深度解析PXE技术与实践应用

一、PXE技术概述

1.1 PXE技术定义

PXE（Preboot Execution Environment），即预启动执行环境，是一种允许计算机通过网络接口（NIC）引导启动操作系统的技术。这项技术由Intel和Systemsoft提出并描述，它使得计算机能够在没有本地存储设备（如硬盘）的情况下启动。

1.2 PXE架构组成

PXE架构包括客户端和服务器两部分，依赖于多种网络协议和服务。客户端即PXE client，指需要通过网络接口引导启动的服务器主机，需要网卡固件支持PXE引导启动。服务器即PXE server，指提供DHCP、TFTP服务端的服务器主机，同时也要提供NBP程序（也叫bootloader）以及其他引导启动相关的软件或文件包。

二、PXE服务端组件详解

2.1 DHCP服务

DHCP服务在PXE环境中的主要功能是为PXE客户端自动分配IP地址，并告知其TFTP服务端的IP地址。端口号为服务端67/UDP，客户端68/UDP。

2.2 TFTP服务

TFTP服务的主要功能是允许客户端从PXE服务端下载文件，如bootloader、内核及内存文件系统镜像等。端口号为69/UDP。

2.3 HTTP/FTP/NFS服务

这些服务用于存储操作系统安装文件，PXE客户端可以从这些服务中下载所需的安装文件。

三、PXE技术应用实例分析

3.1 环境准备

使用PXE安装操作系统至少需要两台设备，一台作为PXE服务端提供安装镜像，另一台作为PXE客户端执行系统安装。两个机器通过一根网线直连（前提网络功能正常）。

3.2 安装服务

在PXE服务器上安装DHCP、TFTP和HTTP/FTP服务。以下是CentOS系统下安装这些服务的命令：

# 安装 DHCP 服务器
sudo yum install -y dhcp*# 安装 TFTP 服务器
sudo yum install -y tftp-server# 安装 HTTP 服务器
sudo yum install -y httpd

3.3 配置服务

配置DHCP服务，编辑配置文件 /etc/dhcp/dhcpd.conf，以下是配置实例：

subnet 192.168.188.0 netmask 255.255.255.0 {range 192.168.188.140 192.168.188.240;option routers 192.168.188.1;next-server 192.168.188.136;filename "grubaa64.efi";
}

配置HTTP服务，准备Web服务器，并在Web服务器默认访问路径下创建文件夹用于存放安装源：

# 挂载镜像并准备Web服务器
mount /opt/CentOS-8.2.2004-aarch64-dvd1.iso /mnt
cd /var/www/html
mkdir centos
cp -rf /mnt/* centos

3.4 启动PXE服务端

确保所有服务已启动并运行：

# 停止防火墙
systemctl disable firewalld
systemctl stop firewalld.service# 启动服务
systemctl start NetworkManager
systemctl start dhcpd
systemctl start tftp
systemctl start httpd
systemctl stop NetworkManager