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2007年11月2日
KLab 株式会社Kラボラトリー安井 真伸
DSASのここんとこ~ネットワークブート編~
第3回 KLab 勉強会http://dsas.blog.klab.org/
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今日のアジェンダアジェンダ
ネットワークブートってどんなもの?ブートシーケンス
構築に必要なもの
具体的な構成例NFSを利用した構成HDDを利用した構成RamDiskを利用した構成
DSASはどうやってるの?機能による構成の違い
ネットワークブートの効能
運用テクニックの紹介運用上の懸念点
DSASの運用方法
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ネットワークブートの話の前にネットワークブートの話の前に、、、、
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通常のブートシーケンス
Linuxをインストールしたマシン
HDD
MBRMBR
ブートパーティションブートパーティション
ルートファイルシステムルートファイルシステム
ブートローダ
/usr /home /dev /bin/sbin /etc /var /lib
Linuxカーネル
RAM
ROM
BIOS
IPL
ブートローダ
Linuxカーネル
/sbin/init/sbin/init
mount
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ネットワークブートってネットワークブートってどんなもの?どんなもの?
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ネットワークブートとは
必要なファイルをネットワーク経由で取得して起動する仕組みです
DHCPサーバ TFTPサーバ
DHCP問い合わせ
DHCPオプションでブートローダ
の場所を通知
tftp get
ファイル転送
ブートローダ
PXE対応マシンブートローダ
ここまでの処理はハードウエア(NIC)がやってくれます
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普通のブートローダだと
TFTPサーバ
ブートローダ
PXE対応マシン
tftp get
ファイル転送
ブートロータ
カーネルがないお(><)
空のHDD
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PXE対応のブートローダなら
TFTPサーバinitrd.gz
ブートローダ Linuxカーネル
PXE対応マシン
tftp get
ファイル転送
tftp get
ファイル転送
ブートロータ
initrd.gz
Linuxカーネル
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initrd.gzってなに?
「ファイルシステムイメージを圧縮したもの」です
# gzip -d initrd.gz# mount -o loop initrd /initrd/# ls -l /initrd/total 12drwxr-xr-x 2 root root 2048 2004-10-01 20:39 bindrwxr-xr-x 2 root root 1024 2005-04-15 00:04 devdrwxr-xr-x 2 root root 1024 2005-03-10 03:45 etc-rwx------ 1 root root 2094 2007-09-25 07:21 linuxrcdrwxr-xr-x 2 root root 1024 2004-10-08 15:11 procdrwxr-xr-x 2 root root 1024 2004-10-01 20:39 sbin
起動時にinitrdをロードすると、これらの内容がRamDiskに展開されて、linuxrcというスクリプトが実行されます。linuxrcには、起動に必要な環境を整備する処理を記述しておきます。(例えば、ドライバのロードとかNICの初期化とかあれとかこれとか・・・・・)
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initrdの動作
PXE対応マシン
TFTPサーバ
Linuxカーネル
tftp get
ファイル転送
initrd.gz
initrd.gz
Linuxカーネル /linuxrc/lib/ /bin//sbin/RamDiskに展開
実行ルートファイルシステム
/usr /home /dev/bin /sbin /etc/var /root /lib/sbin/init
どのようにしてルートファイルシステムを準備するかが、ネットワークブートのサーバを運用する際の肝になります。
どのようにしてルートファイルシステムを準備するかが、ネットワークブートのサーバを運用する際の肝になります。
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ネットワークブートのまとめ
PXE対応サーバ
DHCPサーバ TFTPサーバ
DHCP問い合わせ
DHCPオプションで
ブートローダの場所
を通知
tftp get
転送
ブートローダ
ブートローダ
Linuxカーネル
initrd.gz
転送
Linuxカーネル
initrd.gz
tftp get
/linuxrc/lib/ /bin//sbin/展開
実行ルートファイルシステム/usr /home /dev/bin /sbin /etc/var /root /lib/sbin/init
initを実行すれば起動完了
PXEの処理
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ネットワークブートに必要なもの
PXE対応のマシンDHCPサーバTFTPサーバPXE対応のブートローダLinuxカーネルinitrd.gzルートファイルシステム
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具体的な具体的な構成例構成例
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構成例(1)
NFSを利用した構成(nfs-root)
ネットブートしたマシン
ネットブートしたマシン
ネットブートしたマシン
DHCPサーバ
NFSサーバ
ルートファイルシステム/usr /home /dev/bin /sbin /etc/var /root /lib/sbin/init
TFTPサーバ
ブートローダ
Linuxカーネル
NFS mount
NFS mount
NFS mount
Linuxカーネル
Linuxカーネル
Linuxカーネル
initrd.gz
initrd
initrd
initrd
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構成例(2)
HDDを利用した構成
ネットブートしたサーバ
ネットブートしたサーバ
ネットブートしたサーバ
DHCPサーバ
HTTPサーバ
== rootfs.tar.gz ==/usr /home /dev/bin /sbin /etc/var /root /lib/sbin/init
TFTPサーバ
ブートローダ
LinuxカーネルHTTP GET
HTTP GET
HTTP GET
Linuxカーネル
Linuxカーネル
Linuxカーネル
initrd.gz
HDDinitrd
HDDinitrd
initrd HDD
展開
展開
展開
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構成例(3)
RamDisk(tmpfs)を利用した構成
ネットブートしたマシン
ネットブートしたマシン
ネットブートしたマシン
DHCPサーバ
HTTPサーバ
== rootfs.tar.gz ==/usr /home /dev/bin /sbin /etc/var /root /lib/sbin/init
TFTPサーバ
ブートローダ
LinuxカーネルHTTP GET
HTTP GET
HTTP GET
Linuxカーネル
Linuxカーネル
Linuxカーネル
initrd.gz
ramdisk(tmpfs)initrd
ramdisk(tmpfs)initrd
initrdramdisk(tmpfs)
展開
展開
展開
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DSASDSASははどうなってるの?どうなってるの?
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DSASの全体像フロントエンドサービス向けサーバ群フロントエンドサービス向けサーバ群
バックエンドサービス向けサーバ群バックエンドサービス向けサーバ群LVSLVS(Active)(Active)
LVSLVS(Backup)(Backup)
マスタサーバマスタサーバ(Primary)(Primary) WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバマスタサーバマスタサーバ
(Secondary)(Secondary) WEBWEBサーバサーバ
WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ
DBサーバDBサーバ(Master)(Master)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Active)(Active)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Backup)(Backup)
LLSLLS(Active)(Active)
LLSLLS(Backup)(Backup)
PS/WSPS/WS(Active)(Active)
PS/WSPS/WS(Backup)(Backup)
ログサーバログサーバ(Active)(Active)
ログサーバログサーバ(Backup)(Backup)
BKBK
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DSASの全体像
マスタサーバマスタサーバ(Primary)(Primary)
マスタサーバマスタサーバ(Secondary)(Secondary)
LVSLVS(Active)(Active)
LVSLVS(Backup)(Backup)
DBサーバDBサーバ(Master)(Master)
WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Active)(Active)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Backup)(Backup)
LLSLLS(Active)(Active)
LLSLLS(Backup)(Backup)
PS/WSPS/WS(Active)(Active)
PS/WSPS/WS(Backup)(Backup)
ログサーバログサーバ(Active)(Active)
ログサーバログサーバ(Backup)(Backup)
BKBK
WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ
フロントエンドサービス向けサーバ群フロントエンドサービス向けサーバ群
バックエンドサービス向けサーバ群バックエンドサービス向けサーバ群
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DSASの全体像
マスタサーバマスタサーバ(Primary)(Primary)
マスタサーバマスタサーバ(Secondary)(Secondary)
LVSLVS(Active)(Active)
LVSLVS(Backup)(Backup)
DBサーバDBサーバ(Master)(Master)
WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Active)(Active)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Backup)(Backup)
LLSLLS(Active)(Active)
LLSLLS(Backup)(Backup)
PS/WSPS/WS(Active)(Active)
PS/WSPS/WS(Backup)(Backup)
ログサーバログサーバ(Active)(Active)
ログサーバログサーバ(Backup)(Backup)
BKBK
WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ
フロントエンドサービス向けサーバ群フロントエンドサービス向けサーバ群
バックエンドサービス向けサーバ群バックエンドサービス向けサーバ群
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DSASの全体像フロントエンドサービス向けサーバ群フロントエンドサービス向けサーバ群
バックエンドサービス向けサーバ群バックエンドサービス向けサーバ群LVSLVS(Active)(Active)
LVSLVS(Backup)(Backup)
TSTS(Active)(Active)
TSTS(Backup)(Backup)
LLSLLS(Active)(Active)
LLSLLS(Backup)(Backup)
マスタサーバマスタサーバ(Primary)(Primary)
DBサーバDBサーバ(Master)(Master)
WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバマスタサーバマスタサーバ(Secondary)(Secondary) WEBWEBサーバサーバ
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
PS/WSPS/WS(Active)(Active)
PS/WSPS/WS(Backup)(Backup)
ログサーバログサーバ(Active)(Active)
ログサーバログサーバ(Backup)(Backup)
BKBK
WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ
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DSASの構成
ロードバランサなどはディスクレス
マスタサーバ
HDD
セッションサーバ
ロードバランサ
ロードバランサHTTP GET
HTTP GET
HTTP GET
Linuxカーネル
Linuxカーネル
Linuxカーネル
ramdisk(tmpfs)initrd
ramdisk(tmpfs)initrd
initrdramdisk(tmpfs)
展開
展開
展開
== lb.tar.gz ==
== ts.tar.gz ==
== lv.tar.gz ==
・コンテンツデータ・WEBアプリケーション
ブートローダ
Linuxカーネル
initrd.gz
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DSASの全体像フロントエンドサービス向けサーバ群フロントエンドサービス向けサーバ群
バックエンドサービス向けサーバ群バックエンドサービス向けサーバ群LVSLVS(Active)(Active)
LVSLVS(Backup)(Backup)
TSTS(Active)(Active)
TSTS(Backup)(Backup)
LLSLLS(Active)(Active)
LLSLLS(Backup)(Backup)
マスタサーバマスタサーバ(Primary)(Primary)
DBサーバDBサーバ(Master)(Master)
WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバマスタサーバマスタサーバ(Secondary)(Secondary) WEBWEBサーバサーバ
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
PS/WSPS/WS(Active)(Active)
PS/WSPS/WS(Backup)(Backup)
ログサーバログサーバ(Active)(Active)
ログサーバログサーバ(Backup)(Backup)
BKBK
WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ
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DSASの全体像LVSLVS
(Active)(Active)
マスタサーバマスタサーバ(Primary)(Primary)
LVSLVS(Backup)(Backup)
WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバマスタサーバマスタサーバ(Secondary)(Secondary) WEBWEBサーバサーバ
WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ
フロントエンドサービス向けサーバ群フロントエンドサービス向けサーバ群
バックエンドサービス向けサーバ群バックエンドサービス向けサーバ群
DBサーバDBサーバ(Master)(Master)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Active)(Active)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Backup)(Backup)
LLSLLS(Active)(Active)
LLSLLS(Backup)(Backup)
PS/WSPS/WS(Active)(Active)
PS/WSPS/WS(Backup)(Backup)
ログサーバログサーバ(Active)(Active)
ログサーバログサーバ(Backup)(Backup)
BKBK
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マスタサーバ
HDD
ファイルサーバ
DBサーバ
DSASの構成
DBサーバやファイルサーバはHDDを併用
HTTP GET
HTTP GET
initrd
initrdramdisk(tmpfs)展開
HDD
ramdisk(tmpfs)
HDD
展開
nfsd export
mysqld read/write
Linuxカーネル
Linuxカーネル
== lb.tar.gz ==
== ps.tar.gz ==
== db.tar.gz ==
・コンテンツデータ・WEBアプリケーション
ブートローダ
Linuxカーネル
initrd.gz
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DSASの全体像LVSLVS
(Active)(Active)
マスタサーバマスタサーバ(Primary)(Primary)
LVSLVS(Backup)(Backup)
WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバマスタサーバマスタサーバ(Secondary)(Secondary) WEBWEBサーバサーバ
WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ
フロントエンドサービス向けサーバ群フロントエンドサービス向けサーバ群
バックエンドサービス向けサーバ群バックエンドサービス向けサーバ群
DBサーバDBサーバ(Master)(Master)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Active)(Active)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Backup)(Backup)
LLSLLS(Active)(Active)
LLSLLS(Backup)(Backup)
PS/WSPS/WS(Active)(Active)
PS/WSPS/WS(Backup)(Backup)
ログサーバログサーバ(Active)(Active)
ログサーバログサーバ(Backup)(Backup)
BKBK
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DSASの全体像
WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ
LVSLVS(Active)(Active)
マスタサーバマスタサーバ(Primary)(Primary)
LVSLVS(Backup)(Backup)
DBサーバDBサーバ(Master)(Master)
マスタサーバマスタサーバ(Secondary)(Secondary)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Active)(Active)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Backup)(Backup)
LLSLLS(Active)(Active)
LLSLLS(Backup)(Backup)
PS/WSPS/WS(Active)(Active)
PS/WSPS/WS(Backup)(Backup)
ログサーバログサーバ(Active)(Active)
ログサーバログサーバ(Backup)(Backup)
BKBK
WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ
フロントエンドサービス向けサーバ群フロントエンドサービス向けサーバ群
バックエンドサービス向けサーバ群バックエンドサービス向けサーバ群
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DSASの構成
WEBサーバもHDDを併用
WEBサーバマスタサーバ
initrdramdisk(tmpfs)
HDD
展開
httpd
HDD
== lb.tar.gz ==
== lv.tar.gz ==
== db.tar.gz ==
・コンテンツデータ・WEBアプリケーション
HTTP GET
mirror
ディスクの内容を同期
Linuxカーネル
read
ブートローダ
Linuxカーネル
initrd.gz
・コンテンツデータ・WEBアプリケーション
lb.tar.gz
lv.tar.gz
db.tar.gz
ブートローダ
Linuxカーネル
initrd.gz
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DSASの全体像
WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ
LVSLVS(Active)(Active)
マスタサーバマスタサーバ(Primary)(Primary)
LVSLVS(Backup)(Backup)
マスタサーバマスタサーバ(Secondary)(Secondary)
WEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバWEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ WEBWEBサーバサーバ
フロントエンドサービス向けサーバ群フロントエンドサービス向けサーバ群
バックエンドサービス向けサーバ群バックエンドサービス向けサーバ群
コワレタマスタサーバマスタサーバ
(Primary)(Primary)
HDDで再起動!
DBサーバDBサーバ(Master)(Master)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Active)(Active)
DBサーバDBサーバ(Slave)(Slave)
TSTS(Backup)(Backup)
LLSLLS(Active)(Active)
LLSLLS(Backup)(Backup)
PS/WSPS/WS(Active)(Active)
PS/WSPS/WS(Backup)(Backup)
ログサーバログサーバ(Active)(Active)
ログサーバログサーバ(Backup)(Backup)
BKBK
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ネットワークブートのネットワークブートの効果効果
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ネットワークブートの効果
インストール作業が不要ですなにはともあれ超らくちん!
新しいサーバをすぐにサービスに投入できます
新しいサーバが納品される前に環境構築できちゃいます
再起動すればもとどおりファイルを消してしまっても、設定を壊してしまっても大丈夫
再起動するだけでもとどおりになります
バージョンアップなどの作業手順を事前に検証することができます
新しい機能をちょっと試してみたいときにも重宝します
レスキューディスクや診断ツールもネットワークブートメンテナンス用のCDやFDを探す必要がなくなりましたmemtest86なんかもネットワークブートでいけちゃいます
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ネットワークブートの効果
アプリケーションがディスクI/Oを占有できますDBサーバのHDDはMySQLが独り占めストレージサーバのHDDはNFSが独り占めほとんどのプログラムはオンメモリで実行されます
ディスク故障でOSが止まる事がありませんディスクが壊れると・・・
Apacheがエラーを吐くかもしれませんがMySQLが止まるかもしれませんがバッチ処理などが失敗するかもしれませんが
ヘルスチェック機能やメール送信機能は影響をうけません
ディスク故障は速やかに正確に管理者に通知されます
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運用テクニックの運用テクニックの紹介紹介
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運用上の懸念点
ログ管理ディスクレス構成の場合、ログはどこにだせばいいの?
RamDiskに書いてたらメモリがいくらあっても足りなくね?かといって、ログのためだけにディスク使うのもなんだかねえ・・・
ルートファイルシステムのメンテナンスバージョンアップはどうやるの?
設定変更したいときはどうするの?
再起動したら元に戻っちゃうよね?
サーバ固有情報の処理ホスト名やIPアドレスはどうやって指定するの?
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ログ管理
ディスクレスマシンのログはネットワーク経由でログサーバに流します
syslog-ngを使えばサーバごとにディレクトリを分けることができます転送するまでもないログはdaemontoolsに付属のmultilogが便利です
ログサーバ
HDD
syslog-ng
/var/log/remote/lv/kernel.log daemon.log ...
LVS
TS
/var/log/remote/ts/kernel.log daemon.log ...
RamDisk
multilog
ヘルスチェッカ等
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ルートファイルシステムのメンテナンス
設定変更やバージョンアップをしたい場合など
実機上で作業をして動作確認をします
変更内容は同じ種類の全サーバに適用します
ルートファイルシステムイメージを再生成します
予備サーバを使って起動確認します
DBサーバ1DBサーバ1
マスタサーバ
DBサーバ2DBサーバ2
DBサーバ3DBサーバ3
DBサーバ4DBサーバ4
db.tar.gz
設定変更と動作確認
予備サーバ予備サーバ
tarで固めてるだけっす
起動確認
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サーバ固有情報の処理
IPアドレスはIPMIカード(ハードウエア)に設定していますブートスクリプトはIPMIカードを参照して、IPアドレスを取得します次にDNSを参照して、IPアドレスからホスト名を取得します最後にマスタサーバを参照して、ホスト名から役割情報を取得します※ IPMIカードを使えないサーバは、起動時のカーネルパラメータで指定します
DNSサーバ
マスタサーバ
w101: ロードバランサw102: ロードバランサw103: Webサーバw104: Webサーバw105: DBサーバ(マスタ)w106: DBサーバ(スレーブ)
なんかのサーバなんかのサーバ
IPMIカード(192.168.0.5)
ブートスクリプト
DBサーバになるよ!
僕は「w105」なのか
IPは「192.168.0.5」
5.0.168.192.in-addr.arpa. IN PTR w105
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ってな感じになればいいなぁ(^^;
と考えています・・・・・・・・・・
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最後に最後になりましたがなりましたが
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ネットブートの導入を検討している方へ
最初から完璧な構成を目指すと、途中でくじけそうになります。
「ネットワークブート=ディスクレスシステム」とは限りません。
単にネットワークからブートするだけであれば、
dhcpd (DHCPサーバ)
atftpd (tsizeオプション対応のTFTPサーバ)
pxelinux(PXE対応のブートローダ)
HDDにLinuxをインストールしたマシン(PXE対応のもの)
これだけあればできちゃいます。
PXEでブートローダをロードして、HDDをマウントして起動したシステムも、立派な「ネットワークブートシステム」ですよね。
「ネットブート使いたいけど、なんとなくめんどくさそう」という方は、
まず、ここから手を付けて感触をつかんでみることをオススメします。
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ご清聴ご清聴ありがとうございましたありがとうございました