Preboot Execution Environment hoặc PXE (thường phát âm là pixie) là môi trường client-server cho phép máy tính mạng khởi động qua card giao diện mạng (NIC), thay vì từ CD-ROM hoặc ổ cứng.
Khởi động mạng PXE đạt được bằng cách sử dụng một số giao thức mạng, bao gồm Internet Protocol (IP), Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), User Datagram Protocol (UDP) và Trivial File Transfer Protocol (TFTP).
PXE đóng vai trò then chốt giúp quản trị IT xử lý máy khách không có thiết bị lưu trữ. Vì PXE độc lập với nhà cung cấp (vendor independent), nó cho phép hệ thống mới được thêm vào mạng, và cũng giúp đơn giản hóa bảo trì hệ thống.
Tiêu chuẩn mở ngành này là một phần của khung Wired for Management (WfM) do Intel và Microsoft xác định năm 1998. Mặc dù Active Management Technology đã vượt qua PXE, PXE vẫn là công cụ quan trọng cho quản trị viên mạng doanh nghiệp.
Hiểu về quá trình PXE booting
Máy tính có thể khởi động qua mạng theo nhiều cách, và PXE là một trong số đó. PXE hoạt động với NIC của hệ thống bằng cách làm cho nó hoạt động như một thiết bị khởi động. PXE phát triển từ thời đại trước khi máy tính có ổ đĩa nội bộ.
Quá trình PXE booting bắt đầu với NIC hỗ trợ PXE trên hệ thống client gửi yêu cầu broadcast đến server DHCP. Yêu cầu này đi dưới dạng gói tin "discover". Khi server DHCP nhận được gói tin này, nó trả về địa chỉ server TFTP, nơi chứa các file khởi động, cũng như địa chỉ IP của client.
Các bước trong quá trình
- NIC kích hoạt yêu cầu broadcast đến server DHCP dưới dạng gói tin "discover".
- Server DHCP chặn yêu cầu.
- Nó phản hồi với gói tin "offer" chứa địa chỉ server TFTP, hình ảnh khởi động (pxelinux.0), và thông tin tiêu chuẩn như địa chỉ IP, subnet mask, domain name system (DNS), v.v.
- Hệ thống client nhận thông tin này từ server.
- Nó phân tích lời mời của server và sau đó được gán các tham số mạng khác nhau như địa chỉ IP và subnet mask.
- Client liên hệ server boot PXE (server TFTP) để lấy hình ảnh khởi động.
- Server boot PXE gửi hình ảnh khởi động qua TFTP.
- Client thực thi nó.
- Hình ảnh khởi động tìm thư mục pxelinux.cfg trên server TFTP để tìm file cấu hình khởi động.
- Client tải xuống và nạp các file liên quan đến kernel và hệ thống gốc (root system).
- Cuối cùng, hệ thống client khởi động lại.
Trong server DHCP, Option 66 hoặc 67 được cấu hình dưới scope hoặc server options với thông tin yêu cầu. Option 66 chỉ định server nào để liên hệ, và Option 67 chỉ định tên file cần yêu cầu. Phương pháp này giúp tải và khởi chạy file boot cho hệ thống client. Nó hoạt động tốt khi client và server nằm trên cùng một phần của mạng, và nếu chỉ sử dụng một loại kiến trúc thiết bị.
Lợi ích của PXE booting
Khởi động mạng PXE hữu ích trong môi trường không ổ đĩa, với quá trình khởi động được thực hiện với sự giúp đỡ của router và thiết bị được quản lý tập trung.
Một số lợi ích quan trọng của PXE booting bao gồm:
- Client không yêu cầu hệ điều hành hoặc thiết bị lưu trữ.
- Hầu hết tác vụ được thực hiện từ xa, tiết kiệm thời gian và công sức đáng kể cho quản trị IT.
- Lưu trữ và kiểm soát dữ liệu tập trung có thể, cung cấp bảo mật thông tin tin cậy hơn.
- PXE không phụ thuộc nhà cung cấp, nên client mới có thể dễ dàng thêm vào để mở rộng mạng khi yêu cầu kinh doanh thay đổi.
Vô hiệu hóa PXE boot
PXE được bật theo mặc định trên tất cả máy tính. Tuy nhiên, nó cũng có thể bị vô hiệu hóa. Quy trình vô hiệu hóa khác nhau tùy nhà cung cấp. Nhưng nói chung, PXE chỉ có thể bị vô hiệu hóa từ giao diện BIOS (Basic Input Output System). Trên một số máy tính, BIOS được gọi là màn hình System Setup.
Các bước vô hiệu hóa PXE boot
- Vào "Setup" sau khi bật máy tính. Thường đạt được bằng cách nhấn phím F2, F2 hoặc ESP khi màn hình splash ban đầu tải.
- Nhấp vào tab Advanced và tìm tùy chọn "Integrated Devices".
- Tìm tùy chọn "Network Interface Controller".
- Đặt nó thành "On" thay vì "On with PXE" để vô hiệu hóa PXE. Ngữ pháp chính xác có thể khác tùy nhà cung cấp.
- Điều này vô hiệu hóa PXE.
- Trong một số hệ thống, không có tùy chọn PXE. Trong trường hợp này, điều hướng đến "Boot Order" hoặc "Boot Sequence", có thể liệt kê dưới tab "Advanced".
- Di chuyển card mạng xuống dưới cùng danh sách thứ tự boot. Điều này vô hiệu hóa PXE để máy tính sẽ khởi động từ ổ cứng hoặc phương tiện khác thay vì NIC.
- Cuối cùng, lưu thay đổi và thoát thiết lập BIOS.
Phân biệt PXE và iPXE
PXE và TFTP ban đầu được thiết kế cho mạng không ổn định hoạt động ở tốc độ thấp. Nhưng bây giờ, khi mạng Gigabit trở nên phổ biến, PXE và các giao thức liên quan đã lỗi thời. iPXE là firmware khởi động mạng mã nguồn mở được cấp phép dưới GNU GPL. iPXE được bao gồm mặc định trong sản phẩm từ nhiều nhà sản xuất card mạng và OEM.
iPXE mở rộng quy trình PXE boot truyền thống và cho phép quá trình boot từ:
- web server qua HTTP
- mạng không dây
- WAN
- đám mây
- iSCSI SAN
- fiber channel SAN qua FCoE
- ATA over Ethernet (AoE) SAN
- mạng Infiniband
- phương tiện USB
- USB Ethernet
iPXE cho phép quản trị viên kiểm soát quá trình boot bằng script. iPXE có thể thay thế PXE ROM hiện có trên NIC của máy tính. Người dùng cũng có thể chain load vào iPXE để tận dụng tính năng của nó mà không cần reflash.