CN1266596C - 机群***自动初始化和自动内核升级的*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机群***自动初始化和自动内核升级的***，包括：设置于机群***各节点内的控制卡、控制卡管理节点机和机群控制台。本发明还涉及一种自动内核升级方法，包括：显示安装配置界面，获取基本安装信息；安装配置脚本，配置DHCP相关信息；调用上电命令；开始自动安装节点操作***；安装结束。又涉及一种自动初始化方法，包括：显示网络配置界面，获取网络配置基本信息；网络配置脚本根据以上基本信息配置网络；网络安装配置结束，显示配置安装结果；显示节点软件安装界面，获取用户选定的安装包；执行安装软件包脚本，安装节点的软件。提高***稳定性和可管理性；方便、准确、快速地完成网络配置和机群的自动升级核心。
Description
技术领域：
本发明涉及一种机群***自动初始化和自动内核升级的***，特别是涉及一种应用LINUX操作***的机群，直接通过其中一个控制台和控制卡管理节点对整个机群进行初始化，并对机群中的各个节点进行初始化安装和配置的方法。
背景技术：
机群***是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机的集合，其以单一***的模式加以管理，可充分利用机群中的每一台计算机的资源，实现复杂运算的并行处理。
随着科学和网络的发展，人们对计算机运算的速度和处理能力的要求的提高，机群中的节点规模越来越大；如何进行机群的初始化和网络初始化配置管理以及节点操作***的安装和软件安装，对机群***管理员尤为重要。
对于一个由比较多节点组成的机群来说，机群的安装是一件重要而繁琐的工作。传统情况下，用户必须对每个机群节点各自安装操作***，并进行相应的配置(如IP地址的配置，hosts文件的配置等)。同时，由于LINUX是一种开放源代码、发展速度很快的操作***平台，其***内核对于用户来说是透明的；即新的组件可以动态地调入和调出；但是，新内核的编译和升级，常常会使一些用户头痛。而单调重复的工作会造成工作效率的下降和出错率的提高，这给机群***管理员带来很大的困扰。
因此，实现机群节点的操作***安装、网络配置以及核心升级，可以在减少工作量的同时也降低***的出错率，提高***的稳定性。
目前，一些Linux操作***(例如：红旗Linux(RedHat Linux))提供了动态配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，简称DHCP)服务，它通过运行DHCP的服务器，把互联网传输控制协议(TransmissionControl Protocol/Internet Protocol，简称为TCP/IP)网络设置集中起来，动态处理工作站网际协议(Internet Protocol，简称为IP)地址的配置，用DHCP租约和预置的IP地址相联系；DHCP租约提供了自动在TCP/IP网络上安全地分配和租用IP地址的机制，实现IP地址的集中式管理。
从目前情况看，大多数Linux***的DHCP服务器为WINDOWS 9x客户平台提供服务，WINDOWS 9x客户机方面的设计很简单，对于Linux大型机群，要实现按照用户定义方式，通过DHCP服务器自动配置网络和初始化***具有一定的难度和很大的工作量。
发明内容：
本发明的主要目的在于提供一种机群***自动初始化和自动内核升级的***及方法，其直接通过机群中的一个控制台和控制卡管理节点机，对整个机群进行初始化，并对机群中的各个节点进行初始化安装和配置；***管理员不需要对每个节点逐一进行硬上电启动操作和诸多单独的重复性工作；可以提高工作效率，并且提高***的稳定性和可管理性。
本发明的另一目的在于提供一种机群***自动初始化和自动内核升级的***及方法，为机群***管理员提供一个方便的机群初始化工具，机群管理员通过机群中一台预先安装了操作***的控制台节点方便、准确、快速地完成对各个机群节点的操作***安装和应用软件安装以及整个机群的统一的网络配置，并可以在初始化以后对整个机群自动升级核心，自动配置网络和恢复初始网络配置、自动安装应用软件。
本发明的目的是这样实现的：
一种机群***自动初始化和自动内核升级的***，该***至少包括：
设置于机群***各节点内的控制卡，用于通过高速串行总线接收和执行控制卡管理节点机发出的远程上电命令；
控制卡管理节点机，用于通过以太网口和机群控制台通讯，接收机群控制台安装脚本发送的远程开机命令；同时将该命令通过高速串行总线向各个节点内的控制卡发送节点上电启动的控制命令；
机群控制台，用于机群***的软件自动安装配置。
所述的控制装置至少包括一中央处理器和与之连接的、用于与高速串行总线连接的通讯接口。
所述的高速串行总线为485高速串行总线。
所述的机群***的软件安装配置具体为：机群控制台运行机群安装***的界面和脚本程序；该机群安装***的界面收集用户的初始化信息，并将该信息处理后调用安装脚本程序，进行机群***的软件自动安装配置。
所述的机群安装***的界面至少包括：机群初始化节点的基本信息、网络配置的基本信息、软件包安装的基本信息。
所述的机群初始化节点的基本信息为：配置和分配机群节点的IP地址、机群中节点的个数、机柜的个数以及节点如何在机柜中放置的信息。
所述的网络配置的基本信息为：用户通过界面指定的网络文件***(Network File System Server，简称NFS Server)，网络信息***服务器(Network Information System Slave Server，简称NIS Slave Server)，域名***服务器(Domain Name System Server，简称DNS Server)，NFS Server的出口(exports)目录信息。
所述的软件包安装的基本信息为：机群的应用软件和管理软件的初始化安装信息，以及机群的自动核心升级功能信息。机群***的软件是由机群控制台通过运行机群安装***的界面和脚本程序获得自动安装配置。
机群***自动内核升级方法，具体包括以下步骤：
步骤1：显示操作***安装配置界面，获取基本安装信息；
步骤2：安装配置脚本，配置DHCP相关信息；
步骤3：调用控制装置管理机上的上电命令；
步骤4：开始自动安装节点操作***；即：各个节点启动后，自动寻找控制台的DHCP服务器，通过网络从DHCP服务器获取相关的安装初始化信息和安装包，进行网络安装；
步骤5：安装结束，显示安装结果。
机群***自动初始化方法，具体包括以下步骤：
步骤6：显示网络配置界面，获取网络配置基本信息；
步骤7：网络配置脚本根据以上基本信息配置网络；即，通过控制台的网络安装脚本进行自动配置；
步骤8：网络安装配置结束，显示配置安装结果；
步骤9：显示节点软件安装界面，获取用户选定的安装包；
步骤10：执行安装软件包脚本，安装节点的软件。
上述的各个步骤的执行条件是：所有待安装的节点在BIOS中设置为网卡启动。
上述的机群***的软件自动安装配置还进一步包括：在操作***及各个软件的安装过程中显示安装进度。
本发明直接通过机群中的一个控制台和控制卡管理节点机，对整个机群进行初始化，并对机群中的各个节点进行初始化安装和配置；***管理员不需要对每个节点逐一进行硬上电启动操作和诸多单独的重复性工作；因此提高了工作效率、***的稳定性和可管理性；并且为机群***管理员提供一个方便的机群初始化工具，机群管理员可通过机群中一台预先安装了操作***的控制台节点方便、准确、快速地完成对各个机群节点的操作***安装和应用软件安装以及整个机群的统一的网络配置；并可在初始化以后对整个机群自动升级核心，自动配置网络和恢复初始网络配置、自动安装应用软件。
附图说明：
图1为本发明的***构成示意图。
图2为本发明一实施例的机群***的软件自动安装配置的流程图。
具体实施方式：
以下结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明：
参见图1，Linux机群***自动安装和升级***主要包括：放置于各个节点内控制卡，该控制卡通过485高速串行总线接收控制卡管理节点机发出的远程上电命令并执行节点上电命令；
所述的控制卡为一单片机，单片机编程采用C51程序设计语言实现。控制卡管理节点机负责软件和硬件之间的交互，通过以太网口和控制台通讯，接收控制台的安装脚本发送的远程开机命令，同时将该命令通过串口网向各个节点的控制卡发送节点上电启动的控制命令。
参见图2，控制台运行机群安装***的界面和安装的脚本程序，该机群安装***的界面负责收集用户的初始化信息，并将这些信息处理后，再调用安装脚本程序，实现机群的自动安装。
机群***的软件安装配置界面主要包括三部分配置信息：
1)机群初始化的节点基本信息；
2)网络配置的基本信息；
3)软件包安装的基本信息。
第一部分为机群初始化节点的基本信息；主要包括：如何配置和分配机群节点的IP地址和机群中节点的个数和机柜的个数、节点如何在机柜中放置信息等。当***配置完这些信息后(GUI将用户的请求作为参数传递给相应的安装脚本，安装脚本根据这些参数生成各个节点所需的安装文件)，用户就可以通过界面上的安装操作***控制按钮进行机群节点的操作***初始化安装。后台脚本启动DHCP服务器的进程，各个节点启动后，网卡驱动将会自动搜索到DHCP服务器，并从DHCP服务器获取安装文件和信息，进行网络安装；当该安装结束后，则显示用户安装成功和安装失败的节点以及相关的安装信息。
第二部分为网络配置的基本信息；用户通过界面指定NFS Server，NISMaster Server，NIS Slave Server，DNS Server，NFS Server的exports目录等基本的网络配置信息，通过机群网络配置功能，自动按照用户需求配置机群的初始化网络信息。
第三部分为机群的应用软件和管理软件的初始化安装；界面列出控制台上所有的软件安装包，由用户自行选择需要安装的软件包，经过确认后，***自动在机群各个节点进行安装。当机群的自动核心升级时，***根据用户选择要升级的节点和升级的版本号自动升级选定节点的内核。
本实施例中具体的自动安装软件和自动升级核心***的实现流程如下：
步骤1：显示操作***安装配置界面，获取基本安装信息；
步骤2：安装配置脚本，配置DHCP相关信息；
步骤3：调用控制装置管理机上的上电命令；
步骤4：开始自动安装节点操作***；即：各个节点启动后，自动寻找控制台的DHCP服务器，通过网络从DHCP服务器获取相关的安装初始化信息和安装包，进行网络安装；
步骤5：安装结束，显示安装结果；
步骤6：显示网络配置界面，获取网络配置基本信息；
步骤7：安装配置脚本，配置网络；即，通过控制台的网络安装脚本进行自动配置；
步骤8：网络安装配置结束，显示配置安装结果；
步骤9：显示节点软件安装界面，获取用户选定的安装包；
步骤10：执行安装软件包脚本，安装节点的软件。
上述的各个步骤的执行条件是：所有待安装的节点在BIOS中设置为网卡启动。
Linux机群自动安装和内核自动升级***的自动安装功能和内核升级功能彼此独立。操作***自动升级功能为一个单独的命令脚本，机群***管理员只需要按照该脚本的格式调用该脚本命令，就能够实现对指定节点的操作***内核的自动升级。此外该安装***的软件部分的三个组成部分彼此具有独立性，可以分别启动和运行。例如：用户可以随时使用网络配置界面和脚本自动初始化配置机群的网络服务，用户可以随时使用应用软件安装界面和脚本自动安装机群软件。但是，机群的网络配置和软件安装、内核自动升级都必须在机群安装完节点操作***之后才能够运行。
以安装红旗操作***为例，机群的操作***自动安装时，首先，控制台节点按用户设定(Custom)方式完全安装相应的Linux操作***，然后将该Linux操作***所有目录和文件复制到相关的目录下。
控制台节点配置好后，控制卡管理节点机启动进程，通过以太网与控制台节点建立连接，侦听来自控制台的命令请求。机群的自动安装部分用户需要输入机群的节点数、机柜数、节点在机柜中的位置，安装配置脚本根据用户输入的机群的节点数、机柜数、节点在机柜中的位置等信息，配置DHCP服务器和相关信息，其中，安装配置脚本具体的工作流程如下：
1、配置DHCP服务器，编辑相应目录下的文件(例如：/etc/dhcpd.conf文件)；
2、安装tftp-hpa软件包，编辑相应目录下的文件(例如：/etc/xinetd.d/tftp文件)；
3、安装syslinux软件包，将相应目录下的文件进行复制(例如：将文件pxelinux.0复制到/tftpboot目录下)；
4、编辑相应目录下的文件(例如：编辑/etc/exports文件)；
5、建立配置文件目录，例如：/etc/pxelinux.cfg，生成启动配置文件，每个节点对应一个文件；
6、复制可进行网络安装的文件(例如：vmlinuz和initrd.img)到相应的目录(例如：/tftpboot)；
7、编辑相应的文件(例如：initrd.img)，生成相应的配置文件(例如：由kickstart文件生成ks.cfg文件)；每个节点对应一个文件；
8、依次调用以下操作命令：
bash$mkdir/config；
bash$mv/etc/dhepd.conf/etc/hosts/config；
bash$ln-s/config/dhcpd.conf/etc/dhcpd.conf；
bash$ln-s/config/hosts/etc/hosts；
bash$touch nodes；
/etc/rc.d/init.d nfs start；
/etc/rc.d/xinetd.d start；
9、调用脚本文件startdhcpd启动DHCP服务，然后安装配置脚本将按照顺序依次对节点发出上电命令，各个节点则通过以太网找到DHPC服务器，获取IP地址，从DHCP节点获得操作***安装信息，安装操作***。
10、***的网络自动配置部分根据用户提供的NFS Server、NISServer、DNSServer的结点名、NFS的共享目录名、机群的DNS域名等基本网络信息，调用和组合基本的操作***管理命令来配置网络。
11、***的软件安装部分根据用户提供的要安装的软件包名称，软件安装脚本在控制台节点通过NFS进行网络安装。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明所涉及的技术方案，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本发明的技术方案可以进行修改、变形或者等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。
Claims (12)
1、一种机群***自动初始化和自动内核升级的***，其特征在于：该***至少包括：
设置于机群***各节点内的控制卡，用于通过高速串行总线接收和执行控制卡管理节点机发出的远程上电命令；
控制卡管理节点机，用于通过以太网口和机群控制台通讯，接收机群控制台安装脚本发送的远程开机命令；同时将该命令通过高速串行总线向各个节点内的控制卡发送节点上电启动的控制命令；
机群控制台，用于机群***的软件自动安装配置。
2、根据权利要求1所述的机群***自动初始化和自动内核升级的***，其特征在于：所述的控制卡至少包括一中央处理器和与之连接的、用于与高速串行总线连接的通讯接口。
3、根据权利要求1或2所述的机群***自动初始化和自动内核升级的***，其特征在于：所述的高速串行总线为485高速串行总线。
4、根据权利要求1所述的机群***自动初始化和自动内核升级的***，其特征在于：所述的机群***的软件是由所述机群控制台通过运行机群安装***的界面和脚本程序获得自动安装配置的。
5、根据权利要求4所述的机群***自动初始化和自动内核升级的***，其特征在于：所述的机群安装***的界面至少包括：机群初始化节点的基本信息、网络配置的基本信息、软件包安装的基本信息。
6、根据权利要求5所述的机群***自动初始化和自动内核升级的***，其特征在于：所述的机群初始化节点的基本信息为：配置和分配机群节点的网际协议地址、机群中节点的个数、机柜的个数以及节点如何在机柜中放置的信息。
7、根据权利要求5所述的机群***自动初始化和自动内核升级的***，其特征在于：所述的网络配置的基本信息为：用户通过界面指定的网络文件***，网络信息***主服务器，网络信息***服务器，域名***服务器，网络文件***的出口目录信息。
8、根据权利要求5所述的机群***自动初始化和自动内核升级的***，其特征在于：所述的软件包安装的基本信息为：机群的应用软件和管理软件的初始化安装信息，以及机群的自动核心升级功能信息。
9、一种基于权利要求1-8任一所述***的自动内核升级方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤11：显示操作***安装配置界面，获取基本安装信息；
步骤12：安装配置脚本，配置动态配置协议相关信息；
步骤13：调用控制装置管理机上的上电命令；
步骤14：开始自动安装节点操作***；即：各个节点启动后，自动寻找控制台的动态配置协议服务器，通过网络从动态配置协议服务器获取相关的安装初始化信息和安装包，进行网络安装；
步骤15：安装结束，显示安装结果。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤15之后还进一步包括：在操作***及各个软件的安装过程中显示安装进度。
11、一种基于权利要求1-8任一所述***的自动初始化方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤21：显示网络配置界面，获取网络配置基本信息；
步骤22：网络配置脚本根据以上基本信息配置网络；即，通过控制台的网络安装脚本进行自动配置；
步骤23：网络安装配置结束，显示配置安装结果；
步骤24：显示节点软件安装界面，获取用户选定的安装包；
步骤25：执行安装软件包脚本，安装节点的软件。
12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于：步骤25之后还进一步包括：在操作***及各个软件的安装过程中显示安装进度。
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