====== 概要 ======

  * Ubuntu 26.04

BIOSは成功しましたが、UEFIの方がうまくいかないので、参考にとどめてください。
====== 手順 ======

===== Ubuntu Baseのダウンロードと展開 =====

ヘッドノード（Ubuntu 26.04 Desktop）上で、公式リポジトリから Ubuntu 26.04 のベースイメージをダウンロードします。
通常は https://cdimage.ubuntu.com/ の ubuntu-base/releases/ 内にあります。

  - ディスクレス用OSの配置先を作成<code>
$ sudo mkdir -p /srv/nfs/compute-root
</code>
  - Ubuntu Baseのダウンロード（※URLは2026年現在の最新リポジトリ構造に基づきます）<code>
$ cd /tmp
$ wget http://cdimage.ubuntu.com/ubuntu-base/releases/26.04/release/ubuntu-base-26.04-base-amd64.tar.gz
</code>
  - 展開（パーミッションを保持するため必ず sudo で実行）<code>
$ sudo tar -zxf ubuntu-base-26.04-base-amd64.tar.gz -C /srv/nfs/compute-root
</code>


===== クライアントOSの基本設定 (chroot) =====

展開したイメージ内に chroot で入り、必要なパッケージ（特にカーネル）をインストールします。
Ubuntu Baseは最小限の構成なので、カーネルすら入っていません。

  - 必要な仮想ファイルシステムをマウント<code>
$ sudo mount --bind /dev /srv/nfs/compute-root/dev
$ sudo mount --bind /proc /srv/nfs/compute-root/proc
$ sudo mount --bind /sys /srv/nfs/compute-root/sys
</code>
  - 名前解決（DNS）ができるようにDNS設定をコピー<code>
$ sudo cp /etc/resolv.conf /srv/nfs/compute-root/etc/resolv.conf
</code>
  - chroot環境に入る<code>
$ sudo chroot /srv/nfs/compute-root
</code>

ここからchroot内部の操作

  - パッケージソースリストの作成（入っていない、または不十分な場合があるため）<code>
$ cat <<EOF > /etc/apt/sources.list
deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ plucky main restricted universe multiverse
deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ plucky-updates main restricted universe multiverse
deb http://security.ubuntu.com/ubuntu/ plucky-security main restricted universe multiverse
EOF
$ apt update
</code>
  - カーネル、initramfs-tools、ネットワークブートに必要なパッケージをインストール<code>
$ apt install -y linux-image-generic initramfs-tools openssh-server systemd-sysv
</code>
  - ルートパスワードの設定<code>
$ passwd
</code>
  - initramfsをネットワークブート（NFS）対応にする設定<code>
$ echo "BOOT=nfs" >> /etc/initramfs-tools/initramfs.conf
$ update-initramfs -u -k all
</code>
  - fstabの設定<code>
$ cat <<EOF > /etc/fstab
/dev/nfs        /               nfs     defaults,noatime        0       0
tmpfs           /tmp            tmpfs   defaults                0       0
tmpfs           /var/log        tmpfs   defaults                0       0
tmpfs           /var/tmp        tmpfs   defaults                0       0
EOF
</code>
  - chrootから抜ける<code>
$ exit
</code>
  - マウント解除<code>
$ sudo umount /srv/nfs/compute-root/dev
$ sudo umount /srv/nfs/compute-root/proc
$ sudo umount /srv/nfs/compute-root/sys
$ sudo rm /srv/nfs/compute-root/etc/resolv.conf
</code>



===== NFSサーバーの設定 =====

計算ノードが起動した後に、先ほど作ったOSイメージをネットワーク経由で読み書きできるようにします。


/etc/exports に設定を追加します。

<code>
$ sudo nano /etc/exports
</code>

<file - /etc/exports>
/srv/nfs/compute-root  192.168.0.0/24(rw,no_root_squash,no_subtree_check,async)
</file>

NFSサービスを再起動して反映します。

<code>
$ sudo systemctl restart nfs-kernel-server
$ sudo exportfs -a
</code>


===== ブートローダーのインストール =====

  - 作ったカーネルとinitrd（初期RAMディスク）をコピー<code>
$ sudo cp /srv/nfs/compute-root/boot/vmlinuz-* /srv/tftp/vmlinuz
$ sudo cp /srv/nfs/compute-root/boot/initrd.img-* /srv/tftp/initrd.img
</code>
  - 読み取り権限を与える<code>
$ sudo chmod 644 /srv/tftp/vmlinuz
$ sudo chmod 644 /srv/tftp/initrd.img
</code>

==== BIOSを使う場合 ====

  - BIOSによるPXEブートのブートローダーをインストール<code>
$ sudo apt install -y pxelinux syslinux-common
</code>
  - TFTPの公開ディレクトリを作成し、PXE用のブートローダーをコピー<code>
$ sudo mkdir -p /srv/tftp
$ sudo cp /usr/lib/PXELINUX/pxelinux.0 /srv/tftp/
$ sudo cp /usr/lib/syslinux/modules/bios/ldlinux.c32 /srv/tftp/
$ sudo chmod 644 /srv/tftp/pxelinux.0
$ sudo chmod 644 /srv/tftp/ldlinux.c32
</code>
  - PXEブートメニュー（設定ファイル）を作成<code>
$ sudo mkdir -p /srv/tftp/pxelinux.cfg
$ sudo nano /srv/tftp/pxelinux.cfg/default
</code><file - /srv/tftp/pxelinux.cfg/default>
DEFAULT ubuntu-diskless

LABEL ubuntu-diskless
    KERNEL vmlinuz
    APPEND initrd=initrd.img root=/dev/nfs nfsroot=192.168.0.1:/srv/nfs/compute-root rw ip=dhcp netboot=nfs splashtype=none
</file>


==== UEFを使う場合 ====

**注意：自分の環境では未成功です。参考にとどめておいてください**

  - UEFIネットワークブート用のGRUBパッケージをインストール<code>
$ sudo apt update
$ sudo apt install -y grub-efi-amd64-signed shim-signed
</code>
  - TFTPの公開ディレクトリに必要なファイルをコピー<code>
$ sudo cp /usr/lib/shim/shimx64.efi.signed /srv/tftp/bootx64.efi
$ sudo cp /usr/lib/grub/x86_64-efi-signed/grubx64.efi.signed /srv/tftp/grubx64.efi
$ sudo chmod 644 /srv/tftp/bootx64.efi
$ sudo chmod 644 /srv/tftp/grubx64.efi 
</code>
    * 実行権限付きの744という説もあります。
      * [[https://np2lkoo.hatenablog.com/entry/2020/08/16/090150|PXEでディスクレスLinux (CentOS)クライアントをBootする(UEFI編) - クーの自由研究]]
  - GRUB用設定ファイルの作成（BIOSのときは pxelinux.cfg/default を使いましたが、GRUBでは grub.cfg というファイルを使用します）<code>
$ sudo mkdir -p /srv/tftp/grub
$ sudo nano /srv/tftp/grub/grub.cfg
</code><file - /srv/tftp/grub/grub.cfg>
set default="0"
set timeout=5

menuentry "Ubuntu 26.04 Compute Node (Diskless UEFI)" {
    linux /vmlinuz root=/dev/nfs nfsroot=192.168.0.1:/srv/nfs/compute-root rw ip=dhcp netboot=nfs splashtype=none
    initrd /initrd.img
}
</file>

もしこの設定でPXEブートに失敗する場合は、grubnetx64.efi を使います。
（コピーしてきたbootx64.efi, grubx64.efi は削除して構いません）

<code>
$ sudo cp /usr/lib/grub/x86_64-efi-signed/grubnetx64.efi.signed /srv/tftp/grubnetx64.efi
$ sudo chmod 644 /srv/tftp/grubnetx64.efi 
</code>

 


===== DHCP / TFTP サーバー（dnsmasq）の設定 =====

軽量で設定が簡単な dnsmasq を使って、DHCPとTFTPを同時に立ち上げます。

<code>
$ sudo apt install -y dnsmasq
$ sudo nano /etc/dnsmasq.conf
</code>

DHCPサーバーの設定については[[自作クラスタ計算機:Dnsmasqの基本設定]]を参考にしてください。

<file - /etc/dnsmasq.conf>
# 
# （DHCPサーバーの設定は略）
#

# クライアントのアーキテクチャ（PXEの識別子）を定義
dhcp-match=set:bios,option:client-arch,0
dhcp-match=set:efi64,option:client-arch,7
dhcp-match=set:efi64,option:client-arch,9

# BIOSマシンには pxelinux.0 を送る
dhcp-boot=tag:bios,pxelinux.0

# UEFI（64bit）マシンには bootx64.efi (Shim) を送る
dhcp-boot=tag:efi64,bootx64.efi
dhcp-boot=tag:efi64,grubnetx64.efi   # grubnetx64.efiを使用する場合はこちら


# TFTPサーバーの有効化
enable-tftp
tftp-root=/srv/tftp
</file>

dnsmasq を再起動します：

<code>
$ sudo systemctl restart dnsmasq
</code>



===== 計算ノードの起動確認 =====

  - 計算ノードのディスプレイとキーボードを繋ぎ、電源を入れます。

  - BIOS/UEFI設定画面を開き、以下を確認・変更します。
    * Secure Boot: Disabled（SecurityまたはBootのタブから）
    * Network Stack / PXE Boot: Enabled
    * Boot Priority: Network Boot (PXE) を最優先にする。
    * Boot Mode: BIOS (Legacy または CSM) , UEFIのどちらかを確認

設定を保存して再起動すると、DHCPからIPを取得し、ヘッドノードからカーネルをダウンロードしてディスクレスでUbuntu Serverが起動します。



うまくPXEブートできない場合
<code>
$ sudo tail -f /var/log/syslog | grep dnsmasq
</code>
で監視できますので、どのようなエラーメッセージが出ている確認して修正します。

===== Ubuntu serverのインストール =====

「Ubuntu Base」は、コンテナ（Dockerなど）や最小限の組み込みシステム向けに提供されている「最小限の骨組みだけ」のOSです。

通常のUbuntu Serverに入っているような標準コマンド、ネットワーク管理ツール（netplanやsystemd-networkd）、高度なシェル（bashの補完機能）、パッケージ管理の基本ツールすら、最初は一切入っていません。

ここから使い慣れた「普通のUbuntu Server」にするには、ヘッドノード側からchroot環境に入り、Ubuntuの標準サーバー環境を構成するパッケージ群（メタパッケージ）を一括インストールします。

  - 仮想ファイルシステムのマウントと一時的なDNS設定（パッケージダウンロード用）のコピー<code>
$ sudo mount --bind /dev /srv/nfs/compute-root/dev
$ sudo mount --bind /proc /srv/nfs/compute-root/proc
$ sudo mount --bind /sys /srv/nfs/compute-root/sys
$ sudo cp /etc/resolv.conf /srv/nfs/compute-root/etc/resolv.conf
</code>
  - chroot環境へ入る<code>
$ sudo chroot /srv/nfs/compute-root
</code>
  - Ubuntu Serverの標準環境（最小構成）を一括インストール ※少し容量が大きいので数分かかります<code>
$ apt update
$ apt install -y ubuntu-server
</code>
  - テキストエディタやネットワークツールの確認<code>
$ apt install -y nano vim netplan.io iputils-ping curl wget build-essential
</code>
  - chroot環境を抜けて、マウントの解除と後片付け<code>
$ exit
$ sudo umount /srv/nfs/compute-root/dev
$ sudo umount /srv/nfs/compute-root/proc
$ sudo umount /srv/nfs/compute-root/sys
$ sudo rm /srv/nfs/compute-root/etc/resolv.conf
</code>



====== 参考資料 ======


PXEブートのやりかた
  * http://lab.astamuse.co.jp/entry/2018/10/24/160000
  * https://blog.dshimizu.jp/article/901
  * https://qiita.com/hino9966/items/7c7043094a0ad3928e78

ディスクレス
  * https://www.hiroom2.com/2017/07/02/ubuntu-1604-pxeboot-thin-client-nfs-ja/
  * https://adsaria.hatenadiary.org/entry/20090206/1233905956
  * https://sites.google.com/a/g.wakayama-u.jp/yasue/linux/networkboot-with-linuxmint17
  * https://blog.michinari-nukazawa.com/2015/09/pxe-boot-ubuntu-1404-on-pxe-pdhcp.html