I. 准备工作

A. 硬件要求

在开始搭建PXE服务器之前，确保你有以下硬件资源：

1、一台性能稳定的服务器，至少配备2个网络接口卡（NIC），一个用于管理，另一个用于PXE服务。

2、足够的存储空间以存放操作系统镜像文件和其他必要的启动文件，建议至少有50GB的可用空间。

3、如果需要为多台客户端提供服务，确保网络带宽足够，以避免启动过程中的网络拥堵。

4、一台或多台支持PXE启动的客户端计算机，用于测试PXE服务器的功能。

B. 软件要求

软件方面，你需要准备以下组件：

1、一个Linux或Windows服务器操作系统，本文将以Ubuntu Server 20.04 LTS为例进行说明。

2、TFTP服务器软件，如tftpd-hpa，用于传输启动文件。

3、DHCP服务器软件，如isc-dhcp-server，用于分配IP地址和提供启动信息。

4、一个HTTP/FTP服务器，如Apache或vsftpd，用于存放和提供操作系统镜像文件。

5、Syslinux或其他引导加载程序，用于创建可启动的映像文件。

6、一些辅助工具，如md5sum（用于验证下载的文件完整性）和qemu（可选，用于测试启动镜像）。

II. PXE服务器的搭建步骤

A. 安装并配置TFTP服务器

1、在Ubuntu服务器上安装tftpd-hpa软件包，使用命令sudo apt-get install tftpd-hpa。

2、创建一个目录来存放PXE启动文件，例如sudo mkdir /var/lib/tftpboot/pxeboot。

3、配置TFTP服务器，编辑/etc/default/tftpd-hpa文件，设置TFTP_DIRECTORY=/var/lib/tftpboot/pxeboot。

4、重启TFTP服务，使用命令sudo systemctl restart tftpd-hpa。

B. 安装并配置DHCP服务器

1、安装isc-dhcp-server软件包，使用命令sudo apt-get install isc-dhcp-server。

2、编辑DHCP配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf，添加如下配置：

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 subnet-mask 255.255.255.0;
option domain-name-servers 8.8.8.8, 8.8.4.4;
next-server 192.168.1.100; # PXE服务器的IP地址
filename "pxelinux.0";
}

3、启动DHCP服务，使用命令sudo systemctl start isc-dhcp-server。

C. 配置引导加载程序

1、下载Syslinux并将其解压到/var/lib/tftpboot/pxeboot目录中。

2、创建并配置一个默认的引导配置文件/var/lib/tftpboot/pxeboot/pxelinux.cfg/default如下：

DEFAULT vesamenu.c32
PROMPT 1
TIMEOUT 60
MENU TITLE PXE Boot Menu
LABEL ubuntu
KERNEL vmlinuz
APPEND initrd=initrd.img root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.100:/exports/ubuntu rw ip=dhcp inst.stage2=http://192.168.1.100/ubuntu/amd64/

D. 设置操作系统镜像存储位置

1、将Ubuntu的ISO文件挂载到一个目录，例如mkdir /mnt/ubuntu; mount -o loop /path/to/ubuntu.iso /mnt/ubuntu。

2、将ISO中的文件复制到HTTP服务器的根目录下，例如rsync -avz /mnt/ubuntu /var/www/html/ubuntu/。

3、确保HTTP服务器正在运行，并且可以通过浏览器访问这些文件，例如http://192.168.1.100/ubuntu/amd64/vmlinuz。

III. 测试PXE服务器

A. 客户端网络启动设置

为了测试PXE服务器是否工作正常，需要在客户端计算机上进行以下设置：

1、进入BIOS设置，启用网络启动选项，确保PXE（Preboot eXecution Environment）被设为首选启动设备。

2、保存设置并重启客户端计算机。

B. 启动过程监控与调试

当客户端计算机启动时，监控其启动过程以确保它能够从PXE服务器获取启动文件：

1、观察客户端屏幕上显示的信息，确认它是否正在尝试连接到TFTP和DHCP服务器。

2、使用网络抓包工具（如Wireshark）捕获PXE相关的网络流量，检查是否有请求和响应数据包。

3、如果遇到问题，检查TFTP和DHCP服务器的日志文件，通常位于/var/log/syslog或/var/log/messages中。

4、确保客户端计算机的网卡支持PXE启动，并且没有其他设备的DHCP服务干扰网络环境。

5、如果一切正常，客户端应该能够从PXE服务器下载启动加载程序，并显示启动菜单，如果出现问题，根据错误信息进行相应的故障排除。

IV. 维护与优化

A. 更新操作系统镜像

定期更新PXE服务器上的操作系统镜像是至关重要的，以确保客户端可以安装最新的操作系统版本和安全补丁：

1、订阅操作系统发布通知，以便在新的版本发布时及时获取。

2、下载新的ISO文件，并将其按照之前的步骤重新挂载和复制到HTTP服务器的相应目录。

3、更新引导配置文件中的路径和URL，指向新的镜像文件。

B. 监控系统性能和日志

为了确保PXE服务器的稳定性和性能，需要持续监控其运行状态：

1、使用系统监控工具（如Nagios、Zabbix或自定义脚本）跟踪服务器的CPU、内存和磁盘使用情况。

2、定期检查TFTP和DHCP服务器的日志文件，寻找任何异常或错误信息。

3、设置警报机制，当服务器资源使用达到阈值或发生错误时，能够及时通知管理员。

C. 安全性考虑

保护PXE服务器免受未授权访问和潜在的安全威胁是必要的：

1、确保只有授权的用户才能访问服务器的管理界面和配置文件。

2、使用防火墙规则限制对TFTP、DHCP和HTTP服务的访问，只允许来自内部网络的流量。

3、定期更新服务器操作系统和应用软件，以修补已知的安全漏洞。

4、考虑使用VPN或其他加密隧道技术来保护网络启动过程中的数据交换。