概念与背景

• IPXE 最初是由 Intel 发起并开发的，旨在提供一种标准的、可扩展的网络启动解决方案。它允许计算机通过网络接口从远程服务器加载操作系统或其他启动镜像，而无需依赖本地存储设备，如硬盘、光盘等。这在大规模部署计算机系统、无盘工作站环境以及远程系统管理等场景中非常有用。

工作原理

• 启动流程：当计算机设置为通过网络启动时，它会首先发送一个特殊的网络数据包，请求启动信息。IPXE 协议会监听这些请求，并与网络中的启动服务器进行通信。启动服务器会根据请求计算机的 MAC 地址等信息，为其提供相应的启动镜像文件或引导程序。IPXE 接收到这些信息后，将其加载到计算机的内存中，并开始执行，从而引导计算机启动。

• 协议支持：IPXE 支持多种网络协议，如 DHCP（动态主机配置协议）、TFTP（简单文件传输协议）等。它通过 DHCP 获取网络配置信息，如 IP 地址、子网掩码、网关等，然后使用 TFTP 从服务器下载启动镜像文件。此外，IPXE 还支持 HTTP、FTP 等协议，以便从不同类型的服务器获取启动资源。

功能特点

• 高度可定制性：IPXE 允许用户根据自己的需求定制启动过程。可以通过编写脚本的方式，定义启动时要执行的操作，如选择不同的启动镜像、设置启动参数、执行网络诊断等。

• 硬件支持广泛：它能够支持多种网络接口卡（NIC），几乎涵盖了市面上常见的大多数网卡型号。这使得 IPXE 可以在不同的计算机硬件平台上使用，具有很强的兼容性。

• 安全特性：IPXE 支持安全启动功能，可以对启动镜像进行数字签名验证，确保启动过程的安全性和完整性，防止恶意软件或未经授权的启动镜像被加载。

• 网络引导选项丰富：除了从服务器加载传统的操作系统镜像外，IPXE 还支持引导各种网络应用程序、救援系统、虚拟机等。

应用场景

• 无盘工作站：在学校、网吧、企业办公等环境中，使用无盘工作站可以降低硬件成本，方便管理和维护。IPXE 可以让无盘工作站通过网络快速启动，从服务器获取操作系统和应用程序，实现集中化的系统部署和更新。

• 远程安装与维护：系统管理员可以通过 IPXE 远程为多台计算机安装操作系统、更新系统补丁或进行故障排除。无需到每台计算机前插入安装介质，提高了工作效率。

• 云计算与虚拟化：在云计算和虚拟化环境中，IPXE 可以用于快速部署虚拟机。可以从网络存储中加载虚拟机镜像，实现虚拟机的快速创建和启动，提高资源的利用率和灵活性。

与其他技术的关系

• 与 BIOS/UEFI 的关系：IPXE 通常与计算机的 BIOS（基本输入输出系统）或 UEFI（统一可扩展固件接口）配合使用。BIOS/UEFI 提供了计算机启动的基本功能，而 IPXE 则作为一种网络启动扩展，在 BIOS/UEFI 的基础上实现了通过网络启动的功能。

• 与 PXE 的关系：PXE（Preboot eXecution Environment）是一种早期的网络启动技术，IPXE 在很大程度上继承了 PXE 的功能和概念，并对其进行了扩展和改进。IPXE 提供了更丰富的功能、更好的可定制性和更强的兼容性，是 PXE 的一种升级和替代技术。