Vad är Preboot execution environment (PXE)?
Preboot execution environment (PXE), uttalad pixie, är en uppsättning standarder som gör det möjligt för en dator att ladda ett operativsystem (OS) över en nätverksanslutning. PXE kan användas för att snabbt installera ett operativsystem och används ofta för både servrar och klienter. Det kan också kallas PXE boot, boot från nätverk, nätverk boot eller local area network boot.
PXE kan förenkla stora distributioner av datorer. Den ersätter med en CD-skiva (CD) eller USB-enhet (Universal Serial Bus) för att installera ett operativsystem. En enda OS-bild kan snabbt installeras på många datorer samtidigt.
hur PXE fungerar?
PXE kräver flera standarder för att klienten och servern ska kunna starta. Klienten måste stödja PXE i Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) eller network interface card (Nic) firmware. Nätverket måste ha en konfigurerad DHCP-server (Dynamic Host Configuration Protocol) och en TFTP-server (Trivial File Transfer Protocol). Det finns i allmänhet också en annan bildserver.
DHCP-servern använder alternativ 66 och 67 för att annonsera PXE boot server Internet Protocol (IP) – adressen. Klienten kontaktar sedan startservern och hämtar och startar Network Bootstrap-programmet (NBP) med TFTP. NBP är ett litet operativsystem som bara innehåller en kärna, grundläggande drivrutiner och grundläggande program som kan ladda ner de återstående OS-komponenterna. Windows Förinstallationsmiljö eller ett litet Linux-operativsystem är de vanligaste operativsystemen som laddas av en nätverksstart.
en proxyDHCP-server kan användas för att hantera PXE-förfrågningar.
hur fungerar PXE-startprocessen?
här är stegen i PXE-startprocessen:
- klient basic input / output system (BIOS) initierar PXE boot. Detta kan väljas av klientoperatören eller kan vara ett reservalternativ när andra startmedier misslyckas.
- klienten sänder en DHCP-begäran och en PXE-begäran.
- DHCP-servern svarar med DHCP-svaret så att klienten kan ställa in en IP-adress, och den svarar med TFTP-serverns IP-adress och filnamnet på NBP.
- klienten hämtar och startar NBP.
många moderna datorer stöder PXE-start med både IPv4 och IPv6. Vissa leverantörsspecifika implementeringar av nätverksstart via Wi-Fi finns, men det finns ingen Wi-Fi PXE-standard.
nätverksstart är en klientfunktion. Koden till PXE finns på moderkortet UEFI BIOS eller i nic firmware read-only memory (ROM). Det är en standardfunktion på företagsdatorer och servrar men kan utelämnas på vissa konsumenthårdvara. På vissa datorer måste den aktiveras i datorns BIOS-konfiguration. Den mest använda implementeringen av PXE använder Intel-drivrutiner.
Apple macOS-datorer stöder inte PXE. De använder ett liknande men inkompatibelt system som heter Boot Server Discovery Protocol (BSDP). BSDP använder en NetBoot-klient för att komma åt en Apple-distributionsserver.
hur används PXE?
PXE är ett kraftfullt verktyg som i hög grad kan förenkla arbetet för all informationsteknikpersonal. Det är användbart för klienter, servrar, virtuella maskiner (VM) och inbäddade internet of things (IoT) enheter.
den primära användningen av PXE är att installera ett nytt operativsystem på nya eller felaktiga datorer. Detta kan vara ett klient-operativsystem, till exempel Windows 10 eller Ubuntu Linux, eller ett server-operativsystem, som Windows Server 2019 eller Arch Linux. PXE kan ersätta med USB-enheter eller CD-ROM som installationsmedia.
installera ett operativsystem från PXE istället för från fysiska medier har ofta många fördelar:
- PXE är bekvämare eftersom nätverksåtkomst vanligtvis är mer tillgänglig än en dedikerad startenhet.
- moderna nätverk kan vara snabbare än CD-eller USB-enheter.
- Läser in en bild från en central nätverksplats säkerställer att den senaste OS-bilden används.
PXE stöds av de flesta VM-ramverk. På så sätt kan en ny VM genereras och sedan snabbt avbildas över en nätverksanslutning.
en PXE-distribution kan också användas för att vara värd för felsöknings-och underhållsverktyg. Under PXE-startprocessen kan NBP presentera operatören ett val av operativsystem att ladda. En organisation kan vara värd för en enkel Linux-distribution som kan utföra hårdvarutester och har verktyg som kan utföra avancerat klientunderhåll, till exempel diskkloning, diskpartitionering, säker diskradering eller återställning av lösenord.
disklösa eller tunna klientdatorer kan använda PXE för att ladda ett operativsystem vid varje start. En disklös dator har inte fast lagring på en hårddisk eller solid state-enhet. En tunn klient kan konfigureras utan fast lagring, och den laddar sitt lilla operativsystem vid varje start. Detta säkerställer att inga data sparas till klienten. IoT-enheter kan också kontakta en PXE-server för att automatiskt ladda sitt operativsystem.
att använda disklösa servrar som laddar ett operativsystem från PXE vid varje start är populärt för servrar med hög säkerhet eller HPC-kluster (high performance computing). En server med hög säkerhet kan hantera känslig kunddata men placeras i en offentlig serversamlokalisering. Om servern skulle tas bort eller beslagtas skulle en disklös server inte ha några kunddata sparade på den.
HPC-kluster har vanligtvis hundratals eller tusentals datornodservrar som är identiska och behöver fungera tillsammans. Att använda PXE för att ladda OS-bilden vid start säkerställer att dessa servrar har exakt samma programvarukonfiguration och att de snabbt kan återställas vid fel.
att använda PXE för att distribuera en OS-bild stöds av många distributionssystem. Dessa inkluderar följande:
- Microsoft Windows Deployment Services;
- Microsoft Deployment Toolkit (MDT);
- Microsoft Windows Assessment and Deployment Kit;
- Microsoft System Center Configuration Manager; och
- alla större Linux-distributioner, inklusive Red Hat, Ubuntu och Proton.