1. ما هو PXE

PXE (بيئة التنفيذ قبل التشغيل) هي تقنية تمكّن أجهزة الكمبيوتر من التشغيل أو تثبيت أنظمة التشغيل عبر الشبكة دون الحاجة إلى أجهزة تخزين محلية. PXE هي تقنية تشغيل قائمة على الشبكة طورتها شركة إنتل في الأصل لتوفير معيار لتشغيل أنظمة التشغيل عبر الشبكة في حالة عدم وجود أجهزة تخزين محلية. يتم دمج PXE في BIOS للكمبيوتر، مما يسمح للكمبيوتر بتنزيل وتشغيل نظام تشغيل أو برامج أخرى من خادم شبكة.

2. بنية PXE

تتألف بنية PXE من مكونات خاصة بالعميل والخادم، وتعتمد على بروتوكولات وخدمات شبكية متعددة. وفيما يلي العناصر الأساسية لبنية PXE.

(1) العميل

عميل PXE هو جهاز كمبيوتر يدعم تقنية PXE. عند التشغيل، إذا تم تكوين PXE كخيار التشغيل الأول، تحاول بطاقة واجهة الشبكة (NIC) تشغيل نظام التشغيل عبر الشبكة.

(2) جانب الخادم

يوفر خادم PXE ملفات التمهيد والخدمات ذات الصلة، والتي تشمل عادةً المكونات التالية:

خادم DHCP: يقوم بتخصيص عناوين IP لعملاء PXE ويوفر معلومات عن موقع ملفات التمهيد.

خادم TFTP: ينقل ملفات التمهيد مثل محمل التمهيد PXE وصورة النواة.

خادم HTTP/FTP: يُستخدم في حالات معينة لنقل الملفات الكبيرة أو لتقديم خدمات إضافية.

خادم NFS/SMB: يوفر أنظمة ملفات الشبكة لتمكين عملاء PXE من الوصول إلى ملفات نظام التشغيل.

3عملية التمهيد عبر PXE

تشغيل عميل PXE: أثناء بدء تشغيل النظام، يتم تشغيل عميل PXE عبر BIOS أو UEFI، ويقوم بإرسال طلب DHCP لتحديد موقع خادم DHCP.

استجابة خادم DHCP: يستجيب خادم DHCP للطلب، حيث يقوم بتعيين عنوان IP للعميل ويوفر موقع خادم TFTP إلى جانب اسم ملف التمهيد.

تنزيل ملف التمهيد: يقوم عميل PXE بتنزيل ملف التمهيد عبر بروتوكول TFTP، وعادةً ما يكون هذا الملف عبارة عن محمل تمهيد PXE صغير الحجم.

تنفيذ ملف التمهيد: يقوم عميل PXE بتنفيذ ملف التمهيد الذي تم تنزيله، والذي يقوم بدوره بتنزيل نواة نظام التشغيل وتهيئة نظام الملفات.

تشغيل نظام التشغيل: يقوم عميل PXE بتحميل النواة وتهيئة نظام الملفات، مما يؤدي في النهاية إلى تشغيل نظام التشغيل.

4. سيناريوهات استخدام PXE

يُستخدم بروتوكول PXE على نطاق واسع في مختلف بيئات تكنولوجيا المعلومات. وفيما يلي بعض سيناريوهات الاستخدام النموذجية.

(1) محطات العمل غير المزودة بأقراص

في المؤسسات التعليمية والبحثية، تقوم محطات العمل الخالية من الأقراص بتشغيل أنظمة التشغيل عبر بروتوكول PXE، حيث تسترد جميع الملفات والتطبيقات الضرورية من خوادم الشبكة. ويؤدي هذا النهج إلى مركزية إدارة النظام وتبسيط عمليات الصيانة.

(2) نشر الخادم، وتثبيت النظام، والاستعادة

في مراكز البيانات، يُستخدم بروتوكول PXE على نطاق واسع في النشر الآلي للخوادم. ويمكن للمسؤولين نشر أنظمة التشغيل والتطبيقات على نطاق واسع عبر بروتوكول PXE، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة النشر واتساقه بشكل ملحوظ.

(3) مقاهي الإنترنت

يستخدم العملاء تقنية PXE للوصول إلى الأنظمة التي لا تحتوي على أقراص، مما يلبي احتياجاتهم في مجالي التعلم والترفيه. وبعد إيقاف تشغيل النظام أو إعادة تشغيله، لا تبقى أي آثار للمستخدمين السابقين على المستوى المحلي.

5. أمثلة على سيناريوهات استخدام مقاهي الإنترنت

في تطبيقات مقاهي الإنترنت، تتيح ميزة PXE لأجهزة العملاء (مثل PC4 وPC5 وPC6 وغيرها) التمهيد والتشغيل وتحميل الموارد عبر الشبكة دون الحاجة إلى محركات أقراص صلبة محلية، وذلك باستخدام أجهزة مثل الخوادم غير المزودة بأقراص.

وبهذا نختتم مقدمتنا عن PXE. ونأمل أن تساعدكم هذه المعلومات على فهم الموضوع بشكل أفضل.