Preboot eXecution Environment （PXE） 是一種無(wú)需使用硬盤驅(qū)動(dòng)器或操作系統(tǒng)即可啟動(dòng)計(jì)算機(jī)的協(xié)議。PXE 引導(dǎo)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，可能包括也可能不包括 Internet 訪問(wèn)。它幾乎專門用于連接到中央服務(wù)器并使用后續(xù)計(jì)算機(jī)運(yùn)行虛擬操作系統(tǒng)的系統(tǒng)。

固件是充當(dāng)硬件（主板）和操作系統(tǒng)（OS）之間接口的軟件。統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口 （UEFI） 引導(dǎo)和傳統(tǒng)引導(dǎo)之間的區(qū)別在于固件用于查找引導(dǎo)目標(biāo)的過(guò)程。

傳統(tǒng)引導(dǎo)是基本輸入/輸出系統(tǒng) （BIOS） 固件使用的引導(dǎo)過(guò)程。BIOS 是 IBM 于 1975 年為其微型計(jì)算機(jī)控制程序 （CP/M） 操作系統(tǒng)推出的第一個(gè)流行的臺(tái)式 PC 固件。盡管它仍然廣泛存在，但計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，并且 BIOS 無(wú)法提供現(xiàn)代硬件的高級(jí)功能。固件維護(hù)一個(gè)可引導(dǎo)的已安裝存儲(chǔ)設(shè)備的列表（軟盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器等），并以可配置的優(yōu)先級(jí)順序枚舉它們。開機(jī)自檢 （POST） 程序完成后，固件會(huì)將每個(gè)存儲(chǔ)目標(biāo)的第一個(gè)扇區(qū)加載到內(nèi)存中并掃描它以查找有效的主引導(dǎo)記錄 （MBR）。如果找到有效的 MBR，固件會(huì)將執(zhí)行傳遞給在 MBR 中找到的引導(dǎo)加載程序代碼，它允許用戶選擇一個(gè)分區(qū)來(lái)啟動(dòng)。如果沒有找到，它會(huì)進(jìn)入引導(dǎo)順序中的下一個(gè)設(shè)備。如果根本沒有找到 MBR，則會(huì)向用戶顯示著名的“請(qǐng)插入系統(tǒng)磁盤 yadda yadda yadda”消息。

UEFI 引導(dǎo)是 BIOS 的繼承者。UEFI 使用全局唯一標(biāo)識(shí)符 （GUID） 分區(qū)表 （GPT），而 BIOS 使用主引導(dǎo)記錄 （MBR） 分區(qū)方案。GPT 和 MBR 都是指定硬盤物理分區(qū)信息的格式。固件維護(hù)一個(gè)稱為 EFI 服務(wù)分區(qū)的有效引導(dǎo)卷列表。在 POST 過(guò)程中，UEFI 固件會(huì)掃描連接到系統(tǒng)的可引導(dǎo)存儲(chǔ)設(shè)備以查找有效的 GPT。與 MBR 不同，GPT 不包含引導(dǎo)加載程序。固件本身會(huì)掃描 GPT 以查找要從中引導(dǎo)的 EFI 服務(wù)分區(qū)。如果未找到 EFI 可引導(dǎo)分區(qū)，則固件可以回退到 Legacy Boot 方法。如果 UEFI 引導(dǎo)和 Legacy 引導(dǎo)均失敗，則會(huì)向用戶顯示著名的“請(qǐng)插入系統(tǒng)磁盤 yadda yadda yadda”消息。

以下是兩個(gè)引導(dǎo)過(guò)程之間的主要區(qū)別：

MBR 中的最大分區(qū)大小約為 2 TB，而 UEFI 中的最大分區(qū)大小約為 9 ZB

MBR 最多可以有 4 個(gè)主分區(qū)，而 GPT 可以有 128 個(gè)。

MBR 只能存儲(chǔ)一個(gè)引導(dǎo)加載程序，而 GPT 有一個(gè)單獨(dú)的專用 EFI 系統(tǒng)分區(qū) （ESP） 用于存儲(chǔ)多個(gè)引導(dǎo)加載程序。如果您有兩個(gè)或更多需要不同引導(dǎo)加載程序的操作系統(tǒng)，這將非常有用。

UEFI 提供安全啟動(dòng)，可以防止加載啟動(dòng)時(shí)病毒。

為什么選擇舊版 PXE？

在現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心，PXE 是操作系統(tǒng)啟動(dòng)、安裝和部署最常見的選擇之一。傳統(tǒng) PXE 的一些優(yōu)點(diǎn)是：

PXE 引導(dǎo)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，不需要本地硬盤驅(qū)動(dòng)器或操作系統(tǒng)。但是，如果硬盤驅(qū)動(dòng)器連接到客戶端計(jì)算機(jī)，只要計(jì)算機(jī)首先從網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，PXE 啟動(dòng)就可以訪問(wèn)它。

同樣，如果 OS 存在于客戶端計(jì)算機(jī)上并且服務(wù)器命令 PXE 引導(dǎo)這樣做，則可以通過(guò) PXE 引導(dǎo)訪問(wèn) OS。

如果客戶端計(jì)算機(jī)通過(guò)局域網(wǎng) （LAN） 連接到中央服務(wù)器，則無(wú)需訪問(wèn) Internet 即可部署 PXE 引導(dǎo)。

這是一個(gè)靈活、模塊化和高效的引導(dǎo)過(guò)程。

客戶端機(jī)器或工作站不需要存儲(chǔ)設(shè)備或操作系統(tǒng)。

由于 PXE 獨(dú)立于供應(yīng)商，因此網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和添加新客戶端計(jì)算機(jī)變得更加容易。

由于大多數(shù)任務(wù)都是遠(yuǎn)程執(zhí)行的，因此簡(jiǎn)化了維護(hù)。

集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供信息安全。

PXE 非常快速且非常有用。我們使用 Debian 的 FAI、Kickstart 和修改后的 BSD 安裝程序，在這里安裝了數(shù)千臺(tái) PXE 引導(dǎo)的機(jī)器。這是安裝機(jī)器的最簡(jiǎn)單方法之一，尤其是當(dāng)您需要自動(dòng)安裝時(shí)。

為什么是傳統(tǒng)引導(dǎo)？

UEFI 是對(duì)傳統(tǒng) PXE 引導(dǎo)的良好擴(kuò)展，但并非所有操作系統(tǒng)都支持 UEFI 引導(dǎo)固件。這就是傳統(tǒng)啟動(dòng)固件成為操作系統(tǒng)啟動(dòng)的核心要求的地方。

Windows XP 和 Windows Server 2003 SP2 等 Windows 版本不支持 UEFI 引導(dǎo)。

Ubuntu，一個(gè)占主導(dǎo)地位的 Linux 發(fā)行版，僅從 Ubuntu-11.10 開始支持 UEFI。任何早于該版本的版本都需要舊版引導(dǎo)固件。

UEFI 通常部署為 64 位固件。在 64 位 UEFI 固件上引導(dǎo) 32 位操作系統(tǒng)非常困難。在這種情況下，傳統(tǒng)的引導(dǎo)系統(tǒng)，即 BIOS，是必要的。

使用傳統(tǒng)的 PXE 實(shí)施，可以部署各種操作系統(tǒng)，如下所示：

Ubuntu 10.04 32 位

Ubuntu 14.04 32/64 位

Windows Server 2003 SP2、Server 2012 和 Server 2016

Windows 7、8.1、10 64 位操作系統(tǒng)

我們還測(cè)試了使用 Legacy PXE 固件啟動(dòng)非常基本的操作系統(tǒng)，例如 FreeDOS（MS-DOS 的衍生產(chǎn)品）。

在相同的 PXE 服務(wù)器設(shè)置的幫助下，我們?cè)诖蠹s五臺(tái)具有 PXE SDK 的不同計(jì)算機(jī)上部署了 Ubuntu 14.04 64 位映像。

審核編輯：郭婷