OpenWrt 实现 PXE 服务器 (TFTP+NFS) 以引导无盘工作站

随风 • 2022-06-19 • Linux教程, 教程 • 615 阅读

一、综述
顾名思义，无盘系统是用于网吧、机房等公用计算机的一种网络传输技术。使用无盘系统启动的计算机将不使用本机的硬盘获得启动系统，而是通过网络的指定服务器去获得启动系统的镜像，并下载回本机后用于机器启动。PXE (Pre-boot Execution Environment) 是由 Intel 设计的协议，它是无盘系统的一种实现形式。很巧，OpenWrt 作为路由器操作系统，工作在网关模式下支持标准 DHCP, TFTP 和 NFS 协议实现；而目前大多数带有板载有线网卡的机器都支持网络启动 (Network Boot)，能够在客户端侧支持 PXE。
本文以 https://blog.nanpuyue.com/2013/027.html 为原本，适当修改了部分内容以适应时代的变化，旨在使其能够支持 Ubuntu 22.04 LTS 的启动，为近世治理提供参考（错乱）。
需求硬件：

- 运行在网关模式下的 OpenWrt 设备（一般是路由器）；
- 附着在上述 OpenWrt 设备上的至少 8GB 的空闲存储空间（路由器自带的也行，外接的 U 盘也行）；
- 有线连接至上述 OpenWrt 设备的支持网络启动的计算机。

本方案继承原文，以 Ubuntu 作为案例，能够向旧兼容到 Ubuntu 12.04 LTS，其他发行版亦可参考本文。
二、下载 Ubuntu 镜像
对于 Ubuntu 镜像，问就是清华大学的 OpenTUNA https://opentuna.cn/ubuntu-releases/22.04/ubuntu-22.04-desktop-amd64.iso （通过亚马逊云科技的 CloudFront 分发，基本没有限速）。对于 8GB 及以上内存的电脑来说，64 位的 Ubuntu Desktop 还是能够轻松对付的。
三、调整和挂载相关目录
OpenWrt 挂载目录的方案请自行查找，本文将 13.94GB 的分区

/dev/mmcblk0p3

挂载为

/mnt/main

目录详情如下：

/mnt/main/nfsroot

NFS 根目录；

/mnt/main/tftproot

TFTP 根目录。

四、TFTP 和 NFS 环境配置
安装软件包

nfs-kernel-server-utils

（一般都安装了）：

NFS 设置共享目录，“路径”填写

/mnt/main/nfsroot/

，“允许的客户端”填写

“选项”填写：

rw,no_root_squash,async,insecure,no_subtree_check

如果 OpenWrt 没有图形界面，或未安装 NFS 管理的 LuCI APP，则修改/etc/exports

，加入一行

/mnt/main/nfsroot/    *(rw,no_root_squash,async,insecure,no_subtree_check)

，保存后执行

exportfs -rv

网络-DHCP/DNS 处提供了 TFTP 配置，其中“启用 TFTP 服务器”调整为“使能”（即勾选），“TFTP 服务器根目录”填写

/mnt/main/tftproot

，“网络启动镜像”填写

pxelinux.0

如果 OpenWrt 没有图形界面，则修改

/etc/config/dhcp

然后修改：

config dnsmasq

内写入以下内容：

option enable_tftp '1'
option tftp_root '/mnt/main/tftproot'

新起一行，填入以下内容：

config boot linux
        option filename 'pxelinux.0'
        option serveraddress '172.18.54.1'
        option servername 'OpenWrt'

其中，172.18.54.1为 OpenWrt 的 IP 地址。

执行

/etc/init.d/dnsmasq restar

重启 DNSmasq。
五、上传镜像
打开步骤二下载的镜像，解压其

.disk

和

casper

文件夹。

将其上传到 OpenWrt 的/mnt/main/nfsroot 目录。

六、配置 PXELinux
将步骤五中casper文件夹中的initrd和vmlinuz文件上传到 OpenWrt 的/mnt/main/tftproot目录。
下载 Debian Installer for NetBoot （Ubuntu 没有这个） https://opentuna.cn/debian/dists/bullseye/main/installer-amd64/current/images/netboot/netboot.tar.gz ，解压以下文件至同一文件夹：

debian-installer/amd64/pxelinux.0
debian-installer/amd64/boot-screens/ldlinux.c32
debian-installer/amd64/boot-screens/libcom32.c32
debian-installer/amd64/boot-screens/libutil.c32
debian-installer/amd64/boot-screens/vesamenu.c32

将其上传到 OpenWrt 的/mnt/main/tftproot目录。
在/mnt/main/tftproot目录新建文件pxelinux.cfg

，在/mnt/main/tftproot/pxelinux.cfg目录新建文件default

并填入以下内容：

default vesamenu.c32

prompt 0

timeout 30

menu title UBUNTU LIVE

label ^Ubuntu Desktop

kernel vmlinuz

append initrd=initrd ip=dhcp boot=casper netboot=nfs nfsroot=172.18.54.1:/mnt/main/nfsroot locale=zh_CN.UTF-8

其中，172.18.54.1为 OpenWrt 的 IP 地址。

/mnt/main/tftproot

目录的文件如下：

七、引导
不同主板开启“从网络引导 ROM”功能的操作步骤不尽相同，建议联系主板制造商获得支持。

由于 NVIDIA 显卡对 Linux 一贯以来的不友好和 Ubuntu 22.04 的 bug，部分使用 NVIDIA 显卡输出的设备在 Ubuntu 22.04 下默认色彩异常，可以通过“设置”里的“色彩”调整解决。

文件系统结构欣赏：

鸣谢