第三章、無碟環境 DRBL 與再生龍 clonezilla 的大量復原機制

1.1 DRBL 的原理與應用

DRBL 是 Diskless Remote Boot in Linux (無碟環境開機進 Linux 系統) 的縮寫。我們都知道要開機進入系統，需要有 (1)開機管理程式 (2)作業系統核心檔案與 (3)相關系統與應用軟體等。 一般來說這些東西都是放在硬碟內的，那怎麼可能透過沒有硬碟的主機來開機進入 Linux 呢？這時就得要透過網路的對吧！如果前一章你有仔細看過，那就會知道， 開機管理程式與核心檔案可以透過 PXE (DHCP + TFTP) 的環境來取得，而其他相關系統與應用程式軟體呢，則可以透過類似 NFS 的網路檔案系統來提供～如此一來，就提供所有系統所需要的元件， 那當然就能夠不使用本機硬碟的內容來開機啦！

• 帳號與檔案系統同步功能的實現：

那為了讓使用者可以登入這樣的系統，就還得要提供帳號認證，DRBL 預設提供的帳號認證機制使用了 NIS 這一個咚咚～這樣一來，連使用者都能夠直接登入無碟環境的 Linux 系統， 此時不但帳號同步，連檔案系統也同步，使用者可以在 DRBL 所管理的任何一台主機登入，都能夠取得前一次在此教室內工作的環境，因為所有的檔案系統相關的東西，通通放置於統一管理的伺服器中。 而且使用到的運算功能則是本機設備，所以不管是在管理上還是在用戶端的運算上面，都是相當有幫助的一套系統。

另外，你可能會有興趣的地方是，既然 client 所有的資料都來自於 DRBL 伺服器，那麼伺服器到底是提供了什麼給用戶端電腦呢？要知道的是，用戶端電腦也得需要根目錄吧！ 用戶端電腦的各個重要目錄，尤其是 FHS 規劃的 /, /usr, /var 裡面的內容到底是 DRBL 的哪些部分所提供的？根據 DRBL 官網的說明，主要提供的目錄對應如下：

client目錄的位置   server上對應的位置          client讀寫權限
/etc               /tftpboot/nodes/$IP/etc     RW
/root              /tftpboot/nodes/$IP/root    RW
/var               /tftpboot/nodes/$IP/var     RW
/dev               /tftpboot/nodes/$IP/dev     RW
/                  /tftpboot/node_root         RO
/usr               /usr                        RO
/opt               /opt                        RO
/home              /home                       RW
/var/spool/mail    /var/spool/mail             RW
/var/lib/rpm       /var/lib/rpm                RO
# 使用者活動最頻繁的地方是 /home 與 /var/spool/mail，因此這兩個目錄特別提出。
# 同時由於 Server/Client 帳號同步，因此這兩個目錄使用 server 的同目錄即可！

從上面的對應表中，我們可以發現到，系統所需要特別設定的目錄，例如網路參數、系統設定參數等等 (/etc, /var) 都是獨立放置於伺服器上頭屬於特定用戶的目錄中， 例如假設有個用戶端 IP 為 192.168.1.1 時，它的相關路徑就會在 /tftpboot/nodes/192.168.1.1/etc 等，底下以此類推。所以，這些重要的屬於個別設定的部分都不會有重複之處。 如果系統想要升級，只要 DRBL 伺服器升級過後，整個電腦教室的用戶端電腦通通升級了，因為大家都共用伺服器的 /usr, /opt 等軟體安裝的目錄啊！

唯一比較需要注意的是使用者活動最頻繁的 /home, /var/spool/mail 這兩個目錄，由於所有的電腦教室內的電腦都共用這兩個目錄，因此，如果有同一個帳號，『同時間』在不同的用戶端電腦登入， 此時這同一個帳號將會同時取用『 /home/帳號/ 』裡面的資料，由於被打開的檔案通常都會有個鎖定機制 (lock)，兩部主機同時鎖定同一個檔案可能會產生很多莫名其妙的問題～ 這時用戶端系統可能會變的比較不可靠。因此，DRBL 官網也建議不要使用同一個帳號在不同的用戶端同時登入喔！這點是特別需要強調的。

• 效能方面的問題：

如前所述，由於所有的檔案資料在用戶端讀取完畢後，全部的動作都是在用戶端完成的！包括 CPU, 記憶體等等。所以，如果不考慮網路 I/O 產生的延遲問題， 這個 DRBL 在用戶端的運作方面是很讚的！反正都與 server 無關，都是自己用戶端的硬體效能啊！

雖然這樣的系統架構是很棒的，只是，就是會卡在網路傳輸的效能上面！就如同第一章我們談到的區網內速度的問題一般，如果 DRBL 伺服器僅提供一張 Gbits 網卡來進行區網連線， 當所有用戶端有大量磁碟 I/O 的操作時，整體效能肯定慢到爆炸！因此，DRBL 官網建議每張網卡最多僅連接 10~15 台左右的用戶端電腦即可。不過，我們也在第一章談過， 其實鳥哥比較偏好的是利用 bonding 的技術讓 DRBL 伺服器使用多張網卡來提供較大的頻寬啦！相關的建議請回去第一章瞧瞧先！ ^_^

因為現在的主機如果是新買的，連入門款的電腦主機都可以拿來當伺服器使用了，因此，效能真的好太多！而且硬碟也便宜，所以，想找到一台沒有硬碟的系統還真的很難ㄟ！ 因此，鳥哥個人是認為，DRBL 僅適合於小型的電腦教室操作環境，或者是較為特殊的操作環境，例如叢集式運算架構 (cluster) 之類的。對於大專院校這種可能會用到比較特殊軟體的的環境中， DRBL 可以發揮的功效真的有限～況且目前 DRBL 僅支援 Linux 的操作環境，尚未支援 Windows 環境 (意思是說，client 目前僅能使用 DRBL server 提供的 Linux， 還沒有 windows 可以使用的意思)，所以，對於某些特定課程來說，真的還是有點難度呢！

• 重大功能在大量批次復原：

既然如此，那麼鳥哥要介紹 DRBL 幹嘛呢？其實本章重點是在下一小節的 clonezilla 啦～所以，這裡介紹的 DRBL 當然與 clonezilla 有關啊！先讓我們回到前一章去搜尋一下， 我們談到過，如果用戶端電腦想要裸機還原的時候，而且要還原的是多重作業系統的環境時，那麼每個用戶端電腦得要有一個可以回應與管理的系統，這樣才有辦法讓管理員下達指令， 以進行各項需要還原的工作等等。我們前一章所使用的機制是透過 kickstart 的批次快速安裝機制，讓每個用戶端有個基本的 Linux 管理系統，既然有管理系統了， 後續的工作就簡單輕鬆的多～

在早期 PXE 尚未流行的時候，想要進行裸機還原，大部分的作法是透過一個可開機的光碟片 (Live CD) 來開機進入某個特殊的系統，藉由該系統來作為管理依據， 讓伺服器可以派送資料等等。後來 flush 快閃硬碟便宜了，就有 USB 開機片的方式來加快管理系統的開機速度。但無論如何，你就是得要準備一個開機媒體才行 (不論是 CD 還是 USB 硬碟) ～ 那鳥哥的作法上面談到了，就是透過第一套 Linux 系統的快速安裝。那有沒有不要安裝任何系統，也不需要任何額外的媒體，有網路就能夠進行用戶端的裸機開機呢？ 現在你想到了嗎？沒錯啊！就是 DRBL 啦！

DRBL 既然可以做到讓用戶端無碟開機，也就是說，不需要任何媒體就能夠讓用戶端電腦開機進入 Linux 管理系統，如此一來，我們也不需要額外安裝那套管理系統啊！ 直接透過 DRBL 伺服器的功能，並將用戶端需要修訂的工作先在 DRBL 伺服器內的檔案系統修改完畢，用戶端直接開機就使用新的設定值了！簡單又方便！ 所以，鳥哥個人認為，DRBL 目前最重要的功能，就是進行具有高效能運算功能的用戶端主機的作業系統復原任務！

• DRBL 單純作為復原伺服器需要注意的特殊事項：

由於 DRBL 實在作得太好了～所有的資源通通統一管理，用在電腦教室內的環境，實在是非常優秀。只是，對於鳥哥所服務的科系來說，就有那麼一點點不足。 我們系上每年都有畢業展，此時各專題會跟系上借電腦到校外去展示。由於受控於 DRBL 的用戶端電腦開機是透過 DRBL 所提供的 PXE 選單來處理，因此，當這個 PXE 的功能消失後， 恐怕會產生些許問題～尤其我們系上的電腦都是多重開機進入不同作業系統的模式。所以，以鳥哥所在的資訊傳播系為例，我們在用戶端電腦上面，還是建議建立一個 Linux 管理系統， 因此 kickstart 還是繼續保持沒有因為使用 DRBL 就拿掉它。

由於要簡化教室內的管理，因此我們習慣將防火牆 (NAT) 建置於 DRBL 伺服器上。但是單純的 DRBL 安裝後，大多拿掉了防火牆與 SELinux 了，這時會對外連線的 DRBL 伺服器就有那麼一點點危險～ 因此，安裝好了 DRBL 伺服器之後，記得要將防火牆功能加回去～不然容易出問題～

此外，鳥哥還是比較偏好使用 switch 的 LACP 配合 Linux bonding 的功能來將區域網路的傳輸頻寬加大，不是單純利用 DRBL 官網建議的用戶端連線模式。不過這部份的硬體與網路配置建議， 還是得要依據您的環境而定啊！

而你得要知道的是，如果你的網路速度夠快了，但是硬碟卻使用的是舊式的硬碟，那磁碟傳輸速度低於 80Mbytes/s 時，且記憶體也不足以快取 (cache) 住大量被讀取的檔案時， 可以肯定的是，你的整體環境速度會很慢的～都卡在磁碟的 I/O 上面了！因此，理解一下 DRBL 與 clonezilla 所使用到的目錄，如果使用的是較低階的硬體設備時， 可以靠著軟體磁碟陣列來加強磁碟的 I/O 啦！

1.2 Clonezilla 的原理與應用

如果說 DRBL 就是前一章講到的 PXE + kickstart + 每個 client 的作業系統，那 clonezilla (再生龍) 就是搭建在這樣的環境底下的還原機制，這包括前一章提到的 partclone, udpcast 等軟體的支援，其中當然還包括了類圖形介面的控制與操作介面啊！

其實 clonezilla 以前是有獨立的版本存在的，不過，就如同前一章鳥哥為何要安裝第一套管理系統的原因，clonezilla 也是需要用戶端有管理系統才行。 這時，沒有 DRBL 的功能也是沒有辦法做到啊！因此，後來這兩者才會結合在一起～此外，clonezilla 已經整合了相當多的功能，因此，包括多種檔案系統的支援 (Ext4, NTFS, xfs, VMFS) 以及多種不同開機管理程式的支援等等，也可以做到整顆硬碟或獨立分割槽的備份與還原！功能相當的強大！只是，依舊需要結合網路檔案系統比較好， 這樣才能夠透過網路直接備份與還原啊！

另外一個最棒的是，clonezilla 竟然還有 live 版本，也就是說，你可以透過可開機 USB 搭配外接式硬碟，即可將完整的資料備份到外接式儲存設備上， 這樣就不用像鳥哥前一章介紹的模式，得要先安裝 Linux 系統呢！因為 clonezilla live 已經將第一套管理系統放置於外接式設備囉！所以單機版的裸機還原也可以做到！ 這比 ghost 真的要好太多了！

雖然如此，clonezilla 還是有其使用限制，例如不能直接支援軟體磁碟陣列，這部份比較傷腦筋～在 Linux 系統下，我們可以直接使用各種軟體來備份整個 software RAID 上面的檔案系統， 目前 clonezilla 還是得要透過部分的修訂工作才能達到這個目的！只是，目前主機板幾乎都整合了磁碟陣列，似乎也不太需要使用到軟體磁碟陣列， 所以這部份的限制比較沒有這麼重要就是了。

clonezilla 的另一個好處是，如果硬體設備夠強悍，例如用戶端電腦也支援 PXE 的網路開機環境，此時，你可以透過網路直接下達指令來命令用戶端電腦自己備份或還原！ 相當的簡單方便！只是還得要自己用指令處理，因此，目前倒是有不少的專題在轉化指令成為網頁介面來提供管理者操作。不過這部份都是 case by case 的設計， 這些網頁介面的設計比較難面面俱到～通常是僅適合在某些特定的場合運用就是了。

2.1 安裝 DRBL + clonezilla 在全新系統上

請注意，在這裡鳥哥假設你已經參考過前兩章的內容，包括第一章的 2.1 Linux bonding 的應用與 2.2 系統升級與防火牆建置等章節，因此你的 Linux 系統應該已經作好基礎防護以及更新到最新的穩定版本才是。 同時也請注意，因為鳥哥用來測試的系統是使用虛擬機器的環境，使用 bonding 是很蠢的行為 (因為根本不能動作)，所以本章節的環境中，並沒有使用 bonding 介紹， 相關設定還請參考第一章喔！

安裝 DRBL 實在很簡單，國家高速網路中心現在的 DRBL 也有支援 CentOS 的 Red Hat 系列架構，有提供 yum 給大家使用囉！直接參考 http://free.nchc.org.tw/drbl-core/x86_64/RPMS.drbl-stable/ 這個網址的內容， 該內容就是可以直接使用的 yum 設定項目！是 64 位元架構的 CentOS 喔！不要在你的 32 位元系統上面運作呢！那底下就來測試測試囉！

• 使用 yum 的方式在 CentOS 上面安裝 DRBL 與 clonezilla 軟體：

# 1. 先設定好相關的 yum 的環境喔！
[root@centos ~]# vim /etc/yum.repos.d/drbl.repo
[drbl]
name = Diskless Remote Boot in Linux
baseurl = http://free.nchc.org.tw/drbl-core/x86_64/RPMS.drbl-stable/
gpgcheck = 0
enabled = 1

# 2. 開始安裝所需要的各項軟體囉！鳥哥是在 CentOS 6.4 的 64 位元版本上安裝的！
[root@centos ~]# yum clean all
[root@centos ~]# yum install drbl clonezilla syslinux tftp-server tftp dhcp bind bind-chroot

別懷疑！這樣就安裝好了！只不過，軟體安裝好不等於系統準備妥當啊！因此，接下來讓我們一項一項工作分別來設定好所需要的服務吧！ 其實與前一章非常類似啦，你得要有 PXE 的環境，網路參數例如 DHCP 服務的相關設定等等，這些動作不再需要手動去設定，直接透過 DRBL 的相關指令就能夠搞定一切～於是乎，就讓我們來玩玩看吧！

• 準備與設定 DRBL 的服務環境：

再次強調一下，我們伺服器的環境中，內部網路使用的網卡為 bond0 (底下的測試使用的是 eth1 喔)，使用的網路參數為： 192.168.42.254/24，對外網路使用 eth0 網卡，透過外部網路取得 public IP 以及 default gateway 來工作。全部的內部機器綁在同一個網段內，透過 bonding 以及 switch 的 LACP 功能，來提升區網的頻寬。 接下來，就讓我們依據這樣的環境來設定 DRBL 的操作環境吧！

# 0. 先設定 SELinux 成寬容模式，並安裝 SELinux 的相關偵測模組
[root@centos ~]# vim /etc/selinux/config
SELINUX=permissive

[root@centos ~]# setenforce 0
[root@centos ~]# yum install setroubleshoot setroubleshoot-server

# 1. 開始使用 drblsrv 互動設定好所有的 DRBL 所需服務：
[root@centos ~]# drblsrv  -i
在 RedHat/Fedora Linux 上安裝 DRBL 環境...
你的作業系統版本: CO6.4
*****************************************************.
dnsdomainname: 未知的遠端位址
你要設定代理伺服器嗎?
[y/N] n
*****************************************************.
你是否要使用 DRBL "不穩定版"中的程式
[y/N] n
你是否要使用 DRBL "測試版"中的程式
[y/N] n
*****************************************************.
Try to find yum repository url...
需要curl, lftp與wget來判斷相關的網址，如果沒有安裝的話，我們現在安裝它們...
# 這時 DRBL 會主動的分析 yum 設定，然後直接下載所需要的其他額外軟體

*****************************************************.
你是否要安裝一些網路安裝的開機檔案使得用戶端的電腦可以透過網路安裝Linux (Debian, 
Ubuntu, RedHat Linux, Fedora Core, Mandriva, CentOS與OpenSuSE等)到本身的硬碟中? 
///注意/// 這個動作會下載一些檔案(全部的大小可能超過100 MB)，所以有可能會花不少時間。
假如你的用戶端電腦有硬碟，而你又有可能會需要安裝作業系統，建議選擇Y。假如你回答no，
之後你仍舊可以使用drbl-netinstall來安裝這些檔案。
[y/N] y
*****************************************************.
你的 DRBL 用戶端的電腦是否要使用序列終端機(Serial Console)?
如果你不清楚什麼序列終端機的話，就回答"N"，否則有可能造成用戶端電腦螢幕無法顯示!
[y/N] n
The CPU arch option for your clients: 2
您選用與伺服器同等級的 CPU 最佳化.
*****************************************************.
你是否要升級你的作業系統?
[y/N] y
*****************************************************.
如果 glibc 與 openssl 有較新版本，是否要升級?
0 -> 不升級 glibc 與 openssl.
1 -> 只升級 openssl,
2 -> 只升級 glibc,
3 -> 升級 glibc 與 openssl (預設),
警告!!!!! glibc 極為重要，請務必確定升級 glibc 後您的系統能正確執行無誤
[3] 3
# 之後就開始進入網路安裝的動作，開始安裝 DRBL 所需要的任何軟體囉！
# 然後可怕的 DRBL 就將你的系統完整的搞定了！第一次裝也讓鳥哥嚇一跳...

上述的動作僅是完成了 DRBL + Clonezilla 所需要的伺服器環境。要注意的是， DRBL 官網有特別強調，如果你的網際網路環境不佳， 那麼安裝上述的過程中，由於需要透過網路自動下載與安裝所需要的各項軟體，因此可能會花費比較多的時間。所以，某些特定的步驟可以先省略， 也可以透過 drblsrv-offline 這個指令來處理呢！那軟體環境處理完畢後，再來當然就是需要啟動各項服務囉。

• 啟動 DRBL 伺服器服務之前，事先收集用戶端網卡卡號 (MAC) 對應表：

不過在啟動服務之前，很多 DRBL 學習者建議最好能夠先收集用戶端的網卡卡號 (MAC)，這樣未來在處理類似 DHCP 等服務的時候，流程比較順暢！ 為什麼要作這個動作呢？如果你真的有管理過電腦教室，那就會知道，電腦教室都有所謂的座位表。我們總是希望每個座位能夠跟它的 IP 對應較佳，對管理上比較方便啦！ 如果未來你想要透過網路直接進行教室內某主機的還原，那問一下學生或工讀生，要還原的那部主機的位置與編號，就能夠透過之前記錄的 IP 對應表直接網路開機與復原！ 這樣是否真的比較方便啊！

我們在前一章談到的方案是先到用戶端去設定好 IP，然後再使用程式來處理 DHCP 的功能。在 DRBL 當中，則可以透過 DRBL 自行提供的一支程式： drbl-collect-mac， 在執行此程式過程中，依序打開要被偵測的電腦電源，並調整一下 BIOS 變成網路開機，就能夠取得各用戶端主機的 MAC 了！例如你有十部用戶端電腦，那就依序從第一台打開電源， 然後第二、第三這樣依序開機，DRBL 就能自動抓到 MAC！比起之前的手動 ifconfig 又更方便許多呢！

[root@centos ~]# drbl-collect-mac eth1
# 重點項目僅是那個 eth1 啦！要收集的是哪個介面卡上面監聽的 DHCP 用戶端要求的資訊。
request_eth_port:eth1
Stopping xinetd ...
正在停止 xinetd：                                          [  確定  ]
*****************************************************.
開始偵測與收集用戶端的MAC address....
輸入'1'或是按'Enter'鍵來看目前收集的狀態。
輸入'2'或是'q'來結束收集。
<== 看到上述資訊後，立刻去讓你的用戶端『依序』使用 DHCP 功能，
    在這裡輸入 Enter 就可以看到底下的收集資訊！
=======================================
52:54:00:DB:1C:7C
52:54:00:4B:DC:EB
52:54:00:BA:4B:55
52:54:00:C7:D0:6B
Total: 4 <==鳥哥只開了四台機器，回來這裡看看，有收集到四部主機的 MAC 囉！
=======================================
輸入'1'或是按'Enter'鍵來看目前收集的狀態。
輸入'2'或是'q'來結束收集。
2
*****************************************************.
DHCP與tftpd-hpa/xinetd 服務已經被停止，如果你需要用到他們的話，記得重新啟動!
收集到的用戶端硬體卡號MAC位址(由 [eth1] )個別被存在這些檔案中: macadr-eth1.txt.

[root@centos ~]# cat macadr-eth1.txt
52:54:00:db:1c:7c
52:54:00:4b:dc:eb
# 這個檔案的內容就是記錄了剛剛偵測到的 MAC 就是了。要注意，每次重新執行 drbl-collect-mac
# 這個檔案就會被覆蓋，因此要注意這個檔案的保護才行，否則前次的收集會遺失！

[root@centos ~]# cp macadr-eth1.txt /etc/drbl/macadr-eth1.20130606.tx
# 將資料收集的結果備份到 /etc/drbl/ 目錄下較佳。

很簡單的，這樣就收集完畢。只是要注意的是，這個指令不要隨時隨地的亂執行，因為它會自動依據介面卡的所在建立一個名為 macadr-ethN.txt 的檔案， 如果你在同一個目錄針對同一個介面去監聽時，第二次執行時，就會將第一次執行的結果覆蓋掉～因此，建議你最好還是得要將最終的成果複製到某個地方去保存， 例如 /etc/drbl/ 就是個可以考慮的目錄呦！

• 啟動 DRBL 伺服器的各項服務：

好了，一切都差不多快要搞定了，那麼就來處理各項服務功能吧！處理的方式很簡單，透過 drblpush 這個指令來處理即可。

[root@centos ~]# drblpush  完整處理各項任務
[root@centos ~]# drblpush  讀取前一次設定檔，速度較快
[root@centos ~]# drblpush 
[root@centos ~]# drblpush 
選項與參數：
範例：

範例一：
[root@centos ~]# 

會反白
解釋有底線

/usr/sbin/dcs (drbl-client-switch)：設定DRBL客戶端機器開機後的模式，
	目前支援切換成Linux(Penguinzilla), FreeDOS, memtest, Clonezilla, 網路安裝RedHat等模式 
/usr/sbin/drbl-all-service 這個指令可以啟動、重新啟動或是停止DRBL Server的服務,也就是將整個DRBL
	環境在server所需要的服務(nfs, dhcpd, xinted, iptables, ypserv...)
/usr/sbin/drbl-clean-dhcpd-leases 可以清除曾經在你的 DHCP 上頭註冊過的用戶端 MAC 與 IP 對應表
/usr/sbin/drbl-client-root-passwd 可以修改用戶端 root 密碼
/usr/sbin/drbl-client-service 可以修訂用戶端下次重新開機所啟動的服務項目
/usr/sbin/drbl-collect-mac 收集給 DRBL 用的用戶端電腦網卡的 MAC
/usr/sbin/drbl-live DRBL live 版本的啟動/關閉服務功能
/usr/sbin/drbl-syslinux-netinstall 製作可網路安裝 DRBL 的 image file 功能
/usr/sbin/drbl4imp 直接以預設值建立好 DRBL 的懶人安裝法
/usr/sbin/drblsrv 設定 DRBL 的各項服務功能
/usr/sbin/drblpush 重新修訂 DRBL 的各項服務設定值
/usr/sbin/drbl-ocs 進行 clonezilla 的各項任務，可搭配 dcs 進行各項備份/還原處理

[root@centos ~]# 
選項與參數：
範例：

範例一：
[root@centos ~]# 

會反白
解釋有底線