优化pxe网启动时tftp的传输速度 --- 针对pxelinux和bootmgr

Posted 2021-01-15 我的番茄炒蛋

作为一名IT人士，一般的计算机维护当然不好意思找别人。 于是自己用pxelinux搭了个网络启动环境，可以启动各种WinPE，以供折腾电脑系统，刷新固件的需要。

 

    只是一般的网络启动都是基于tftp协议的，传输文件那叫一个慢。启动时光是加载映像文件就得几分钟，简直就像活在史前一样。 找了一圈方法，没辙。 好在这东西也就救急时用用，凑活凑活也行。

 

   于是就这么凑错了几年。。。

 

   最近升级到win8了，为了维护环境，加了几个win7,win8的PE。 winxp的pe就在启动菜单上无比折腾（要到二进制文件里去改），win7也没好到哪儿去。但是新的bootmgr本身 提供了启动菜单，   为了简单起见，干脆放弃了在pxelinux里集成多个winpe的菜单了，直接单弄一个目录直接启动bootmgr。需要的时候切换下目录就行了，比强行改二进制文件，然后弄到pxelinux菜单上不知道轻松多少倍。

 

   好了，那就从bootmgr的菜单折腾起。过程比较无趣繁琐，一带而过：随便找个例子教程照着改；结果似乎有时好使有时不好使，原因不明；一怒之下把BCD的规范定义翻了个遍； 问题解决了，原因也搞明白了；顺带着还有个意外的收获。

 

   这个意外的收获就是发现在BCD的定义中，有两个涉及到TFTP的参数，分别是 windows size 和 block size。当时一看到这两个参数就眼前一亮，要知道TFTP的传输性能弱，关隘全在这俩参数上。

   赶紧把这俩参数仔仔细细的查清楚了，立刻加到bootmgr的bcd里面。

   启动一试， 效果非常显著！！

   默认的网络启动过程，网卡的使用率始终在10mbps以下徘徊，大部分情况下更低，一个3M大小的字体文件，都要拷贝好一会儿。加上参数后，网卡的利用率立刻飙升到40mbps上下，一般都不低于20Mbps。 网络加载速度一下子快乐好几倍，再也不用傻等了，非常之爽。

 

下面是我的 bcdedit /store bcd /enum all 的部分输出：

 

安装程序 Ramdisk 选项
---------------------
标识符 {ramdiskoptions}
ramdisksdidevice boot
ramdisksdipath BOOTBOOT.SDI
ramdisktftpblocksize 40960
ramdisktftpwindowsize 100
 

其中可以看到 block size 设成了 40K。window size 设成了 100。

block size 设成 40k 是为了配合udp封包的优化，虽然理论上可以到63k左右（64k - 包头结构），稍微留点余量还是比较稳妥的。 实际使用时，block size其实可以更大更随意，比如到1M大小，只是这是程序层的逻辑，到了UDP层还是自动拆分了。 这个地方选40k纯属经验，并没有对比过其他的数值并优化。

 

windows size 这个值其实比较随意，但只在较小的数值范围时，才满足正比关系（越大效率越高）；超过一定的数值后，再大也没多大的意义了，而且效率有可能更低，甚至伴随更多的稳定性问题。

我一开始设置的是10，效果就很好了；后来为了对比下，就调成了100，发现100的效率跟10的效率，几乎没有啥区别，即便有提升，估计也就 百分之几顶多十几的提升。 其实这个地方10就足够了，我这儿是因为没啥区别，所以测试后没有改回来。

 

 

原谅我懒于编排文章结构，就这样吧：  以上是bootmgr的部分
------------------------------------------------ 分割线 ------------------------------------------------

以下是pxelinux的部分

 

 

 

上文说到bootmgr里面有两个很隐秘的参数，解决了网络传输性能的大问题。 但是这仅仅针对bootmgr才起作用；对于 基于 pxelinux 启动的部分，还是老样子。

但是有了上文的成功案例的鼓励，就更加有了改造pxelinux的信心。

 

过程同样是无趣且冗长波折的，这里直接跳转到结果：

结果就是下载syslinux的源码，修改后重新编译---听起来有点麻烦，其实非常简单，尤其是Linux环境下，直接打make就行（其实还需要安装个uuid-dev的包，我没看README，结果找这个uuid.h找了半天，找到了才发现人README里写的很清楚）。

 

修改的地方有两处，都在 core/fs/pxe目录下：

对于 pxe.c, 找到 1408 这个字符串，改成 40960. 这是定义blocksize。

对于 pxe.h，找到  PKTBUF_SIZE 的定义，把 2048 改成 (1024*64)。 这里定义的是接受缓冲区的大小。

 

然后

make

sudo make netinstall

就行了。

 

其实光make就行了，只是他的makefile写的不怎样，编译出来的文件都分散在各个目录里了，找起来很麻烦。 make netinstall 会把这些编译出来的文件，都拷贝到 /tftpdroot里，找起来就方便多了。由于是在根目录下创建/tftpdroot目录，所以需要sudo，如有已有目录且有权限，是不必sudo的。

 

 

说下效果吧：

  一句话，非常棒！！

  pxelinux 的这个部分实现得非常精简，只支持一个 block size参数，不支持window机制。但即便如此，他的效率仍高过了具备window机制的bootmgr。网卡利用率最高可以到60Mbps上下，最低也有20Mbps左右。相对于原来，简直是飞一般的速度！

 

 

再多啰嗦句：

  syslinux这里的默认值真的是很诡异 ，1408？？这是数字一眼就让人想起modem的MTU。 问题是这个东东大部分是局域网用的，跟MTU有个毛关系啊。

  pxelinux在他的说明里，一再强调 所设置的 TFTPD服务器一定要支持 tsize 选项，不兼容没有tsize选项的tftpd。言下之意是pxelinux是比较新的，支持比较高级功能的。

但是他所设定的1408的block size，仅仅比最初始的恐龙时代的设定------512，多了一倍多而已，根本就是聊胜于无。

  还是赶紧改了吧。

 

 

 

 

 

 

 最后，对于实在不想自己编译的同学，我把我的编译结果放在这儿了。

 http://download.csdn.net/detail/whoo/5054668 （注：这个包的blksize设为40k，对于有些机器来说过大了，存在兼容性问题。在将blksize调整为16k之后，经测试速度几乎没有降低，而兼容性好了很多------手头可测试的设备都通过了，但有网友反馈仍有问题。 新的下载地址是这个 http://download.csdn.net/detail/whoo/5150778）

 

 

补充下就是：我的各种测试中，pxelinux.0 是没问题的的。  但是gpxelinux.0在vmware中就报错。 经过一段时间的尝试后，我已经放弃gpxe这个东东了，所以未做进一步的测试，不清楚这一问题到底是gpxe在vmware中的兼容问题，还是修改后的传输参数造成的。
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作者：whoo
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/whoo/article/details/8571550
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