• PXE steht für Preboot Execution Environment, eines der häufigsten Netzwerk-Boot-Protokolle. PXE verwendet eine Kombination aus DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) und TFTP (Trivial File Transfer Protocol), um ein Netzwerk-Boot-Programm (NBP) von einem Server auf den Client-Rechner herunterzuladen.
  • Weitere Protokolle im Zusammenhang mit dem Netzwerk-Boot sind BOOTP (Bootstrap Protocol), ein älteres Protokoll, das weitgehend durch DHCP ersetzt wurde.

Netzwerk-Boot ist der Prozess, bei dem ein Computer über ein Netzwerk und nicht über ein lokales Laufwerk gestartet wird. Diese Boot-Methode kann von Routern, plattenlosen Workstations und zentral verwalteten Computern (Thin Clients) wie öffentlichen Computern in Bibliotheken und Schulen verwendet werden. In diesem Blogbeitrag erfahren Sie, was PXE ist und wie es funktioniert.

Was ist die Preboot Execution Environment (PXE)?

Die Preboot Execution Environment (PXE), ausgesprochen Pixie, ist eine Reihe von Standards, die es einem Computer ermöglicht, ein Betriebssystem (OS) über eine Netzwerkverbindung zu laden. Sie wurde als Teil des Wired for Management-Frameworks von Intel eingeführt und ist in der von Intel und SystemSoft veröffentlichten Spezifikation beschrieben. PXE kann verwendet werden, um schnell ein Betriebssystem zu installieren, und wird häufig sowohl für Server als auch für Clients eingesetzt. Sie wird auch als PXE-Boot, Booten über das Netzwerk, Netzwerk-Boot oder LAN-Boot bezeichnet.

Sie beschreibt eine standardisierte Client-Server-Umgebung, die eine Softwarezusammenstellung aus einem Netzwerk auf PXE-fähigen Clients startet. Auf der Clientseite ist lediglich ein PXE-fähiger Netzwerkschnittstellencontroller (NIC) erforderlich, und es wird eine kleine Reihe von branchenüblichen Netzwerkprotokollen wie DHCP und TFTP verwendet.

Das Konzept hinter PXE entstand in den frühen Tagen von Protokollen wie BOOTP/DHCP/TFTP und ist seit 2015 Teil des Unified Extensible Firmware Interface (UEFI)-Standards. In modernen Rechenzentren ist PXE die häufigste Wahl für das Booten, die Installation und die Bereitstellung von Betriebssystemen.

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Wie funktioniert PXE?

PXE erfordert mehrere Standards, damit Client und Server erfolgreich booten können. Der Client muss PXE im Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) oder in der Firmware der Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) unterstützen. Das Netzwerk muss einen konfigurierten DHCP-Server (Dynamic Host Configuration Protocol) und einen TFTP-Server (Trivial File Transfer Protocol) haben. In der Regel gibt es auch einen weiteren Imaging-Server.

Der DHCP-Server verwendet die Optionen 66 und 67, um die IP-Adresse des PXE-Boot-Servers zu übermitteln. Der Client kontaktiert dann den Boot-Server und lädt das Netzwerk-Bootstrap-Programm (NBP) über TFTP herunter und startet es. Das NBP ist ein kleines Betriebssystem, das nur einen Kernel, grundlegende Treiber und grundlegende Programme enthält, die die restlichen Betriebssystemkomponenten herunterladen können. Die Windows-Vorinstallationsumgebung oder ein kleines Linux-Betriebssystem sind die am häufigsten von einem Netzwerk-Boot geladenen Betriebssysteme.

Seit v2.1 ist die Akzeptanz von PXE allgegenwärtig. Heutzutage ist es praktisch unmöglich, eine Netzwerkkarte ohne PXE-Firmware zu finden. Die Verfügbarkeit erschwinglicher Gigabit-Ethernet-Hardware hat PXE zur schnellsten verfügbaren Methode gemacht, um ein Betriebssystem auf einem Client zu installieren, im Vergleich zu den klassischen Alternativen CD, DVD und USB-Stick.