1. ما هو PXE

PXE (بيئة التنفيذ المسبق للتشغيل) هي تقنية تمكّن أجهزة الكمبيوتر من تمهيد أو تثبيت أنظمة التشغيل عبر الشبكة دون الحاجة إلى أجهزة تخزين محلية. PXE هي تقنية تمهيد قائمة على الشبكة تم تطويرها في الأصل من قبل شركة Intel لتوفير معيار لتشغيل أنظمة التشغيل عبر الشبكة في غياب أجهزة التخزين المحلية. يتم دمج PXE في نظام BIOS الخاص بالكمبيوتر، مما يسمح للكمبيوتر بتنزيل وتشغيل نظام تشغيل أو برامج أخرى من خادم شبكة.

2. بنية PXE

تتألف بنية PXE من مكونات العميل والخادم، وتعتمد على بروتوكولات وخدمات شبكة متعددة. فيما يلي العناصر الأساسية لبنية PXE.

(1) العميل

عميل PXE هو كمبيوتر ممكّن ل PXE. عند الإقلاع، إذا تم تكوين PXE كخيار الإقلاع الأول، فإن بطاقة واجهة الشبكة (NIC) تحاول إقلاع نظام التشغيل عبر الشبكة.

(2) جانب الخادم

يوفر خادم PXE ملفات الإقلاع والخدمات ذات الصلة، والتي تتضمن عادةً المكونات التالية:

خادم DHCP: يعين عناوين IP لعملاء PXE ويوفر معلومات الموقع لملفات التمهيد.

خادم TFTP: ينقل ملفات التمهيد مثل محمل الإقلاع PXE وصورة النواة.

خادم HTTP/FTP: يستخدم في سيناريوهات معينة لنقل ملفات أكبر أو توفير خدمات إضافية.

خادم NFS/SMB: يوفر أنظمة ملفات الشبكة لتمكين عملاء PXE من الوصول إلى ملفات نظام التشغيل.

3. عملية التمهيد PXE

تمهيد عميل PXE: أثناء بدء تشغيل النظام، يقوم عميل PXE بالتمهيد عبر BIOS أو UEFI ويرسل طلب DHCP لتحديد موقع خادم DHCP.

استجابة خادم DHCP: يستجيب خادم DHCP للطلب، حيث يقوم بتعيين عنوان IP للعميل ويوفر موقع خادم TFTP مع اسم ملف التمهيد.

تنزيل ملف التمهيد: يقوم عميل PXE بتنزيل ملف التمهيد عبر TFTP، وعادةً ما يكون محمل تمهيد PXE صغير.

تنفيذ ملف التمهيد: يقوم عميل PXE بتنفيذ ملف التمهيد الذي تم تنزيله، والذي يقوم كذلك بتنزيل نواة نظام التشغيل وتهيئة نظام الملفات.

تمهيد نظام التشغيل: يقوم عميل PXE بتحميل النواة وتهيئة نظام الملفات، مما يؤدي في النهاية إلى تشغيل نظام التشغيل.

4. سيناريوهات تطبيق PXE

يتم اعتماد PXE على نطاق واسع في مختلف بيئات تكنولوجيا المعلومات. فيما يلي بعض سيناريوهات التطبيقات النموذجية.

(1) محطات عمل بدون أقراص

في المؤسسات التعليمية والبحثية، تقوم محطات العمل التي لا تحتوي على أقراص بتشغيل أنظمة التشغيل عبر PXE، وتسترجع جميع الملفات والتطبيقات الضرورية من خوادم الشبكة. هذا النهج يجعل إدارة النظام مركزية ويسهل عملية الصيانة.

(2) نشر الخادم وتثبيت النظام واستعادته

في مراكز البيانات، يتم استخدام PXE على نطاق واسع لنشر الخوادم تلقائياً. يمكن للمسؤولين نشر أنظمة التشغيل والتطبيقات على نطاق واسع عبر PXE، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة النشر والاتساق.

(3) مقاهي الإنترنت

يستخدم العملاء نظام PXE للوصول إلى الأنظمة التي لا تحتوي على أقراص، مما يلبي احتياجات العملاء للتعلم والترفيه. بعد إيقاف التشغيل أو إعادة تشغيل النظام، لا يبقى أي أثر للمستخدمين السابقين محلياً.

5. أمثلة لسيناريوهات لتطبيقات مقاهي الإنترنت

في تطبيقات مقاهي الإنترنت، تمكّن ميزة PXE أجهزة العميل (مثل PC4 و PC5 و PC6 وغيرها) من تشغيل وتشغيل وتحميل الموارد عبر الشبكة دون الحاجة إلى محركات أقراص ثابتة محلية، باستخدام أجهزة مثل الخوادم بدون أقراص.

بهذا نختتم مقدمتنا عن PXE. نأمل أن تساعدك على فهم أفضل.