Wat is preboot execution environment (PXE)?
Preboot execution environment (PXE), uitgesproken als pixie, is een reeks standaarden die een computer in staat stelt om een besturingssysteem (OS) over een netwerkverbinding te laden. PXE kan worden gebruikt om snel een besturingssysteem te installeren en wordt vaak gebruikt voor zowel servers als clients. Het kan ook PXE boot, boot van netwerk, network boot of local area network boot worden genoemd.
PXE kan grote deployments van computers aanzienlijk vereenvoudigen. Het vervangt het gebruik van een compact disc (CD) of Universal Serial Bus (USB) station om een OS te installeren. Een enkele OS image kan snel worden geïnstalleerd op veel computers tegelijk.
Hoe werkt PXE?
PXE vereist verschillende standaarden voor de client en server om succesvol op te starten. De client moet PXE ondersteunen in UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) of NIC (network interface card) firmware. Het netwerk moet een geconfigureerde DHCP-server (Dynamic Host Configuration Protocol) en een Trivial File Transfer Protocol (TFTP) – server hebben. Er is over het algemeen ook een andere imaging server.
de DHCP-server gebruikt de opties 66 en 67 om reclame te maken voor het PXE bootserver Internet Protocol (IP) – adres. De client neemt dan contact op met de bootserver en downloadt en start het netwerk Bootstrap programma (NBP) op met behulp van TFTP. De NBP is een klein besturingssysteem dat slechts een kernel, basis drivers en basisprogramma ‘ s die de resterende OS componenten kunnen downloaden bevat. Windows preinstallatie omgeving of een klein Linux OS zijn de meest voorkomende besturingssystemen geladen door een netwerk boot.
een proxyDHCP-server kan worden gebruikt om PXE-verzoeken af te handelen.
Hoe werkt het PXE opstartproces?
hier zijn de stappen in het PXE opstartproces:
- het client basic input/output system (BIOS) initieert PXE boot. Dit kan worden geselecteerd door de client operator of kan een fallback optie zijn wanneer andere boot media faalt.
- de client zendt een DHCP-verzoek en een PXE-verzoek uit.
- de DHCP-server reageert met het DHCP-antwoord, zodat de client een IP-adres kan instellen, en het antwoordt met het IP-adres van de TFTP-server en de bestandsnaam van de NBP.
- de client downloadt en start de NBP op.
veel moderne computers ondersteunen PXE boot met zowel IPv4 als IPv6. Sommige leverancier-specifieke implementaties van netwerk boot via Wi-Fi bestaan, maar er is geen Wi-Fi PXE standaard.
netwerk boot is een client functie. De code naar PXE zit op het moederbord UEFI BIOS of in de NIC firmware read-only memory (ROM). Het is een standaard functie op enterprise computers en servers, maar kan worden weggelaten op sommige consumenten hardware. Op sommige computers moet het worden geactiveerd in de BIOS-configuratie van de computer. De meest gebruikte implementatie van PXE is het gebruik van Intel drivers.
Apple macOS-computers ondersteunen PXE niet. Ze gebruiken een vergelijkbaar maar incompatibel systeem genaamd Boot Server Discovery Protocol (Bsdp). BSDP gebruikt een NetBoot-client om toegang te krijgen tot een Apple deployment server.
Hoe wordt PXE gebruikt?
PXE is een krachtig instrument dat het werk van alle IT-medewerkers aanzienlijk kan vereenvoudigen. Het is handig voor clients, servers, virtuele machines (VM) en embedded internet of things (IoT) apparaten.
het primaire gebruik van PXE is het installeren van een vers besturingssysteem op nieuwe of slecht functionerende computers. Dit kan een client OS, zoals Windows 10 of Ubuntu Linux, of een server OS, zoals Windows Server 2019 of Arch Linux. PXE kan vervangen met behulp van USB-drives of CD-ROM ‘ s als installatiemedia.
het installeren van een besturingssysteem vanaf PXE in plaats van vanaf fysieke media heeft vaak vele voordelen:
- PXE is handiger omdat netwerktoegang meestal meer beschikbaar is dan een speciaal opstartapparaat.
- moderne netwerken kunnen sneller zijn dan CD-of USB-stations.
- het laden van een image vanaf een centrale netwerklocatie zorgt ervoor dat de nieuwste OS image wordt gebruikt.
PXE wordt ondersteund door de meeste VM-frameworks. Op deze manier kan een nieuwe VM worden gegenereerd en vervolgens snel worden afgebeeld via een netwerkverbinding.
een PXE-implementatie kan ook worden gebruikt voor het hosten van hulpprogramma ‘ s voor probleemoplossing en onderhoud. Tijdens het PXE opstartproces kan de NBP de operator een keuze van het besturingssysteem presenteren om te laden. Een organisatie kan een eenvoudige Linux-distributie hosten die hardwaretests kan uitvoeren en hulpmiddelen heeft die geavanceerd client-onderhoud kunnen uitvoeren, zoals het klonen van schijven, het partitioneren van schijven, het wissen van beveiligde schijven of het opnieuw instellen van wachtwoorden.
schijfloze of thin client computers kunnen PXE gebruiken om een besturingssysteem te laden bij elke opstart. Een schijfloze computer heeft geen vaste opslag op een harde schijf of solid-state drive. Een thin client kan worden geconfigureerd zonder vaste opslag, en het laadt zijn kleine besturingssysteem bij elke power-on. Dit zorgt ervoor dat er geen gegevens worden opgeslagen op de client. IoT-apparaten kunnen ook contact opnemen met een PXE-server om hun besturingssysteem automatisch te laden.
het gebruik van schijfloze servers die een besturingssysteem van PXE laden bij elke opstart is populair voor high-security servers of high-performance computing (HPC) clusters. Een server met hoge beveiliging kan gevoelige klantgegevens verwerken, maar bevindt zich in een openbare server-colocatie. Als de server zou worden verwijderd of in beslag genomen, een schijfloze server zou hebben geen klantgegevens opgeslagen op het.
HPC-clusters hebben meestal honderden of duizenden computerservers die identiek zijn en samen moeten werken. Het gebruik van PXE om de OS image te laden tijdens het opstarten zorgt ervoor dat deze servers precies dezelfde softwareconfiguratie hebben en dat ze snel kunnen worden gereset in het geval van een storing.
het gebruik van PXE om een OS-image te implementeren wordt door veel implementatiesystemen ondersteund. Deze omvatten de volgende:
- Microsoft Windows Deployment Services;
- Microsoft Deployment Toolkit (MDT);
- Microsoft Windows Assessment and Deployment Kit;
- Microsoft System Center Configuration Manager; en
- alle belangrijke Linux distributies, waaronder Red Hat, Ubuntu en Proton.