2. 网络基础回顾：IP地址、子网掩码、网关、DNS、MAC地址、广播域、DHCP协议基础
在搭建 PXE 引导环境之前，必须牢固掌握网络通信的底层逻辑。PXE 依赖 DHCP 获取 IP 参数、依赖广播发现引导服务器、依赖 MAC 地址进行设备标识。本节将系统梳理这些核心概念及其在 PXE 场景中的具体作用。
2.1 IP 地址与子网掩码
IP 地址是网络设备的逻辑标识，分为网络位和主机位。子网掩码用于区分这两个部分，决定设备属于哪个广播域。
| 概念 | 说明 | PXE 场景示例 |
|---|---|---|
| IP 地址 | 32 位二进制，点分十进制表示 | DHCP 分配的客户端 IP：192.168.100.50 |
| 子网掩码 | 连续 1 表示网络位，0 表示主机位 | 255.255.255.0 → 网络位 24 位 |
| 网络地址 | 主机位全 0 | 192.168.100.0/24 |
| 广播地址 | 主机位全 1 | 192.168.100.255 |
关键点：PXE 客户端在未获得 IP 前使用 0.0.0.0，目标广播地址为 255.255.255.255。子网掩码决定了 DHCP 广播能否跨越路由器。
2.2 网关与 DNS
网关是设备离开本地子网访问远程网络的出口，通常为路由器接口地址。DNS 将域名解析为 IP 地址。在 PXE 环境中，网关用于引导客户端访问位于不同子网的 TFTP/HTTP 引导服务器；DNS 则用于解析引导服务器域名（如果配置为域名方式）。
| 参数 | DHCP Option | PXE 中的作用 |
|---|---|---|
| 网关（Router） | Option 3 | 客户端跨子网获取引导文件 |
| DNS 服务器 | Option 6 | 解析 next-server 域名 |
实践建议：在 PXE 的 DHCP 配置中，网关地址必须与客户端 IP 在同一子网，否则客户端无法正确设置默认路由。
2.3 MAC 地址与广播域
MAC 地址是网络接口卡的硬件标识，48 位，前 24 位为 OUI（厂商代码），后 24 位为序列号。PXE 使用 MAC 地址唯一标识客户端，DHCP 服务器可基于 MAC 分配固定 IP 或指定引导文件。
广播域是网络中能收到同一广播帧的所有设备集合。默认情况下，路由器隔离广播域。PXE 的 DHCP 发现阶段使用广播（目标 MAC FF:FF:FF:FF:FF:FF），因此 DHCP 服务器必须与客户端在同一广播域，或配置 DHCP 中继（ip helper-address）。
2.4 DHCP 协议基础
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）基于 UDP，客户端端口 68，服务器端口 67。PXE 使用 DHCP 获取 IP 参数并发现引导服务器。
DHCP 四步交互（DORA）
- DISCOVER：客户端广播 255.255.255.255，源 IP 0.0.0.0，寻找 DHCP 服务器。
- OFFER：服务器回应，提供 IP 地址、子网掩码、网关、租期等参数。
- REQUEST：客户端广播确认选择该服务器提供的参数。
- ACK：服务器最终确认，租约生效。
PXE 扩展：标准 DHCP 只分配网络参数，PXE 需要额外 Option 60（客户端标识）、Option 66（TFTP 服务器地址）、Option 67（引导文件名）。DHCP 服务器必须支持这些扩展选项。
2.5 核心概念对比表
| 概念 | 层级 | 长度/格式 | PXE 关键用途 |
|---|---|---|---|
| IP 地址 | 网络层（L3） | 32 bit，点分十进制 | 客户端网络标识，引导服务器访问 |
| 子网掩码 | 网络层（L3） | 32 bit，连续 1+0 | 划分广播域，判断是否跨网关 |
| 网关 | 网络层（L3） | 32 bit，IP 格式 | 跨子网获取引导文件 |
| DNS | 应用层（L7） | 域名 → IP 映射 | 解析 next-server 域名 |
| MAC 地址 | 数据链路层（L2） | 48 bit，十六进制 | 设备唯一标识，IP-MAC 绑定 |
| 广播域 | 数据链路层（L2） | 逻辑边界 | DHCP 发现范围，决定中继需求 |
| DHCP | 应用层（L7） | UDP 67/68 | 自动配置 IP 及 PXE 引导参数 |
常见误区：PXE 客户端在 DHCP 阶段使用广播，但获取 IP 后与 TFTP/HTTP 服务器的通信为单播。如果 DHCP 服务器与客户端跨网段，必须配置 DHCP 中继（ip helper-address），否则 DISCOVER 广播无法到达服务器。