TFTP & PXE – Grundlagen

TFTP (Trivially File Transfer Protocol) und PXE (Preboot Execution Environment) werden häufig für Netzboot, Firmware-Updates, Konfigurationsuploads und automatisierte Betriebssysteminstallationen genutzt.

TFTP ist ein sehr einfaches Dateiübertragungsprotokoll.
Es verzichtet bewusst auf Funktionen wie:

• Authentifizierung
• Verschlüsselung
• Verzeichnisstrukturen
• Rechteverwaltung

Es wird eingesetzt in:

• Netzwerkgeräten (Switches, Router)
• PXE-Boot
• Embedded-Systemen
• einfachen Firmware-Downloads

• 69/UDP
• verbindungslos, schnell, aber unsicher

Ablauf:

1. Client sendet Anfrage (RRQ/WRQ) an Port 69
2. Server öffnet einen neuen Port für die Datenübertragung
3. Datei wird blockweise übertragen (512 Byte)
4. Client bestätigt jeden Block
5. Übertragung endet bei kleinem Block (<512 Byte)

ASCII:

 Client → UDP/69 → TFTP-Server
 → Dynamischer Port → Datenübertragung

 tftp 192.168.1.10
 tftp> get config.cfg
 tftp> put firmware.bin

• extrem leichtgewichtig
• perfekt für Bootloader, kleine Systeme
• ideal für PXE

• keine Sicherheit
• keine Authentifizierung
• leicht manipulierbar
• langsamer als moderne Protokolle

PXE ermöglicht es, einen Computer über das Netzwerk zu booten, ohne Festplatte oder lokales Betriebssystem.

Es basiert auf:

• DHCP
• TFTP
• einem Netzwerk-Bootloader

Kompletter Boot-Vorgang Schritt für Schritt:

 1. Client startet (BIOS/UEFI)
 2. NIC sendet DHCP-Discover mit PXE-Option
 3. DHCP-Server sendet Adresse + PXE-Optionen (Option 66 & 67)
 4. Client lädt Bootloader via TFTP
 5. Bootloader lädt Kernel + Initrd via TFTP
 6. Betriebssystem startet Installationsroutine oder Live-System

• Option 66 → TFTP-Server-Adresse
• Option 67 → Name des Bootfiles (z. B. pxelinux.0)

Beispiel:

 option tftp-server-name "192.168.1.10";
 option bootfile-name "pxelinux.0";

Typisch bei Linux PXE-Umgebungen:

 /tftpboot/
 /tftpboot/pxelinux.0
 /tftpboot/ldlinux.c32
 /tftpboot/menu.cfg
 /tftpboot/images/debian/
 /tftpboot/images/windows/
 /tftpboot/initrd.img
 /tftpboot/vmlinuz

• Masseninstallation von PCs (Schulen, Firmen)
• Automatisierte Linux-Deployments (z. B. via Foreman, MAAS)
• Diskless Clients
• Rettungssysteme / Live-Systeme
• Imaging (Clonezilla, FOG Server)

Da beide Protokolle keine Sicherheit bieten:

• immer in isolierten VLANs verwenden
• Zugang zu TFTP-Server einengen
• Boot-Pfade schützen
• alternative sichere Mechanismen prüfen (iPXE via HTTPS)

Modernere PXE-Varianten (iPXE) unterstützen:

• HTTP/HTTPS
• Authentifizierung
• fortgeschrittenes Boot-Scripting

 Client ──DHCP──> DHCP-Server (Option 66/67)
    ↓
 lädt Bootloader via TFTP
    ↓
 lädt Kernel + Initrd via TFTP
    ↓
 Start des Installers / Betriebssystems

• TFTP = einfaches Datei-Transferprotokoll (UDP 69), keine Sicherheit
• PXE = Netzwerkboot, nutzt DHCP + TFTP
• Option 66/67 steuern PXE-Server und Bootloader
• ideal für Masseninstallationen und OS-Deployments
• moderne Varianten nutzen iPXE (auch HTTP/HTTPS möglich)