预启动执行环境（Preboot eXecution Environment，PXE，也被称为预执行环境) 提供了一种使用网络接口（Network Interface）启动计算机的机制。这种机制让计算机的启动可以不依赖本地数据存储设备（如硬盘）或本地已安装的操作系统。——摘自 Archwiki
PXE 原理介绍
PXE 协议是由 Intel 设计的，它可以使计算机通过网络启动。协议分为 client 和 server 两端，PXE client 在网卡的 ROM 中，当计算机引导时，BIOS 把 PXE client 调入内存执行，并显示出命令菜单，经用户选择后，PXE client 将放置在远端的操作系统通过网络下载到本地运行。
PXE 可以通过网络直接启动一些 Live Linux，或者调用 Linux Installer，GParted 等工具，较使用 U 盘启动更加方便快捷，有多种工具，Live 系统等可供用户挑选，在紧急维护情况下也有很大的作用。
例子：图书馆查询机
图书馆内的图书查询机就是用 PXE 启动的，启动镜像叫 liims，里面包含了一个以图书馆透明计算系统为主页的浏览器（主页包括了图书查询，邮箱登录，学习空间预约等功能），还有瀚海星云的 telnet 客户端和彩虹猫，用户也可以自己启动一个虚拟机，用 PXE 启动进入查询系统。
PXE 怎么用
使用条件
电脑最好内置有 PXE Boot Agent，并且已经激活；没有现成支持的话，有几种解决办法。 所在的网段最好有能提供正确的 PXE 信息的 DHCP 服务器，以及可以通过 TFTP 数据包的网关；没有的话可以请管理员加以设置，或自己动手把网络启动系统加入 GRUB/LILO 菜单。 如果所在实验室用地址转换/伪装技术建立了自己的子网，则需要配置。
科大校园网
连接校园网（一般需要插网线）调节 BIOS 设置进入 PXE 环境即可直接进入 USTC PXE
非科大校园网
首先需要进入 PXE 环境，这里以在 virtualbox 虚拟机使用 iPXE 为例，virtualbox 自带的 PXE 功能比较简单，所以使用 iPXE 替代之。从 iPXE 官网下载 iPXE 的 ISO，然后让虚拟机从这个 ISO 启动。按 Ctrl + B 进入 iPXE 的命令行模式。然后输入以下命令：
dhcp //如果已经获取到了地址则请忽略
set 210:string http://202.38.93.94/boot/tftp/
chain ${210:string}pxelinux.0
注：目前 PXE 处于更新状态，新版 PXE 还有一些问题，使用上述命令出现问题的同学请使用旧版 PXE，使用 Windows PE 的同学也请先使用旧版 PXE，命令如下
dhcp //如果已经获取到了地址则请忽略
set 210:string http://202.38.93.94/boot/tftp/
chain ${210:string}lpxelinux.0
接下来你就能见到 USTC PXE 的界面了 🙂
注意到我们使用的 iPXE 的命令里使用的是 http 协议，这也为一些在 NAT 后面而无法使用 tftp 的用户提供使用 USTC PXE 的方法。
另外 iPXE 也可以刻录到 usb 上，这样主机如果想用 PXE 就可以用 usb 启动 iPXE（如果主机自带的 PXE 比较弱），然后使用上面的命令进入 USTC PXE 了。iPXE 的 usb 镜像可以从 http://boot.ipxe.org/ipxe.usb 下载，然后用 dd if=ipxe.usb of=/dev/sdX 来刻录。
下载 iso 作为虚拟光驱挂载在虚拟机上，从 CD 启动，
PXE 有什么
Linux 安装工具
- Ubuntu
- Debian
- Kali
- OpenSUSE
- Centos
- Arch Linux
- Fedora
Live System
- Ubuntu
- Debian
- Deepin
- Archlinux
- Manjaro
Windows PE
实用工具
-
Hardware Detection Tools (hdt)
hdt 中的查看硬盘信息部分 - PXE Knife
- GParted Live
- Clonezilla live
图书馆查询系统
应用场景分析
体验新系统
PXE 的 Live System 菜单中包含了 Debian，Deepin，Arch Linux，Manjaro 等 Live 系统，选择一个 Live 系统启动，就可以不用安装就能体验 Linux 的使用。
安装新系统
PXE 中 Linux Installer 菜单下有 Debian，Kali 等多种 Linux 发行版的安装器，当然也可以通过 Live System 进行安装，PXE 使用的 Live System 与写了 Live iso 的 U 盘功能是一样的。
Linux 密码恢复，磁盘检查等
Linux 用户通常需要准备一个 Live USB，在忘记密码，磁盘检查等需要对根分区进行操作等情况下能够进入 Live，再 Live 上面对本机系统进行各种操作。PXE 其实就在不需要 U 盘的前提下实现了这个功能，而且由于 PXE 上面有多种镜像，用户就有了多种选择。
进入 Live 之后，如果进入图形界面，启动一个终端模拟器（即 terminal）即可，或者进入 tty。进行密码恢复等操作一般需要 root 权限。
密码恢复：首先挂载本机系统的根分区（mount 设备名 (如 /dev/sda1)**挂载点），然后 chroot 进入挂载点，再用 passwd 用户名（root 可以不加参数）命令修改密码。
磁盘检查，分区修改等：fsck 和 fdisk 命令均需要进行操作的分区未被挂载。如果磁盘检查，fsck 设备名 即可。分区修改，如扩容等操作先 fdisk 设备名，进入 fdisk 程序内部，再执行 fdisk 命令即可。fdisk 命令可以使用 m 查看。fdisk 命令较为简单，如 p 为打印分区表，d 为删除分区，n 为新建一个分区，w 为写入分区表等，执行命令后 fdisk 会对接下来进行的操作给出提示。分区修改也可以使用 gparted live，图形界面可能更友好一些，下文会进行介绍。
硬盘分区扩容
GParted 的界面较为直观，选择设备后界面就会出现这个设备的分区情况，点击一块分区可以进行删除，移动，改变大小或复制，如果有空闲空间也可以点击 New 新建分区。移动分区或向前扩容时要注意，改变分区起始位置可能会使文件系统损坏。每次进行一次操作后最下方会增加一个条目，确认修改时要点击 Apply，此时 GParted 会根据 operation list 进行操作并给出日志，在完成之后会更新分区表。
使用 GParted 改变分区大小和位置
Windows 下的启动修复等
PXE 上还有 Windows PE 的镜像，因此也可以通过 PE 来对本机的 Windows 进行启动修复，文件移动复制，修改注册表等操作。
总结
相比使用 U 盘安装时还需要下载镜像，制作启动盘等繁琐的操作，使用 PXE 只需要插上网线，并且调节 BIOS 设置即可进入 live linux，而且还有 GParted 等一系列工具可用，在服务器等出现问题时应急处理也很有帮助，还是很方便的。同学们也可以事先安装 ipxe，以便在校外或直接连接时连接不上等特殊情况时也可以使用 PXE。
PXE 目前由李文睿同学维护，如果需要反馈 BUG，可以发邮件到 lug AT ustc.edu.cn 或 sirius AT ustclug.org。
