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

iks

原载于 https://blog.iks.moe/archives/OpenWrt-PXE-Server-TFTP-NFS-diskless-Ubuntu.html
作者：iks

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

1. /dev/mmcblk0p3

复制代码

挂载为

1. /mnt/main

复制代码

.

目录详情如下：

1. /mnt/main/nfsroot

复制代码

NFS 根目录；

1. /mnt/main/tftproot

复制代码

TFTP 根目录。


四、TFTP 和 NFS 环境配置
安装软件包

1. nfs-kernel-server-utils

复制代码

（一般都安装了）：

NFS 设置共享目录，“路径”填写

1. /mnt/main/nfsroot/

复制代码

，“允许的客户端”填写

1. *

复制代码

，

1. 选项

复制代码

填写

1. rw,no_root_squash,async,insecure,no_subtree_check

复制代码

。

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

1. /etc/exports

复制代码

，加入一行

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

复制代码

，保存后执行

1. exportfs -rv

复制代码

。

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

1. /mnt/main/tftproot

复制代码

，“网络启动镜像”填写

1. pxelinux.0

复制代码

。

如果 OpenWrt 没有图形界面，则修改

1. /etc/config/dhcp

复制代码

，在

1. config dnsmasq

复制代码

内写入以下内容：

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

复制代码

新起一行，填入以下内容：

1. config boot linux
   
2.         option filename 'pxelinux.0'
   
3.         option serveraddress '172.18.54.1'
   
4.         option servername 'OpenWrt'

复制代码

其中，

1. 172.18.54.1

复制代码

为 OpenWrt 的 IP 地址。

执行

1. /etc/init.d/dnsmasq restart

复制代码

重启 DNSmasq。
五、上传镜像
打开步骤二下载的镜像，解压其

1. .disk

复制代码

和

1. casper

复制代码

文件夹。

将其上传到 OpenWrt 的

1. /mnt/main/nfsroot

复制代码

目录。

六、配置 PXELinux
将步骤五中

1. casper

复制代码

文件夹中的

1. initrd

复制代码

和

1. vmlinuz

复制代码

文件上传到 OpenWrt 的

1. /mnt/main/tftproot

复制代码

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：

1. debian-installer/amd64/pxelinux.0

复制代码

1. debian-installer/amd64/boot-screens/ldlinux.c32

复制代码

1. debian-installer/amd64/boot-screens/libcom32.c32

复制代码

1. debian-installer/amd64/boot-screens/libutil.c32

复制代码

1. debian-installer/amd64/boot-screens/vesamenu.c32

复制代码

将其上传到 OpenWrt 的

1. /mnt/main/tftproot

复制代码

目录。
在

1. /mnt/main/tftproot

复制代码

目录新建目录

1. pxelinux.cfg

复制代码

，在

1. /mnt/main/tftproot/pxelinux.cfg

复制代码

目录新建文件

1. default

复制代码

并填入以下内容：

1. default vesamenu.c32
   
2. prompt 0
   
3. timeout 30
   
4. menu title UBUNTU LIVE
   
5. label ^Ubuntu Desktop
   
6. kernel vmlinuz
   
7. append initrd=initrd ip=dhcp boot=casper netboot=nfs nfsroot=172.18.54.1:/mnt/main/nfsroot locale=zh_CN.UTF-8

复制代码

其中，

1. 172.18.54.1

复制代码

为 OpenWrt 的 IP 地址。

1. /mnt/main/tftproot

复制代码

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

https://blog.nanpuyue.com/2013/027.html 基于 OpenWrt 的 Linux 无盘工作站方案 - 南浦月
https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/ubiquity/+bug/1877618 Bug #1877618 “20.04 fails to boot via PXE (amd64) - “hidden .dis...” : Bugs : ubiquity package : Ubuntu
https://askubuntu.com/questions/1371786/problem-setting-up-pxe-boot-with-diskless-client-ubuntu-20-04-dnsmasq-nfs-serve dhcp - problem setting up pxe boot with diskless client ubuntu 20.04 (dnsmasq,nfs server) ltsp like - Ask Ubuntu
https://askubuntu.com/questions/1404516/screen-turns-yellow-even-using-the-live-option-ubuntu-22-04 drivers - Screen turns yellow even using the live option Ubuntu 22.04 - Ask Ubuntu

HOH

整点实用的东西吧，闲的蛋疼属于是

wlz

感谢大佬的小论文

惜为伊人醉

支持大佬技术贴，帮顶

tlze

谢谢分享，收藏了，有机会试试。

zxxx

收藏了，谢谢分享

hcyme

没必要，U盘方便，国内那个voy什么的非常方便，我一个U盘里ubu，debian，win10，w11，拷贝一下随便用