[Server / UEFI] UEFI란?? / UEFI PXE boot와 BIOS PXE boot 와의 차이점

안녕하세요 이번 글에서는 UEFI와 PXE 부트중 UEFI 방식의 PXE boot, BIOS 방식의 PXE boot의 차이를 씁니다. 

 

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1. UEFI 란?

UEFI(통합 확장 가능 펌웨어 인터페이스, Unified Extensible Firmware Interface) 는 컴퓨터의 기본 입출력 시스템(BIOS)을 대체하는 새로운 펌웨어 인터페이스

PC 또는 서버의 하드웨어와 운영 체제 사이에서 동작하며, 시스템을 부팅하고 하드웨어 초기화를 수행하는 역할을 합니다. 

 

BIOS와의 차이점과 특징:

기본적으로 UEFI는 BIOS를 대체하면서 성능, 보안성, 확장성 측면에서 더 나은 이점을 주는 펌웨어 인터페이스로

최신 PC, 서버에 탑재되어있습니다. 

최신이라고 하지만 정말 10년 이상되지 않은 서버/PC라면 다 해당 기능을 가지고 있습니다. 

그렇다면 이 UEFI는 BIOS를 어떻게 대체할까요

• BIOS는 1980년대에 개발된 오래된 기술로, 16비트 모드에서 동작하고 메모리 제한(1MB 이하)이 있습니다. 이와 달리, UEFI는 64비트 모드를 지원하고, 더 많은 메모리와 다양한 기능을 제공합니다.
• GUI 지원: UEFI는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 지원하여, 사용자가 마우스를 이용해 보다 직관적으로 설정을 할 수 있습니다. BIOS는 대부분 텍스트 기반 인터페이스입니다.
• 보안 기능: UEFI는 Secure Boot라는 기능을 통해, 인증되지 않은 소프트웨어나 악성코드가 시스템을 부팅하지 못하도록 방지합니다. 이 기능은 컴퓨터를 보다 안전하게 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
• 빠른 부팅: UEFI는 BIOS에 비해 훨씬 빠르게 부팅할 수 있습니다. 하드웨어 초기화 및 운영 체제 로딩 속도의 향상이 있기 때문에 수 분까지도 차이가 납니다. 
• 대용량 드라이브 지원: UEFI는 GPT 파티션을 사용하여, 2.2TB 이상의 대용량 하드 드라이브를 지원합니다. 반면 BIOS는 MBR(Master Boot Record) 방식을 사용하여 2.2TB 이상의 드라이브를 지원하지 못합니다.
• 확장성: UEFI는 모듈식 구조로 설계되어, 하드웨어 제조업체나 개발자들이 펌웨어를 확장하거나 기능을 추가하는 것이 용이합니다.

 

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2. BIOS PXE 부팅과 UEFI PXE 부팅의 차이

 

실제로 운영중인 서버에서 PXE boot가 필요한 상황마다 BIOS 또는 UEFI 중 선택해서 진행하곤 하는데요.

이 두가지에는 여러가지 설정 차이가 있습니다. 

 

DELL 서버의 Boot setting

 

UEFI가 최신의 서버에서 제공되고 있지만, 그렇다고 BIOS 모드를 사용하지 못하는 것은 아닙니다. 

UEFI를 지원하는 서버/PC라면 이 두가지 선택사항을 모두 가지고 있는 경우가 대다수입니다. 

그렇다면 각 PXE boot 방식의 차이를 확인해봅니다. 

 

1. 부팅 환경

• BIOS PXE 부팅:
  • BIOS는 16비트 환경에서 동작하며, 제한된 메모리(1MB 이하)와 기능을 제공합니다. PXE 클라이언트가 이 환경에서 네트워크 인터페이스를 사용해 부팅 서버로부터 운영 체제 이미지를 받아옵니다.
  • BIOS는 MBR(Master Boot Record) 파티션을 사용하고, 일반적으로 2.2TB 이하의 하드 드라이브만 지원합니다.
• UEFI PXE 부팅:
  • UEFI는 32비트 또는 64비트 환경에서 동작하며, 더 많은 메모리와 향상된 성능을 제공합니다. UEFI의 PXE 부팅은 더 빠르고 유연하게 동작하며, 다양한 하드웨어 환경에서 더 나은 지원을 합니다.
  • UEFI는 GPT(GUID Partition Table) 파티션을 지원하고, 2.2TB 이상의 대용량 디스크를 사용할 수 있습니다.

2. 부팅 프로세스

• BIOS PXE 부팅:
  • BIOS에서는 PXE 부팅을 통해 TFTP(Trivial File Transfer Protocol), UDP 통신을 사용하여 부팅 서버로부터 운영 체제 또는 부팅 이미지를 전송받습니다.
  • BIOS는 제한된 네트워크 옵션과 프로토콜을 사용합니다.
• UEFI PXE 부팅:
  • UEFI에서는 UDP 통신을 사용하는 PXE 방식은 동일하지만, UEFI 부팅의 경우 HTTP/HTTPS를 통해 네트워크로부터 이미지를 받을 수 있는 기능도 지원합니다.
  • UEFI의 부팅 과정은 모듈화되어 있어, 네트워크 상에서 다양한 프로토콜을 사용할 수 있고, 더 나은 확장성을 제공합니다.

3. 부팅 파일 형식

• BIOS PXE 부팅:
  • BIOS에서는 부팅 파일이 일반적으로 Legacy Boot 방식에 맞는 형식으로 제공되며, 운영 체제는 MBR 형식의 디스크에서 부팅됩니다.
• UEFI PXE 부팅:
  • UEFI에서는 부팅 파일이 EFI 파일 형식으로 제공되며, GPT 형식의 디스크에서 운영 체제를 부팅할 수 있습니다.

4. 보안 기능

• BIOS PXE 부팅:
  • BIOS는 PXE 부팅 과정에서 보안 검증을 수행하지 않습니다. 그래서 악성 코드나 비인가된 소프트웨어가 시스템에 침입할 가능성이 큽니다.
• UEFI PXE 부팅:
  • UEFI는 Secure Boot 기능을 통해, 인증되지 않은 운영 체제 또는 부팅 이미지를 차단할 수 있습니다. 이를 통해 PXE 부팅 과정에서의 보안이 강화됩니다.

5. 호환성

• BIOS PXE 부팅:
  • BIOS PXE 부팅은 주로 구형 하드웨어에서 사용되며, 최신 하드웨어에서는 지원하지 않는 경우가 있습니다.
• UEFI PXE 부팅:
  • UEFI PXE 부팅은 최신 하드웨어에서 표준으로 채택되며, 다양한 운영 체제와 하드웨어에서 지원됩니다. 특히, 최신 Windows 및 Linux 배포판에서 UEFI 모드 부팅을 선호합니다.

요약:

• BIOS PXE 부팅은 구형 기술로, 제한된 메모리와 보안 기능을 제공하며, 주로 16비트 환경에서 동작합니다.
• UEFI PXE 부팅은 최신 기술로, 향상된 성능, 보안 기능(Secure Boot) 및 다양한 부팅 파일 형식을 지원하며, 64비트 환경에서 동작합니다.

경험상 가장 중요한 차이점은 역시 속도 입니다. 

BIOS에서의 시간보다 기본 10배 이상은 빠르다고 할 수 있습니다.