Was ist PXE Boot und wie funktioniert es?
Kurz für „Pre-Boot Execution Environment“, PXE-Boot ist ein wichtiger Bestandteil der Rechenzentrumsinfrastruktur und kann durch Open-Source-Software oder vom Hersteller unterstützte Produkte implementiert werden. Es ermöglicht die automatisierte Bereitstellung von Servern oder Workstations über ein Netzwerk. Jeder, der an der Infrastrukturbereitstellung von Bare-Metal-Servern, eingebetteten Geräten und IoT-Geräten arbeitet, kann von einem tieferen Verständnis von PXE profitieren.
In seiner einfachsten Form ist die PXE-Umgebung der Prozess, bei dem Ihr Gerät von seiner Netzwerkkarte gestartet wird. Entsprechende Anweisungen sind erforderlich, um das Gerät in die PXE-Umgebung zu booten. Die gebräuchlichste Methode, dies zu tun, besteht darin, Ihren DHCP-Server (Dynamic Host Configuration) so zu konfigurieren, dass diese Informationen gespeichert und bereitgestellt werden.
PXE-Boot-Komponenten
Wenn wir über PXE sprechen, müssen wir drei Merkmale ansprechen:
#1. PXE-fähiger Netzwerkschnittstellencontroller (NIC)
Beachten Sie, dass nicht alle Netzwerkkarten gleich sind. Viele Netzwerkkarten für Endverbraucher verfügen nicht über PXE-Funktionen. Dies ändert sich jedoch schnell, da Fortschritte es einfacher machen, zusätzliche Funktionen in billigere Geräte aufzunehmen. In Rechenzentrumsservern sind PXE-fähige Netzwerkkarten Standard.
#2. Das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
DHCP ermöglicht es dem Client, eine IP-Adresse zu empfangen, um Zugriff auf die Netzwerkserver zu erhalten. Es gibt zwei Arten von Akteuren in DHCP. Der DHCP-Server und der DHCP-Client.
Während ein DHCP-Server Clients eine IP-Netzwerkkonfiguration bereitstellt, wird ein DHCP-Client auf Computern ausgeführt, die dem Netzwerk beitreten und eine Konfiguration anfordern.
#3. Ein TFPT-Server (Trivial File Transfer Protocol)
TFTP ist ein einfaches UDP-basiertes Protokoll zum Empfangen oder Senden einer Datei und lässt sich leicht in Firmware-Umgebungen implementieren, in denen die Ressourcen begrenzt sind. TFTP hat keine Verzeichnisliste, Authentifizierung oder Autorisierung, daher müssen Sie den genauen Pfad der Datei kennen, die Sie herunterladen möchten.
Also, wie funktioniert der PXE-Boot? Ich werde versuchen, den PXE-Workflow so klar wie möglich zu erklären. Erstens ermöglicht der PXE-Prozess dem Client, den Server zu benachrichtigen, dass er PXE verwendet. Zweitens, wenn der Server PXE verwendet, wird eine Liste der Boot-Server mit den verfügbaren Betriebssystemen an den Client gesendet. Der Client findet den benötigten Bootserver und erhält den Namen der herunterzuladenden Datei. Der Client lädt die Datei dann mithilfe des Trivial File Transfer Protocol (Trivia File Transfer Protocol) herunter und führt sie unter Laden des Betriebssystems aus. Wenn der Server nicht mit PXE ausgestattet ist, ignoriert er letztendlich den PXE-Code, um eine Unterbrechung der DHCP- und Bootstrap-Protokolloperationen (BP) zu verhindern.
PXE-Workflow
Quelle
Vorteile der Verwendung von PXE Boot
Viele Unternehmen stehen vor großen Problemen, die mit Hilfe von PXE Boot gelöst werden können, wodurch die Bereitstellung oder Installation von Betriebssystemen auf zahlreichen Computern automatisiert werden kann.
Windows- und Linux-Betriebssysteme verfügen bereits über Mechanismen zur Automatisierung der Installation. Normalerweise erstellen Sie eine Seed-Datei oder Konfiguration. Die Seed-Datei enthält Antworten auf die vom Betriebssystem-Installationsprogramm gestellten Fragen. Für Linux sind Beispiele hierfür Debian Preseed- oder Redhat Kickstart-Dateien. Sie benötigen jedoch weiterhin Zugriff auf die Installationsmedien auf CD / DVD-ROM oder einem USB-Laufwerk. Der Umgang eines Menschen mit dem USB-Laufwerk ist zeitaufwändig und fehleranfällig. Die Vorteile der Verwendung von PXE Boot sind jedoch nicht wenige:
- Weniger technische Installateure;
- Weniger Zeitaufwand pro Server;
- Weniger Fehler durch Automatisierung;
- Zentralisierte und einfach zu aktualisierende OS-Installationstools.
PXE ist ein standardbasierter Ansatz zur Lösung des Problems, das Betriebssystem auf das System zu bringen, ohne dass ein Mensch Medien (USB, CD / DVD-ROM) in das System einlegt. Dies geschieht durch Bootstrapping der Maschine über das Netzwerk. Wenn Sie das System für mehrere Computer warten oder installieren möchten, ohne nacheinander eine CD oder einen USB-Stick in diese Computer einzulegen, können Sie versuchen, das System mit dem PXE-Boot zu installieren. Wenn Ihr Computer nicht ordnungsgemäß startet und nicht durch Laden einer Image-Datei auf die interne Festplatte gestartet werden kann, können Sie auch den PXE-Start versuchen.
Wenn auf dem Client kein CD-ROM-Laufwerk oder kein USB-Anschluss verfügbar ist oder kein CD- oder USB-Image vorhanden ist, können Sie versuchen, mit dem PXE-Boot mehrere Clientcomputer im LAN zu starten.
Darüber hinaus benötigt der Clientcomputer mit PXE weder ein Betriebssystem noch eine Festplatte, er kann im Falle eines Hardware- oder Softwarefehlers neu gestartet werden, sodass der Administrator das Problem diagnostizieren und beheben kann, und letztendlich können neue Computertypen problemlos zum Netzwerk hinzugefügt werden, da PXE herstellerunabhängig ist.
Einpacken …
Wie oben erläutert, sind einige der Vorteile von PXE, dass Sie eine Maschine ohne angeschlossenes Speichergerät booten können, was sie effizienter macht und auch weniger kostet. Sie müssen auch kein USB-Gerät mit allen benötigten Wiederherstellungsprogrammen herumtragen, Sie können einfach einen fehlerhaften Computer aus dem Netzwerk booten und ihn mithilfe eines Systemrettungs-Toolkits oder eines Backup-Wiederherstellungssystems diagnostizieren.
Das Booten aus dem Netzwerk ist viel komplizierter einzurichten, als nur einen USB-Stick mit Ihrem bevorzugten Wiederherstellungssystem zu schreiben, aber es bedeutet, dass Sie es im Allgemeinen nur einmal für Ihr gesamtes Netzwerk einrichten müssen und es kann immer wieder wiederverwendet werden, ohne sich zu fragen, ob der USB-Stick oder die SD-Karte während der Wiederherstellung fehlerhaft ist.
Alles in allem ist PXE ein sehr leistungsfähiges Tool zur Automatisierung und Verwaltung der Bereitstellung und Aktualisierung von Rechenzentrumsinfrastruktur, eingebetteten Geräten, IoT-Geräten und sogar Workstations. Ich hoffe, ich habe Ihnen ein klares Verständnis der PXE-Grundlagen vermittelt. Was sind Ihre Gedanken zu diesem Thema? Ich würde gerne Ihre Kommentare im Abschnitt unten lesen!
