UEFI Boot from Network (PXE)

UEFI Boot from Network (PXE) to opcja umożliwiająca rozruch systemu bezpośrednio z serwera w sieci lokalnej.

Jak działa UEFI Boot from Network (PXE)

UEFI Boot from Network (PXE) to funkcja firmware’u płyty głównej, która pozwala uruchomić komputer przez kartę sieciową zamiast z dysku SSD, dysku twardego, nośnika USB albo napędu optycznego. Po wybraniu tej pozycji w menu rozruchowym firmware inicjalizuje obsługę sieci przewodowej, pobiera konfigurację adresową i szuka pliku startowego udostępnionego przez serwer w sieci lokalnej. W praktyce komputer nie pobiera od razu kompletnego systemu operacyjnego. Najpierw otrzymuje program rozruchowy, a dopiero on może załadować środowisko instalacyjne, narzędzie serwisowe albo właściwe składniki systemu.

PXE wykorzystuje komunikację DHCP lub mechanizmy z nim powiązane do ustalenia adresu IP, maski, bramy i informacji o serwerze startowym. Klasyczny wariant korzysta z TFTP do pobrania pliku Network Boot Program. W środowisku UEFI takim plikiem jest zwykle wykonywalny program w formacie zgodnym z UEFI, na przykład plik z rozszerzeniem .efi. Nazwa oraz architektura pliku muszą odpowiadać platformie klienta, ponieważ 64-bitowy komputer UEFI wymaga odpowiedniego programu rozruchowego, a nie dowolnego pliku przeznaczonego dla starego trybu BIOS.

Różnice między rozruchem PXE w UEFI i trybie BIOS

W starszym trybie BIOS serwer PXE przekazuje klientowi kod startowy przeznaczony dla środowiska BIOS, natomiast firmware UEFI uruchamia program EFI. To rozróżnienie ma znaczenie przy konfiguracji DHCP, ProxyDHCP lub serwera wdrożeniowego. Jeśli serwer zwraca plik dla niewłaściwej architektury, komputer może zgłosić błąd pobierania obrazu, zakończyć próbę rozruchu albo powrócić do kolejnej pozycji na liście bootowania. Sama obecność przewodu sieciowego i aktywnego DHCP nie oznacza więc, że rozruch sieciowy jest poprawnie skonfigurowany.

UEFI może również egzekwować funkcję Secure Boot. Gdy Secure Boot jest aktywny, firmware sprawdza podpis cyfrowy uruchamianego komponentu EFI względem zaufanych kluczy zapisanych w pamięci UEFI. Niepodpisany lub nieakceptowany program rozruchowy może zostać zablokowany mimo poprawnego przydzielenia adresu IP i pomyślnego pobrania pliku. W zależności od użytej platformy wdrożeniowej konieczne jest wtedy zastosowanie zgodnego, podpisanego bootloadera albo świadome dostosowanie ustawień Secure Boot do procedury organizacji.

Serwer, sieć i typowe miejsca przerwania rozruchu

Do działania PXE potrzebne są co najmniej: klient z firmware’em UEFI i obsługą sieci, aktywne połączenie Ethernet, serwer DHCP oraz serwer udostępniający plik startowy. W wielu wdrożeniach te role realizują różne usługi. DHCP przydziela adres, a ProxyDHCP lub system wdrożeniowy przekazuje klientowi informację, jaki program ma pobrać. Następnie klient kontaktuje się z serwerem plików, często przez TFTP. Zapora sieciowa, izolacja VLAN-ów, filtrowanie ruchu DHCP, brak przekazywania żądań przez router albo niedostępny serwer plików mogą przerwać procedurę, zanim uruchomi się środowisko instalacyjne.

Diagnostykę warto rozpocząć od sprawdzenia, czy komputer otrzymuje adres IP i czy firmware wykrywa właściwy interfejs sieciowy. Należy zweryfikować kolejno: stan linku Ethernet, odpowiedź DHCP, nazwę przekazywanego pliku EFI, dostępność pliku na serwerze, zgodność architektury oraz komunikaty wyświetlane przez firmware. Jeżeli plik startowy uruchamia się, lecz instalator lub obraz WinPE nie może zostać załadowany, problem leży już na dalszym etapie: w konfiguracji bootloadera, ścieżce do obrazu, uprawnieniach usługi transferowej albo dostępności kolejnych zasobów sieciowych. Nie należy mylić tego z awarią dysku, ponieważ PXE może być celowo używane także wtedy, gdy lokalny nośnik działa prawidłowo.

Praktyczne zastosowanie PXE w laptopie i komputerze PC

W domu funkcja UEFI Boot from Network zwykle pozostaje nieużywana, natomiast w biurze lub pracowni może służyć do instalowania systemu na wielu komputerach, uruchamiania środowiska odzyskiwania albo wykonywania kontrolowanej diagnostyki bez przygotowywania osobnego pendrive’a dla każdego stanowiska. Wymaga to jednak serwera wdrożeniowego i prawidłowej konfiguracji sieci. W przypadku pojedynczego komputera najczęstsze przyczyny niezamierzonego wejścia w PXE to błędna kolejność bootowania, odłączony dysk lub brak wykrytego lokalnego nośnika. Po usunięciu przyczyny można wyłączyć Network Boot albo przesunąć lokalny dysk wyżej na liście rozruchowej.

Warszawskie Pogotowie Komputerowe zajmuje się profesjonalną naprawą laptopów, komputerów PC i podzespołów, w tym sprawdzaniem ustawień UEFI, kolejności bootowania, wykrywania dysków oraz przyczyn komunikatów związanych z próbą uruchomienia PXE. Podczas diagnostyki można rozdzielić problem sprzętowy, taki jak niesprawny dysk lub karta sieciowa, od problemu konfiguracyjnego występującego w firmware albo lokalnej sieci. Taka kolejność pozwala uniknąć wymiany sprawnych części tylko dlatego, że komputer wyświetlił komunikat o rozruchu z sieci.