OK. Finalmente descobri isso. Por algum motivo, eu tinha o URL da API do Cluster Controller do MAAS definido para o endereço de rede da LAN, não para o endereço de rede interno do MAAS.
Eu consertei isso executando
sudo dpkg-reconfigure maas-cluster-controller
Depois, defino o URL da API para:
http://192.168.xxx.xxx/MAAS
E agora meus nós PXE se inscrevem corretamente!
Espero que ajude alguém.