• PXE（Preboot Execution Environment、プリブート実行環境）は、最も一般的なネットワークブートプロトコルの 1 つです。PXE は、DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol、動的ホスト構成プロトコル）と TFTP（Trivial File Transfer Protocol、簡易ファイル転送プロトコル）の組み合わせを使用して、サーバーからクライアントマシンにネットワークブートプログラム（NBP）をダウンロードすることで機能します。
  • ネットワークブートに関連する他のプロトコルには、BOOTP（Bootstrap Protocol、ブートストラッププロトコル）がありますが、これはより古いプロトコルで、大部分が DHCP に置き換えられています。

ネットワークブートとは、ローカルドライブではなくネットワークからコンピュータを起動するプロセスです。この方法は、ルーター、ディスクレスワークステーション、集中管理型端末（シンクライアント）、例えば図書館や学校の公共コンピュータなどで使用できます。本記事では、最も一般的なネットワークブートプロトコルの 1 つである PXE とその仕組みについて解説します。

プリブート実行環境（PXE）とは？

プリブート実行環境（PXE）は、「ピクシー」と発音し、ネットワーク接続を介してコンピュータがオペレーティングシステム（OS）を読み込むことを可能にする標準規格のセットです。これは Intel の Wired for Management フレームワークの一部として導入され、Intel と SystemSoft が公開した仕様に記載されています。PXE は OS の迅速なインストールに使用でき、サーバーとクライアントの両方で一般的に利用されています。PXE ブート、ネットワークブート、LAN ブートなどとも呼ばれます。

これは、PXE 対応クライアント上で、ネットワークから取得したソフトウェア群を起動する標準化されたクライアントサーバー環境を規定しています。クライアント側では、PXE 対応のネットワークインターフェースカード（NIC）のみが必要で、DHCP や TFTP といった業界標準の小規模なネットワークプロトコル群を使用します。

PXE の基礎となる概念は、BOOTP/DHCP/TFTP といったプロトコルの初期の時代に生まれ、2015 年以降は UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）標準の一部となっています。現代のデータセンターでは、PXE は OS の起動、インストール、展開において最も一般的な選択肢です。

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PXE の仕組み

PXE がクライアントとサーバーで正常に起動するには、いくつかの標準規格が必要です。クライアントは、UEFI（統一拡張ファームウェアインターフェース）またはネットワークインターフェースカード（NIC）のファームウェアで PXE をサポートしている必要があります。ネットワークには、動的ホスト構成プロトコル（DHCP）サーバーと簡易ファイル転送プロトコル（TFTP）サーバーを設定しておく必要があります。通常、別のイメージサーバーも存在します。

DHCP サーバーは、オプション 66 と 67 を使用して、PXE ブートサーバーのインターネットプロトコル（IP）アドレスを通知します。次に、クライアントはブートサーバーに接続し、TFTP を使用してネットワークブートプログラム（NBP）をダウンロードして起動します。NBP は、カーネル、基本ドライバー、および OS の残りのコンポーネントをダウンロードできる基本プログラムのみを含む小さなオペレーティングシステムです。Windows プレインストール環境や軽量な Linux OS が、ネットワークブートで読み込まれる最も一般的な OS です。

PXE のバージョン 2.1 以降、広く普及しています。今日では、PXE ファームウェアを搭載していないネットワークカードを見つけることはほぼ不可能です。安価なギガビットイーサネットハードウェアの利用により、PXE は、従来の CD、DVD、USB メモリに代わる、クライアントに OS をインストールする最速の方法となっています。