PXE (プリブート実行環境):エンタープライズ システム向けの合理化されたネットワーク ブート

投稿者

• ラーフル・アワティ

公開日:2021 年 11 月 23 日

プリブート実行環境または PXE (一般にピクシーと発音されます) ) は、ネットワーク コンピュータが CD-ROM やハードディスクからではなく、ネットワーク インターフェイス カード (NIC) 経由で起動できるようにするクライアント/サーバー環境です。

PXE ネットワーク ブートは、インターネット プロトコル (IP)、動的ホスト構成プロトコル (DHCP)、ユーザー データグラム プロトコル (UDP)、トリビアル ファイル転送プロトコル (TFTP) などのいくつかのネットワーク プロトコルを使用して実現されます。

PXE は、IT 管理者がストレージ デバイスなしでクライアント マシンを処理できるようにする上で重要な役割を果たします。 PXE はベンダーに依存しないため、新しいシステムをネットワークに追加でき、システム メンテナンスの簡素化にも役立ちます。

このオープン業界標準は、1998 年にインテルとマイクロソフトによって定義された Wired for Management (WfM) フレームワークの一部です。アクティブ管理テクノロジーは PXE を追い越しましたが、PXE は依然として企業ネットワーク管理者にとって重要なツールです。

PXE ブートについて

コンピュータはいくつかの方法でネットワーク経由で起動できますが、PXE もその 1 つです。 PXE は、システムの NIC をブート デバイスのように機能させることで、システムの NIC と連携します。 PXE は、コンピュータにディスク ドライブが内蔵される前の時代から進化しました。

PXE ブート プロセスは、クライアント システム上の PXE 対応 NIC がブロードキャスト要求を DHCP サーバーに送信することから始まります。このリクエストは、「検出」パケットの形式で送信されます。 DHCP サーバーはこのパケットを受信すると、ブート ファイルが存在する TFTP サーバーのアドレスとクライアントの IP アドレスを返します。

このプロセスに含まれる手順は次のとおりです。

<オル>

NIC は、「検出」パケットとして DHCP サーバーへのブロードキャスト リクエストをトリガーします。

DHCP サーバーがリクエストをインターセプトします。

TFTP サーバー アドレス、ブート イメージ (pxelinux.0)、および IP アドレス、サブネット マスク、ドメイン ネーム システム (DNS) などの標準情報を含む「オファー」パケットで応答します。

クライアント システムは、この情報をサーバーから受信します。

サーバーのオファーを分析し、IP アドレスやサブネット マスクなどのさまざまなネットワーク パラメータを割り当てます。

クライアントは、ブート イメージを取得するために PXE ブート サーバー (TFTP サーバー) に接続します。

PXE ブート サーバーは、TFTP 経由でブート イメージを送信します。

クライアントがそれを実行します。

ブート イメージは、TFTP サーバー上の pxelinux.cfg ディレクトリでブート構成ファイルを検索します。

クライアントは、カーネルとルート システムに関連するファイルをダウンロードしてロードします。

最後に、クライアント システムが再起動します。

DHCP サーバーでは、オプション 66 または 67 がスコープまたはサーバー オプションの下で必要な情報とともに設定されます。オプション 66 は接続するサーバーを指定し、オプション 67 は要求するファイルの名前を指定します。このメソッドは、クライアント システムのブート ファイルのロードと起動に役立ちます。これは、クライアントとサーバーがネットワークの同じ部分にあり、1 種類のデバイス アーキテクチャのみが使用されている場合にうまく機能します。

DHCP サーバー オプションに移動すると、管理者は Microsoft サーバー マネージャーで PXE 自動化を構成できます。

PXE ブートの利点

PXE ネットワーク ブートは、ルーターと集中管理されたデバイスを使用してブートを実行するため、ディスクレス環境で役立ちます。

PXE ブートの重要な利点には次のようなものがあります。

• クライアントにはオペレーティング システムやストレージ デバイスは必要ありません。
• ほとんどのタスクはリモートで実行されるため、IT マネージャーの時間と労力が大幅に節約されます。
• 一元的なデータの保存と管理が可能となり、より信頼性の高い情報セキュリティを実現します。
• PXE はベンダーに依存しないため、ビジネス要件の変化に応じて新しいクライアントを簡単に追加してネットワークを拡張できます。

PXE ブートの無効化

PXE はすべてのコンピュータでデフォルトで有効になっています。ただし、無効にすることもできます。無効にする手順はベンダーによって異なります。ただし、一般に、PXE は BIOS (Basic Input Output System) インターフェイスからのみ無効にできます。一部のコンピュータでは、BIOS はシステム セットアップ画面として知られています。

PXE ブートを無効にする手順は次のとおりです。

<オル>

コンピュータの電源を入れたら、「Setup」と入力します。通常、最初のスプラッシュ画面が読み込まれるときに F2、F2、または ESP キーを押すことでこれが実現されます。

[詳細設定] タブをクリックし、[統合デバイス] オプションを見つけます。

「ネットワーク インターフェイス コントローラー」オプションを見つけます。

PXE を無効にするには、「On with PXE」ではなく「On」に設定します。正確な表現はベンダーによって異なる場合があります。

これにより、PXE が無効になります。

一部のシステムでは、PXE オプションがありません。このシナリオでは、[詳細] タブの下にリストされている [起動順序] または [起動シーケンス] に移動します。

ネットワーク カードを起動順序リストの最後に移動します。これにより PXE が無効になり、コンピュータは NIC ではなくハードドライブまたは他のメディアから起動するようになります。

最後に、変更を保存して BIOS セットアップを終了します。

PXE と iPXE の区別

PXE と TFTP は元々、低速で動作する不安定なネットワーク用に設計されました。しかし現在では、ギガビット ネットワークがより一般的になり、PXE とその関連プロトコルは時代遅れになりました。 IPXE は、GNU GPL に基づいてライセンス供与されたオープンソースのネットワーク ブート ファームウェアです。 IPXE は、多くのネットワーク カード メーカーや OEM の製品にデフォルトで含まれています。

IPXE は従来の PXE ブート プロセスを拡張し、以下からのブート プロセスを可能にします。

• HTTP 経由のウェブサーバー;
• ワイヤレス ネットワーク;
• WAN;
• クラウド;
• iSCSI SAN;
• FCoE 経由のファイバー チャネル SAN;
• ATA over Ethernet (AoE) SAN;
• Infiniband ネットワーク;
• USB メディア。そして
• USB イーサネット

IPXE を使用すると、管理者はスクリプトを使用してブート プロセスを制御できます。 IPXE は、コンピュータの NIC 上の既存の PXE ROM を置き換えることができます。ユーザーは iPXE にチェーンロードして、再フラッシュすることなくその機能を利用することもできます。

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