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Boot-Types

anonymous@undisclosed.example.com (Anonymous) — Thu, 16 Jan 2020 09:27:01 +0000

Boot-Types

extension	Valid platforms	Description
.pxe	pcbios	Headerless X86 assembly code, PXE- or NBP-booted, sometimes renamed to .0 to work on older DHCP/TFTP servers
.efi	efi	EFI executable
.kpxe	pcbios	Same as .pxe but will Keep the original UNDI stack/driver present. This is needed for undionly ref
.kkpxe	pcbios	Same as .kpxe but will not unload (Keep) the PXE base code. only use with buggy BIOSes
.lkrn	pcbios	Builds with kernel header similar to Linux so it can be started by many bootloaders
.iso	pcbios	Builds .lkrn and adds ISOLINUX to create CD-ROM image, can be started by many bootloaders
.hd	pcbios	Direct executable i386 code put on a harddisk image (32KB blocks)
.dsk	pcbios	Direct executable i386 code put on a floppy disk image (512 Byte blocks)
.pdsk	pcbios	Padded .dsk to work with loaders that requires exact size such as iLO
.usb	pcbios, efi	Same as .dsk for pcbios, in efi mode it's an 1440K image with partition and [driver].efi added as /efi/boot/boot[arch].efi, mostly used for making USB stick images
.rom	pcbios	File intended to be flashed into PCI-based NIC ROM
.mrom	pcbios	File intended to be flashed into PCI-based NIC ROM. See notes for .mrom
.pcirom	pcbios	Same as .rom
.isarom	pcbios	File intended to be flashed into ISA-based NIC ROM, must be used with e.g. VirtualBox
.efidrv	efi	Driver for NIC which can be used by other EFI firmware
.efirom	efi	File intended to be flashed into NIC ROM for EFI
.linux	linux	Linux ELF executable, use for tests and tap drivers

ISO-Images

anonymous@undisclosed.example.com (Anonymous) — Thu, 16 Jan 2020 10:10:35 +0000

ISO-Images

ISO-Images auf öffentlichen Repositorys

Minimal-CD, Ubuntu 18.04, Bionic Beaver, 64-bit PC (amd64, x86_64) http://archive.ubuntu.com/ubuntu/dists/bionic/main/installer-amd64/current/images/netboot/mini.iso (64 MB)

Minimal-CD, Ubuntu 18.04, Bionic Beaver, 32-bit PC (i386, x86) http://archive.ubuntu.com/ubuntu/dists/bionic/main/installer-i386/current/images/netboot/mini.iso

PXE Boot-Images

Ubuntu 18.04 Bionic Beaver (LTS), i386 (32-Bit) http://de.archive.ubuntu.com/ubuntu/dists/bionic/main/installer-i386/current/images/netboot/netboot.tar.gz

Ubuntu 18.04 Bionic Beaver (LTS), amd64 (64-Bit) http://de.archive.ubuntu.com/ubuntu/dists/bionic/main/installer-amd64/current/images/netboot/netboot.tar.gz

PXE-Server

anonymous@undisclosed.example.com (Anonymous) — Thu, 16 Jan 2020 09:25:04 +0000

PXE-Server

Schematischer Aufbau eines PXE Boot-Servers:

Netzwerk-Boot von einem zentralen Repository

Das booten eines Betriebssystems von einem zentralen Repository im lokalen Netzwerk statt vom lokalen Datenträger bietet viele Vorteile, beispielsweise lassen sich so temporär oder zum testen Betriebssysteme laden die lokal nicht installiert sind, oder es können Betriebssysteme installiert werden (auch als OS-Rollout), auch wenn kein USB-Anschluss oder optisches Laufwerk (CD/DVD) vorhanden, oder wenn der passende Installations-Datenträger auf DVD gerade nicht verfügbar ist und es lassen sich so ganz komfortabel komplette Tools wie die „Ultimate Boot-CD“ laden um beispielsweise Probleme mit einer Windows-Partition zu bereinigen.

Windows-Systeme

In Firmen mit Windows-Clients werden Betriebssysteme, Aktualisierungen (Patches) und Konfigurationen fast immer über ein zentrales Repository der IT-Administration ausgerollt, beispielsweise über Microsofts SCCM (System Center Configuration Manager). Allerdings kann Microsoft´s SCCM seit dem 22.3.2018 nicht mehr mit Linux umgehen, da der dazu normalerweise benötigte Linux-Agent von Microsoft in der aktuellen SCCM-Version (seit SCCM-Version 1902) rausgenommen wurde.

Heterogene Netzwerke

In einem heterogenen Netzwerk, dass nicht nur aus Windows-Systemen besteht, muss daher eine Alternative bzw. eine zweite Boot-Server Instanz zum SCCM geschaffen werden. Es bleibt entweder die Möglichkeit eines „Handovers“ indem der SCCM einen externen PXE-Boot-Server antriggert, oder es wird der DHCP komplett umgangen indem die Netzwerkkonfiguration manuell erfolgt und per IPXE gebootet wird.

Damit zukünftig beide Systeme (Windows/Linux) für Rollouts, oder Live-Systeme unterstützt werden können, muß parallel zum Microsoft DHCP-Server mit SCCM UEFI Boot-Server ein separater PXE-Server aufgesetzt werden der Deployments ausserhalb der Windows-Welt möglich macht. Dieser separate PXE Boot-Server kann auf einem beliebigen Windows-, oder Linux-PC installiert werden. Für Windows gibt es z.B. die fertige Lösung „AOMEI PXE Boot Free 1.5“, die allerdings nur immer ein bestimmtes ISO-Image ausliefern kann. Für Linux bietet sich „DNSmasq“ an, da dieser bereits alle notwendigen Komponenten wie DHCP-Proxy und TFTP-Server integriert hat.

Für den Privatbereich gibt es einige Netzwerkspeicher wie beispielsweise die aktuellen NAS-Modelle von Synology die von Haus ein PXE-Boot unterstützen. Ab der Firmware Synology DSM 4.2 ist es möglich direkt vom NAS zu booten.

Alternative ist Microsoft Azure.

Scenarios

Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Netboot-Scenarios:

Keine Installation (Live-System) - Man bootet über das Netzwerk um darüber ein Live-System zu starten, das ohne Installation auskommt und daher auch keine Festplatte benötigt. Da das komplette Live-System ins RAM geladen wird ist die Auswahl an Live-Systemen sehr klein, der Rechner sollte mindestens 4 GB RAM haben, besser 8 GB RAM und das OS sollte möglichst klein sein, damit noch Platz für die Arbeitsdateien im RAM bleibt. In diesem Fall läuft alles ausschliesslich im RAM ab, die Festplatte bleibt komplett unberührt.

Installation übers Netzwerk (Net-Install) - Man bootet über das Netzwerk um darüber ein Betriebssystem zu installieren das auf der lokalen Festplatte eingerichtet wird. In diesem Fall lädt man per Netboot zunächst nur einen Installer, der anschließend die restlichen Daten aus einem zentralen Repository im LAN oder über das Internet holt.

Voraussetzungen

Aktivieren von PXE-Boot im BIOS (Preboot Execution Environment)
Funktioniert nur im LAN
Funktioniert nur mit dynamischer IP via DHCP
Zusätzlicher DHCP-Proxy
Zusätzlicher TFTP-Server
OS-Image als fertiges Netzwerk-Installationsprogramm oder als Live-System ohne Installation
Im BIOS muß Secure Boot deaktiviert werden, da fast alle bootbaren ISO-Images nicht digital signiert sind

Pre-Install

Im BIOS prüfen ob sich der Rechner auf Netzwerk-Boot (PXE-Boot) umschalten lässt. Alternativ über das Boot-Menü (je nach Rechner via F8, F10 oder F12) den Netzwerkadapter als Startgerät auswählen. Falls dieser nicht auswählbar ist, im BIOS nachsehen ob er als Startgerät aktivierbar ist.
Secure Boot muß deaktiviert werden
Fast immer muß auch UEFI-Boot deaktiviert werden, stattdessen Legacy Boot einschalten

Testumgebung

Da der Test für Netboot nur in einer abgeschotteten, vom restlichen Netzwerk getrennten Test-Umgebung stattfinden kann um den produktiven Betrieb im Netzwerk nicht zu stören, wurden zwei Rechner an einen separaten Netzwerk-Switch gehangen der keinen physikalischen Anschluss an das restliche Netzwerk hat. Der als PXE-Server fungierende Rechner muß dabei eine statische IP-Adresse haben, damit diese feste IP in die LAN-Konfiguration der Clients eingetragen werden kann. Nun kann man in dieser abgeschotteten Umgebung allerdings nicht den tatsächlichen Verlauf eines Netboots simulieren, denn es fehlen DNS, DHCP und Gateway. Somit kann kein Netboot mit Installation getestet werden, sondern nur Netboot mit einem Live-System ohne Installation. Beim starten des Clients bekommt dieser keine IP-Adresse des DHCP-Proxys zugewiesen, denn dieser kommt ausschliesslich vom richtigen DHCP-Server. DNS wird benötigt um die Namensauflösung zu garantieren, sonst kann nur mit statischen IP gearbeitet werden, das ist aber in der Produktivumgebung so nicht der Fall. Bei einem vorhandenen DHCP darf DNSmasq nur als DHCP-Proxy laufen, oder der vorhandene DHCP muß einen IP-Bereich frei lassen der dann von DNSmasq benutzt werden kann. Das Gateway (Internetzugang) wird benötigt um das Installationsimage vom Repository nachzuladen wenn ein Netboot mit anschließender Installation ausgewählt wird. Bei DNSmasq müsste eine Forwarder-DNS angegeben werden, aber ohne Gateway auch kein Nameserver in höherer Instanz.

iPXE

anonymous@undisclosed.example.com (Anonymous) — Thu, 16 Jan 2020 10:11:19 +0000

iPXE

Website

http://ipxe.org

Probleme

Man muss zunächst vom USB-Stick starten auf dem sich Boot-Script befindet um den lokalen DHCP-Server mit seiner SCCM-Konfiguration zu umgehen. Das Boot-Script ermöglicht zwar vom lokalen DHCP-Server eine IP-Adresse mit DNS und Gateway zu bekommen, lädt dann aber ein Menü von der Website ipxe.org nach, mit dem es dann möglich ist verschiedene ISO-Images von öffentlichen und eigenen Repositorys zu laden. Vorraussetzung für ein booten von einem eigenen Repository ist nur das es von einer http-URL erreichbar ist.

Teilweise funktioniert das direkt durchbooten vom USB-Stick nicht, denn vermutlich sperrt die Netzwerkkonfiguration (Zwangsproxy?) den direkten Zugriff auf http und https Adressen. Stattdessen muß die IP-Konfiguration manuell erfolgen, oder man lässt sich per DHCP erst eine Adresse zuweisen und übernimmt im zweiten Schritt dann die zugewiesenen Werte. Jedoch ist nur die erste Version mit manuell eingetragener Netzwerkkonfiguration tatsächlich und letztendlich erfolgreich.

Fehlermeldungen beim booten

Socket not connected - http://ipxe.org/380f6001
Operation not supported - http://ipxe.org/3c086003
Protocol not supported - http://ipxe.org/440e6003
No buffer space available - http://ipxe.org/2a654006
Connection timed out (http/https) - http://ipxe.org/4c0a6035

Troubleshooting

https://support.blancco.com/display/KB/iPXE+boot+environment+troubleshooting+guide

Tools

https://github.com/skunkie/ipxe-phpmenu