您正在使用 PXE 或 Etherboot——配置使用了 TFTP,那么您需要在文件服务器上启用 tftpd:
建立一个目录——从那里 tftpd 可以提供文件服务,如 /tftpboot。
把这一行加入到 /etc/inetd.conf里:
tftp dgram udp wait root /usr/libexec/tftpd tftpd -l -s /tftpboot
Note: 好像有一些版本的 PXE 需要 TCP 版本的 TFTP。 在这种情况下,加入第二行,使用 stream tcp 来代替 dgram udp。
让 inetd 重读它的配置文件:
# kill -HUP `cat /var/run/inetd.pid`
您可把 tftpboot 目录放到服务器上的什何地方。 确定这个位置设置在 inetd.conf 和 dhcpd.conf 里。
在所有的情况下,您都需要启用 NFS, 并且 NFS 服务器上导出相应的文件系统。
把这一行加入到/etc/rc.conf里:
nfs_server_enable="YES"
通过往 /etc/exports 里加入下面几行(调整“载入点”列, 并且使用无盘工作站的名字替换 margaux corbieres), 导出文件系统——无盘根目录存在于此:
/data/misc -alldirs -ro margaux corbieres
让 mountd 重读它的配置文件。如果您真的需要启用第一步的 /etc/rc.conf 里 NFS, 您可能就要重启系统了。
# kill -HUP `cat /var/run/mountd.pid`
如果您在使用 Etherboot, 您需要为无盘客户端建立内核配置文件, 使用如下选项(除了常使用的外):
options BOOTP # Use BOOTP to obtain IP address/hostname options BOOTP_NFSROOT # NFS mount root filesystem using BOOTP info
您可能也想使用 BOOTP_NFSV3, BOOT_COMPAT 和 BOOTP_WIRED_TO (参考 4.X 里的 LINT 或5.X里的 NOTES)。
这些名字具有历史性,并且有些有些误导, 因为它们实际上启用了内核里 (它可能强制限制 BOOTP 或 DHCP 的使用),与 DHCP 和 BOOTP 的无关的应用。
编译内核(参考Chapter 8), 然后将它复制到 dhcpd.conf 里指定的地方。
Note: 当使用 PXE 里, 使用以上选项建立内核并不做严格要求(尽管建议这样做)。 启用它们会在内核启动时引起更多的 DHCP 提及过的请求,带来的小小的风险是在有些特殊情况下新值和由 pxeboot(8) 取回的值之间的不一致性。 使用它们的好处是主机名会被附带设置。否则, 您就需要使用其它的方法来设置主机名,如在客户端指定的 rc.conf 文件里。
Note: 为了使带有 Etherboot 的 5.X 内核可引导,就需要把设备提示 (device hint) 编译进去。通常要在配置文件(查看 NOTES 配置注释文件) 里设置下列选项:
hints "GENERIC.hints"
您需要为无盘工作站建立根文件系统,位置列在 dhcpd.conf 里的 root-path 里边。下面部分描述了要这样做的两种方法:
这是建立根文件系统最快的方法,只是目前只在 FreeBSD4.X 里支持。这个 shell 脚本位于 /usr/share/examples/diskless/clone_root 并且需要定制,至少需要调整将会被建立文件系统的地方 (DEST 可变)。
参考用于指导的脚本的最前边的注释。 它们说明了如何建立一个基本文件系统, 并且如果根据特定版本的无盘工作站、子网或个人工作站选择性地忽略。 它们也为无盘的 /etc/fstab 的 /etc/rc.conf 文件给出了例子。
在 /usr/share/examples/diskless 里的 README 文件包含了许多有趣的背景信息, 但是,他们同 diskless 目录里的其它例子一起, 实际上说明了一种配置方法——与被 clone_root 和 /etc 里的系统启动脚本使用的完全不同,这个有点迷惑人。 使用它们只用做参考, 除非您使用它们所描述的方法——这种情况下您需要定制 rc 脚本。
这种方法可以应用到 FreeBSD 4.X 或 5.X, 而且会安装一个彻底干净的系统(不仅仅是根文件系统)到 DESTDIR。您需要做的就是简单地执行下面的脚本:
#!/bin/sh export DESTDIR=/data/misc/diskless mkdir -p ${DESTDIR} cd /usr/src; make world && make kernel cd /usr/src/etc; make distribution
一旦完成,您可能需要定制 /etc/rc.conf 和 /etc/fstab——根据您的需要放到 DESTDIR里。
如果需要,位于服务器上的交换文件可以通过 NFS 来访问。完成它的一种普遍使用的方法在 5.X 的发行版里已不再继续(使用)。
交换文件的位置和大小可以使用BOOTP/DHCP 来指定,FreeBSD 指定的选项是 128 和 129。用于 ISC DHCP 3.0 或 bootpd的配置文件例子如下:
把下边几行加到 dhcpd.conf 里:
# Global section option swap-path code 128 = string; option swap-size code 129 = integer 32; host margaux { ... # Standard lines, see above option swap-path "192.168.4.4:/netswapvolume/netswap"; option swap-size 64000; }
swap-path 指的是存放交换文件存的路径。 每个文件会命名为 swap.client-ip。
旧版的 dhcpd 使用的风格是 option option-128 "...,这个已不在支持。
/etc/bootptab 会使用下面的格式代替:
T128="192.168.4.4:/netswapvolume/netswap":T129=0000fa00
Note: 在 /etc/bootptab 里, 交换大小必须以十六进制表示。
在 NFS 交换文件服务器上,建立交换文件:
# mkdir /netswapvolume/netswap # cd /netswapvolume/netswap # dd if=/dev/zero bs=1024 count=64000 of=swap.192.168.4.6 # chmod 0600 swap.192.168.4.6
192.168.4.6 是无盘客户端的 IP 地址。
在 NFS 交换文件服务器上, 增加下面几行到 /etc/exports:
/netswapvolume -maproot=0:10 -alldirs margaux corbieres
然后让 mountd 重读 exports文件,同上。
这个内核在启动时并不支持启用 NFS。 Swap 必须在启动脚本里启用,方法是装入一个可写的文件系统, 然后建立和启用交换文件。要建立一个适当大小的交换文件, 您可以这样做:
# dd if=/dev/zero of=/path/to/swapfile bs=1k count=1 oseek=100000
要启用它,您须要把下面几行加到 rc.conf里:
swapfile=/path/to/swapfile
如果无盘工作站是配置来支持 X, 那么您就必须调整 XDM 配置文件,因为它默认把错误信息写到 /usr。
当用作根文件系统的服务器运行的是不 FreeBSD,您须要在 FreeBSD 机器上建立根文件系统, 然后把它复制到它的目的地,使用的命令可以是 tar 或 cpio。
在这种情况下,有时对于 /dev 里的一些特殊的文件会有问题,原因就是不同的 “最大/最小”整数大小。 一种解决的方法就是从非 FreeBSD 服务里导出一个目录, 并把它载入 FreeBSD 到机子上,然后在 FreeBSD 机子上执行 MAKEDEV 来建立正确的设备条目 (FreeBSD 5.0及新版使用 devfs(5) 来为用户透明地分派设备节点,在这些版本上执行 MAKEDEV 是毫无意义的)。