PXE简介及使用说明

客官°小女子只卖身不卖艺 2024-02-19 22:17 137阅读 0赞

## 说明 ##

围绕PXE有一些问题需要先解答，本节一一说明。

### **什么是PXE？** ###

PXE的全程是preboot execute environment，光从英文名看不出什么来。它其实是Intel在很久以前提出来的一项用于通过网络来引导系统的标准，具体的标准说明可以在[http://www.pix.net/software/pxeboot/archive/pxespec.pdf][http_www.pix.net_software_pxeboot_archive_pxespec.pdf]找到。

### **PXE有什么用？** ###

前面已经提到，PXE是用来通过网络引导系统的，但是为什么要这么做呢？可以参考下面的场景：

1.  你现在有1台电脑需要装系统，那么很简单，你拿上一个U盘安装盘插在这台电脑上，然后从U盘启动，之后就可以手动安装系统了；但如果你现在有100台电脑，如果你在拿着一个U盘安装盘一台台安装，那效率肯定是太低了，这个时候PXE就派上用场了。
2.  某公司对信息安全要求比较高，需要使用无盘系统（系统不在本地电脑上，而在公司特定的服务器上），这个时候也需要使用PXE。
3.  你想要一台远程的电脑运行你手上特定的系统，这个时候你就可以在本地布置一个你手上的系统，然后通过PXE启动你本地的系统（这个可能需要额外的支持，比如BMC，因为要远程）。

以上只是介绍一些可能的场景，PXE的用处还有很多，这里不一一例举了。

### **PXE是怎么实现的？** ###

一图流：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

简单来说是三步：

1.  网络配置，上图通过DHCP来配置网络IP等；
2.  下载引导程序，上图中通过FTP来进行下载操作；
3.  启动引导程序。

至于引导程序具体会做什么，那就要看其对应启动的具体实现了。

### **谁来做PXE？** ###

前面讲这么多一直没有提到一个最重要的事情，即谁来做PXE引导这件事情。

因为PXE是Intel提出来的，所以这里还是以x86平台为例，我们知道在x86平台启动OS之前会运行BIOS，这个BIOS就是来做PXE引导的。

而BIOS是通过PXE驱动来实现引导的，这个PXE驱动，根据BIOS的类型不同（Legacy还是UEFI）也有不同的形式。

对于Legacy的BIOS，Intel的网卡都会提供PXE ROM来支持，可能有人在启动电脑的时候会见过下面这个界面：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

这个就是PXE的启动界面。

对于UEFI的BIOS，它有一套完整的网络协议栈来支持PXE启动。

## PXE使用 ##

PXE的使用包括几个部分，下面将一一介绍。

### PXE服务器搭建 ###

首先介绍如何搭建PXE服务器。

PXE服务器主要提供两个服务，一个是DHCP，用于为需要PXE服务的主机提供IP；另一个是FTP服务，用于需要PXE服务的主题下载引导程序以及之后的系统。

PXE服务器可以是任意一台电脑，该电脑安装Windows系统或者Linux系统，本文以Win10系统为例进行说明。

Win10系统本身不确定是否有DHCP或者FTP服务，本文通过Tftpd64这个工具来实现DHCP和FTP服务。

该工具可以在[http://tftpd32.jounin.net/tftpd32\_download.html][http_tftpd32.jounin.net_tftpd32_download.html]下载到。

下面是它的一个界面：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

我们需要根据具体的网络环境对它进行配置。

下面简单说明：

1. 首先选择Settings，然后再GLOBAL标签下选择功能：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

我们要使用的是FTP和DHCP，所以只要这两个选勾即可。

2. FTP配置：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

3. DHCP配置：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

注意，以上的IP是根据实际的服务器IP来的，目前我的作为服务器的电脑的IP是192.168.50.242，所以有以上的配置。

关于Tftpd64的配置的完全说明可以查看自带的帮助文件。

另外，这里比较重要的还有引导程序，以后还会重点说明。

### 客户端配置 ###

客户端就是我们要通过PXE引导的主机，它需要跟服务器接在同一个网络。

前面已经提过，PXE是BIOS通过驱动来实现的，而驱动又有Legacy和UEFI两种，而这个驱动又会影响到前面提到的上一节中提到的引导程序，所以这里要分别说明。

#### Legacy ####

首先需要将BIOS的启动方式调整为Legacy，以x230为例：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

之后启动可以看到PXE的启动选项：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

选择PXE启动之后进入如下的界面：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

此时实际上正在进行网络通信，一段时间之后IP配置成功（先不要管下面的错误，后面会解释）：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

之后就是下载引导程序，在Tftpd64的日志中可以看到下载成功：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

之后客户端的执行其实就交给了引导程序，后面的报错是引导程序打印出来的，它已经不在PXE引导本身范围之内了，以后会介绍。

#### UEFI ####

UEFI和Legacy的PXE在功能上没有本质的区别。

首先也是BIOS下的配置：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

然后启动项中可以看到UEFI PXE启动项（注意跟Legacy PXE启动项稍有区别）：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][]

选择启动之后进入UEFI PXE：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 13][]

之后也会进入下载的动作：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 14][]

目前不确定x230的BIOS中需要哪些文件来进行PXE引导，所以最终也还是失败了。

不过对于PXE引导本身，也已经能够正常完成。

## 总结 ##

本文简单说明了PXE的一些基本概念，并使用Tftpd64工具和x230电脑进行了简单的PXE操作。

由于引导程序本身的问题，所以安装并没有成功，后续会有专门的文章介绍引导程序。

另外，网上实际上可以找到很多打包的程序，可以自动完成整个PXE安装（包括以前介绍过的再生龙），有兴趣的同学可以找来试试。

[http_www.pix.net_software_pxeboot_archive_pxespec.pdf]: http://www.pix.net/software/pxeboot/archive/pxespec.pdf
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/6c46586d6a0f4d95ab16661ed86e6c84.png
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[http_tftpd32.jounin.net_tftpd32_download.html]: http://tftpd32.jounin.net/tftpd32_download.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/d2830228b67d4f6bbbae09f5a9d79d71.png
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