前言

基本上就是照搬的 PXE Booting to a Raspberry Pi 4 .

需要准备的素材

  • 有树莓派标准系统的SD卡一张，需要用来修改树莓派的启动设置
  • NFS服务器
  • 树莓派系统 OS Lite 的镜像文件

树莓派准备工作

设置启动顺序

sudo raspi-config

依次选择 Advanced Options > Boot Order > Network Boot

获取系统信息

获取 serial ：

cat /proc/cpuinfo | grep Serial | awk -F ': ' '{print $2}' | tail -c 9

获取 mac ：

ip addr show eth0 | grep ether | awk '{print $2}'

完了之后可以关机拔掉 SD 卡。

服务器配置

数据目录

首先安装必备的软件：

sudo apt install nfs-kernel-server kpartx unzip xz-utils -y

准备存放数据的目录：

mkdir /srv/
mkdir /srv/tftpboot
mkdir /srv/nfs

DHCP之类的稍后再配置，先把树莓派系统的镜像解压到刚才创建的目录中：

unxz raspios_lite_arm64_latest.img.xz

解压后得到的 img 文件，实际上有两个分区，需要用 kpartx 将它们提取出来：

kpartx -a -v *.img
mkdir -p /mnt/boot /mnt/rootfs
mount /dev/mapper/loop0p1 /mnt/boot
mount /dev/mapper/loop0p2 /mnt/rootfs

将已挂载分区上的文件复制到之前创建的文件夹中：

# <serial> 是先前在树莓派系统中获取的 8 位序列号
cp -a /mnt/boot/* /srv/tftpboot/<serial>/
cp -a /mnt/rootfs/* /srv/nfs/

如果使用的无特权容器，可能无法使用 kpartx，可以使用 fdisk 和 dd 来提取数据。

首先使用 fdisk 查看扇区结构：

fdisk -l <oslite>.img

得到类似下面的输出：

Device Start End Sectors Size Type
oslite.img1 8192 532479 524288 256M W95 FAT32
oslite.img2 532480 15728639 15196160 7.3G Linux

记住其中的数据： boot 分区， Start 8192， Sectors 524288； rootfs 分区， Start 532480。

提取 boot 分区：

sudo apt install mtools -y
dd if=<oslite>.img of=boot_part.img bs=512 skip=8192 count=524388
mcopy -i boot_part.img -s ::* /srv/tftpboot/<serial>/

提取 rootfs 分区：

dd if=<oslite>.img of=rootfs_part.img bs=512 skip=532480
cd /srv/nfs
sudo debugfs -R "rdump / ." /path/to/rootfs_part.img

NFS/TFTP/DHCP配置

NFS

在 NFS 服务器上的 /etc/exports 末尾加上一行：

/srv/nfs *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)

重启 NFS 服务：

sudo exports -a
sudo systemctl restart nfs-kernel-server

TFTP

修改 tftpd-hpa 配置文件 /etc/default/tftpd-hpa ：

TFTP_USERNAME="tftp"
TFTP_DIRECTORY="/srv/tftpboot"
TFTP_ADDRESS=":69"
TFTP_OPTIONS="--secure"

重启 TFTP 服务：

sudo systemctl enable tftpd-hpa
sudo systemctl start tftpd-hpa

DHCP

我用的是 OPNsense，与传统配置不太一样。

配置 Option66

在 OPNsense 中依次点击 Services > Dnsmasq DNS & DHCP > DHCP options

添加一项配置：

  • Type: Set
  • Option: tftp-server [66]
  • Interface: LAN
  • Value: <NFS服务器的ip>
配置 Option43

在上述页面中再添加一项配置：

  • Type: Set
  • Option: vendor specific [43]
  • Interface: LAN
  • Value: 52:61:73:70:62:65:72:72:79:20:50:69:20:42:6f:6f:74:20:20:20

树莓派系统文件配置

修改 cmdline.txt

修改 /srv/tftpboot/<serial>/cmdline.txt：

console=serial0,115200 console=tty1 root=/dev/nfs nfsroot=<NFS_SERVER_IP>:/srv/nfs,v3,tcp rw ip=dhcp rootwait elevator=deadline

修改 fstab

修改 /srv/nfs/etc/fstab，将原有的 PARTUUID 行全部注释掉。