Verständnis und Fehlerbehebung für PXE-Boot in der ACI-Fabric

Preboot eXecution Environment (PXE, manchmal als Pixie ausgesprochen)

PXE oder Network Booting ermöglicht dem BIOS das Herunterladen und Booten eines Betriebssystems über das Netzwerk. Bei Cisco NX-OS-Routern entspricht dies dem Boot-Loader [loader>] auch als Kickstart.

Beim PXE-Boot überprüft das BIOS des PXE-Clients die konfigurierte Bootreihenfolge und, wenn PXE-Boot konfiguriert ist, ob die Hardware PXE-Boot unterstützt. Wenn ja, versucht er, eine IP-Adresse von der Netzwerkkarte zu DHCP. In der DHCP-Anfrage fordert der PXE-Client bestimmte DHCP-Optionen an, z. B. 67 [Dateiname]. In der DHCP-Antwort antwortet der DHCP-Server mit den angeforderten Optionen. Der PXE-Client lädt dann die in der DHCP-Antwort angegebene Datei [Network Bootstrap Program (NBP)] herunter und führt sie aus, um das Betriebssystem auf den Server laden zu lassen.

PXE-Client an anderen TFTP-Server umleiten

Standardmäßig versucht der PXE-Client, den Dateinamen in der DHCP-Antwort vom DHCP-Server per TFTP herunterzuladen, es sei denn, er erhält die Option 66, Next-Server oder die Option 60/43 in der DHCP-Antwort, um ihn an eine andere IP-Adresse umzuleiten. Die Adresse des nächsten Servers wird in bootp und PXE verwendet, um anzugeben, dass verschiedene Server für DHCP und TFTP verwendet werden.

Die DHCP-Optionen Next-Server (Option 12) und Bootfile (Option 0) geben in der Regel den TFTP-Server und den Dateinamen des anfänglichen Boot-Loaders an. Bootfile wird optional von einem Client verwendet, um einen bestimmten Typ von Bootdatei in einer DHCPDISCOVER-Nachricht anzufordern. Er wird von einem DHCP-Server in einem DHCPOFFER verwendet, um einen Boot-Datei-Verzeichnispfad und einen Dateinamen vollständig anzugeben.

Option 67 muss auch für den Dateinamen angegeben werden. Der Unterschied zwischen bootfile und option 67 besteht darin, dass in der DHCP-Antwort der Dateiname gefunden wird. Bei den reservierten Feldern werden die Antworten nicht im Optionsteil des Antwortpakets nummeriert, sondern in einer bestimmten Reihenfolge angegeben.

Beispielsweise werden der Server-Hostname und die Bootdatei vor den nummerierten Optionen im Bild unten angezeigt.

Wichtige Hinweise zur Fehlerbehebung

Wenn der PXE-Boot-Client keine spezifische DHCP-Option in der Parameteranforderungsliste der Option 55 im DHCP-Anforderungspaket anfordert, IST die DHCP-Option NICHT im DHCP-Serverantwortpaket enthalten, selbst wenn sie auf dem DHCP-Server konfiguriert ist. Es ist wichtig, einen Sniffer-Trace zu erhalten, um die angeforderten und gegebenen Optionen zu überprüfen.

HINWEIS: Wenn die ACI für die DHCP-IP-Helper-Adresse (DHCP Relay) für einen DHCP-Server konfiguriert ist, kann auf dem ersten Hop Leaf-Switch tcpdump verwendet werden. Da der Leaf-Switch als DHCP-Relay fungieren muss, muss die CPU die DHCP-Pakete verarbeiten, um sie an den DHCP-Server weiterzuleiten. Sie können sich mit dem Administratorkonto anmelden und den Befehl

tcpdump -i any -w /tmp/packet.pcap "port 67"

um die DHCP-Pakete zwischen dem Host und dem DHCP-Server zu erfassen. Wenn der Leaf-Switch über keine OOB-IP-Adresse verfügt, können Sie die erfasste Datei auf den APIC übertragen, indem Sie sich mit dem Admin-Benutzernamen beim APIC anmelden und

scp admin@<switch TEP>:/tmp/packet.pcap /home/admin

Sie können die Datei dann mithilfe der GUI-IP-Adresse vom APIC übertragen.

Je nachdem, welche PXE-Server unterstützen, können viele verschiedene Dateinamen angegeben werden. Der gängigste Bootloader-Dateiname für einen Linux-Server heißt "/pxelinux.0" und befindet sich normalerweise im Verzeichnis /tftpboot.

DHCP-Optionen, die beim PXE-Booten verwendet werden können

NAME	OPTIONSNUMMER	Konfiguration
BOOTDATEI	0	Bootfile <Datei>
STANDARD-ROUTER	1	Standard-Router 10.250.118.1
NETZWERK	11	Netzwerk 10.250.118.0 255.255.255.0
NEXT_SERVER	12	Next-Server 10.45.67.8
Mit übereinstimmender Option senden 60	43	Option 43 hex 06010708070000010afbd015
Übereinstimmende Zeichenfolge für Option 43	60	Option 60 "PXEClient"
Einzelner TFTP-Server	66	Option 66 IP 10.240.221.21
PXE-Dateiname	67	Option 67 "/pxelinux.0"
TFTP-Serverliste	150	Option 150 10.240.208.21

Option 43 wird an den PXE-Client zurückgegeben, wenn der DHCP-Server die 60-Option mit der 60-Zeichenfolge vergleicht, die vom Client gesendet wurde. Option 43 weist in aufsteigender Reihenfolge mehrere Unteroptionen auf (Option 6, dann 8 usw.):

Unteroption 6 ist definiert als

06: Unteroption 6

01: 1 Byte lang

07: PXE_BOOT_SERVERS-Liste verwenden, Multicast- und Broadcast-Erkennung deaktivieren (nur Unicast)

Unteroption 8 ist definiert als

08: Unteroption 8

07: Größe von 08 Option in Byte

0000: PXE-Servertyp 0 (PXE-Bootserver)

01: Anzahl der PXE-Server

0afbd015: 10.251.208.21

Die Option sieht in der DHCP-Konfiguration folgendermaßen aus:

Option 43 hex 06010708070000010afbd015

Laut https://support.microsoft.com/en-us/kb/259670, wenn der DHCP-Server über folgende Optionen verfügt:

60 = Client Identifier (auf "PXEClient" festgelegt)

66 = Host-Name oder IP-Adresse des Bootservers

67 = BootFile Name

Wenn das anfängliche DHCP-Angebot des DHCP-Servers diese Boot-Optionen enthält, wird versucht, vom PXE-Client aus eine Verbindung mit Port 4011 auf dem DHCP-Server herzustellen, und es wird der Fehler "Proxy DHCP Service hat nicht auf Port 4011 geantwortet" angezeigt.

HINWEIS: Microsoft unterstützt die Verwendung dieser Optionen auf einem DHCP-Server zur Umleitung von PXE-Clients nicht.

Kundentopologie

In diesem Beispielfall hatte der Benutzer zwei verschiedene ACI-Fabrics. In der ACI-Fabric Nr. 1 führten die PXE-Clients DHCP aus und starteten einen Microsoft-Server in der Fabric. In der anderen ACI-Fabric wiesen die PXE-Clients einen externen IOS-XE 4507-Router über einen L3Out-Router aus, nutzten jedoch denselben Microsoft-Server, um die Datei herunterzuladen, sodass der DHCP-Server nicht als TFTP-Server fungierte.

Die endgültige Lösung bestand darin, auf einen Linux-DHCP-Server zu wechseln. Die Analyse der DHCP-Paketverfolgung sieht so aus, als ob der Kunde die Option 43 String falsch konfiguriert hat und der IOS-XE DHCP-Server nie funktionierte.

Hierfür kann die ACI verwendet werden:

1. Ein DHCP-Relay muss konfiguriert werden, um die DHCP-Client-Pakete weiterzuleiten.
2. Die Verträge müssen DHCP- und TFTP-Pakete zwischen dem L3Out und der EPG zulassen, in der sich der PXE-Client befindet.

Bei den Leaf-Switches für die TFTP-Pakete werden unter Verwendung des Befehls möglicherweise Verträge verworfen.

calo2-leaf2# show logging ip access-list internal paket log | grep <Client-IP-Adresse>

Dieser Befehl ändert sich in Version 2.0, um das deny-Schlüsselwort oder das permit-Schlüsselwort hinzuzufügen. Daraus wird

calo2-leaf2# show logging ip access-list internal paket log deny | grep <Client-IP-Adresse>

Im Beispielfall forderte der PXE-Client Option 66 nicht an, gab aber Option 60 an und forderte Option 43 in der Parameterliste für Option 55 an. Außerdem wurde Next-Server angefordert (Option 12). Beachten Sie, dass der PXE-Dateiname über Option 67 angefordert wurde.

Die Antwort zeigt die Bootdatei und Option 67.

TCPdump auf Leaf-Switch: