PXE (Môi trường thực thi Preboot):Khởi động mạng hợp lý cho hệ thống doanh nghiệp

Bởi

Rahul Awati

Đã xuất bản:ngày 23 tháng 11 năm 2021

Môi trường thực thi Preboot hoặc PXE (thường được phát âm là pixie ) là môi trường máy khách-máy chủ cho phép các máy tính trong mạng khởi động qua thẻ giao diện mạng (NIC), thay vì từ CD-ROM hoặc đĩa cứng.

Khởi động mạng PXE đạt được bằng cách sử dụng một số giao thức mạng, bao gồm Giao thức Internet (IP), Giao thức cấu hình máy chủ động (DHCP), Giao thức gói dữ liệu người dùng (UDP) và Giao thức truyền tệp tầm thường (TFTP).

PXE đóng vai trò quan trọng trong việc giúp các nhà quản lý CNTT xử lý máy khách mà không cần thiết bị lưu trữ. Vì PXE độc lập với nhà cung cấp nên nó cho phép thêm các hệ thống mới vào mạng và cũng giúp đơn giản hóa việc bảo trì hệ thống.

Tiêu chuẩn công nghiệp mở này là một phần của khung Wired for Management (WfM) được Intel và Microsoft xác định vào năm 1998. Mặc dù Công nghệ quản lý hoạt động đã vượt qua PXE nhưng PXE vẫn là một công cụ quan trọng dành cho quản trị viên mạng doanh nghiệp.

Tìm hiểu về khả năng khởi động PXE

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 giống như một thiết bị khởi động. PXE phát triển từ thời kỳ trước khi máy tính có ổ đĩa bên trong.

Quá trình khởi động PXE bắt đầu bằng việc NIC hỗ trợ PXE trên hệ thống máy khách gửi yêu cầu quảng bá đến máy chủ DHCP. Yêu cầu này được gửi đi dưới dạng gói "khám phá". Khi máy chủ DHCP nhận được gói này, nó sẽ trả về địa chỉ của máy chủ TFTP, nơi chứa các tệp khởi động, cũng như địa chỉ IP của máy khách.

Các bước liên quan đến quy trình như sau:

NIC kích hoạt yêu cầu quảng bá tới máy chủ DHCP dưới dạng gói "khám phá".
Máy chủ DHCP chặn yêu cầu.
Nó phản hồi bằng gói "ưu đãi" chứa địa chỉ máy chủ TFTP, hình ảnh khởi động (pxelinux.0) và thông tin tiêu chuẩn như địa chỉ IP, mặt nạ mạng con, hệ thống tên miền (DNS), v.v.
Hệ thống máy khách nhận thông tin này từ máy chủ.
Nó phân tích ưu đãi của máy chủ và sau đó được gán các thông số mạng khác nhau như địa chỉ IP và mặt nạ mạng con.
Máy khách liên hệ với máy chủ khởi động PXE (máy chủ TFTP) để lấy hình ảnh khởi động.
Máy chủ khởi động PXE gửi hình ảnh khởi động thông qua TFTP.
Khách hàng thực thi nó.
Hình ảnh khởi động tìm kiếm thư mục pxelinux.cfg trên máy chủ TFTP để tìm các tệp cấu hình khởi động.
Máy khách tải xuống và tải các tệp liên quan đến kernel và hệ thống gốc.
Cuối cùng, hệ thống máy khách khởi động lại.

Trong máy chủ DHCP, Tùy chọn 66 hoặc 67 được cấu hình theo tùy chọn phạm vi hoặc máy chủ với thông tin được yêu cầu. Tùy chọn 66 chỉ định máy chủ nào cần liên hệ và Tùy chọn 67 chỉ định tên tệp cần yêu cầu. Phương pháp này giúp tải và khởi chạy các tệp khởi động cho hệ thống máy khách. Nó hoạt động tốt khi máy khách và máy chủ nằm trên cùng một phần của mạng và nếu chỉ sử dụng một loại kiến trúc thiết bị.

PXE (Môi trường thực thi Preboot):Khởi động mạng hợp lý cho hệ thống doanh nghiệp

Bằng cách điều hướng đến các tùy chọn máy chủ DHCP, quản trị viên có thể định cấu hình tự động hóa PXE trong Microsoft Server Manager.

Ưu điểm của việc khởi động PXE

Khả năng khởi động qua mạng PXE rất hữu ích trong môi trường không cần ổ đĩa, quá trình khởi động được thực hiện với sự trợ giúp của bộ định tuyến và thiết bị được quản lý tập trung.

Một số ưu điểm quan trọng của khả năng khởi động PXE bao gồm:

Khách hàng không yêu cầu hệ điều hành hoặc thiết bị lưu trữ.
Hầu hết các nhiệm vụ đều được thực hiện từ xa, tiết kiệm thời gian và công sức đáng kể cho người quản lý CNTT.
Có thể lưu trữ và kiểm soát dữ liệu tập trung, mang lại sự bảo mật thông tin đáng tin cậy hơn.
PXE không phụ thuộc vào nhà cung cấp nên có thể dễ dàng thêm khách hàng mới để mở rộng mạng khi yêu cầu kinh doanh thay đổi.

Vô hiệu hóa khởi động PXE

PXE được bật theo mặc định trên tất cả các máy tính. Tuy nhiên, nó cũng có thể bị vô hiệu hóa. Quy trình vô hiệu hóa khác nhau tùy theo nhà cung cấp. Nhưng nhìn chung, PXE chỉ có thể bị vô hiệu hóa từ giao diện BIOS (Hệ thống đầu ra đầu vào cơ bản). Trên một số máy tính, BIOS còn được gọi là màn hình Thiết lập Hệ thống.

Để tắt tính năng khởi động PXE, các bước như sau:

Nhập "Cài đặt" sau khi máy tính được bật. Điều này thường đạt được bằng cách nhấn phím F2, F2 hoặc ESP khi màn hình chờ ban đầu tải.
Nhấp vào tab Nâng cao và tìm tùy chọn "Thiết bị tích hợp".
Tìm tùy chọn "Bộ điều khiển giao diện mạng".
Đặt thành "Bật" thay vì "Bật với PXE" để tắt PXE. Cách diễn đạt chính xác có thể khác nhau tùy theo nhà cung cấp.
Điều này sẽ vô hiệu hóa PXE.
Trong một số hệ thống, không có tùy chọn PXE. Trong trường hợp này, hãy điều hướng đến "Thứ tự khởi động" hoặc "Trình tự khởi động" có thể được liệt kê trong tab "Nâng cao".
Di chuyển card mạng xuống cuối danh sách thứ tự khởi động. Thao tác này sẽ vô hiệu hóa PXE nên máy tính sẽ khởi động từ ổ cứng hoặc bằng phương tiện khác thay vì NIC.
Cuối cùng, lưu các thay đổi và thoát khỏi thiết lập BIOS.

Phân biệt PXE với iPXE

PXE và TFTP ban đầu được thiết kế cho các mạng không ổn định hoạt động ở tốc độ thấp. Nhưng hiện nay, khi mạng Gigabit trở nên phổ biến hơn, PXE và các giao thức liên quan của nó đã lỗi thời. IPXE là phần mềm khởi động mạng nguồn mở được cấp phép theo GNU GPL. IPXE được bao gồm theo mặc định trong các sản phẩm của nhiều nhà sản xuất card mạng và OEM.

IPXE mở rộng quy trình khởi động PXE truyền thống và cho phép quá trình khởi động từ:

máy chủ web qua HTTP;
mạng không dây;
một mạng WAN;
đám mây;
iSCSI SAN;
kênh cáp quang SAN qua FCoE;
SAN ATA qua Ethernet (AoE);
mạng Infiniband;
Phương tiện USB; và
Ethernet USB

IPXE, cho phép quản trị viên kiểm soát quá trình khởi động bằng tập lệnh. IPXE có thể thay thế ROM PXE hiện có trên NIC của máy tính. Người dùng cũng có thể tải chuỗi vào iPXE để sử dụng các tính năng của nó mà không cần phải khởi động lại.