1. Что такое PXE

PXE (Preboot Execution Environment) — это технология, позволяющая компьютерам загружаться или устанавливать операционные системы через сеть без использования локальных устройств хранения данных. PXE — это сетевая технология загрузки, первоначально разработанная компанией Intel с целью создания стандарта для загрузки операционных систем через сеть в отсутствие локальных устройств хранения данных. PXE интегрирована в BIOS компьютера, что позволяет компьютеру загружать и запускать операционную систему или другое программное обеспечение с сетевого сервера.

2. Архитектура PXE

Архитектура PXE состоит из клиентских и серверных компонентов и использует ряд сетевых протоколов и служб. Ниже приведены основные элементы архитектуры PXE.

(1) Клиент

PXE-клиент — это компьютер, поддерживающий протокол PXE. При загрузке, если PXE настроен в качестве первого параметра загрузки, сетевая карта (NIC) пытается загрузить операционную систему через сеть.

(2) На стороне сервера

Сервер PXE предоставляет файлы для загрузки и связанные с ними службы, которые, как правило, включают следующие компоненты:

Сервер DHCP: присваивает IP-адреса клиентам PXE и предоставляет информацию о расположении файлов для загрузки.

TFTP-сервер: обеспечивает передачу файлов для загрузки, таких как загрузчик PXE и образ ядра.

HTTP/FTP-сервер: используется в определенных случаях для передачи файлов большого размера или предоставления дополнительных услуг.

Сервер NFS/SMB: Обеспечивает работу сетевых файловых систем, позволяющих клиентам PXE получать доступ к файлам операционной системы.

3. Процесс загрузки по PXE

Загрузка клиента PXE: во время запуска системы клиент PXE загружается через BIOS или UEFI и отправляет запрос DHCP для поиска сервера DHCP.

Ответ DHCP-сервера: DHCP-сервер отвечает на запрос, присваивая клиенту IP-адрес и указывая местоположение TFTP-сервера вместе с именем загрузочного файла.

Загрузка загрузочного файла: Клиент PXE загружает загрузочный файл по протоколу TFTP; как правило, это небольшой загрузчик PXE.

Запуск загрузочного файла: клиент PXE запускает загруженный загрузочный файл, который затем загружает ядро операционной системы и инициализирует файловую систему.

Загрузка операционной системы: PXE-клиент загружает ядро и инициализирует файловую систему, в результате чего запускается операционная система.

4. Сценарии применения PXE

Протокол PXE широко используется в различных ИТ-средах. Ниже приведены некоторые типичные сценарии применения.

(1) Рабочие станции без дисков

В учебных и научно-исследовательских учреждениях бездисковые рабочие станции загружают операционные системы по протоколу PXE, получая все необходимые файлы и приложения с сетевых серверов. Такой подход позволяет централизовать управление системами и упростить их обслуживание.

(2) Развертывание серверов, установка систем и восстановление

В центрах обработки данных протокол PXE широко используется для автоматического развертывания серверов. С помощью PXE администраторы могут массово развертывать операционные системы и приложения, что значительно повышает эффективность и согласованность развертывания.

(3) Интернет-кафе

Клиенты используют PXE для доступа к системам без дисков, что позволяет удовлетворить потребности пользователей в области обучения и развлечений. После выключения или перезагрузки системы на локальном уровне не остается никаких следов предыдущих пользователей.

5. Примеры сценариев использования в интернет-кафе

В приложениях для интернет-кафе функция PXE позволяет клиентским компьютерам (таким как PC4, PC5, PC6 и т. д.) загружаться, работать и загружать ресурсы по сети без использования локальных жестких дисков, за счет применения таких устройств, как бездисковые серверы.

На этом мы завершаем наше введение в PXE. Надеемся, что оно поможет вам лучше разобраться в этом вопросе.