o que é preboot execution environment (PXE)?
Preboot execution environment (PXE), pronunciado pixie, é um conjunto de padrões que permite que um computador carregue um sistema operacional (SO) em uma conexão de rede. O PXE pode ser usado para instalar rapidamente um sistema operacional e é comumente usado para servidores e clientes. Também pode ser chamado de inicialização PXE, inicialização da rede, inicialização da rede ou inicialização da rede de área local.
PXE pode simplificar muito grandes implantações de computadores. Ele substitui o uso de um disco compacto (CD) ou Unidade Universal Serial Bus (USB) para instalar um sistema operacional. Uma única imagem do sistema operacional pode ser instalada rapidamente em muitos computadores simultaneamente.
como funciona o PXE?
o PXE requer vários padrões para o cliente e o servidor inicializarem com êxito. O cliente deve suportar PXE em Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) ou placa de interface de rede (NIC) firmware. A rede deve ter um servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) configurado e um servidor TFTP (Trivial File Transfer Protocol). Geralmente, há também outro servidor de imagem.
o servidor DHCP usa as opções 66 e 67 para anunciar o endereço IP (PXE boot Server Internet Protocol). O cliente então entra em contato com o servidor de inicialização e baixa e inicializa o programa Network Bootstrap (NBP) usando TFTP. O NBP é um pequeno sistema operacional que contém apenas um kernel, drivers básicos e programas básicos que podem baixar os componentes restantes do sistema operacional. O ambiente de Pré-instalação do Windows ou um pequeno sistema operacional Linux são os sistemas operacionais mais comuns carregados por uma inicialização de rede.
um servidor proxyDHCP pode ser usado para lidar com solicitações PXE.
como funciona o processo de inicialização do PXE?
Aqui estão as etapas no processo de inicialização do PXE:
- o sistema básico de entrada/saída do cliente (BIOS) inicia a inicialização do PXE. Isso pode ser selecionado pelo operador cliente ou pode ser uma opção de fallback quando outra mídia de inicialização falhar.
- o cliente transmite uma solicitação DHCP e uma solicitação PXE.
- o servidor DHCP responde com a resposta DHCP para que o cliente possa definir um endereço IP e responde com o endereço IP do servidor TFTP e o nome do arquivo do NBP.
- o cliente baixa e inicializa o NBP.
muitos computadores modernos suportam inicialização PXE usando IPv4 e IPv6. Existem algumas implementações específicas do Fornecedor de inicialização de rede por Wi-Fi, mas não há Padrão Wi-Fi PXE.
a inicialização de rede é um recurso do cliente. O código para PXE está contido no BIOS UEFI da placa-mãe ou na memória somente leitura de firmware NIC (ROM). É um recurso padrão em computadores e servidores corporativos, mas pode ser omitido em algum hardware do consumidor. Em alguns computadores, ele precisa ser ativado na configuração do BIOS do computador. A implementação mais usada do PXE é usar drivers Intel.
os computadores Apple macOS não suportam PXE. Eles usam um sistema semelhante, mas incompatível, chamado Boot Server Discovery Protocol (BSDP). O BSDP usa um cliente NetBoot para acessar um servidor de implantação da Apple.
como o PXE é usado?
PXE é uma ferramenta poderosa que pode simplificar muito o trabalho de toda a equipe de tecnologia da informação. É útil para clientes, servidores, máquinas virtuais (VM) e dispositivos embarcados da internet das Coisas (IoT).
o principal uso do PXE é instalar um novo sistema operacional em computadores novos ou com defeito. Isso pode ser um sistema operacional cliente, como Windows 10 ou Ubuntu Linux, ou um sistema operacional de servidor, como Windows Server 2019 ou Arch Linux. PXE pode substituir usando drives USB ou CD-ROMs como mídia de instalação.
instalar um sistema operacional do PXE em vez de da mídia física geralmente tem muitas vantagens:
- o PXE é mais conveniente, pois o acesso à rede geralmente está mais disponível do que um dispositivo de inicialização dedicado.
- as redes modernas podem ser mais rápidas do que as unidades de CD ou USB.
- carregar uma imagem de um local de rede central garante que a imagem mais recente do sistema operacional seja usada.
PXE é suportado pela maioria dos frameworks VM. Desta forma, uma nova VM pode ser gerada e, em seguida, rapidamente fotografada através de uma conexão de rede.
uma implantação PXE também pode ser usada para hospedar ferramentas de solução de problemas e manutenção. Durante o processo de inicialização do PXE, o NBP pode apresentar ao operador uma escolha de SO para carregar. Uma organização pode hospedar uma distribuição Linux simples que pode realizar testes de hardware e ter ferramentas que podem executar manutenção avançada do cliente, como clonagem de disco, particionamento de disco, apagamento seguro de disco ou redefinições de senha.
computadores diskless ou thin client podem usar PXE para carregar um sistema operacional em cada inicialização. Um computador sem disco não possui armazenamento fixo em uma unidade de disco rígido ou unidade de Estado Sólido. Um thin client pode ser configurado sem armazenamento fixo e carrega seu pequeno sistema operacional em cada power-on. Isso garante que nenhum dado seja salvo no cliente. Os dispositivos IoT também podem entrar em contato com um servidor PXE para carregar automaticamente seu sistema operacional.
usar servidores sem disco que carregam um sistema operacional do PXE em cada inicialização é popular para servidores de alta segurança ou clusters de computação de alto desempenho (HPC). Um servidor de alta segurança pode lidar com dados confidenciais do cliente, mas estar localizado em uma colocation de servidor público. Se o servidor fosse removido ou apreendido, um servidor sem disco não teria dados de clientes salvos nele.
os clusters HPC geralmente têm centenas ou milhares de servidores de nó de computação idênticos e precisam operar juntos. O uso do PXE para carregar a imagem do sistema operacional na inicialização garante que esses servidores tenham exatamente a mesma configuração de software e que possam ser redefinidos rapidamente em caso de falha.
usar o PXE para implantar uma imagem do sistema operacional é suportado por muitos sistemas de implantação. Estes incluem o seguinte:
- Microsoft Windows Deployment Services;
- Microsoft Deployment Toolkit (MDT);
- Microsoft Windows Kit de Implantação e Avaliação;
- Microsoft System Center Configuration Manager; e
- todas as principais distribuições Linux, incluindo a Red Hat, Ubuntu e de Prótons.