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发表 admin at 2025年2月28日
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如何使用自动安装编写和执行 Ubuntu 无人值守安装

能够配置和创建操作系统的可复制安装至关重要，尤其是在企业环境中。为了执行无人值守安装，Ubuntu 过去支持 Debian preseed 和 Kickstart 文件。从 Ubuntu 服务器 20.04 和 Ubuntu 桌面版本 23.04 开始，这些安装方法已被弃用，并且发行版采用了新的自动安装格式，该格式利用了 cloud-init。

在本教程中，我们学习如何编写 Ubuntu 自动安装文件，以及如何使用它来执行无人值守、可复制的安装。

在本教程中您将学习：

  • 如何编写自动安装文件并从各个方面定义 Ubuntu 安装
  • 如何将自动安装文件传递给 Ubuntu 桌面和服务器安装程序

介绍自动安装文件

作为 Debian 衍生发行版，Ubuntu 最初支持预置文件作为执行无人值守和可复制安装的方法。后来添加了对 Kickstart 安装语法的支持作为兼容性层，但并未实现所有 Kickstart 命令。从Ubuntu服务器20.04开始，从Ubuntu桌面23.04开始，Ubuntu采用了自己的自动安装方法，基于YAML语法：autoinstall。

我们通常在自动安装文件中看到的第一件事是“#cloud-config”注释：如果我们希望文件由 cloud-init 处理，则这是必需的（稍后会详细介绍）。配置文件中使用的主键是autoinstall；相反，文件语法版本是使用 version 键指定的。在撰写本文时，仅版本 1 可用：

#cloud-config
autoinstall:
  version: 1

选择来源

要指定我们要安装的“环境”，我们可以使用 source 键，它采用映射作为值。在此映射中，我们将要安装的环境名称作为 id 键的值传递。例如，在安装 Ubuntu 桌面时，我们可以在 ubuntu-minimal-desktop 和 full-fledged ubuntu-desktop 之间进行选择。如果省略该键，则使用第一个可用的源：

#cloud-config
autoinstall:
  source:
    id: ubuntu-desktop-minimal

设置系统区域设置、时区和键盘布局

要设置系统区域设置，我们使用 locale 键。相反，键盘设置是通过keyboard 键指定的。该键将映射作为值；在下面的示例中，我们仅指定我们想要使用的布局（us）；还可以指定其他参数，例如布局变体。最后，要设置系统时区，我们使用 timezone 键：

#cloud-config
autoinstall:
  locale: en_US.UTF-8
  keyboard:
    layout: us
  timezone: Europe/Rome

配置网络接口

为了配置系统网络，我们使用 network 键，使用 netplan 语法。在下面的示例中，我指定希望通过 dhcp4 自动配置 enp1s0 以太网接口：

#cloud-config
autoinstall:
  network:
    version: 2
    ethernets:
      enp1s0:
        dhcp4: true

配置主机名和系统初始用户

为了安全地使用我们的系统，我们需要创建至少一个非特权用户。我们还需要设置系统主机名。这两个方面都是通过identity密钥进行管理的。键以映射作为值；我们使用相应的键定义用户名、密码和主机名：

#cloud-config
autoinstall:
  identity:
    username: egidio
    hostname: linuxconfig
    password: '$6$mzOdSSVUfhWRNhcX$mkm.drDfOLfpZRX/58ouJqMvitV2O0147VgKzKGYE6Qx4adJ8TXqMHs2dh2L7kT4TW5e97FCRDkGK1J.LouyV.'

正如您在示例中看到的，我们提供的密码必须已经使用 sha512 算法进行了哈希处理。

设置 SSH 服务器

在自动安装文件中，我们有机会指定是否要安装和配置 SSH 服务器。我们可以启用或禁用密码身份验证，并最终传递授权公钥列表，该列表将添加到初始用户的 authorized_keys 文件中：

#cloud-config
autoinstall:
  ssh:
    install-server: true
    allow-pw: true
    authorized-keys: []

安装附加包

要指定由 apt-get 包管理器拉入的附加包列表（作为系统安装的一部分），我们可以使用 packages 键。这是一个例子：

#cloud-config
autoinstall:
  packages:
    - git
    - python3-pip

要安装 snap 包，我们使用 snaps 关键字。该关键字接受映射列表作为值。在每个映射中，我们使用name、channel和classic键分别指定要安装的snap包的名称、应该安装snap的渠道（默认为“stable”），以及是否应该以经典模式安装snap包（默认为“false”）：

#cloud-config
autoinstall:
  snaps:
    - name: pycharm-community
      channel: stable 
      classic: true

定义安装后操作

为了定义安装后操作，我们使用shutdown键。该键接受两个可能的值：“poweroff”和“reboot”：

#cloud-config
autoinstall:
  shutdown: reboot

定义存储设置

系统安装最重要的方面之一是分区设置。交互式安装 Ubuntu 时，我们可以在一些预定义的布局中进行选择，或者创建自定义设置。在执行自动安装时我们可以做同样的事情。可用的预定义布局有：lvm、direct 和 zfs。

lvm 布局是默认布局：它创建 EFI（在现代 UEFI 系统的情况下）和引导标准分区，并将系统的其余部分安装在 LVM 逻辑卷上。根逻辑卷的大小根据策略确定：当设置为“缩放”（默认）时，分配给逻辑卷的空间量取决于卷组大小。如果可能，一些空间会保留未使用，以允许创建快照：

Less than 10 GiB

100% 的可用空间

Between 10 GiB and 20 GiB

10GiB

Between 20GiB and 200 GiB

50% 的可用空间

Greater than 200 GiB

100GiB

相反，当策略设置为“全部”时，所有可用空间都会分配给根逻辑卷。在此上下文中，password 密钥可用于启用 LUKS 加密，并提供加密密码：

#cloud-config
autoinstall:
  storage:
    layout:
      name: lvm
      policy: all
      password: mysecretpassword

直接布局将 Ubuntu 安装在标准分区上。在 UEFI 系统上，它创建一个大小为 1GiB 的 EFI 分区，并将其余空间分配给根分区。

最后，zfs 布局将系统安装在 ZFS 池上，创建多个卷。下面您可以看到 Ubuntu 全新安装后 zfs 设置的屏幕截图：

选择安装磁盘

除了分区布局之外，我们还可以明确设置安装时使用的磁盘。我们通过 match 键来完成此操作。我们可以按路径、供应商、型号、序列等选择磁盘。如果省略关键字，则安装发生在最大的可用磁盘上。在下面的示例中，我们按路径选择磁盘 (/dev/vda)：

#cloud-config
autoinstall:
  storage:
    layout:
      name: lvm
      match:
        path: /dev/vda

创建自定义布局

要定义自定义分区布局，我们使用 config 关键字。该关键字接受映射列表作为值，每个映射都描述 curtin 安装程序的一个命令。让我们看一个例子。假设我们要在 LUKS 设置的 LVM 上安装 Ubuntu，创建以下分区：

  1. 600 MiB 的小 EFI 分区，格式化为 fat32，挂载到 /boot/efi
  2. 1 GiB 的启动分区，格式化为 ext4，挂载到 /boot
  3. 第三个分区跨越其余空间，使用 LUKS 加密，并格式化为 LVM 物理卷
  4. 1 个 45 GiB 的 LVM 逻辑卷安装在 /
  5. 1 个 50 GiB 的 LVM 逻辑卷挂载到 /home

以下是我们将如何进行。我们需要做的第一件事是使用disk命令。它用于设置磁盘并创建分区表：

#cloud-config
autoinstall:
  storage:
    config:
      - id: disk-vda
        type: disk
        ptable: gpt
        path: /dev/vda
        wipe: superblock-recursive

使用 id 关键字，我们为该部分和命令提供标识符：这允许我们在使用其他命令时引用磁盘。相反，使用 type 关键字，我们指定要运行的命令，在本例中为“disk”。

当 ptable 键存在时，将在磁盘上创建指定类型的分区表。在本例中，我们使用“gpt”作为值。 path 关键字用于通过路径 (/dev/vda) 来识别磁盘。

wipe 关键字非常重要：使用时，它会破坏磁盘或分区的内容。我们可以使用多种类型的“擦除”：超级块、超级块递归、零、随机、和pvremove。当我们只想擦除磁盘的超级块时，我们使用超级块；当我们想要擦除最终嵌入的超级块时，我们使用超级块递归（使用 LVM 时它们可能存在） ， 例如）。使用零或随机m擦除，我们可以分别用零或随机数据覆盖磁盘。最后，pvremove 专门擦除 LVM 元数据，以确保磁盘不是 LVM 设置的一部分。在上面的示例中，我们使用了超级块递归，这在大多数情况下应该足够了。

使用“partition”命令创建标准分区

我们现在需要在磁盘上创建三个“标准”分区。第一个是EFI分区，第二个是要挂载到/boot的分区，第三个是用LUKS加密的分区，并用作LVM物理卷。要创建分区，我们使用partition命令。在下面的示例中，为了清楚起见，我们重点关注当前命令，省略之前使用的命令：

#cloud-config
autoinstall:
  storage:
    config:
      # [...]

      - id: efipart
        type: partition
        device: disk-vda
        offset: 1048576
        size: 600M
        flag: boot
        grub_device: true

      - id: bootpart
        type: partition
        device: disk-vda
        size: 1G

      - id: pvpart
        type: partition
        device: disk-vda
        size: -1

由于“efipart”分区是第一个分区，因此我们使用 offset 关键字来确保它是在距离磁盘开头 1MiB 处创建的（该值以字节为单位提供：1048576）。我们使用 flag 关键字来指定要在分区上设置的标志，在本例中为“boot”。最后，我们使用 grub_device 关键字来确保 GRUB 安装在分区上。

在所有定义中，我们使用 device 键来引用必须在其上创建分区的磁盘，并使用 size 键来指定分区大小。对于“pvpart”分区，我们使用“-1”作为值：这确保该分区占用磁盘上的所有剩余空间。

使用 dm_crypt 命令创建加密的 LUKS 卷

下一步我们要使用 LUKS 加密“pvpart”分区。我们可以使用dm_crypt命令来做到这一点：

#cloud-config
autoinstall:
  storage:
    config:
      # [...]

      - id: pvpart-crypt
        type: dm_crypt
        volume: pvpart
        key: mysecretpassword

使用dm_crypt命令时，我们将要加密的分区的标识符作为volume密钥的值传递，然后使用key来提供加密密码。

创建LVM卷组和逻辑卷

要创建 LVM 卷组，我们使用 lvm_volgroup 命令，并使用 devices 关键字列出要添加到组中的物理卷：

#cloud-config
autoinstall:
  storage:
    config:
      # [...]
     
      - id: vg0
        type: lvm_volgroup
        name: vg0
        devices:
          - pvpart-crypt

要创建逻辑卷，我们使用 lvm_partition 命令。我们使用 name 键指定 LV 名称，应在其上创建 LV 的卷组作为 volgroup 的值，并通过 size 指定其大小 键：

#cloud-config
autoinstall:
  storage:
    config:
      # [...]
      - id: root_lv
        type: lvm_partition
        name: root_lv
        volgroup: vg0
        size: 45G
 
      - id: home_lv
        type: lvm_partition
        name: home_lv
        volgroup: vg0
        size: 50G

格式化分区

要在我们定义的分区上创建文件系统并设置其安装点，我们使用format命令。我们使用volume关键字通过id引用分区，并使用fstype关键字指定应创建什么文件系统：

#cloud-config
autoinstall:
  storage:
    config:
      # [...]
    
      - id: efipart_fs
        type: format
        volume: efipart
        fstype: fat32

      - id: bootpart_fs
        type: format
        volume: bootpart
        fstype: ext4

      - id: root_lv_fs
        type: format
        volume: root_lv
        fstype: ext4

      - id: home_lv_fs
        type: format
        volume: home_lv
        fstype: ext4

最后，为了指定文件系统应该安装在哪里，我们使用 mount 命令。使用 device 键我们指定文件系统 ID；使用path，而是它的挂载点：

#cloud-config
autoinstall:
  storage:
    config:
      # [...]
     
      - id: efipart-mount
        type: mount
        device: efipart_fs
        path: /boot/efi

      - id: bootpart-mount
        type: mount
        device: bootpart_fs
        path: /boot

      - id: root_lv_mount
        type: mount
        device: root_lv_fs
        path: /

      - id: home_lv_mount
        type: mount
        device: home_lv_fs
        path: /home

将配置传递给 Ubuntu 安装程序

这是我们的自动安装配置文件的完整内容：

#cloud-config
autoinstall:
  version: 1

  source:
    id: ubuntu-server-minimal

  locale: en_US.UTF-8
  keyboard:
    layout: us
  timezone: Europe/Rome

  network:
    version: 2
    ethernets:
      enp1s0:
        dhcp4: true

  identity:
    username: egidio
    hostname: linuxconfig
    password: '$6$mzOdSSVUfhWRNhcX$mkm.drDfOLfpZRX/58ouJqMvitV2O0147VgKzKGYE6Qx4adJ8TXqMHs2dh2L7kT4TW5e97FCRDkGK1J.LouyV.'

  ssh:
    install-server: true
    allow-pw: true
    authorized-keys: []

  packages:
    - git
    - python3-pip

  snaps:
    - name: pycharm-community
      channel: stable 
      classic: true

  shutdown: reboot
  storage:
    config:
      - id: disk-vda
        type: disk
        ptable: gpt
        path: /dev/vda
        wipe: superblock-recursive

      - id: efipart
        type: partition
        device: disk-vda
        offset: 1048576
        size: 600M
        flag: boot
        grub_device: true

      - id: bootpart
        type: partition
        device: disk-vda
        size: 1G

      - id: pvpart
        type: partition
        device: disk-vda
        size: -1

      - id: pvpart-crypt
        type: dm_crypt
        volume: pvpart
        key: mysecretpassword

      - id: vg0
        type: lvm_volgroup
        name: vg0
        devices:
          - pvpart-crypt

      - id: root_lv
        type: lvm_partition
        name: root_lv
        volgroup: vg0
        size: 45G
 
      - id: home_lv
        type: lvm_partition
        name: home_lv
        volgroup: vg0
        size: 50G

      - id: efipart_fs
        type: format
        volume: efipart
        fstype: fat32

      - id: bootpart_fs
        type: format
        volume: bootpart
        fstype: ext4

      - id: root_lv_fs
        type: format
        volume: root_lv
        fstype: ext4

      - id: home_lv_fs
        type: format
        volume: home_lv
        fstype: ext4

      - id: efipart-mount
        type: mount
        device: efipart_fs
        path: /boot/efi

      - id: bootpart-mount
        type: mount
        device: bootpart_fs
        path: /boot

      - id: root_lv_mount
        type: mount
        device: root_lv_fs
        path: /

      - id: home_lv_mount
        type: mount
        device: home_lv_fs
        path: /home

如何将配置传递给 Ubuntu 安装程序？安装桌面版 Ubuntu 时，最简单、最方便的方法是通过 HTTP 或 FTP 提供我们的配置文件，并在图形安装程序的相应部分传递其 URL：

每次 Ubuntu 安装后都会自动创建自动安装配置文件，即使是交互执行的安装也是如此。您可以找到保存为 /var/log/installer/autoinstall-user-data 的文件。该文件可用于复制安装。

如果我们想要进行完全自动化的安装，或者在安装Ubuntu服务器时使用自动安装配置，我们必须使用cloud-init，并将该配置作为cloud-config数据文件：这就是“#cloud-config”自动安装文件开头的注释是：

为了让 cloud-init 在启动时读取该文件，我们需要将其重命名为 user-data 并在同一目录中创建一个名为 meta-data 的空文件。我们按“e”修改实时 ISO GRUB 菜单的第一个条目：

然后我们修改以“linux”开头的行，在三个连字符之前添加以下字符串（转义分号很重要！）：

autoinstall ds=nocloud-net\;s=<directory-URL>

其中 是包含用户数据和元数据文件的目录的 URL：

此时要开始安装，我们只需按Ctrl-x即可。

结束语

从 Ubuntu 服务器 20.04 和 Ubuntu 桌面 23.04 开始，可以使用本机自动安装格式执行无人值守且可重复的系统安装。在本教程中，我们了解了如何编写自动安装文件，以及其中可以使用的一些密钥。最后我们看到了如何将文件传递到 Ubuntu 桌面和服务器安装程序。有关完整的 Ubuntu 自动安装参考，请查看官方文档。

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