CN1916846A

CN1916846A - 操作系统的自动部署方法

Info

Publication number: CN1916846A
Application number: CN 200510090508
Authority: CN
Inventors: 邱同亮; 史小冬; 宋冬梅; 肖利民
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2025-08-17
Also published as: CN100410880C

Abstract

一种操作系统自动部署方法，包括：1.服务器的部署服务端对结点计算机所需安装操作系统类型的参数以及相应的安装配置参数进行处理并注册针对所述结点计算机的自动安装部署服务；2.所述结点计算机从网卡启动，下载引导程序和所述预安装配置文件并由所述引导程序根据所述预安装配置文件从网络启动预安装环境程序；3.所述预安装环境程序加载硬件设备的驱动程序；4.所述预安装环境程序在所述结点计算机上安装操作系统并根据所述结点计算机的硬件设备属性安装驱动程序；5.注销所述自动安装部署服务，完成操作系统的安装。本发明的操作系统自动部署方法实现了为多台硬件结构不同的计算机自动安装不同操作系统和进行系统初始化。

Description

操作系统的自动部署方法

技术领域

本发明涉及一种操作系统的自动部署方法，尤其是一种可以为多台硬件结构不同的结点计算机安装不同操作系统的操作系统自动部署方法。

背景技术

随着计算机技术和性能的飞速发展，计算机在科研、教育、军事、企事业的应用越来越广泛，计算机较集中的网吧、计算机房和机群大量涌现。在这些计算机设备密集场所，经常需要对大量的计算机进行安装操作系统和系统初始化操作，如果这些工作全部由系统管理员逐台手工完成，工作量大且效率低。

为了解决上述不便，大量的专家学者和技术人员对操作系统的安装方式进行了多方面的尝试。中国专利申请第02816745.7号揭示了一种操作系统的自动安装和配置的系统和方法，该系统和方法是在连接到网络中操作系统部署服务器的最终用户计算机上安装和配置包括操作系统、软件产品以及应用程序的包。该方法基于拉出部署模型，其中，安装由最终用户使用由管理员提供的工具来现场启动和执行。基于预定义的机器功能，产生过程产生具有执行安装所需参数的源文件，那些参数被存储到集中配置数据库中。安装所需的响应文件依次产生。该系统允许跟踪安装、过程并向中央数据库报告其成功或失败。但是，该方法中所述最终用户的硬件是预定义的，缺乏灵活性，不适合由大量硬件结构不同的计算机组成的计算机群的操作系统的安装作业。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种操作系统的自动部署方法，该方法能为多台硬件结构不同的计算机提供不同操作系统的自动安装和系统初始化服务。

为了实现上述目的，本发明提出了一种操作系统的自动部署方法，该方法包括：

步骤1、网络中服务器的部署服务端对操作人员输入的结点计算机所需安装操作系统类型的参数以及相应的安装配置参数进行处理，在动态主机配置协议的配置文件中加入所述结点计算机的物理地址和网络地址，生成预安装配置文件并注册针对所述结点计算机的自动安装部署服务；

步骤2、所述结点计算机从网卡启动，从所述服务器下载引导程序和所述预安装配置文件，并由所述引导程序根据所述预安装配置文件从网络启动预安装环境程序；

步骤3、所述预安装环境程序加载硬件设备的驱动程序，所述硬件设备包括存储设备和网络设备；

步骤4、所述预安装环境程序在所述结点计算机上安装操作系统，并根据所述结点计算机的硬件设备属性安装所述硬件设备的驱动程序；

步骤5、所述结点计算机通知所述部署服务端该结点计算机的操作系统安装完成，并注销所述自动安装部署服务，完成操作系统的安装。

上述技术方案能根据操作人员设置的参数对多台结点计算机安装包括Red Hat Linux 9.0、Red Hat Enterprise Linux 3.0/4.0、Windows 2000Pro/Srv/Adv以及Windows 2003 Server在内的多种操作系统，并且能根据结点计算机的具体硬件设备情况安装驱动程序。因此，本发明的操作系统的自动部署方法实现了为多台硬件结构不同的计算机自动安装不同操作系统和进行系统初始化，从而提高了安装和配置操作系统的工作效率，使操作系统的安装和初始化更为方便快捷。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的操作系统的自动部署方法的流程图。

图2为本发明的操作系统的自动部署方法的从网络加载预安装环境程序的流程图。

图3为本发明安装Linux操作系统的流程图。

图4为本发明安装Windows操作系统的流程图。

具体实施方式

本发明的操作系统的自动部署方法中涉及服务器计算机和结点计算机；服务器计算机运行于Red Hat linux 7.3下，并安装有部署服务端、动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol-DHCP)服务端和普通文件传输协议(Trivial File transfer Protocol-TFTP)服务端；结点计算机预装有预引导执行环境(Pre-boot Execution Environment-PXE)客户端；服务器计算机和结点计算机通过网络相互连接。

部署服务端用于对结点计算机的配置参数进行处理并生成安装过程所需的文件。本实施例中的预安装环境程序是Linux操作系统，该Linux操作系统功能结构简单，只用于在安装过程中支持程序的运行。部署服务端有一部署配置工具，该工具有一用户界面，操作人员可以通过WEB浏览器登录部署服务端，并在该用户界面中输入结点计算机的配置信息，从而实现管理结点计算机的配置项的增加、修改和删除。

DHCP服务端用于向结点计算机传递网络配置信息、引导程序的文件名和TFTP服务端的网络地址。本实施例使用的是Red Hat Linux 7.3下的dhcp-2.0pl5-8，它依据RFC2131、RFC2312和RFC951实现了BOOTP(InternetBootstrap Protocol，网络引导程序协议)和DHCP。BOOTP允许一个无本地系统的结点计算机在TCP/IP网络上发现自己的网络地址、网络配置信息、引导程序的文件名和TFTP服务器端网络地址；DHCP提供了一个向TCP/IP网络上的一台计算机传递网络配置信息的框架，它基于所述BOOTP，但增加了自动分配可复用的网络地址和其它网络配置选项的能力。所述DHCP的参与者可以与所述BOOTP的参与者相互协调。

TFTP服务端用于向结点计算机传递安装过程所需的文件。本实施例使用的是Red Hat Linux7.3下的tftp-server-0.28-2，它依据RFC1350、RFC2347、RFC2348和RFC2349实现了TFTP。TFTP是一个基于TCP/TP网络的普通文件传输标准协议，在无盘计算机设备启动方面有着广泛的应用。

PXE客户端是烧在ROM中的软件，它依据Intel公司的工业标准PXE协议研制，用来引导结点计算机从网络启动，发现本机的网络地址和网络配置，发现、下载并执行从网络加载作为预安装环境程序的Linux操作系统的软件工具PEXLinux。本实施例使用的是Intel 82536EB网卡集成的Intel BootAgent 2.1。

PEXLinux用于从网络加载作为预安装环境程序的Linux操作系统。本实施例中使用的PEXLinux程序名为pxelinux.0。在结点计算机从网络启动后，由DHPC服务端将pxelinux.0的存放位置通知结点计算机，然后由结点计算机从TFTP服务端下载到本地执行。PEXLinux需要在服务器计算机的pxelinux.cfg/目录下存放结点计算机的预安装配置文件，以指导结点计算机从网络上加载预安装环境程序，即Linux内核vmlinux和根文件系统镜像文件initrd.img。

若待安装操作系统为Windows操作系统，则需要在结点计算机中加载部署客户端。部署客户端用于为待安装的操作系统创建所需的硬盘分区、下载安装程序和硬件设备驱动程序以及创建自动安装脚本，并负责向部署服务端报告结点计算机的安装进度。部署客户端运行在网络加载的预安装环境程序下，由PXELinux在预安装配置文件的指导下下载到结点计算机执行。

本发明利用Intel PXE技术，使结点计算机以网卡作为启动设备，从TCP/IP网络上发现自己的网络地址、网络配置以及TFTP服务端的网络地址，并从TFTP服务端下载并加载vmlinux和initrd.img，并进行操作系统安装预处理工作以及操作系统的自动安装。

如图1所示，为本发明的主要步骤：

步骤11、操作人员通过WEB界面登陆部署服务端，填写结点计算机的操作系统类型的参数和安装配置参数；

操作系统类型的参数为操作系统的版本信息；结点计算机的安装配置信息包括：部署服务端、DHCP服务端和TFTP服务端的网络地址、待安装操作系统的版本、硬件架构(如i386/x86 64/ia64)、分区信息、所需安装的软件包、结点计算机的物理地址、网络地址和结点计算机名称等信息；

步骤12、部署服务端对上述信息进行处理：在DHCP的配置文件中加入结点计算机的物理地址和网络地址，生成预安装配置文件并注册针对结点计算机的自动安装部署服务；

每个结点计算机都有一个预安装配置文件，该配置文件使用结点计算机的IP地址的十六进制表示来命名，例如网络地址为192.168.0.1的结点计算机的配置文件名为C0A80001；定义一个缺省的预安装配置文件，当结点计算机没有明确对应于自己的预安装配置文件时，使用这个缺省的配置文件，其名字为default(默认)；预安装配置文件存储于服务器计算机的pxelinux.cfg/目录下，用于指定结点计算机所使用的Linux内核vmlinux和根文件系统镜像文件initrd.img，并包含内核参数；

步骤13、部署服务端将结点计算机设置成网络设备启动；结点计算机从网卡启动，下载引导程序和预安装配置文件，并由引导程序根据预安装配置文件从网络启动作为预安装系统的Linux操作系统；

步骤14、vmlinux加载硬件设备的驱动程序，该硬件设备包括存储设备和网络设备；

步骤15、vmlinux在结点计算机上安装操作系统，并根据结点计算机的硬件设备属性安装硬件设备的驱动程序；

步骤16、结点计算机通知部署服务器端该结点计算机的操作系统安装完成，并注销自动安装部署服务，完成操作系统的安装。

其中，上述步骤13具体如图2所示：

步骤131、结点计算机从网卡启动时，广播BOOTP数据包以及查询自己的网络地址、引导程序的文件名和TFTP服务端的网络地址的请求；

步骤132、DHCP服务端检测到结点计算机发送的BOOTP请求，将结点计算机的网络地址、网络配置、引导程序名pxelinux.0和TFTP服务端的网络地址发送给结点计算机；

步骤133、结点计算机初始化本地网络，并从TFTP服务端下载引导程序pxelinux.0和预安装配置文件；

步骤134、结点计算机将接收到的pxelinux.0文件加载到内存中执行；

步骤135、引导程序pxelinux.0根据预安装配置文件，从TFTP服务端下载Linux内核vmlinux和根文件系统镜像文件initrd.img；

步骤136、引导程序pxelinux.0加载vmlimux和imitrd.img，并将预安装配置文件中的内核参数传递给vmlinux，并启动vmlinux。

本发明的操作系统自动部署方法可以对多种操作系统进行安装，下面以Linux和Windows为例，说明操作系统自动部署的具体步骤。

实施例1

在本实施例中，为结点计算机安装的操作系统为Linux类型的操作系统，具体步骤如图3所示：

步骤201、操作人员通过WEB界面登陆部署服务端，填写结点计算机的操作系统类型的参数和安装配置参数；

由于安装的是Linux类型的操作系统，因此操作系统的类型应为RedHat Linux 9.0或Red Hat Enterprise Linux 3.0/4.0等；

步骤202、部署服务端对上述信息进行处理：在DHCP的配置文件中加入结点计算机的物理地址和网络地址，生成预安装配置文件和自动安装脚本文件并注册针对结点计算机的自动安装部署服务；

自动安装脚本文件包括：部署服务端、DHCP服务端和TFTP服务端的网络地址、结点计算机的分区信息、操作系统安装程序所需的参数以及驱动程序更新信息；

步骤203、结点计算机从网卡启动时，广播BOOTP数据包以及查询自己的网络地址、引导程序的文件名和TFTP服务端的网络地址的请求；

步骤204、DHCP服务端检测到结点计算机发送的BOOTP请求，将结点计算机的网络地址、网络配置、引导程序名pxelinux.0和TFTP服务端的网络地址发送给结点计算机；

步骤205、结点计算机初始化本地网络，并从TFTP服务端下载引导程序pxelinux.0和预安装配置文件；

步骤206、结点计算机将接收到的pxelinux.0文件加载到内存中执行；

步骤207、引导程序pxelinux.0根据预安装配置文件，从TFTP服务端下载Linux内核vmlinux和根文件系统镜像文件initrd.img；

initrd.img中包括：预安装环境程序加载的硬件驱动程序、操作系统的安装程序以及自动安装脚本文件；

步骤208、引导程序pxelinux.0加载vmlimux和imitrd.img，并将预安装配置文件中的内核参数传递给vmlinux，并启动vmlinux。

步骤209、vmlinux加载硬件设备的驱动程序，该硬件设备包括存储设备和网络设备；

步骤210、vmlinux执行initrd.img中的操作系统安装程序；

步骤211、操作系统安装程序读取initrd.img中的自动安装脚本，解释执行其中的命令，进行自动安装；

步骤212、操作系统安装完成后，安装程序根据自动安装脚本中的驱动程序更新信息进行驱动程序的更新安装；

步骤213、通知部署服务端安装完成，注销结点计算机在部署服务端的自动安装部署服务并重新启动结点计算机。

实施例2

在本实施例中，为结点计算机安装的操作系统为Windows类型的操作系统，具体步骤如图4所示：

步骤301、操作人员通过WEB界面登陆部署服务端，填写结点计算机的操作系统的类型参数和安装配置参数；

由于安装的是Windows类型的操作系统，因此操作系统的类型应为Windows 2000Pro/Srv/Adv或Windows 2003 Server等；

步骤302、部署服务端对上述信息进行处理：在DHCP的配置文件中加入结点计算机的物理地址和网络地址，生成预安装配置文件和部署配置文件并注册针对结点计算机的自动安装部署服务；

部署配置文件存储于服务器计算机的/config目录下，其内容包括：部署服务端、DHCP服务端和TFTP服务端的网络地址、结点计算机的分区信息、待安装操作系统安装程序的文件名和地址以及待安装操作系统的序列号和初始化信息；

步骤303、结点计算机从网卡启动时，广播BOOTP数据包以及查询自己的网络地址、引导程序的文件名和TFTP服务端的网络地址的请求；

步骤304、DHCP服务端检测到结点计算机发送的BOOTP请求，将结点计算机的网络地址、网络配置、引导程序名pxelinux.0和TFTP服务端的网络地址发送给结点计算机；

步骤305、结点计算机初始化本地网络，并从TFTP服务端下载引导程序pxelinux.0和预安装配置文件；

步骤306、结点计算机将接收到的pxelinux.0文件加载到内存中执行；

步骤307、引导程序pxelinux.0根据预安装配置文件，从TFTP服务端下载Linux内核vmlinux和根文件系统镜像文件initrd.img；

initrd.img中包括：预安装环境程序加载的硬件驱动程序、部署客户端的镜像文件、部署配置文件、操作系统安装程序、自动安装脚本生成程序以及驱动配置文件；

步骤308、引导程序pxelinux.0加载vmlimux和imitrd.img，并将预安装配置文件中的内核参数传递给vmlinux，并启动vmlinux。

步骤309、vmlinux加载硬件设备的驱动程序，该硬件设备包括存储设备和网络设备；

步骤310、vmlinux加载imitrd.img中的部署客户端；

步骤311、部署客户端检测结点计算机的硬件设备；

步骤312、部署客户端根据initrd.img中的部署配置文件初始化结点计算机的硬盘分区和文件系统；

步骤313、部署客户端根据initrd.img中的驱动配置文件向部署服务端请求待安装操作系统的硬件设备驱动程序；部署服务端将硬件驱动程序发送给部署客户端；

步骤314、部署客户端调用initrd.img中的自动安装脚本生成程序，根据部署配置文件创建操作系统自动安装脚本，并初始化结点计算机的主引导分区(MBR)，设置其启动时执行所述的自动安装脚本；

步骤315、重新启动结点计算机，自动安装操作系统，完成后通知操作系统部署服务端安装完成，注销结点计算机在部署服务端的自动安装部署服务，并重新启动结点计算机。

操作人员可以通过部署服务端的配置工具设置配置参数，部署服务器根据配置参数自动生成部署配置文件。部署配置文件格式如下：

[01：23：45：67：89：ab]

os＝{win2kcns|win2kcnp}

computername＝计算机名

password＝管理员密码

partition＝分区容量(MB)

cdkey＝WIN2000为CDKEY

network＝subnet：子网掩码gateway：网关

……

驱动配置文件是一个XML格式的文件，提供驱动程序信息。操作系统客户端能根据硬件检测结果从中找出适当的驱动程序，并从操作系统部署服务端请求下载这些驱动程序。驱动配置文件格式如下：

<？xml version＝′1.0′encoding＝′GB2312′？>

<vga name＝″显卡名称″vendor＝″VendorID″device＝″DeviceID″subven-

dor＝”SubVendorID”subdevice＝”SubDeviceID”>

</vga>

<redhat7.3driver＝”os：net_module”/>

</nic>

<redhat7.3 driver＝”os：storage_module”/>

</storage>

</device>

</devices>

每种支持的操作系统均对应有一个自动安装脚本，若需要支持新的操作系统，只需为该新操作系统增加一个自动安装脚本或增加一个生成该自动安装脚本的程序即可，这样便于扩展对操作系统的支持。

本发明的操作系统的自动部署方法实现了为多台硬件结构不同的计算机自动安装不同操作系统和系统初始化，从而提高了安装和配置操作系统的工作效率，使操作系统的安装和初始化更为方便快捷。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1、一种操作系统的自动部署方法，其中执行以下操作步骤：

步骤4、所述预安装环境程序在所述结点计算机上安装所述操作系统，并根据所述结点计算机的硬件设备属性安装所述硬件设备的驱动程序；

步骤5、所述结点计算机通知所述部署服务端该结点计算机的操作系统安装完成，并注销所述自动安装部署服务，完成所述操作系统的安装。

2、根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤1中的操作人员通过WEB浏览器登录所述部署服务端的用户界面，输入所述结点计算机所需安装操作系统类型的参数以及相应的安装配置参数。

3、根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤2具体为：

所述结点计算机从网卡启动时，广播网络启动协议数据包以及查询所述结点计算机的网络地址、引导程序的文件名和所述服务器中的普通文件传输协议服务端的网络地址的请求；

所述服务器中的动态主机配置协议服务端检测到所述网络启动协议数据包后，将所述结点计算机的网络地址、网络配置、引导程序的文件名和所述普通文件传输协议服务端的网络地址发送给所述结点计算机；

所述结点计算机初始化，并根据所述引导程序的文件名下载所述引导程序和预安装配置文件，并加载所述引导程序；

所述引导程序根据所述预安装配置文件下载预安装环境程序的镜像文件；

所述引导程序加载所述镜像文件。

4、根据权利要求3所述的方法，其中所述的预安装环境程序为Linux时，所述预安装环境程序的镜像文件包括Linux内核的镜像文件和根文件系统镜像文件；所述预安装配置文件用于指定所述Linux的镜像文件，并包含所述Linux内核的参数。

5、根据权利要求4所述的方法，其中所述引导程序加载所述镜像文件的具体步骤为：所述引导程序加载所述Linux内核的镜像文件和根文件系统的镜像文件，并将所述Linux内核的参数传递给所述Linux内核。

6、根据权利要求5所述的方法，其中所述步骤1中，当所述操作系统类型是Red Hat Linux 9.0或Red Hat Enterprise Linux 3.0/4.0时，所述部署服务端还根据所述安装配置参数生成自动安装脚本文件，该文件中包括：所述部署服务端、动态主机配置协议服务端和普通文件传输协议服务端的网络地址、所述结点计算机的分区信息以及所述驱动程序的更新信息。

7、根据权利要求6所述的方法，其中所述根文件系统的镜像文件包括：所述预安装环境程序加载的硬件设备驱动程序以及所述操作系统的安装程序和自动安装脚本文件。

8、根据权利要求7所述的方法，其中所述步骤4具体为：所述Linux内核执行所述根文件系统中的安装程序；所述安装程序根据所述根文件系统中的自动安装脚本文件自动安装所述操作系统并根据所述更新信息更新安装所述驱动程序。

9、根据权利要求5所述的方法，其中所述步骤1中，当所述操作系统类型是Windows 2000 Pro/Srv/Adv或Windows 2003 Server时，所述部署服务端还根据所述操作系统类型的参数以及所述安装配置参数生成部署配置文件，该文件中包括如下信息：所述部署服务端、动态主机配置协议服务端和普通文件传输协议服务端的网络地址、所述结点计算机的分区信息、所述操作系统安装程序的文件名和地址以及所述待安装操作系统的序列号和初始化信息。

10、根据权利要求9所述的方法，其中所述根文件系统的镜像文件包括：所述预安装环境程序加载的硬件驱动程序、部署客户端的镜像文件、部署配置文件、操作系统的安装程序和自动安装脚本生成程序以及驱动配置文件。

11、根据权利要求10所述的方法，其中所述步骤4具体为：

所述Linux内核加载所述部署客户端的镜像文件；

所述部署客户端检测所述结点计算机的硬件设备；

所述部署客户端根据所述根文件系统中的部署配置文件初始化所述结点计算机的硬盘分区和文件系统，并且根据所述根文件系统中的驱动配置文件下载所述驱动程序；

所述部署客户端调用所述根文件系统中的自动安装脚本生成程序，创建所述操作系统的自动安装脚本文件，并初始化所述结点计算机的主引导分区，设置所述结点计算机启动时执行所述自动安装脚本文件；

重新启动所述结点计算机，执行所述自动安装脚本文件，进行所述操作系统的自动安装。