¿Qué es el entorno de ejecución de prearranque (PXE)?
El entorno de ejecución prearranque (PXE), pronunciado pixie, es un conjunto de estándares que permite a un equipo cargar un sistema operativo (SO) a través de una conexión de red. PXE se puede usar para instalar rápidamente un sistema operativo y se usa comúnmente tanto para servidores como para clientes. También se puede llamar arranque PXE, arranque desde red, arranque de red o arranque de red de área local.
PXE puede simplificar enormemente las grandes implementaciones de equipos. Reemplaza el uso de un disco compacto (CD) o una unidad de bus Serie Universal (USB) para instalar un sistema operativo. Una sola imagen del sistema operativo se puede instalar rápidamente en muchos equipos simultáneamente.
¿Cómo funciona el PXE?
PXE requiere varios estándares para que el cliente y el servidor se inicien correctamente. El cliente debe admitir PXE en firmware de Interfaz de Firmware Extensible Unificada (UEFI) o tarjeta de interfaz de red (NIC). La red debe tener un servidor de Protocolo de Configuración Dinámica de Host (DHCP) configurado y un servidor de Protocolo de Transferencia de Archivos Trivial (TFTP). Generalmente también hay otro servidor de imágenes.
El servidor DHCP utiliza las opciones 66 y 67 para anunciar la dirección de Protocolo de Internet (IP) del servidor de arranque PXE. A continuación, el cliente se pone en contacto con el servidor de arranque y descarga y arranca el Programa de arranque de red (NBP) mediante TFTP. El NBP es un pequeño sistema operativo que contiene solo un núcleo, controladores básicos y programas básicos que pueden descargar los componentes restantes del sistema operativo. El entorno de preinstalación de Windows o un pequeño sistema operativo Linux son los sistemas operativos más comunes cargados por un arranque de red.
Se puede usar un servidor proxyDHCP para manejar solicitudes PXE.
¿Cómo funciona el proceso de arranque PXE?
Estos son los pasos del proceso de arranque PXE:
- El sistema básico de entrada/salida (BIOS) del cliente inicia el arranque PXE. Esto puede ser seleccionado por el operador del cliente o puede ser una opción de reserva cuando otros medios de arranque fallan.
- El cliente transmite una solicitud DHCP y una solicitud PXE.
- El servidor DHCP responde con la respuesta DHCP para que el cliente pueda establecer una dirección IP, y responde con la dirección IP del servidor TFTP y el nombre de archivo del NBP.
- El cliente descarga y arranca el NBP.
Muchos ordenadores modernos admiten el arranque PXE con IPv4 e IPv6. Existen algunas implementaciones específicas del proveedor de arranque de red a través de Wi-Fi, pero no hay un estándar PXE de Wi-Fi.
El arranque de red es una característica del cliente. El código a PXE está contenido en la BIOS UEFI de la placa base o en la memoria de solo lectura (ROM) del firmware de la NIC. Es una característica estándar en computadoras y servidores empresariales, pero puede omitirse en algunos hardware de consumo. En algunos equipos, debe activarse en la configuración del BIOS del equipo. La implementación más utilizada de PXE es el uso de controladores Intel.
Los ordenadores Apple macOS no son compatibles con PXE. Utilizan un sistema similar pero incompatible llamado Boot Server Discovery Protocol (BSDP). BSDP utiliza un cliente de NetBoot para acceder a un servidor de implementación de Apple.
¿Cómo se usa el PXE?
PXE es una herramienta poderosa que puede simplificar en gran medida el trabajo de todo el personal de tecnología de la información. Es útil para clientes, servidores, máquinas virtuales (VM) y dispositivos integrados de Internet de las cosas (IoT).
El uso principal de PXE es instalar un sistema operativo nuevo en equipos nuevos o que funcionen mal. Puede ser un sistema operativo cliente, como Windows 10 o Ubuntu Linux, o un sistema operativo de servidor, como Windows Server 2019 o Arch Linux. El PXE puede reemplazarse mediante unidades USB o CD-ROM como medio de instalación.
Instalar un sistema operativo desde PXE en lugar de desde medios físicos a menudo tiene muchas ventajas:
- PXE es más conveniente, ya que el acceso a la red suele estar más disponible que un dispositivo de arranque dedicado.
- Las redes modernas pueden ser más rápidas que las unidades de CD o USB.
- Cargar una imagen desde una ubicación de red central garantiza que se utilice la imagen de SO más reciente.
PXE es compatible con la mayoría de los marcos de VM. De esta manera, se puede generar una nueva máquina virtual y luego crear imágenes rápidamente a través de una conexión de red.
Una implementación de PXE también se puede usar para alojar herramientas de solución de problemas y mantenimiento. Durante el proceso de arranque PXE, el NBP puede presentar al operador una opción de sistema operativo para cargar. Una organización puede alojar una distribución Linux sencilla que puede realizar pruebas de hardware y tener herramientas que pueden realizar el mantenimiento avanzado del cliente, como clonación de discos, partición de discos, borrado seguro de discos o restablecimiento de contraseñas.
Los equipos sin disco o cliente ligero pueden usar PXE para cargar un sistema operativo en cada arranque. Una computadora sin disco no tiene almacenamiento fijo en una unidad de disco duro o unidad de estado sólido. Un cliente ligero puede configurarse sin almacenamiento fijo, y carga su pequeño sistema operativo en cada encendido. Esto garantiza que no se guarden datos en el cliente. Los dispositivos IoT también pueden ponerse en contacto con un servidor PXE para cargar automáticamente su sistema operativo.
El uso de servidores sin disco que cargan un sistema operativo desde PXE en cada arranque es popular para servidores de alta seguridad o clústeres de computación de alto rendimiento (HPC). Un servidor de alta seguridad puede manejar datos confidenciales de clientes, pero se encuentra en una ubicación de servidor público. Si se eliminara o confiscara el servidor, un servidor sin disco no tendría datos de clientes guardados en él.
Los clústeres de HPC suelen tener cientos o miles de servidores de nodos de cómputo idénticos que deben funcionar juntos. El uso de PXE para cargar la imagen del sistema operativo en el arranque garantiza que estos servidores tengan exactamente la misma configuración de software y que puedan restablecerse rápidamente en caso de fallo.
El uso de PXE para implementar una imagen de SO es compatible con muchos sistemas de implementación. Estos incluyen los siguientes:
- Servicios de implementación de Microsoft Windows;
- Microsoft Deployment Toolkit (MDT);
- Kit de implementación y evaluación de Microsoft Windows;
- Microsoft System Center Configuration Manager; y
- todas las principales distribuciones de Linux, incluidas Red Hat, Ubuntu y Proton.