Diskless nodes/fr

Ce guide vous explique comment créer et configurer des nœuds sans disque avec Gentoo Linux.

À propos de ce guide
Ce guide vous aide à configurer des stations sans disque utilisant la distribution Gentoo Linux. Nous essayons de rendre ce guide aussi facile d'utilisation que possible et apportons à nouveau venu à Linux tout ce dont il a besoin, parce que chacun d'entre nous en a été un d'une certaine manière. Alors qu'un utilisateur expérimenté pourrait très facilement faire la synthèse des nombreux guides disponibles sur les nœuds sans disque et la mise en réseau, nous espérons que ce guide facilitera l'installation pour tous les utilisateurs intéressés, qu'ils soient chevronnés ou pas.

Qu'est-ce qu'une machine sans disque ?
Une machine sans disque est un PC dépourvu des périphériques de démarrage habituels tels que des disques durs, des disquettes ou des CD-ROMs. Le nœud sans disque démarre à partir du réseau et nécessite un serveur qui lui fournit de l'espace de stockage tout comme le ferait un disque dur local. Désormais, nous appellerons le serveur maître, et la machine sans disque l'esclave. Le nœud esclave a besoin d'un adaptateur réseau qui prend en charge le démarrage PXE ou Etherboot ; consultez Etherboot.org pour la liste des matériels prenant en charge cette fonctionnalité. La plupart des cartes modernes prennent en charge PXE et beaucoup d'adaptateurs embarqués sur les cartes mère feront aussi l'affaire.

Avant de vous lancer
Vous devriez avoir Gentoo installé sur votre nœud maître et assez de place sur le maître pour y stocker le système de fichiers du nœud esclave que vous voulez héberger. Assurez-vous que vous disposez également d'une interface vers l'Internet séparée de la connexion au réseau local.

À propos des noyaux
Le noyau est le logiciel qui se trouve entre votre matériel et le reste du logiciel que vous avez chargé sur votre machine, essentiellement, le cœur d'un système d'exploitation basé sur un noyau. Lorsque votre ordinateur est démarré, le BIOS exécute les instructions trouvées dans l'espace de démarrage réservé de votre disque dur. Ces instructions sont typiquement un chargeur de démarrage qui charge votre noyau. Dès lors qu'il est chargé, le noyau prend en charge tous les processus.

Pour plus d'informations sur les noyau et sur leur configuration, reportez-vous au kernel HOWTO.

Configurer le noyau du maître
Le noyau du maître peut être aussi important et aussi personnalisé que vous le souhaitez, mais il y a quelques options du noyau que vous devez sélectionner. Rendez-vous dans la configuration de votre noyau en tapant :

Vous devriez obtenir une interface graphique grise et bleue qui offre une alternative sûre à l'édition manuelle du fichier. Si votre noyau fonctionne actuellement correctement, vous devriez en sauvegarder le fichier de configuration en sortant de l'interface et en tapant :

Rendez-vous dans les sous-menus suivants et assurez-vous que les items listés sont cochés pour être compilés dans le noyau (pas en tant que module). Les options indiquées ci-dessous sont celles correspondant à un noyau de version 2.6.10. Si vous utilisez une version différente, le texte ou/et l'ordre des menus pourraient être différents. Assurez-vous que vous sélectionnez au moins les options indiquées ci-dessous.

Si vous voulez accéder à l'Internet via votre maître et/ou avoir un pare-feu sûr, assurez-vous d'ajouter la prise en charge des iptables.

Si vous voulez utiliser le filtrage des paquets, vous pouvez ajouter le reste des modules plus tard. Assurez-vous de lire le chapitre Pare-feu du manuel de sécurité Gentoo pour savoir comment configurer le filtrage de manière appropriée.

Après avoir configuré le noyau maître, vous devez le compiler. Tapez ceci :

Ensuite, ajoutez une entrée pour ce nouveau noyau dans ou  selon le chargeur de démarrage que vous utilisez et faites de ce nouveau noyau le noyau par défaut. Maintenant que la nouvelle bzimage a été copiée dans votre répertoire boot, il ne vous reste plus qu'à redémarrer le système afin de charger ces nouvelles options.

À propos du noyau de l'esclave
Il est recommandé de compiler le noyau esclave sans module, c'est-à-dire avec les options compilées en dur parce qu'il est difficile et inutile de charger des modules lors d'un démarrage via le réseau. et parceDe plus, ce noyau doit être aussi compact que possible pour démarrer plus rapidement. Nous allons compiler le noyau esclave au même endroit que le noyau maître.

Pour éviter toute confusion et toute perte de temps, il vaut mieux garder une copie de la configuration du noyau maître comme ceci :

Nous devons maintenant configurer le noyau des nœuds esclaves de la même façon que pour le noyau maître. Si vous préférez repartir d'une configuration vierge, vous pouvez réinitialiser comme ceci :

Ensuite, utilisez l'interface de configuration en tapant :

Assurez-vous que les options suivantes sont sélectionnées pour une compilation dans le noyau et PAS comme module :

Compilons le noyau esclave. Vous devez prendre garde à ne pas écraser les modules que vous avez compilés pour le nœud maître. Faites :

Maintenant, créez le répertoire qui va accueillir le système de fichiers des nœuds esclaves sur le maître et copiez-y le fichier bzImage. Nous utilisons, mais vous pouvez utiliser un autre nom.

Configurer un système de fichiers préliminaire pour l'esclave
Les systèmes de fichiers des nœuds maître et esclaves peuvent subir de nombreuses adaptations. Concentrons-nous d'abord sur les fichiers de configuration et les points de montage. Nous avons besoin d'un répertoire sous  pour le premier nœud esclave. Chaque esclave a besoin de son propre système de fichiers racine (root) parce que certains fichiers ne peuvent pas être communs à plusieurs machines sans causer de graves problèmes. Peu importe les noms des sous-répertoires, vous pouvez, par exemple, les nommer d'après les adresses IP, car elles sont uniques et évitent les confusions. Dans cet exemple, l'adresse IP du premier nœud esclave est  :

Certains fichiers de configuration de doivent être modifiés pour les esclaves. Copiez d'abord le répertoire  du maître dans le nouveau répertoire destiné au nœud esclave :

Le système de fichiers est encore incomplet, il lui manque différents points de montage. Pour les créer tapez :

La plupart de ces noms devraient vous être familiers. Les points tels que,  ou  seront utilisés au démarrage de l'esclave, les autres seront montés un peu plus tard. Vous devez également indiquer le nom de machine de l'esclave dans le fichier. Les programmes, bibliothèques et autres fichiers seront copiés au bon endroit plus loin dans ce guide. En fait, ce sera juste avant de démarrer l'esclave.

Bien que les fichiers de périphériques de  soient créés par    plus loin, vous devez créer l'entrée. Si vous ne le faites pas, vous verrez l'erreur « unable to open initial console ».

À propos du serveur DHCP
DHCP signifie Dynamic Host Configuration Protocol (protocole dynamique de configuration des hôtes). Le serveur DHCP est le premier ordinateur contacté par les nœuds esclaves quand ils démarrent par le système PXE via le réseau. La principale fonction d'un serveur DHCP est d'attribuer des adresses IP. Un tel serveur peut attribuer des adresses en se basant sur les adresses MAC des cartes réseau (N.D.T. : l'adresse MAC est censée être unique pour chaque carte sur le marché et est attribuée par le constructeur). Une fois l'adresse attribuée, le serveur DHCP indique au nœud esclave où il peut obtenir son noyau et son système de fichiers préliminaire.

Avant de commencer
Vous devez vérifier plusieurs choses avant de poursuivre. D'abord, vérifions si votre connexion réseau fonctionne :

Vous devez vérifier que vous avez un périphérique eth0 qui fonctionne. Vous devriez voir quelque chose comme ceci :

Un périphérique eth0 fonctionnant correctememt

L'option MULTICAST est essentielle. Si vous ne l'avez pas, vous devez recompiler votre noyau avec cette option activée dans sa configuration.

Installer le serveur DHCP
Si votre réseau n'a pas encore de serveur DHCP, vous devez en installer un :

Si un serveur DHCP est déjà installé sur votre réseau, vous devez modifier sa configuration pour permettre un démarrage via PXE.

Configurer le serveur
Le serveur DHCP est configuré grâce au seul fichier. Le répertoire devrait contenir un exemple que vous pouvez utiliser comme point de départ :

Le fichier de configuration est organisé et indenté comme ceci :

Exemple de présentation du dhcpd.conf

La mention  est facultative et est réservée pour des adresses IP que vous voulez attribuer aux nœuds qui font partie de votre réseau. Vous devez avoir au moins une section  et la section facultative    permet de définir des options communes aux nœuds spécifiés dans la section. Voici un exemple de complet :

Exemple de fichier dhcpd.conf

L'option   indique l'adresse IP de la machine à laquelle le nœud esclave doit demander le fichier   après avoir reçu son adresse IP. Cette adresse est l'adresse du serveur TFTP, généralement la même que celle du nœud maître. Le nom du fichier spécifié dans l'option   est relatif au répertoire  si votre serveur TFTP est configuré comme indiqué plus loin dans ce guide. La section   contient l'adresse matérielle (ou « MAC address ») de votre carte réseau et l'option    permet d'y associer l'adresse IP spécifiée. L'ensemble des options du fichier n'ont pas leur place dans ce guide, mais sont évidemment disponibles dans les pages man.

Démarrer le serveur DHCP
Avant de lancer le script d'initialisation de DHCP, vous devez modifier le fichier pour qu'il ressemble à ceci :

Exemple de fichier /etc/conf.d/dhcp

La variable  indique le péripherique réseau sur lequel votre serveur DHCP va tourner. Dans notre cas, c'est. Il peut être intéressant d'ajouter des valeurs à  si le serveur est équipé de plusieurs cartes réseau. Pour démarrer le serveur DHCP, faites :

Pour faire démarrer le serveur DHCP automatiquement par votre machine, faites :

Dépanner le serveur DHCP
Quand un nœud esclave démarre correctement, vous devriez voir des messages ressemblant à ce qui suit à la fin du fichier  sur le maître :

Exemple d'entrée de journalisation créée par dhcp

Si vous voyez le message ci-dessous, cela indique que le serveur DHCP émet bien sur le réseau, mais qu'il y a une erreur dans le fichier de configuration.

Exemple d'erreur du serveur dhpc

Chaque fois que vous modifiez le fichier de configuration, vous devez relancer le serveur DHCP comme ceci :

À propos du serveur TFTP
TFTP signifie « Trivial File Transfer Protocol ». Le serveur TFTP va fournir un noyau et un système de fichiers aux nœuds esclaves. Tous les noyaux des esclaves et leur système de fichiers seront stockés sur le serveur TFTP. Il est donc recommandé de l'installer sur le nœud maître.

Installer le serveur TFTP
Un serveur TFTP reconnu est celui compris dans le paquet tftp-hpa. Il se trouve qu'il a été écrit par le même auteur que SYSLINUX et ils fonctionnent très bien ensemble. Faites :

Configurer le serveur TFTP
Modifiez le fichier. Vous devez y indiquer le répertoire principal servi par le serveur TFTP avec l'option. Les éventuelles options de la ligne de commande utilisée pour lancer le serveur viennent après. Votre fichier devrait ressembler à ceci :

Exemple de fichier /etc/conf.d/in.tftpd

L'option  indique que le serveur doit écouter lui-même sur le réseau, ce qui vous évite d'utiliser inetd. L'option  demande au serveur de fournir plus de messages dans son journal. L'option  spécifie le répertoire racine du serveur.

Démarrer le serveur TFTP
To start the tftp server type:

This should start the tftp server with the options you specified in the. If you want this server to be automatically started at boot type:

About PXELINUX
This section is not required if you are only using Etherboot. PXELINUX is the network bootloader equivalent to LILO or GRUB and will be served via TFTP. It is essentially a tiny set of instructions that tells the client where to locate its kernel and initial filesystem and allows for various kernel options.

Before you get started
You will need to get the pxelinux.0 file which comes in the SYSLINUX package by H. Peter Anvin. You can install this package by typing:

Setting up PXELINUX
Before you start your tftp server you need to setup pxelinux. First copy the pxelinux binary into your directory:

This will create a default bootloader configuration file. The binary will look in the  directory for a file whose name is the client's IP address in hexadecimal. If it does not find that file it will remove the rightmost digit from the file name and try again until it runs out of digits. Versions 2.05 and later of syslinux first perform a search for a file named after the MAC address. If no file is found, it starts the previously mentioned discovery routine. If none is found, the file is used.

Files that PXE looks for in pxelinux.cfg/ in sequence

Let's start with the file:

Sample pxelinux.cfg/default

The  tag directs pxelinux to the kernel bzImage that we compiled earlier. The  tag appends kernel initialisation options. Since we compiled the slave kernel with , we will specify the nfsroot here. The first IP is the master's IP and the second IP is the directory that was created in to store the slave's initial filesystem.

About Etherboot
Etherboot boots network boot images from a TFTP server. As the PXE this is equivalent to LILO or GRUB. The  utility enables you to create different images using different options.

Before you get started
You will need to get the  (utility for making tagged kernel images useful for netbooting) package to create your Etherboot images. This tool will create a preconfigured kernel image from your original kernel. This contains the boot options as shown further down.

Setting up Etherboot
In this section we will create a simple etherboot image. As the dhcp server gives out the clients root-path in the "option root-path" dhcp.conf, we do not have to include this here. More details can be found in the mknbi manual.

Making the boot images. This will create a ELF bootable image capable of passing dhcp and the rootpath to the kernel. Also forcing the kernel to browse the network for a dhcp server.

Troubleshooting the network boot process
There are a few things you can do to debug the network boot process. Primarily you can use a tool called. To install  type:

Now you can listen to various network traffic and make sure your client/server interactions are functioning. If something isn't working there are a few things you might want to check. First make sure that the client/server is physically connected properly and that the networking cables are not damaged. If your client/server is not receiving requests on a particular port make sure that there is no firewall interference. To listen to interaction between two computers type:

You can also use  to listen on particular port such as the tftp port by typing:

A common error you might receive is: "PXE-E32: TFTP open time-out". This is probably due to firewall issues. If you are using , you might want to check  and  and make sure that they are configured properly. The client should be allowed to connect to the server.

About the NFS server
NFS stands for Network File System. The NFS server will be used to serve directories to the slave. This part can be somewhat personalized later, but right now all we want is a preliminary slave node to boot diskless.

About Portmapper
Various client/server services do not listen on a particular port, but instead rely on RPCs (Remote Procedure Calls). When the service is initialised it listens on a random port and then registers this port with the Portmapper utility. NFS relies on RPCs and thus requires Portmapper to be running before it is started.

Before you start
The NFS Server needs kernel level support so if you don't have this you should recompile your master's kernel. To double check your master's kernel configuration type:

You should see output that looks something like this if your kernel has been properly configured:

Installing the NFS server
The NFS package that can be acquired through portage by typing:

This package will emerge a portmapping utility, nfs server, and nfs client utilities and will automatically handle initialisation dependencies.

Configuring the NFS server
There are three major configuration files you will have to edit:

Nfs configuration files

The file specifies how, to who and what to export through NFS. The slave's fstab will be altered so that it can mount the NFS filesystems that the master is exporting.

A typical for the master should look something like this:

Sample master /etc/exports

The first field indicates the directory to be exported and the next field indicates to who and how. This field can be divided in two parts: who should be allowed to mount that particular directory, and what the mounting client can do to the filesystem:  for read only,   for read/write;   and   are important for diskless clients that are writing to the disk, so that they don't get "squashed" when making I/O requests. The slave's fstab file,, should look like this:

Sample slave fstab

In this example, master is just the hostname of the master but it could easily be the IP of the master. The first field indicates the directory to be mounted and the second field indicates where. The third field describes the filesystem and should be NFS for any NFS mounted directory. The fourth field indicates various options that will be used in the mounting process (see mount(1) for info on mount options). Some people have had difficulties with soft mount points so we made them all hard, but you should look into various options to make your cluster more efficient.

The last file you should edit is which describes a few options for nfs when it is initialised and looks like this:

Sample master /etc/conf.d/nfs

You should change  to the number of diskless nodes on the network.

Starting the NFS server
You should start the nfs server with its init script located in by typing:

If you want to this script to start when the system boots simply type:

Copy the missing files
We will now make the slave's file system in sync with the master's and provide the necessary binaries while still preserving slave specific files.

Configure diskless networking
In order to prevent the networking initscript from killing the connection to your NFS server, you will need to add an option to on your diskless client's filesystem.

Editing /etc/conf.d/net

Initialisation scripts
You need as many init scripts under as you need services on your diskless nodes. It all depends on what you want your slaves to do.

Typical slave runlevels

Now is a good time to boot your slave and cross your fingers. It works? Congratulations, you are now the proud owner of (a) diskless node(s) :)

Acknowledgements
We would like to thank the following authors and editors for their contributions to this guide:


 * Michael Andrews
 * Kristian Jerpetjoen
 * Sven Vermeulen
 * Xavier Neys