PXE (Preboot Execution Environment) ermöglicht die automatisierte Installation von Linux-Servern über das Netzwerk, ohne dass physische Medien wie USB-Sticks oder DVDs erforderlich sind. Durch PXE-Boot können neue Server schnell, konsistent und standardisiert bereitgestellt werden, was besonders in Rechenzentren oder Homelabs von Vorteil ist.
Grundlagen von PXE Boot
PXE-Boot basiert auf einem Netzwerk-Startmechanismus, bei dem ein Client über DHCP eine IP-Adresse erhält und die Location eines Bootloaders vom TFTP-Server abfragt. Anschließend wird das Installations- oder Live-System geladen und gestartet.
Wichtige Komponenten
- DHCP-Server: Vergibt IP-Adressen an die Clients und teilt PXE-Informationen (Boot-File, Server-IP) mit.
- TFTP-Server: Stellt den Bootloader und Kernel/Initrd-Dateien bereit.
- HTTP/FTP/NFS-Server: Dient als Quelle für die Installationsdateien oder Repositories.
- Bootloader: PXELINUX oder iPXE, der den Kernel lädt und die Installation startet.
PXE-Server vorbereiten
Bevor Clients automatisch booten können, muss der PXE-Server korrekt eingerichtet werden. Dies beinhaltet DHCP, TFTP und die Bereitstellung von Installationsmedien.
DHCP-Server konfigurieren
DHCP muss PXE-Clients die Bootinformationen übermitteln. Ein Beispiel für ISC-DHCP auf Linux:
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.1.100 192.168.1.200;
option routers 192.168.1.1;
option broadcast-address 192.168.1.255;
next-server 192.168.1.10; # PXE/TFTP Server
filename "pxelinux.0"; # Bootloader
}
TFTP-Server installieren
PXE benötigt einen TFTP-Server, um die Bootloader-Dateien zu liefern:
sudo apt install -y tftpd-hpa # Debian/Ubuntu
sudo systemctl enable --now tftpd-hpaDie Dateien pxelinux.0, ldlinux.c32 und die Kernel/Initrd-Dateien werden unter /var/lib/tftpboot abgelegt.
Bootloader und Menü einrichten
PXELINUX oder iPXE wird als Bootloader verwendet. Eine einfache Menüstruktur ermöglicht die Auswahl von Installationsoptionen.
pxelinux.cfg erstellen
Im Verzeichnis /var/lib/tftpboot/pxelinux.cfg eine Default-Datei erstellen:
DEFAULT linux
LABEL linux
KERNEL vmlinuz
APPEND initrd=initrd.img auto=true priority=critical url=http://192.168.1.10/preseed.cfgHier verweist preseed.cfg auf eine automatisierte Installationsdatei für Debian/Ubuntu.
Automatisierte Installation vorbereiten
Um PXE vollautomatisch zu nutzen, muss ein Preseed- oder Kickstart-File vorbereitet werden, das Antworten auf Installationsfragen liefert.
Debian/Ubuntu Preseed
- Automatisches Partitionsschema
- Standard-User anlegen
- Pakete und Updates automatisch installieren
- SSH und Netzwerk konfigurieren
Beispiel-Konfiguration:
d-i passwd/root-password password yourpassword
d-i passwd/root-password-again password yourpassword
d-i netcfg/get_hostname string server001
d-i mirror/country string manual
d-i mirror/http/hostname string archive.ubuntu.comRHEL/CentOS Kickstart
- Automatisierte Partitionierung
- Root-Passwort setzen
- Netzwerkeinstellungen und Hostname
- Softwarepakete und Services
#version=RHEL8
lang en_US.UTF-8
keyboard us
network --bootproto=dhcp
rootpw --plaintext yourpassword
firewall --enabled
authconfig --enableshadow --passalgo=sha512
selinux --enforcing
timezone Europe/Berlin
bootloader --location=mbr
zerombr
clearpart --all --initlabel
autopart
%packages
@core
%endPXE Boot testen
Nach Konfiguration aller Komponenten den Client per Netzwerk booten:
- Client im BIOS/UEFI auf Netzwerkboot setzen
- DHCP-Server weist IP zu und verweist auf TFTP
- Bootloader lädt Kernel und Initrd
- Automatisierte Installation beginnt
Tipps und Best Practices
- Trennen Sie PXE-Server von Produktionsnetzwerken für Sicherheit.
- Nutzen Sie VLANs oder isolierte Subnetze, um unbeabsichtigte Bootvorgänge zu verhindern.
- Preseed/Kickstart-Dateien verschlüsseln oder schützen, da sie Passwörter enthalten können.
- Regelmäßig Updates auf PXE-, TFTP- und DHCP-Server anwenden.
- Logs prüfen:
journalctl -u tftpd-hpaund DHCP-Logs helfen bei Fehlerbehebung.
Erweiterungen
Für große Umgebungen empfiehlt sich der Einsatz von iPXE für HTTP-Boot, was schnellere Übertragungen und flexiblere Bootoptionen ermöglicht. Zudem kann Ansible oder ein Konfigurationsmanagement-System eingesetzt werden, um die Preseed/Kickstart-Files dynamisch zu generieren und Server nach der Installation zu konfigurieren.
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