Was ist PXE?

Das Preboot Execution Environmentist ist ein Client-Server-Modell, um netzwerkfähige Rechner, von einem Server ausgehend über ein lokales Rechnernetz booten zu können.
Der Server stellt dafür die nötigen Daten oder mehrere Bootimages zur Verfügung.
Die Clients müssen über eine PXE-fähige Netzwerkkarte bzw. PXE-Unterstützung im BIOS verfügen.
In der Umsetzung basiert PXE auf den bestehenden Netzwerkprotokollen DHCP für die Übermittlung der Konfiguration.
Des weiteren kommt das Trivial File Transfer Protocol (TFTP) für die Verteilung der Dateien im Rahmen des Bootvorganges zum Einsatz.
PXE kommt primär in LAN basierend auf Ethernet zur Anwendung und ist im Bereich von Rechenzentren eine der bevorzugten Methoden, um eine Vielzahl von Rechnern zentral gesteuert zu booten.

Ablauf

PXE benötigt auf Serverseite einen DHCP-Server und einen TFTP-Server und im Client eine PXE-fähige Netzwerkkarte bzw. Unterstützung im BIOS.
Der eigentliche PXE-Code befindet sich dabei nur auf Client-Seite, auf Serverseite werden von der Systemadministration nur bestimmte DHCP-Konfigurationen vorgenommen.
Des weiteren wird am TFTP-Server zum Download vorbereitete Dateien bereitgestellt.
Im Rahmen des PXE-Bootvorgangs führt der PXE-Code am Client zunächst über DHCP eine Konfiguration der Netzwerkschnittstelle durch
Dabei werden vom Server Konfigurationen wie die IP-Netzwerkadresse und die Netzmaske am Client eingestellt
Des Weiteren werden zusätzliche Daten im Rahmen der Erweiterung von DHCP zur Unterstützung von PXE übertragen.
Dabei werden unter anderem auch Daten vom Client wie die Systemarchitektur oder die Globally Unique Identifier übertragen.
Die erweiterte Information vom DHCP-Server an den Client stellt dabei die Angabe einer initialen Bootloaderdatei dar
Dem sogenannten englisch Network Bootstrap Program (NBP), und Angabe einer Netzwerkadresse von einem TFTP-Server, von wo diese Bootloaderdatei bezogen werden kann.
Diese Parameter müssen zuvor am DHCP-Server entsprechend konfiguriert werden.

Mit diesen über DHCP bezogenen Konfigurationsdaten bezieht der PXE-Client in Folge das initiale Network Bootstrap Program vom TFTP-Server und führt diese Datei im Arbeitsspeicher aus.
Dabei muss sichergestellt sein, dass die Bootloaderdatei zu der jeweiligen Systemarchitektur passt und der Binärcode vom Prozessor ausgeführt werden kann.
Dieser Vorgang ist im Prinzip vergleichbar mit dem Bootvorgang über den Master Boot Record (MBR) bei einer lokalen Festplatte, nur dass dabei die Bootloaderdaten über das Netzwerk übertragen werden.

Der weitere Verlauf richtet sich nach der Gestaltung des initialen Bootloaderprogrammes und ist nicht mehr Teil der PXE-Spezifikation.