安裝、設定 PXE Server

#2019/09/23 修訂

PXE 開機伺服器建置

從現在開始我們要進行虛擬電腦教室的安裝，有關所有檔案的定義請參考下圖：

安裝 qemu 套件

請以 root 權限安裝 qemu-utils qemu-system-x86 套件，指令如下：

# apt-get install qemu-utils qemu-system-x86

裝完之後請以一般使用者權限執行
$ qemu-img --help



開機之問題排除

當我們執行 qemu 時，會出現底下錯誤：
qemu: could not load PC BIOS 'bios.bin'

這是因為 qemu 在執行時會使用到一些 BIOS 的檔案，這些檔案在 qemu 中並未提供，而是要安裝 seabios 套件，因此請執行

apt-get install seabios

將 seabios 套件安裝，並且在 /usr/local/share/qemu 作連結，指令如下：

# ln -sf /usr/share/bios/*.bin

作好連結後再啟動  runpxe.sh，此時即可順利進入 qemu 畫面，並讓 pxe server 順利開機。
一旦 Qemu 可以正常執行之後，我們即可立即動手建立虛擬電腦教室中的第一台電腦，這台電腦將會是整間虛擬電腦教室的 pxe、dhcp 以及安裝伺服器，我們將此電腦命名為 pxeserver。

PXE Server 影像檔建置

PXE Server 並不需要太大的硬碟空間，因此我們設定一個 2GB 大小的影像檔即可，這個檔案我們命名為 pxeserver.img，請執行底下指令來建立此影像檔。

~/virtualclassroom $ qemu-img create pxeserver.img 2G -f qcow2

建立完畢後，我們可以執行 ls -l pxeserver.img 來觀看此檔案，其輸出如下所示：

-rw-r--r-- 1 hunter hunter 2147483648  3月 27 20:23 pxeserver.img


乍看之下 pxeserver.img 的大小為 2 GB (2147483648 bytes)，但是如果我們以 du 這個指令來觀看其大小如底下所示：

du -sh pxeserver.img

會發現其輸出為 0 如底下所示,這是因為 qemu-img 所建立的檔案是一個會長大的檔案,一開始新建的檔案大小為 0,而當我們使用此檔來進行作業系統安裝時,它會隨著容量的增加而(自)己長大,一直到 2 GB 為止。

0 pxeserver.img



安裝 Debian X86_64 作業系統

接下來要開始使用 Qemu 安裝 Debian X86_64 作業系統(至) pxeserver.img，安裝「標準系統工具」即可,其它套件例如桌面環境 (Debian desktop environment) 等不必安裝,以節省空間。

請把 Debian 的 ISO 檔放在 /opt/iso/debian-8.3.0-amd64-CD-1.iso

然後執行：

~/virtualclassroom $  qemu-system-x86_64 -enable-kvm -m 2048 -cpu host -smp 2 -drive file=pxeserver.img,format=qcow2 -cdrom /opt/iso/debian-10.1.0-amd64-netinst.iso -boot d

我們可以另外編輯一個 buildpxe.sh 的檔案，其內容如下：

qemu-system-x86_64 -enable-kvm -m 2048 -cpu host -smp 2 \
        -drive file=pxeserver.img,format=qcow2 \
        -cdrom /opt/iso/debian-10.1.0-amd64-netinst.iso \
        -boot d
然後在 ~/virtualclassroom 目錄中執行 sh buildpxe.sh 即可。請安裝 base install，硬碟讓系統自動幫你分割。



啟動 PXE Server

建立好 PXE Server 之後,我們可以另外使用 runpxe.sh 來啟動 PXE Server,其內容如下所示。


# IP=192.168.10.254
# PXE Server

CPU=host
SMP=2
MEMORY=1024
HDA=pxeserver.img
MAC="DE:AD:BE:CF:EC:B7"
BRIDGE=br10
CDROM=/opt/iso/debian-10.1.0-amd64-netinst.iso

qemu-system-x86_64 -enable-kvm -cpu $CPU -smp $SMP -m $MEMORY \
-drive file=$HDA,format=qcow2 \
-net nic,macaddr=$MAC -net bridge,br=$BRIDGE \
-boot c

如果不曉得要怎麼生虛擬 MAC Address 的可以至 https://miniwebtool.com/mac-address-generator/ 網址自己產生一個。

儲存完畢後執行：

~/virtualclassroom $ sh runpxe.sh 

failed to create tun device: Operation not permitted

qemu-system-x86_64: -net bridge,br=br10: bridge helper failed

此訊息是因為 qemu bridge helper 這個檔案的權限不足所致，因此我們要自行設定此檔案有 u+s 的權限，請以 root 權限切換至 /usr/lib/qemu 底下有一個 qemu-bridge-helper 的檔案，其屬性如下：

/usr/lib/qemu# ls -l
總計 16
-rwxr-xr-x 1 root root 14328  8月  9 18:41 qemu-bridge-helper

請以 root 權限執行：

/usr/lib/qemu# chmod u+s qemu-bridge-helper 

作完之後其屬性為：

ls -l

總計 16

-rwsr-xr-x 1 root root 14328  8月  9 18:41 qemu-bridge-helper

接著恢復一般使用者權限執行：

~/virtualclassroom $ sh runpxe.sh
access denied by acl file
qemu-system-x86_64: -net bridge,br=br10: bridge helper failed

此時會有另一個錯誤訊息叫 access denied by acl file，要解決這個問題，必須以 root 權限在 /etc/qemu 目錄底下新增一個 bridge.conf，裡面的內容是：

allow br10

然後再以一般使用者權限執行：

~/virtualclassroom $ sh runpxe.sh 

此時應該可以看到 pxe 這台虛擬機正確啟動，沒有問題。PXE 伺服器啟動後，我們來驗收一下系統，請執行：

$ cat /proc/cpuinfo
$ free -h
$ df -h

來看 CPU、記憶體以及硬碟空間。