PXE初识及其简单应用

Preknowledge

gPXE

gPXE是PXE的一个开源实现(更早的实现是Etherboot)。通过gPXE能让网卡直接支持网络启动,而不依赖于网卡自带的PXE固件。同时相比PXE,gPXE支持更多的协议。 传统的PXE只能通过TFTP进行传输,而gPXE支持HTTP,iSCSI和ATA over Ethernet(AoE),甚至支持wifi链接。

iPXE

iPXE表示 it doesn’t PXE。iPXE是gPXE的原班人马写的(他们从Etherboot开始),作为官方的gPXE的替代品。 gPXE扩展的功能在iPXE中都得到支持。 之所以不再使用gPXE是由于存在版权纠纷,iPXE从2010年4月开始,基于同一个代码库开始开发。

PXELINUX

Syslinux是一个优秀的系统启动加载器(bootloader),可引导自硬盘、光盘、和通过PXE的网络启动。 PXELINUX派生自Syslinux,用来使支持PXE的网卡从网络引导启动Linux。PXELINUX程序不是烧在网卡里,而是存储在TFTP服务器上。

PXE介绍

PXE(preboot execute environment,预启动执行环境)是由Intel公司开发的技术,工作于Client/Server的网络模式,支持工作站通过网络从远端服务器下载映像,并由此支持通过网络启动操作系统。

在启动过程中,终端要求DHCP服务器分配IP地址,再用TFTP(trivial file transfer protocol)或MTFTP(multicast trivial file transfer protocol)协议下载一个启动软件包到本机内存中执行,由这个启动软件包完成终端(客户端)基本软件设置,从而引导预先安装在服务器中的终端操作系统。

严格来说,PXE 并不是一种安装方式,而是一种引导方式。进行 PXE 安装的必要条件是在要安装的计算机中必须包含一个 PXE 支持的网卡(NIC),即网卡中必须要有 PXE Client。PXE 协议可以使计算机通过网络启动。此协议分为 Client端和 Server 端,而PXE Client则在网卡的 ROM 中。当计算机引导时,BIOS 把 PXE Client 调入内存中执行,然后由 PXE Client 将放置在远端的文件通过网络下载到本地运行。运行 PXE 协议需要设置 DHCP 服务器和 TFTP 服务器。DHCP 服务器会给 PXE Client(将要安装系统的主机)分配一个 IP 地址,由于是给 PXE Client 分配 IP 地址,所以在配置 DHCP 服务器时需要增加相应的 PXE 设置。此外,在 PXE Client 的 ROM 中,已经存在了 TFTP Client,那么它就可以通过 TFTP 协议到 TFTP Server 上下载所需的文件了。

其网络架构图如下:
在这里插入图片描述
官方地址:
http://ipxe.org/

iPXE技术实现源码:
https://github.com/ipxe/ipxe

PXE支持的启动方式:

  1. boot from a web server via HTTP
  2. boot from an iSCSI SAN
  3. boot from a Fibre Channel SAN via FCoE
  4. boot from an AoE SAN
  5. boot from a wireless network
  6. boot from a wide-area network
  7. boot from an Infiniband network

PXE网络安装操作系统

PXE网络启动基本流程:

  1. 客户机从自己的PXE网卡启动,向本网络中的DHCP服务器索取IP,并搜寻引导文件的位置
  2. DHCP服务器返回分给客户机IP以及bootstrap文件的放置位置(该文件一般是放在一台TFTP服务器上)
  3. 客户机向本网络中的TFTP服务器索取bootstrap文件
  4. 客户机取得bootstrap文件后之执行该文件
  5. 根据bootstrap的执行结果,通过TFTP服务器加载内核和文件系统

以下是启动linux的工作流程:
在这里插入图片描述

具体网络安装流程参见PXE网络安装操作系

参考了以下文章:
https://blog.csdn.net/xal0610/article/details/77725552
https://blog.csdn.net/trochiluses/article/details/11736119

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