co je preboot execution environment (PXE)?

Preboot execution environment (PXE), vyslovováno pixie, je sada standardů, která umožňuje počítači načíst operační systém (OS) přes síťové připojení. PXE lze použít k rychlé instalaci operačního systému a běžně se používá jak pro servery, tak pro klienty. Může se také nazývat PXE boot, boot ze sítě, network boot nebo local area network boot.

PXE může výrazně zjednodušit velké nasazení počítačů. Nahrazuje pomocí jednotky compact disc (CD) nebo Universal Serial Bus (USB) k instalaci operačního systému. Jeden obraz OS lze rychle nainstalovat na mnoho počítačů současně.

jak PXE funguje?

PXE vyžaduje několik standardů pro úspěšné spuštění klienta a serveru. Klient musí podporovat PXE ve firmwaru Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) nebo network interface card (NIC). Síť musí mít nakonfigurovaný server Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) a server Trivial File Transfer Protocol (TFTP). Obecně existuje také další zobrazovací server.

server DHCP používá volby 66 a 67 k inzerci adresy IP (PXE boot server Internet Protocol). Klient pak kontaktuje spouštěcí server a stáhne a spustí program Network Bootstrap (NBP) pomocí TFTP. NBP je malý operační systém, který obsahuje pouze jádro, základní ovladače a základní programy, které mohou stáhnout zbývající součásti operačního systému. Předinstalační prostředí Windows nebo malý operační systém Linux jsou nejběžnější operační systémy načtené síťovým zaváděním.

server proxyDHCP lze použít ke zpracování požadavků PXE.

jak funguje spouštěcí proces PXE?

zde jsou kroky v zaváděcím procesu PXE:

1. klientský základní vstupní / výstupní systém (BIOS) iniciuje PXE boot. To může být vybráno operátorem klienta nebo může být záložní volbou, když selže jiné zaváděcí médium.
2. klient vysílá požadavek DHCP a požadavek PXE.
3. DHCP server reaguje DHCP odpovědí, takže klient může nastavit IP adresu a odpoví IP adresou TFTP serveru a názvem souboru NBP.
4. klient stáhne a spustí NBP.

mnoho moderních počítačů podporuje zavádění PXE pomocí IPv4 i IPv6. Některé implementace zavádění sítě přes Wi-Fi specifické pro dodavatele existují, ale neexistuje žádný standard Wi-Fi PXE.

spuštění sítě je funkce klienta. Kód na PXE je obsažen na základní desce UEFI BIOS nebo v NIC firmware read-only memory (ROM). Je to standardní funkce na podnikových počítačích a serverech, ale může být vynechána na nějakém spotřebitelském hardwaru. Na některých počítačích je třeba jej aktivovat v konfiguraci systému BIOS počítače. Nejpoužívanější implementací PXE je použití ovladačů Intel.

počítače Apple macOS nepodporují PXE. Používají podobný, ale nekompatibilní systém zvaný Boot Server Discovery Protocol (BSDP). Bsdp používá klienta NetBoot pro přístup k serveru nasazení Apple.

jak se PXE používá?

PXE je výkonný nástroj, který může výrazně zjednodušit práci všech zaměstnanců informačních technologií. To je užitečné pro klienty, servery, virtuální stroje (VM) a vložené internet věcí (IoT) zařízení.

primární použití PXE je instalace nového operačního systému na nové nebo nefunkční počítače. Může to být klientský operační systém, jako je Windows 10 nebo Ubuntu Linux, nebo serverový operační systém, jako je Windows Server 2019 nebo Arch Linux. PXE lze nahradit pomocí USB disky nebo CD-ROM jako instalační médium.

instalace operačního systému z PXE místo z fyzického média má často mnoho výhod:

• PXE je výhodnější, protože přístup k síti je obvykle dostupnější než vyhrazené spouštěcí zařízení.
• moderní sítě mohou být rychlejší než disky CD nebo USB.
• načítání obrazu z centrálního umístění sítě zajišťuje, že je použit nejnovější obraz OS.

PXE je podporován většinou VM frameworků. Tímto způsobem lze vygenerovat nový VM a poté rychle zobrazit přes síťové připojení.

nasazení PXE lze také použít k hostování nástrojů pro odstraňování problémů a údržbu. Během procesu zavádění PXE může NBP nabídnout operátorovi výběr operačního systému, který se má načíst. Organizace může hostit jednoduchou distribuci Linuxu, která může provádět hardwarové testy a mít nástroje, které mohou provádět pokročilou údržbu klientů, jako je klonování disků, rozdělení disků, vymazání bezpečného disku nebo resetování hesla.

bezdiskové nebo tenké klientské počítače mohou používat PXE k načtení operačního systému při každém spuštění. Diskový počítač nemá pevné úložiště na pevném disku nebo jednotce SSD. Tenký klient může být nakonfigurován bez pevného úložiště a při každém zapnutí načte svůj malý operační systém. Tím je zajištěno, že do klienta nebudou uložena žádná data. Zařízení IoT mohou také kontaktovat server PXE a automaticky načíst svůj operační systém.

použití bezdiskových serverů, které načítají operační systém z PXE při každém spuštění, je populární pro servery s vysokou bezpečností nebo klastry s vysokým výkonem (HPC). Server s vysokou bezpečností může zpracovávat citlivá zákaznická data, ale může být umístěn v kolokaci veřejného serveru. Pokud by měl být Server odstraněn nebo zabaven, server bez disků by na něj neměl uložena žádná zákaznická data.

klastry HPC mají obvykle stovky nebo tisíce serverů výpočetních uzlů, které jsou identické a musí pracovat společně. Použití PXE k načtení obrazu OS při spuštění zajišťuje, že tyto servery mají přesně stejnou konfiguraci softwaru a že je lze v případě selhání rychle resetovat.

použití PXE k nasazení obrazu OS je podporováno mnoha systémy nasazení. Patří sem následující:

• Microsoft Windows Deployment Services;
• Microsoft Deployment Toolkit (MDT);
• Microsoft Windows Assessment and Deployment Kit;
• Microsoft System Center Configuration Manager; a
• všechny hlavní distribuce Linuxu, včetně Red Hat, Ubuntu a Proton.