Fedoraで構築するPXEブートサーバー完全ガイド：dnsmasqとiPXEの導入手順 - ITFROMZERO - Share tobe shared! Fedora環境でdnsmasq（ProxyDHCP）とiPXEを組み合わせたPXEブートサーバーの構築手順を解説。既存LANのIP競合を防ぎつつ、1Gbpsのネットワーク経由で安全かつ高速にOSを自動インストールする環境を整えます。

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課題：大量セットアップ時の「USB挿し直し」という悪夢

開発チーム用に導入された15台の新品PCのキッティングや、ペネトレーションテスト実施後にラボ内30台の端末を一斉初期化（再イメージング）する場面を想像してみてください。従来のシステム管理者ならどう対応するでしょうか。Ventoyを入れたUSBメモリを数本用意し、各デスクを回っては挿してパーティションを選び、展開が終わるのをただ待つ……という作業を繰り返すはずです。

しかし、このやり方は極めて非効率です。2本のUSBメモリで15台をセットアップするだけでも、平気で午前中いっぱい（3〜4時間）が潰れてしまいます。さらに、USBメモリの接触不良やフラッシュメモリの故障、部署間で古いISOイメージを誤って適用してしまうリスクも付きまといます。もし上司から「昼までに50台準備しろ」と指示されれば、手動作業では確実に破綻するでしょう。よりスマートな解決策は、既存のギガビットネットワークを活用してOSインストーラーを自動ブート・配布することです。

基本概念：PXEブート、dnsmasq、iPXEの仕組み

動作の仕組みはいたってシンプルです。クライアントPCの電源を入れると、ネットワークカード（NIC）がLAN内へブロードキャストを送信し、「IPアドレスとブート手順を教えてくれるサーバーはいますか？」と問い合わせます。

PXE (Preboot Execution Environment): NICのROMチップやUEFI/BIOSに組み込まれたブートローダー読み込み規格。DHCPサーバーからIPを取得後、初期ブートローダーファイルをRAM上に展開して起動します。
dnsmasq: Linuxにおける定番のオールインワン軽量サーバーツール。従来のISC-DHCP Serverとtftpd-hpaを組み合わせた重厚な構成と異なり、DNS、DHCP Proxy、TFTPの全機能をメモリ消費量わずか15MB未満の単一プロセスで提供します。
iPXE: 従来のPXEを拡張・代替するオープンソースのブートファームウェア。標準PXEはブロックサイズが小さくUDPを使うTFTPに依存するため、転送速度が1〜2 MB/s程度に制限されがちです。一方、iPXEはHTTP/HTTPS経由でカーネルやrootfsを取得できるため、1Gbpsのネットワーク帯域上限（〜110 MB/s）をフル活用した高速ロードが可能になり、柔軟なグラフィカルメニューやスクリプト制御も実現します。

実践：FedoraでPXEブートサーバーを構築する

Fedoraは最新のカーネルとアップストリームに追従したパッケージが揃っており、検証用サーバー環境に最適です。オフィスで稼働しているFedoraワークステーションを1台流用するだけで、社内全体向けのブートサーバーとして即座に機能させることができます。

ステップ1: dnsmasqとNginxのインストール

まずはdnsmasq本体と、ISOファイルを高速なHTTP経由で配信するためのNginxをインストールします。

sudo dnf install -y dnsmasq nginx syslinux-tftpboot ipxe-bootimgs

ステップ2: TFTPブートファームウェアの準備

dnsmasqは指定されたTFTPルートディレクトリから、初期バイナリファイルをクライアントへ配信します。ディレクトリを作成し、ハードウェア規格に合わせてLegacy BIOS用とUEFI 64-bit用のiPXEブートファイルを配置します。

sudo mkdir -p /var/lib/tftpboot
sudo cp /usr/share/ipxe/undionly.kpxe /var/lib/tftpboot/      # レガシーBIOS搭載マシン用
sudo cp /usr/share/ipxe/ipxe-x86_64.efi /var/lib/tftpboot/   # 64ビットUEFI搭載マシン用

ステップ3: ProxyDHCPモードでのdnsmasq設定

一般的なオフィス環境では、MikroTikやYAMAHAなどのルーターがすでにDHCPを稼働させています。そこに別のDHCPサーバーを追加すると、即座にIPの競合が発生します。dnsmasqのProxyDHCP機能は、この問題を完全に回避できます。IPアドレスの払い出し権限は既存ルーターに残したまま、dnsmasqはクライアントからのDHCP Discoverパケットを検知した際にブート用オプション（PXEオプション）のみを追加提供します。

設定ファイル /etc/dnsmasq.d/pxeboot.conf を作成します：

sudo nano /etc/dnsmasq.d/pxeboot.conf

Fedoraマシンのネットワークインターフェース名を enp3s0、固定IPアドレスを 192.168.1.100 と仮定した場合、以下のように記述します：

# 内部ネットワークインターフェースでリッスン
interface=enp3s0
bind-interfaces

# 内部サブネット上でProxy DHCPモードとして動作（IPレンジの払い出しは行わない）
dhcp-range=192.168.1.0,proxy,255.255.255.0

# 内蔵TFTPサーバーを有効化
enable-tftp
tftp-root=/var/lib/tftpboot

# クライアントのアーキテクチャを判定: BIOS (0) または UEFI (7, 9)
dhcp-match=set:bios,option:client-arch,0
dhcp-match=set:efi-x86_64,option:client-arch,7
dhcp-match=set:efi-x86_64,option:client-arch,9

# アーキテクチャに応じたiPXEローダーをTFTP経由で配信
dhcp-boot=tag:bios,undionly.kpxe
dhcp-boot=tag:efi-x86_64,ipxe-x86_64.efi

# iPXEロード後、制御をHTTPメニューへ引き渡し
dhcp-userclass=set:ipxe,iPXE
dhcp-boot=tag:ipxe,http://192.168.1.100/boot.ipxe

ステップ4: iPXEスクリプトによるブートメニューの作成

iPXEがRAM上にロードされると、Nginxから boot.ipxe をフェッチして視覚的なメニューを表示します。Webルートディレクトリにこのファイルを作成します：

sudo nano /usr/share/nginx/html/boot.ipxe

メニュー設定のサンプルは以下の通りです：

#!ipxe

set menu-timeout 15000
set menu-default fedora-live

:start
menu Network Boot System (PXE Lab Fedora)
item --gap --             ---------------- OS INSTALLERS ----------------
item fedora-live          Fedora Workstation 39 (Live) のインストール
item local                ローカルストレージから起動
item shell                iPXE コマンドシェルの起動
choose --timeout ${menu-timeout} --default ${menu-default} target && goto ${target}

:local
echo Booting from local drive...
exit

:shell
shell

:fedora-live
echo HTTP経由でLinuxカーネルとInitrdをダウンロード中 (1Gbps)...
kernel http://192.168.1.100/os/fedora/vmlinuz ip=dhcp root=live:http://192.168.1.100/os/fedora/squashfs.img ro rd.live.image quiet
initrd http://192.168.1.100/os/fedora/initrd.img
boot

続いて、FedoraのISOファイルをマウントし、vmlinuz、initrd.img、squashfs.img を /usr/share/nginx/html/os/fedora/ 配下にコピーします。通常の1Gbpsスイッチ環境であれば、HTTP経由での転送はわずか15〜20秒程度で完了します。

ステップ5: ファイアウォールの設定とサービスの起動

Fedoraはデフォルトで firewalld が厳格に動作しています。DHCP (67/udp)、TFTP (69/udp)、HTTP (80/tcp) の各ポートを開放する必要があります。

sudo firewall-cmd --permanent --add-service={dhcp,dns,tftp,http}
sudo firewall-cmd --reload

sudo systemctl enable --now dnsmasq
sudo systemctl enable --now nginx

各サービスの状態を確認します：

systemctl status dnsmasq nginx --no-pager

それでは動作確認を行いましょう。クライアントPCにLANケーブルを接続して電源を入れ、ブートメニュー呼び出しキー（Dell/LenovoならF12、MSI/HPならF11など）を押します。一覧から Network Boot / UEFI PXE を選択すると、瞬時にブートメニューが立ち上がります。

まとめ

Fedora環境上でdnsmasqとiPXEを組み合わせることで、極めて軽量でありながら圧倒的なロード速度を誇るブートサーバーを構築できます。ProxyDHCP方式を採用しているため、既存のネットワーク構成を崩さず安全に運用できる上、必要に応じてWindows PEやUbuntu Serverなどのインストールイメージをいつでも柔軟に追加・拡張できます。