tar包手工安装多重启动的ubuntu

方案

服务器已经安装了CentOS操作系统，由于不能满足开发需求，准备将服务器转换成Ubuntu Server 18.04 LTS。但是，远程服务器依然想保留CentOS作为测试使用，所以部署双操作系统多重启动方案。

远程服务器安装和直接可以物理接触的桌面系统不同，不方便从光盘镜像开始从头安装。所以规划如下安装方案：

• 如果原操作系统占据了整个磁盘，则通过PXE启动到无盘，然后通过resize方法缩小现有文件系统分区（具体方法和文件系统相关）

• 空出足够安装新Ubuntu操作系统的分区

• 线下通过kvm或virtualbox这样的全虚拟化安装一个精简的Ubuntu操作系统，然后通过tar打包方式完整备份整个Ubuntu操作系统

• 将备份的Ubuntu操作系统tar包上传，并解压缩到对应服务器分区

• 修订CentOS的grub2配置，加入启动Ubuntu的配置

• 重启操作系统，选择进入Ubuntu

以上方法避免了在服务器上重新安装Ubnntu的步骤，并且可以作为今后快速部署Ubuntu的方案。

备注

本方案可参考我以前的实践 使用tar方式备份和恢复系统

准备

• 检查操作系统分区划分

使用 fdisk -l /dev/sda 显示输入如下:

#         Start          End    Size  Type            Name
 1         2048         8191      3M  BIOS boot parti
 2         8192      2105343      1G  EFI System
 3      2105344    106962943     50G  Microsoft basic
 4    106962944    111157247      2G  Microsoft basic
 5    111157248   1172056063  505.9G  Microsoft basic

使用 parted /dev/sda 然后 print 输出显示:

Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system     Name  Flags
 1      1049kB  4194kB  3146kB                        bios_grub
 2      4194kB  1078MB  1074MB  ext4                  boot
 3      1078MB  54.8GB  53.7GB  ext4
 4      54.8GB  56.9GB  2147MB  linux-swap(v1)
 5      56.9GB  1199GB  1142GB  ext4

备注

令人迷惑的分区配置， parted 输出 /dev/sda1 显示是 BIOS boot parti 但是 /dev/sda2 显示类型是 EFI System ，但是却没有 ESP 标记。然而使用 fdisk -l 输出显示 /dev/sda2 是 ext4 文件系统，并且有 boot 标记，然而 /dev/sda1 则是 bios_grub 标记。

• CentOS分区挂载

在KVM环境安装Ubuntu

• 在KVM虚拟环境安装一个最简单的Ubuntu系统:

  virt-install \
    --boot uefi \
    --network bridge:virbr0 \
    --name ubuntu18.04 \
    --ram=2048 \
    --vcpus=1 \
    --os-type=ubuntu18.04 \
    --disk path=/var/lib/libvirt/images/ubuntu18.04.qcow2,format=qcow2,bus=virtio,cache=none,size=6 \
    --graphics none \
    --location=http://mirrors.163.com/ubuntu/dists/bionic/main/installer-amd64/ \
    --extra-args="console=tty0 console=ttyS0,115200"
  

备注

请参考 创建KVM虚拟机 创建一个基本Ubuntu系统，做好系统初始化以便减少后续的重复工作。

注意：启用了UEFI支持，因为安装的现代服务器都是采用UEFI启动。

备注

请参考 Ubuntu Server 安装设置服务器环境

• 登陆到虚拟机中，通过以下命令把整个系统打包同时通过ssh传输到备份服务器上:

  sudo tar -cpz --one-file-system / | ssh <backuphost> "( cat > ubuntu16_backup.tar.gz )"
  

备注

• 需要确保备份服务器 <backuphost> 能ssh直接登陆，最好设置免密码；例如，我要将KVM虚拟机备份到本地，则这个 <backuphost> 就是我的本队笔记本IP地址 192.168.161.1

  sudo tar -cpz --one-file-system / | ssh 192.168.161.1 "( cat > ubuntu18-04_backup.tar.gz )"
  

备份完成后，在笔记本上 $HOME 目录下就于备份文件 ubuntu18-04_backup.tar.gz

服务器

• 重启服务求进入PXE无盘状态:

  ipmitool -I lanplus -H IP -U username -P password bootdev pxe
  ipmitool -I lanplus -H IP -U username -P password power reset
  

• PXE环境下通过串口控制台访问系统:

  ipmitool -I lanplus -H IP -U username -P password -E sol activate
  

• 服务器磁盘分区 sudo parted -o optimal /dev/sda

  (parted) print
  Model: HP LOGICAL VOLUME (scsi)
  Disk /dev/sda: 600GB
  Sector size (logical/physical): 512B/512B
  Partition Table: gpt
  Disk Flags:
  
  Number  Start   End     Size    File system     Name  Flags
   1      1049kB  4194kB  3146kB                        bios_grub
   2      4194kB  1078MB  1074MB  ext4                  boot
   3      1078MB  54.8GB  53.7GB  ext4
   4      54.8GB  56.9GB  2147MB  linux-swap(v1)
   5      56.9GB  600GB   543GB   ext4
  

备注

这里 /dev/sda4 分区是swap， /dev/sda5 分区是数据盘，我们后续步骤将合并这两个分区(划分50G)，用于安装Ubuntu，另外再创建一些分区构建Btrfs来存储数据。

• 磁盘分区重构:

  parted -a optimal /dev/sda
  rm 5
  rm 4
  mkpart primary 54.8GB 104.8GB
  name 4 ubuntu
  quit
  

由于调整了磁盘分区，需要刷新系统分区信息:

partprobe /dev/sda

创建文件系统:

mkfs.ext4 /dev/sda4

完成后再次检查文件系统如下:

Disk /dev/sda: 600GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name    Flags
 1      1049kB  4194kB  3146kB                       bios_grub
 2      4194kB  1078MB  1074MB  ext4                 boot
 3      1078MB  54.8GB  53.7GB  ext4
 4      54.8GB  105GB   50.0GB  ext4         ubuntu

恢复Ubuntu系统

• 将备份的Ubuntu系统 tar.gz 包复制到无盘状态服务器内存文件系统目录下

• 挂载分区 /dev/sda4 ，假设挂载到 /media/sda4 目录:

  mkdir /media/sda4
  mount /dev/sda4 /media/sda4
  

• 恢复备份的Ubuntu系统:

  sudo tar -xpzf ubuntu18-04_backup.tar.gz -C /media/sda4 --numeric-owner
  

备注

从虚拟机中将系统复制到物理服务器，需要注意以下内容变化:

- 磁盘分区变化，包括磁盘UUID变化
- UEFI分区 ``/boot/uefi``

启动boot调整

• 在目标物理服务器上，通过chroot进入Ubuntu系统:

  for f in dev dev/pts proc sys ; do mount --bind /$f /media/sda4/$f ; done
  chroot /media/sda4
  

备注

注意，这里 mount 需要包含 /sys ，否则在后面 update-grub 会出现大量的 device node not found 报错。参考: How to restore GRUB after restoring Debian from backup?

• 挂载物理服务器磁盘 /dev/sda2 (原先CentOS的 /boot 分区) ，将其中内容备份出来:

  # 注意，这里操作系统已经切换到 /dev/sda4 分区的Ubuntu
  mount /dev/sda2 /mnt
  # 备份文件是备份到 /dev/sda4 分区Ubuntu的/boot/sda2-backup
  mkdir /boot/sda2-backup
  (cd /mnt && tar cf - .)|(cd /boot/sda2-backup && tar xf -)
  umount /mnt
  

备注

这个步骤似乎不需要，我发现实际上 /boot/efi 目录是空的，只有Ubuntu系统后 /boot/eefi 目录下才会有 EFI 子目录并包含系统系统信息。

• 回到前面 chroot 方式的Ubuntu系统，重新格式化 /dev/sda2 分区，转换成 vfat

  mkfs.vfat /dev/sda2
  

• 通过 blkid 命令获取物理服务求磁盘分区的UUID，例如输出如下:

  /dev/sda2: UUID="40B7-5189" TYPE="vfat"
  /dev/sda3: LABEL="/" UUID="a484c965-8db2-48e0-95d6-fa3d4cfb8229" TYPE="ext4"
  /dev/sda4: UUID="17256094-e6b7-4204-ad58-1f4a368f9181" TYPE="ext4"
  

这里 /dev/sda4 是Ubuntu分区，而 /dev/sda2 是原先CentOS使用的EFI分区，需要挂载到 /boot 。不过，和Ubuntu不同的是，原先CentOS这个分区是EXT4，挂载到 /boot ，而Ubuntu是vfat，挂载为 /boot/efi ，需要做一个兼容转换。

• 对比检查原先虚拟机磁盘分区 ( sudo parted -a optimal /dev/sda ) 和磁盘分区uuid ( sudo blkid )

虚拟机磁盘分区:

Disk /dev/sda: 6442MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name  Flags
 1      1049kB  538MB   537MB   fat32              boot, esp
 2      538MB   6441MB  5903MB  ext4

虚拟机磁盘分区uuid:

/dev/sda1: UUID="EF29-F5AE" TYPE="vfat" PARTUUID="6c2e0939-bb59-4e21-bccb-db0b5aad2f2c"
/dev/sda2: UUID="c00130ce-b06f-47ce-bd2b-6de284d12116" TYPE="ext4" PARTUUID="78278dc3-618d-4292-9655-52357ce6ae43"

虚拟机磁盘分区挂载( cat /etc/fstab ):

# /
UUID=c00130ce-b06f-47ce-bd2b-6de284d12116 / ext4 defaults 0 0
# /boot/efi
UUID=EF29-F5AE /boot/efi vfat defaults 0 0

备注

请注意虚拟机磁盘分区以及uuid需要调整成物理服务器配置

上述虚拟机磁盘分区挂载对应实际物理服务器的磁盘UUID:

# /boot/efi
/dev/sda2: UUID="40B7-5189" TYPE="vfat"
# /
/dev/sda4: UUID="17256094-e6b7-4204-ad58-1f4a368f9181" TYPE="ext4"

• 修改 /etc/fstab

  UUID=17256094-e6b7-4204-ad58-1f4a368f9181 / ext4 defaults 0 0
  UUID=40B7-5189 /boot/efi vfat defaults 0 0
  

• 将原先Ubuntu的 /boot/efi 目录内容备份，然后挂载物理机 /dev/sda2 磁盘分区再恢复内容:

  mkdir /boot/efi-backup
  # 备份
  (cd /boot/efi && tar cf - .)|(cd /boot/efi-backup && tar xf -)
  rm -rf /boot/efi
  mkdir /boot/efi
  mount /dev/sda2 /boot/efi
  (cd /boot/efi-backup && tar cf - .)|(cd /boot/efi && tar xf -)
  

完成后磁盘挂载如下:

Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda4        46G  2.7G   41G   7% /
/dev/sda2      1022M  8.0M 1015M   1% /boot/efi

备注

该步骤不需要

此时物理服务器磁盘分区和原虚拟机相似，但是还需要修订grub

• 内核设置串口控制台输出，即编辑 /etc/default/grub

  GRUB_CMDLINE_LINUX="ipv6.disable=1 crashkernel=auto console=tty0 console=ttyS0,115200n8"
  # 以下两行配置附加
  GRUB_TERMINAL="console serial"
  GRUB_SERIAL_COMMAND="serial --unit=0 --speed=115200 --word=8 --parity=no --stop=1"
  

备注

• Configure Linux kernel using GRUB

• Working with the serial console

• Ubuntu 18.04: GRUB2 and Linux with serial console

遇到串口始终无法输出信息，尝试将波特率从 115200 调整为 9600

• 安装grub到 /dev/sda 磁盘:

  sudo grub-install /dev/sda
  

备注

这里报错:

grub-install: error: /usr/lib/grub/i386-pc/modinfo.sh doesn't exist. Please specify --target or --directory.

参考 grub-install: error: /usr/lib/grub/i386-pc/modinfo.sh doesn't exist 解决:

cd /tmp
sudo apt-get download grub-pc-bin
dpkg-deb -R grub-pc-bin_2.02-2ubuntu8.13_amd64.deb grub/
sudo mv grub/usr/lib/grub/i386-pc/ /usr/lib/grub/

• 恢复grub:

  update-grub
  

备注

在Fedora中也可以使用命令 sudo grub2-install /dev/sda 和 sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg 来生成配置文件，不过在Debian/Ubuntu中，使用 update-grub

详细参考 The GRUB2 Bootloader 和 How to Repair, Restore, or Reinstall Grub 2 with a Ubuntu Live CD or USB

提示信息:

Sourcing file `/etc/default/grub'
Sourcing file `/etc/default/grub.d/50-curtin-settings.cfg'
Generating grub configuration file ...
device node not found
...
Found linux image: /boot/vmlinuz-4.18.0-25-generic
Found initrd image: /boot/initrd.img-4.18.0-25-generic
...
device node not found
Found linux image: /boot/vmlinuz-4.15.0-54-generic
Found initrd image: /boot/initrd.img-4.15.0-54-generic
...
device node not found
done

备注

执行 update-grub 将会自动修改 /boot/grub/grub.cfg 配置，将其中的磁盘UUID修正正确，例如:

linux   /boot/vmlinuz-4.18.0-25-generic root=UUID=17256094-e6b7-4204-ad58-1f4a368f9181 ro ipv6.disable=1
initrd  /boot/initrd.img-4.18.0-25-generic

但是不会修改 /boot/grub/menu.lst (这个文件是以前grub1使用的，目前grub2不再使用，所以内容还是 root=/dev/hda1 等初始配置，和原虚拟机配置不同，是无用等)

参考 What can I do to fix this error on grub-efi? 可能需要事先安装 grub-efi 软件包

之前我执行的时候出现 device node not found 是因为执行 chroot 之前没有 mount /sys

• 注意：需要修订服务器的IP地址，以及配置服务求串口输出，详细请参考 Ubuntu Server

• 远程串口连接服务器:

  ipmitool -I lanplus -H IP -U username -P password -E sol activate
  

• 将服务器重启到以硬盘启动:

  ipmitool -I lanplus -H IP -U username -P password chassis bootdev disk
  ipmitool -I lanplus -H IP -U username -P password chassis bootparam set bootflag force_disk
  ipmitool -I lanplus -H IP -U username -P password power reset
  

参考

• AndersonIncorp/fix.sh

• GRUB rescue problem after deleting Ubuntu partition!

• Rescue GRUB when grub.cfg is missing or corrupted

• BackupYourSystem/TAR