PXE啟動原理
PXE遠端無盤引導技術是由Intel推出的,配合Qualystem公司的LiteNet,最初選用台灣DTK公司的E-Terminal,成功地實作了Windows 98的遠端啟動和運作,并使可靠性和穩定性都大大提高。Windows 98的各種應用軟體隻需通過簡單的幾個步驟即可加到無盤工作站上,并可随時更新和擴充,其簡便的安裝方式和構架,很快得到了業内人士的認可,并廣泛流行起來。
PXE是RPL的更新品,它是Preboot Execution Environment的縮寫,意思為預置啟動環境。它們的不同之處在于RPL是靜态路由,而PXE是動态路由。其通信協定采用TCP/IP,與Internet連接配接高效而可靠,PXE無盤工作站的啟動過程分析如下:
(1)用戶端個人電腦開機後,在TCP/IP BootROM獲得控制權之前先做自我測試。
(2)BootPROM送出BOOTP/DHCP 要求以取得IP。
(3)如果伺服器收到個人電腦所送出的要求,就會送回BOOTP/DHCP回應,内容包括:用戶端的IP位址、預設網關及開機影像檔案。否則,伺服器會忽略這個要求。
(4)BootPROM由TFTP通信協定從伺服器下載下傳開機影像檔案。TFTP協定為Trivial File Transfer Protocol縮寫,意為:簡單檔案傳輸協定。TFTP可以看成一個簡化了的FTP,主要的差別是沒有使用者權限管理的功能。也就是說,TFTP不需要認證用戶端的權限,這樣遠端啟動的客戶機在啟動一個完整的作業系統之前就可以通過TFTP下載下傳啟動映像檔案,而不需要證明自己是合法的使用者。
(5)客戶機通過這個開機影像檔案開機,這個開機檔案可以隻是單純的開機程式也可以是作業系統。
(6)開機影像檔案将包含kernel loader及壓縮過的kernel,此kernel将支援NTFS root系統。
(7)開機影像檔案在工作站記憶體模拟成磁盤,從這個模拟磁盤啟動。
(8)在實模式下連接配接伺服器,将無盤啟動預置好各種環境,例如作業系統所在路徑,相關系統資料庫的調整等。
(9)實模式向保護模式下切換 ( (8)、(9) 兩項隻有無盤Windows 98時才存在) 。
PXE有以下優點:
因為其能支援Windows 98遠端啟動,是以現有的各種應用軟體都能得到非常好的應用。由于系統本機記憶體為64MB,虛拟記憶體大小可在伺服器自由設定,另具有3D圖形視覺增強和AC97 CODEC軟體音頻功能,是以,相對終端或RPL Windows 95來說增強了多媒體功能。
PXE還有一個最大的優點就是有較強的安全性。不管多少台工作站,系統和應用軟體隻需安裝一套,對使用者的權限是在伺服器上設定的,使用者可以在自己的目錄下随便操作,若有了誤操作,重新啟動便可以完全恢複。
操作維護簡便。更新軟體隻需向伺服器重新傳一遍系統,所有工作站便已全部更新了。工作站的IP位址由伺服器自動給予,不用逐台設定。
多種作業系統及網絡産品都支援PXE。作為新一代遠端啟動技術的代表,各大公司的軟硬産品都支援PXE系統。例如:Intel公司的PXE PDK、3Com Dabs和Linux。很多内置網卡的主機闆都預置PXE啟動代碼,這給PXE技術的發展奠定了良好的基礎。
BOOTP協定原理
BOOTP是BOOT strap Protocol的縮略語,是一種較早出現的遠端啟動的協定,BOOTP最早出在UNIX系統中,負責UNIX終端的遠端啟動,直到目前仍是UNIX及之後的Linux系統中最常用的方式。它在基于Windows的無盤網絡運用較少,但随着Windows 2000不支援RPL遠端啟動,并且以TCP/IP作為預設安裝網絡協定,逐漸表明今後的Windows也将以TCP/IP協定作為主要的發展方向,純TCP/IP的網絡将是今後發展的方向。
我們經常用到的DHCP服務就是從BOOTP服務擴充而來的。BOOTP協定使用TCP/IP網絡協定中的UDP 67/68兩個通信端口。BOOTP主要是用于無磁盤的客戶機從伺服器得到自己的IP位址、伺服器的IP位址、啟動映像檔案名、網關IP等。它的簡單啟動過程為:
由BootROM晶片中的BOOTP啟動代碼啟動客戶機。此時客戶機還沒有IP位址,它就用廣播形式以IP位址0.0.0.0向網絡中發出IP位址查詢的請求,這個請求幀中包含了客戶機的網卡MAC位址。
網絡中的運作BOOTP服務的伺服器接收到這個請求幀後,根據這幀中的MAC位址在BOOTPTAB啟動資料庫中查找這個MAC的記錄,如果沒有此MAC的記錄則不響應這個請求,如果有就将FOUND幀發送回客戶機。FOUND幀中包含的主要資訊有客戶機的IP位址、伺服器的IP位址、硬體類型、網關IP位址、客戶機MAC位址和啟動映像檔案名。
客戶機就根據ROUND幀中的資訊通過TFTP伺服器下載下傳啟動映像檔案,并将此檔案在工作站記憶體模拟成磁盤,從這個模拟磁盤啟動。
在PXE啟動中可以采用動态配置設定IP的DHCP方式,也可以采用固定IP方式的BOOTP方式,但它的應用場合不同,若為單一的無盤網絡,則可采用DHCP方式簡化管理;若為多個網絡互連的結構,則使用指定IP的BOOTP方式更為合理一些。