详解CentOS 7中PXE高效批量网络装机与kickstart无人值守技术

PXE高效批量网络装机

服务器的批量部署

  • 规模化:同时装配多台服务器
  • 自动化:安装系统、配置各种服务
  • 远程实现:不需要光盘、U盘等安装介质

关于PXE网络

PXE

  • 预启动执行环境,在操作系统之前运行
  • 可用于远程安装,构建无盘工作站

服务端

  • 运行DHCP服务,用来分配地址、定位引导程序

    • DHCP 自动分配IP地址 定位引导文件
  • 运行TFTP服务器,提供引导程序下载

    • TFTP 简单文件传输协议
    • 使用UDP协议
    • 端口号69号
    • 优点:高效率
    • 缺点:容量小
    • 用于存放:引导程序pxelinux.0syslinux软件包),压缩内核vmlinuz,系统初始化文件initrd.img,启动菜单default
  • 运行FTP服务,提供镜像文件下载

    • FTPvsftpd) 文件传输协议

    • 优点:安全 ,容量大
    • 缺点:传输速度慢

    • 使用TCP协议

    • 端口号20用于数据传输 ,端口号21用于连接
    • 用于存放:系统镜像
  • 安装包:dhcptftp-servervsftpdsyslinux

客户端

  • 网卡支持PXE协议
  • 主板支持网络启动

基本部署过程

  • 准备CentOS 7安装源(YUM仓库)
  • 启用TFTP服务,并提供内核、引导程序
  • 启用DHCP服务,用来分配地址、指出引导程序位置
  • 配置启动菜单

TFTP服务及引导文件

  • 安装tftp-server软件包,启用tftp服务
  • 准备内核文件vmlinuz、初始化镜像initrd.img
  • 准备引导程序文件pxelinux.0

DHCP服务的PXE设置

  • next-server //指向TFTP路径
  • filename //引导程序文件位置

默认的启动菜单文件

  • 创建/var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg/default
  • 目录名称pxelinux.cfg不可更改

验证PXE网络安装

  • 调整BIOS设置,以便从网络引导
  • 自动获取IP地址,并指定CentOS 7安装源
  • 其余过程与本地安装相同

Demo

1、首先在VMware 15虚拟机中配置一台虚拟机,不安装系统,网卡设置处于仅主机模式,用于验证PXE网络装机,并打开CentOS 7虚拟机,配置双网卡模式,原网卡用于网络连接,便于我们安装服务软件,添加的网卡设置为仅主机模式,使其与配置的虚拟机绑定在同一设备中,同时在添加的网卡中配置静态IP地址,可以给配置的虚拟机提供IP地址。

《详解CentOS 7中PXE高效批量网络装机与kickstart无人值守技术》

《详解CentOS 7中PXE高效批量网络装机与kickstart无人值守技术》

[root@localhost ~]# ifconfig    //查看CentOS 7系统中网卡信息
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500     //原网卡信息
        inet 192.168.144.133  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.144.255
        inet6 fe80::a85a:c203:e2e:3f3c  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:5b:d3:a0  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 26199  bytes 36984367 (35.2 MiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 8391  bytes 524793 (512.4 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens36: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500         //添加的网卡信息
        inet6 fe80::deb1:3cec:3e26:5ec2  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:5b:d3:aa  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 10  bytes 1308 (1.2 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/          //进入网卡配置文件目录
[root@localhost network-scripts]# ls                            //查看信息
ifcfg-ens33  ifdown-ippp    ifdown-sit       ifup-bnep  ifup-plip    ifup-Team          network-functions-ipv6
ifcfg-lo     ifdown-ipv6    ifdown-Team      ifup-eth   ifup-plusb   ifup-TeamPort
ifdown       ifdown-isdn    ifdown-TeamPort  ifup-ib    ifup-post    ifup-tunnel
ifdown-bnep  ifdown-post    ifdown-tunnel    ifup-ippp  ifup-ppp     ifup-wireless
ifdown-eth   ifdown-ppp     ifup             ifup-ipv6  ifup-routes  init.ipv6-global
ifdown-ib    ifdown-routes  ifup-aliases     ifup-isdn  ifup-sit     network-functions
[root@localhost network-scripts]# cp -p ifcfg-ens33 ifcfg-ens36      //复制ens33配置文件为ens36
[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens36               //编辑网卡信息
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static               //更改dhcp为static
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens36                        //更改33为36
DEVICE=ens36                      //更改33为36
ONBOOT=yes 
IPADDR=192.168.100.100            //配置IP地址
NETMASK=255.255.255.0             //配置子网掩码
GATEWAY=192.168.100.1             //配置网关
~                                 //注意:删除UUID条目                                                           
~                                                                                          
~                                                                                          
~                                                                                          
~                                                                                          
~                                                                                          
~                                                                                          
:wq
[root@localhost network-scripts]# service network restart              //重启网卡服务
Restarting network (via systemctl):                        [  确定  ]
[root@localhost network-scripts]# ifconfig                               //查看网卡信息
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.144.133  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.144.255
        inet6 fe80::a85a:c203:e2e:3f3c  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:5b:d3:a0  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 124487  bytes 178695031 (170.4 MiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 35758  bytes 2193524 (2.0 MiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens36: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500        //获取静态IP地址
        inet 192.168.100.100  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.100.255
        inet6 fe80::f6eb:23e3:3afb:fef4  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:5b:d3:aa  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 2  bytes 486 (486.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 186  bytes 32776 (32.0 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

2、安装DHCP服务,并编辑DHCP服务配置文件

[root@localhost network-scripts]# yum install dhcp -y
已加载插件:fastestmirror, langpacks
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * base: mirrors.163.com
 * extras: mirrors.huaweicloud.com
 * updates: mirrors.huaweicloud.com
正在解决依赖关系
--> 正在检查事务
---> 软件包 dhcp.x86_64.12.4.2.5-68.el7.centos.1 将被 安装
...//省略部分内容...
已安装:
  dhcp.x86_64 12:4.2.5-68.el7.centos.1                                                     

作为依赖被升级:
  dhclient.x86_64 12:4.2.5-68.el7.centos.1    dhcp-common.x86_64 12:4.2.5-68.el7.centos.1  
  dhcp-libs.x86_64 12:4.2.5-68.el7.centos.1  

完毕!
[root@localhost network-scripts]# cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf 
cp:是否覆盖"/etc/dhcp/dhcpd.conf"? yes         //复制DHCP配置文件模板到配置文件中,输入yes确认
[root@localhost network-scripts]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf   //编辑配置DHCP配置文件
...//省略部分内容...
ubnet 192.168.100.0 netmask 255.255.255.0 {            //设置网段地址
        range 192.168.100.20 192.168.100.30;           //设置IP地址分配范围
        option routers 192.168.100.100;                //设置网关,指向自己,方便服务器分配地址
        option domain-name-servers 8.8.8.8;            //设置分配DNS地址
        next-server 192.168.100.100;                   //设置指向TFTP服务器地址,也就是本机
        filename "pxelinux.0";                         //设指向引导文件位置,注意:文件名不可输错
}
...//省略部分内容...
:wq                            //保存退出

3、安装引导程序文件

[root@localhost network-scripts]# yum install syslinux -y   //安装引导程序
已加载插件:fastestmirror, langpacks
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * base: mirrors.163.com
 * extras: mirrors.huaweicloud.com
 * updates: mirrors.huaweicloud.com
正在解决依赖关系
--> 正在检查事务
---> 软件包 syslinux.x86_64.0.4.05-15.el7 将被 安装
...//省略部分内容...
已安装:
  syslinux.x86_64 0:4.05-15.el7                                                                                 
完毕!
[root@localhost network-scripts]# rpm -ql syslinux | grep pxelinux.0   //查看安装的软件中是否成功安装引导文件
/usr/share/syslinux/gpxelinux.0
/usr/share/syslinux/pxelinux.0      //程序引导文件

4、安装TFTP服务软件

[root@localhost network-scripts]# yum install tftp-server -y   //安装tftp服务
已加载插件:fastestmirror, langpacks
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * base: mirrors.163.com
 * extras: mirrors.huaweicloud.com
 * updates: mirrors.huaweicloud.com
正在解决依赖关系
--> 正在检查事务
---> 软件包 tftp-server.x86_64.0.5.2-22.el7 将被 安装
...//省略部分内容...
已安装:
  tftp-server.x86_64 0:5.2-22.el7                                                                               
完毕!
[root@localhost network-scripts]# rpm -ql tftp-server        //查看tftp服务列表
/etc/xinetd.d/tftp                                    //tftp配置文件目录
/usr/lib/systemd/system/tftp.service
/usr/lib/systemd/system/tftp.socket
/usr/sbin/in.tftpd
/usr/share/doc/tftp-server-5.2
/usr/share/doc/tftp-server-5.2/CHANGES
/usr/share/doc/tftp-server-5.2/README
/usr/share/doc/tftp-server-5.2/README.security
/usr/share/man/man8/in.tftpd.8.gz
/usr/share/man/man8/tftpd.8.gz
/var/lib/tftpboot                                     //tftp站点目录                               

5、将引导程序文件放入tftp服务站点中,并开启tftp服务功能

[root@localhost network-scripts]# cp /usr/share/syslinux/pxelinux.0 /var/lib/tftpboot/  //将文件复制入tftp站点中
[root@localhost network-scripts]# cd /var/lib/tftpboot/     //进入tftp站点
[root@localhost tftpboot]# ls                               //查看目录信息
pxelinux.0                                                   //引导程序文件添加入站点
[root@localhost tftpboot]# vim /etc/xinetd.d/tftp            //进入编辑tftp主配置文件
# default: off
# description: The tftp server serves files using the trivial file transfer \
#       protocol.  The tftp protocol is often used to boot diskless \
#       workstations, download configuration files to network-aware printers, \
#       and to start the installation process for some operating systems.
service tftp
{
        socket_type             = dgram
        protocol                = udp
        wait                    = yes
        user                    = root
        server                  = /usr/sbin/in.tftpd
        server_args             = -s /var/lib/tftpboot
        disable                 = no                     //更改yes为no开启服务功能
        per_source              = 11
        cps                     = 100 2
        flags                   = IPv4
}
~                                                                                                             
:wq                                                    //保存退出

6、安装ftp服务功能,并将镜像文件CentOS 7挂载在ftp站点中,并找到系统初始文件与压缩内核文件,将其添加到的tftp站点中。

《详解CentOS 7中PXE高效批量网络装机与kickstart无人值守技术》

[root@localhost tftpboot]# yum install vsftpd -y
已加载插件:fastestmirror, langpacks
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * base: mirrors.163.com
 * extras: mirrors.huaweicloud.com
 * updates: mirrors.huaweicloud.com
正在解决依赖关系
--> 正在检查事务
---> 软件包 vsftpd.x86_64.0.3.0.2-25.el7 将被 安装
...//省略部分内容...
已安装:
  vsftpd.x86_64 0:3.0.2-25.el7                                                                                  
完毕!
[root@localhost tftpboot]# rpm -ql vsftpd     //查看ftp服务文件列表
...//省略部分内容...
/usr/share/man/man5/vsftpd.conf.5.gz
/usr/share/man/man8/vsftpd.8.gz
/var/ftp                            //ftp站点位置
/var/ftp/pub
[root@localhost ~]# cd /var/ftp/       //进入ftp服务站点
[root@localhost ftp]# ls               //查看目录
pub
[root@localhost ftp]# mkdir centos7      //创建目录centos7目录用户挂载镜像文件
[root@localhost ftp]# ls                 //查看
centos7  pub                             //创建成功
[root@localhost ftp]# mount /dev/sr0 /var/ftp/centos7/     //将镜像文件挂载到ftp站点中centos7目录
mount: /dev/sr0 写保护,将以只读方式挂载
[root@localhost ftp]# df -hT                               //查看磁盘信息
文件系统       类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda2      xfs        20G  3.7G   17G   19% /
devtmpfs       devtmpfs  898M     0  898M    0% /dev
tmpfs          tmpfs     912M     0  912M    0% /dev/shm
tmpfs          tmpfs     912M  9.0M  903M    1% /run
tmpfs          tmpfs     912M     0  912M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5      xfs        10G   37M   10G    1% /home
/dev/sda1      xfs       6.0G  174M  5.9G    3% /boot
tmpfs          tmpfs     183M   28K  183M    1% /run/user/0
/dev/sr0       iso9660   4.3G  4.3G     0  100% /var/ftp/centos7     //成功挂载
[root@localhost ftp]# cd centos7/           //进入centos7目录
[root@localhost centos7]# ls                //查看挂载的镜像信息
CentOS_BuildTag  EULA  images    LiveOS    repodata              RPM-GPG-KEY-CentOS-Testing-7
EFI              GPL   isolinux  Packages  RPM-GPG-KEY-CentOS-7  TRANS.TBL
[root@localhost centos7]# cd images/     //进入images目录
[root@localhost images]# ls              //查看目录信息
efiboot.img  pxeboot  TRANS.TBL
[root@localhost images]# cd pxeboot/     //进入pxeboot目录
[root@localhost pxeboot]# ls              //查看目录信息
initrd.img  TRANS.TBL  vmlinuz           //压缩内核与系统初始化文件
[root@localhost pxeboot]# cp initrd.img vmlinuz /var/lib/tftpboot/  //将压缩内核与系统初始化文件添加入tdtp站点
[root@localhost pxeboot]# ls /var/lib/tftpboot/     //查看tftp站点信息
initrd.img  pxelinux.0  vmlinuz                      //成功添加压缩内核与系统初始化文件

7、在tftp站点中添加启动菜单,完成后,开启dhcp、tftp、ftp服务,并关闭防火墙、增强性安全功能

[root@localhost pxeboot]# cd /var/lib/tftpboot/      //进入tftp站点
[root@localhost tftpboot]# ls                        //查看站点信息
initrd.img  pxelinux.0  vmlinuz                      
[root@localhost tftpboot]# mkdir pxelinux.cfg        //在站点中添加启动菜单目录,注意:目录名不可写错
[root@localhost tftpboot]# ls                        //查看目录
initrd.img  pxelinux.0  pxelinux.cfg  vmlinuz        //成功创建启动菜单目录
[root@localhost tftpboot]# cd pxelinux.cfg/          //进入创建的启动菜单目录
[root@localhost pxelinux.cfg]# vim default           //编辑启动菜单文件
default auto                             //默认模式
prompt 1                                 //等待时间1秒
                                                         //编写配置文件模板
label auto                             
        kernel vmlinuz                  //内核信息
        append initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7   
                                        //加载系统初始化文件,模式为ftp,存放目录为centos7
label linux text
        kernel vmlinuz
        append text initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7

label linux rescue                          //进入急救模式
        kernel vmlinuz                
        append rescue initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7
~                                                                                                             
~                                                                                       
:wq         //编写完成后保存退出
[root@localhost pxelinux.cfg]# systemctl start dhcpd           //启动dhcp服务
[root@localhost pxelinux.cfg]# systemctl start tftp            //启动tftp服务
[root@localhost pxelinux.cfg]# systemctl start vsftpd          //启动ftp服务
[root@localhost pxelinux.cfg]# systemctl stop firewalld.service    //关闭防火墙功能
[root@localhost pxelinux.cfg]# setenforce 0                        //关闭增强性安全功能

8、验证PXE网络部署装机,打开配置的虚拟机,在开机界面按ESC键,进入boot模式,选择从网络启动

《详解CentOS 7中PXE高效批量网络装机与kickstart无人值守技术》

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关于kickstart

kickstart无人值守技术

  • 创建应答文件,预先定义好各种安装设置
  • 免去交互设置过程,从而实现全自动化安装
  • 通过添加%post脚本,完成安装后的各种配置操作

Demo

1、在CentOS 7中安装kickstart服务软件

[root@localhost pxelinux.cfg]# yum install system-config-kickstart -y   //安装kickstart软件
已加载插件:fastestmirror, langpacks
Loading mirror speeds from cached hostfile
 * base: mirrors.163.com
 * extras: mirrors.huaweicloud.com
 * updates: mirrors.huaweicloud.com
正在解决依赖关系
--> 正在检查事务
---> 软件包 system-config-kickstart.noarch.0.2.9.7-1.el7 将被 安装
...//省略部分内容...
已安装:
  system-config-kickstart.noarch 0:2.9.7-1.el7                                                                  
作为依赖被安装:
  gnome-python2.x86_64 0:2.28.1-14.el7                   gnome-python2-canvas.x86_64 0:2.28.1-14.el7         
  libart_lgpl.x86_64 0:2.3.21-10.el7                     libgnomecanvas.x86_64 0:2.30.3-8.el7                 
  rarian.x86_64 0:0.8.1-11.el7                           rarian-compat.x86_64 0:0.8.1-11.el7                 
  system-config-date.noarch 0:1.10.6-3.el7.centos        system-config-date-docs.noarch 0:1.0.11-4.el7       
  system-config-keyboard.noarch 0:1.4.0-5.el7            system-config-keyboard-base.noarch 0:1.4.0-5.el7    
  system-config-language.noarch 0:1.4.0-9.el7            usermode-gtk.x86_64 0:1.111-5.el7                      
完毕!

2、安装完成后在图像化界面打开kickstart服务软件

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3、打开软件后首先设置基本配置

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4、设置安装方法与引导装载程序选项

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5、设置分区信息

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6、设置网卡配置

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7、配置安装后脚本信息

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8、完成后将配置好的文件信息保存到FTP站点中

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9、保存完成后关闭软件,打开终端,进入ftp站点查看保存的文件,进入查看文件,并在模板中添加需要的组件安装包。

[root@localhost ~]# cd /var/ftp      //进入ftp站点
[root@localhost ftp]# ls             //查看目录信息
centos7  ks.cfg  pub
[root@localhost ftp]# vim ks.cfg      //进入编辑模式查看保存的模板信息
platform=x86, AMD64, 或 Intel EM64T
#version=DEVEL
# Install OS instead of upgrade
install
# Keyboard layouts
keyboard 'us'
# Root password
rootpw --iscrypted $1$QnfXQpTo$2SWg34gaOZQoLWy.bGlmd/        //root用户密钥模板
# Use network installation
url --url="ftp://192.168.100.100/centos7"         //安装路径模板
# System language
lang zh_CN                                         //设置的键盘模式
# Firewall configuration
firewall --disabled
# System authorization information
auth  --useshadow  --passalgo=sha512
# Use graphical install
graphical
firstboot --disable
# SELinux configuration
selinux --enforcing

# Network information
network  --bootproto=dhcp --device=ens33            //设置的网卡信息
# Reboot after installation
reboot
# System timezone
timezone Asia/Shanghai
# System bootloader configuration
bootloader --location=none
# Partition clearing information
clearpart --all --initlabel
# Disk partitioning information
part /boot --fstype="xfs" --size=500            //磁盘分区设置模板
part /home --fstype="xfs" --size=4096
part swap --fstype="swap" --size=4096
part / --fstype="xfs" --grow --size=1    
:q                        //退出模板
[root@localhost ftp]# cd /root                   //进入root用户家目录
[root@localhost ~]# ls                           //查看家目录信息
anaconda-ks.cfg       公共  视频  文档  音乐        //找到anaconda-ks.cfg模板
initial-setup-ks.cfg  模板  图片  下载  桌面
[root@localhost ~]# vim anaconda-ks.cfg           //进入编辑anaconda-ks.cfg模板
...//省略部分内容...
%packages
@^gnome-desktop-environment
@base
@core
@desktop-debugging
@dial-up
@directory-client
@fonts
@gnome-desktop
@guest-agents                     //找到此部分信息并复制
@guest-desktop-agents
@input-methods
@internet-browser
@java-platform
@multimedia
@network-file-system-client
@networkmanager-submodules
@print-client
@x11
chrony
kexec-tools

%end
...//省略部分内容...
:q                        //退出
[root@localhost ~]# vim /var/ftp/ks.cfg             //进入ftp站点,编辑ks.cfg文件
part /boot --fstype="xfs" --size=500
part /home --fstype="xfs" --size=4096
part swap --fstype="swap" --size=4096
part / --fstype="xfs" --grow --size=1

%packages
@^gnome-desktop-environment
@base
@core
@desktop-debugging
@dial-up
@directory-client
@fonts                                           //在下行粘贴此部分内容
@gnome-desktop
@guest-agents
@guest-desktop-agents
@input-methods
@internet-browser
@java-platform
@multimedia
@network-file-system-client
@networkmanager-submodules
@print-client
@x11
chrony
kexec-tools

%end
~                                                                                      
:wq                                            //保存退出

10、在tftp站点启动菜单文件中添加ks.cfg文件引导条目。

[root@localhost ~]# cd /var/lib/tftpboot/             //进入tftp站点
[root@localhost tftpboot]# ls                         //查看站点信息
initrd.img  pxelinux.0  pxelinux.cfg  vmlinuz
[root@localhost tftpboot]# cd pxelinux.cfg/           //进入目录
[root@localhost pxelinux.cfg]# ls
default
[root@localhost pxelinux.cfg]# vim default            //进入编辑启动菜单文件 
default auto
prompt 1

label auto
        kernel vmlinuz              //添加ks=ftp://192.168.100.100/ks.cfg条目使装机时系统可以读取ks.cfg模板内容
        append initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7 ks=ftp://192.168.100.100/ks.cfg

label linux text
        kernel vmlinuz
        append text initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7

label linux rescue
        kernel vmlinuz
        append rescue initrd=initrd.img method=ftp://192.168.100.100/centos7
:wq                                     //保存退出

11、配置一台新的虚拟机,网卡设置为仅主机模式,然后验证PXE部署装机+kickstart无人值守装机。

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