2.14. 为虚拟机配置 PXE 启动


容器原生虚拟化中提供 PXE 启动或网络启动。网络启动支持计算机启动和加载操作系统或其他程序,无需本地连接的存储设备。例如,在部署新主机时,您可使用 PXE 启动从 PXE 服务器中选择所需操作系统镜像。

先决条件

  • 一个 Linux 网桥必须被连接
  • PXE 服务器必须作为网桥连接至相同 VLAN。

2.14.1. 容器原生虚拟化网络术语表

容器原生虚拟化使用自定义资源和插件提供高级联网功能。

以下是整个容器原生虚拟化文档中使用的术语:

Container Network Interface (CNI)
一个 Cloud Native Computing Foundation 项目,侧重容器网络连接。容器原生虚拟化使用 CNI 插件基于基本 Kubernetes 网络功能进行构建。
Multus
一个“meta”CNI 插件,支持多个 CNI 共存,以便 Pod 或虚拟机可使用其所需的接口。
自定义资源定义 (CRD)
一种 Kubernetes API 资源,用于定义自定义资源,或使用 CRD API 资源定义的对象。
NetworkAttachmentDefinition
一种由 Multus 项目引入的 CRD,用于向一个或多个网络附加 Pod、虚拟机和虚拟机实例。
预启动执行环境 (PXE)
一种接口,让管理员能够通过网络从服务器启动客户端机器。网络启动可用于为客户端远程加载操作系统和其他软件。

2.14.2. 使用指定的 MAC 地址的 PXE 引导

作为管理员,您可首先为您的 PXE 网络创建 NetworkAttachmentDefinition 对象,以此通过网络引导客户端。然后在启动虚拟机实例前,在您的虚拟机实例配置文件中引用 NetworkAttachmentDefinition。如果 PXE 服务器需要,您还可在虚拟机实例配置文件中指定 MAC 地址。

先决条件

  • 必须已连接 Linux 网桥。
  • PXE 服务器必须作为网桥连接至相同 VLAN。

流程

  1. 在集群上配置 PXE 网络:

    1. 为 PXE 网络 pxe-net-conf 创建 NetworkAttachmentDefinition 文件:

      apiVersion: "k8s.cni.cncf.io/v1"
      kind: NetworkAttachmentDefinition
      metadata:
        name: pxe-net-conf
      spec:
        config: '{
            "cniVersion": "0.3.1",
            "name": "pxe-net-conf",
            "plugins": [
              {
                "type": "cnv-bridge",
                "bridge": "br1",
                "ipam": {}
              },
              {
                "type": "cnv-tuning" 1
              }
            ]
          }'
      1
      cnv-tuning 插件为自定义 MAC 地址提供支持。
      注意

      虚拟机实例将通过所请求的 VLAN 的访问端口附加到网桥 br1

  2. 使用您在上一步中创建的文件来创建 NetworkAttachmentDefinition 对象:

    $ oc create -f pxe-net-conf.yaml
  3. 编辑虚拟机实例配置文件以包括接口和网络的详情。

    1. 如果 PXE 服务器需要,请指定网络和 MAC 地址。如果未指定 MAC 地址,则会自动分配一个值。但请注意,自动分配的 MAC 地址不具有持久性。

      请确保 bootOrder 设置为 1,以便该接口先启动。在本例中,该接口连接到了名为 <pxe-net> 的网络中:

      interfaces:
      - masquerade: {}
        name: default
      - bridge: {}
        name: pxe-net
        macAddress: de:00:00:00:00:de
        bootOrder: 1
      注意

      启动顺序对于接口和磁盘全局通用。

    2. 为磁盘分配一个启动设备号,以确保置备操作系统后能够正确启动。

      将磁盘 bootOrder 值设置为 2

      devices:
        disks:
        - disk:
            bus: virtio
          name: containerdisk
          bootOrder: 2
    3. 指定该网络连接到之前创建的 NetworkAttachmentDefinition。在此场景中,<pxe-net> 连接到名为 <pxe-net-conf> 的 NetworkAttachmentDefinition:

      networks:
      - name: default
        pod: {}
      - name: pxe-net
        multus:
          networkName: pxe-net-conf
  4. 创建虚拟机实例:

    $ oc create -f vmi-pxe-boot.yaml
      virtualmachineinstance.kubevirt.io "vmi-pxe-boot" created
  5. 等待虚拟机实例运行:

    $ oc get vmi vmi-pxe-boot -o yaml | grep -i phase
      phase: Running
  6. 使用 VNC 查看虚拟机实例:

    $ virtctl vnc vmi-pxe-boot
  7. 查看启动屏幕,验证 PXE 启动是否成功。
  8. 登录虚拟机实例:

    $ virtctl console vmi-pxe-boot
  9. 验证虚拟机上的接口和 MAC 地址,并验证连接到网桥的接口是否具有指定的 MAC 地址。在本例中,我们使用了 eth1 进行 PXE 启动,无需 IP 地址。另一接口 eth0 从 OpenShift Container Platform 获取 IP 地址。

    $ ip addr
    ...
    3. eth1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
       link/ether de:00:00:00:00:de brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

2.14.3. 模板:用于 PXE 启动的虚拟机实例配置文件

apiVersion: kubevirt.io/v1alpha3
kind: VirtualMachineInstance
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    special: vmi-pxe-boot
  name: vmi-pxe-boot
spec:
  domain:
    devices:
      disks:
      - disk:
          bus: virtio
        name: containerdisk
        bootOrder: 2
      - disk:
          bus: virtio
        name: cloudinitdisk
      interfaces:
      - masquerade: {}
        name: default
      - bridge: {}
        name: pxe-net
        macAddress: de:00:00:00:00:de
        bootOrder: 1
    machine:
      type: ""
    resources:
      requests:
        memory: 1024M
  networks:
  - name: default
    pod: {}
  - multus:
      networkName: pxe-net-conf
    name: pxe-net
  terminationGracePeriodSeconds: 0
  volumes:
  - name: containerdisk
    containerDisk:
      image: kubevirt/fedora-cloud-container-disk-demo
  - cloudInitNoCloud:
      userData: |
        #!/bin/bash
        echo "fedora" | passwd fedora --stdin
    name: cloudinitdisk
status: {}
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