Qu’est-ce que l’environnement d’exécution de pré-démarrage (PXE) ?

L’environnement d’exécution de pré-démarrage (PXE), prononcé pixie, est un ensemble de normes qui permet à un ordinateur de charger un système d’exploitation (OS) sur une connexion réseau. PXE peut être utilisé pour installer rapidement un système d’exploitation et est couramment utilisé pour les serveurs et les clients. Il peut également être appelé démarrage PXE, démarrage à partir du réseau, démarrage du réseau ou démarrage du réseau local.

PXE peut grandement simplifier les grands déploiements d’ordinateurs. Il remplace l’utilisation d’un disque compact (CD) ou d’un lecteur de bus série universel (USB) pour installer un système d’exploitation. Une seule image du système d’exploitation peut être rapidement installée simultanément sur de nombreux ordinateurs.

Comment fonctionne PXE?

PXE nécessite plusieurs normes pour que le client et le serveur puissent démarrer correctement. Le client doit prendre en charge PXE dans le micrologiciel Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) ou la carte d’interface réseau (NIC). Le réseau doit disposer d’un serveur DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) configuré et d’un serveur TFTP (Trivial File Transfer Protocol). Il existe généralement également un autre serveur d’imagerie.

Le serveur DHCP utilise les options 66 et 67 pour annoncer l’adresse IP (Internet Protocol) du serveur de démarrage PXE. Le client contacte ensuite le serveur de démarrage et télécharge et démarre le programme d’amorçage réseau (NBP) à l’aide de TFTP. Le NBP est un petit système d’exploitation qui ne contient qu’un noyau, des pilotes de base et des programmes de base qui peuvent télécharger les composants du système d’exploitation restants. L’environnement de préinstallation Windows ou un petit système d’exploitation Linux sont les systèmes d’exploitation les plus courants chargés par un démarrage réseau.

Un serveur proxyDHCP peut être utilisé pour gérer les requêtes PXE.

Comment fonctionne le processus de démarrage PXE ?

Voici les étapes du processus de démarrage PXE:

1. Le système d’entrée/sortie de base du client (BIOS) lance le démarrage PXE. Cela peut être sélectionné par l’opérateur client ou peut être une option de secours lorsque d’autres supports de démarrage échouent.
2. Le client diffuse une requête DHCP et une requête PXE.
3. Le serveur DHCP répond avec la réponse DHCP afin que le client puisse définir une adresse IP, et il répond avec l’adresse IP du serveur TFTP et le nom de fichier du NBP.
4. Le client télécharge et démarre le NBP.

De nombreux ordinateurs modernes prennent en charge le démarrage PXE en utilisant à la fois IPv4 et IPv6. Certaines implémentations spécifiques au fournisseur du démarrage réseau via Wi-Fi existent, mais il n’existe pas de norme Wi-Fi PXE.

Le démarrage réseau est une fonctionnalité client. Le code de PXE est contenu sur le BIOS UEFI de la carte mère ou dans la mémoire morte (ROM) du micrologiciel NIC. Il s’agit d’une fonctionnalité standard sur les ordinateurs et les serveurs d’entreprise, mais peut être omise sur certains matériels grand public. Sur certains ordinateurs, il doit être activé dans la configuration du BIOS de l’ordinateur. L’implémentation la plus utilisée de PXE utilise des pilotes Intel.

Les ordinateurs Apple macOS ne prennent pas en charge PXE. Ils utilisent un système similaire mais incompatible appelé Boot Server Discovery Protocol (BSDP). BSDP utilise un client NetBoot pour accéder à un serveur de déploiement Apple.

Comment PXE est-il utilisé?

PXE est un outil puissant qui peut grandement simplifier le travail de tout le personnel des technologies de l’information. Il est utile pour les clients, les serveurs, les machines virtuelles (VM) et les périphériques Internet des objets (IoT) intégrés.

L’utilisation principale de PXE est d’installer un nouveau système d’exploitation sur des ordinateurs neufs ou défectueux. Il peut s’agir d’un système d’exploitation client, tel que Windows 10 ou Ubuntu Linux, ou d’un système d’EXPLOITATION serveur, tel que Windows Server 2019 ou Arch Linux. PXE peut remplacer les lecteurs USB ou les CD-ROM comme supports d’installation.

L’installation d’un système d’exploitation à partir de PXE au lieu d’un support physique présente souvent de nombreux avantages:

• PXE est plus pratique car l’accès au réseau est généralement plus disponible qu’un périphérique de démarrage dédié.
• Les réseaux modernes peuvent être plus rapides que les lecteurs CD ou USB.
• Le chargement d’une image à partir d’un emplacement réseau central garantit que la dernière image du système d’exploitation est utilisée.

PXE est pris en charge par la plupart des frameworks de machines virtuelles. De cette façon, une nouvelle machine virtuelle peut être générée puis rapidement imagée via une connexion réseau.

Un déploiement PXE peut également être utilisé pour héberger des outils de dépannage et de maintenance. Pendant le processus de démarrage PXE, le NBP peut présenter à l’opérateur un choix de système d’exploitation à charger. Une organisation peut héberger une distribution Linux simple qui peut effectuer des tests matériels et disposer d’outils capables d’effectuer une maintenance client avancée, tels que le clonage de disque, le partitionnement de disque, l’effacement sécurisé de disque ou la réinitialisation de mot de passe.

Les ordinateurs sans disque ou clients légers peuvent utiliser PXE pour charger un système d’exploitation à chaque démarrage. Un ordinateur sans disque n’a pas de stockage fixe sur un disque dur ou un disque ssd. Un client léger peut être configuré sans stockage fixe et il charge son petit système d’exploitation à chaque mise sous tension. Cela garantit qu’aucune donnée n’est enregistrée sur le client. Les appareils IoT peuvent également contacter un serveur PXE pour charger automatiquement leur système d’exploitation.

L’utilisation de serveurs sans disque qui chargent un système d’exploitation à partir de PXE à chaque démarrage est populaire pour les serveurs à haute sécurité ou les clusters de calcul haute performance (HPC). Un serveur de haute sécurité peut gérer des données client sensibles mais être situé dans une colocation de serveur public. Si le serveur devait être supprimé ou saisi, un serveur sans disque ne conserverait aucune donnée client.

Les clusters HPC ont généralement des centaines ou des milliers de serveurs de nœuds de calcul identiques et devant fonctionner ensemble. L’utilisation de PXE pour charger l’image du système d’exploitation au démarrage garantit que ces serveurs ont exactement la même configuration logicielle et qu’ils peuvent être rapidement réinitialisés en cas de panne.

L’utilisation de PXE pour déployer une image du système d’exploitation est prise en charge par de nombreux systèmes de déploiement. Ceux-ci comprennent les éléments suivants:

• Services de déploiement Microsoft Windows ;
• Boîte à outils de déploiement Microsoft (MDT) ;
• Kit d’évaluation et de déploiement Microsoft Windows ;
• Gestionnaire de configuration Microsoft System Center ; et
• toutes les principales distributions Linux, y compris Red Hat, Ubuntu et Proton.