Загрузочный диск: Операционная система с CD/DVD

Введение

Комплексная загрузочная компьютерная установка, работающая непосредственно с CD-ROM.

Живой CD (также живой DVD, живой диск или живая операционная система) – это полная загрузочная компьютерная установка, включающая операционную систему, которая запускается непосредственно с CD-ROM или аналогичного устройства хранения в память компьютера, а не с жесткого диска. Живой CD позволяет пользователям использовать операционную систему для любых целей без её установки и внесения изменений в конфигурацию компьютера. Живые CD могут работать на компьютере без вторичного накопителя, такого как жесткий диск, или с поврежденным жестким диском или файловой системой, что позволяет восстанавливать данные. Поскольку CD и DVD-приводы постепенно выводятся из употребления, живые CD стали менее популярными, их заменили живые USB-накопители – эквивалентные системы, записанные на USB-флеш-накопители, которые обладают дополнительным преимуществом в виде записываемого хранилища. Функциональность живого CD также доступна при использовании внешнего жесткого диска, подключенного через USB. Многие живые CD предлагают возможность сохранения данных на жестком диске или USB-флеш-накопителе. Многие дистрибутивы Linux предоставляют ISO-образы для записи на CD или DVD. Хотя операционные системы с открытым исходным кодом можно использовать бесплатно, для некоторых коммерческих программ, таких как Windows To Go, требуется лицензия. Многие живые CD используются для восстановления данных, компьютерной криминалистики, создания образов дисков, восстановления системы и удаления вредоносного ПО. Операционная система Tails предназначена для обеспечения конфиденциальности и анонимности пользователей, позволяя им работать с конфиденциальными документами, не оставляя следов на жестком диске компьютера.

История

Все компьютеры, за исключением самых ранних цифровых, создаются с некоторой формой минимального встроенного загрузчика, который загружает программу или последовательность программ с носителя информации, после чего компьютер начинает работать. Изначально для начальной загрузки программы использовались носители, предназначенные только для чтения, такие как перфоленты или перфокарты. С появлением недорогих носителей для чтения и записи, в качестве загрузочных стали использоваться гибкие диски и жесткие диски с возможностью чтения и записи. После появления аудио компакт-диска, он был адаптирован для хранения и распространения больших объемов компьютерных данных. Эти данные могут включать в себя прикладное программное обеспечение и операционные системы, иногда упакованные и архивированные в сжатых форматах. Впоследствии стало удобно и полезно загружать компьютер непосредственно с компакт-диска, часто используя минимальную рабочую систему для установки полноценной системы на жесткий диск. Хотя существуют оптические диски для чтения и записи, для этой цели чаще использовались массово выпускаемые диски, предназначенные только для чтения, или диски, допускающие однократную запись. Первые приводы компакт-дисков на персональных компьютерах обычно были слишком медленными для запуска сложных операционных систем, и компьютеры не были рассчитаны на загрузку с оптического диска. Когда операционные системы стали распространяться на компакт-дисках, либо загрузочная дискета, либо сам CD загружались специально и исключительно для установки на жесткий диск. Ранними примерами операционных систем, которые можно было загружать непосредственно с CD-ROM, являются FM Towns OS и настольная версия VMS, обе из которых были впервые выпущены в 1989 году.

Линукс

Хотя первые разработчики и пользователи дистрибутивов, построенных на базе ядра Linux, могли воспользоваться дешевыми оптическими дисками и стремительно падающими ценами на CD-приводы для персональных компьютеров, дистрибутивные CD-диски или "дистро" Linux обычно рассматривались как набор установочных пакетов, которые сначала требовалось установить на жесткий диск целевой машины. Однако, в случае этих дистрибутивов, основанных на ядре Linux, свободная операционная система встречала сопротивление на потребительском рынке из-за кажущейся сложности, трудоемкости и риска, связанных с установкой дополнительного раздела на жесткий диск параллельно с существующей операционной системой. Термин "Live CD" (живой CD) появился, когда объем оперативной памяти персональных компьютеров стал достаточным, а 52x CD-приводы и CD-записывающие устройства получили широкое распространение среди пользователей, что сделало удобным и практичным загружать ядро и запускать X11, оконный менеджер и графические приложения непосредственно с CD, не затрагивая операционную систему на жестком диске. Это было новым и отличным положением для Linux по сравнению с другими операционными системами, поскольку обновления и новые версии выпускались очень быстро, в сети предлагалось множество различных дистрибутивов, и особенно потому, что пользователи самостоятельно записывали собственные CD-диски. Первым Live CD на базе Linux был Yggdrasil Linux, впервые выпущенный в бета-версии в 1992–1993 годах (производство прекращено в 1995 году), хотя на практике его функциональность была ограничена из-за низкой пропускной способности CD-ROM-приводов того времени. DemoLinux, выпущенный в 1998 году, стал первым дистрибутивом Linux, специально разработанным как Live CD. Загрузочная визитная карточка Linuxcare, впервые выпущенная в 1999 году, была первым Live CD, ориентированным на системное администрирование, и первым, распространяемым в форм-факторе загрузочной визитной карточки. По состоянию на 2023 год Finnix (впервые выпущенный в 2000 году) является старейшим Live CD, который до сих пор производится. Knoppix, дистрибутив Linux, основанный на Debian, был выпущен в 2003 году и завоевал популярность как в качестве системы восстановления, так и в качестве самостоятельного дистрибутива. С 2003 года популярность Live CD значительно возросла, отчасти благодаря скриптам Linux Live и remastersys, которые упростили создание настраиваемых Live-систем. Большинство популярных дистрибутивов Linux теперь включают Live CD-версию, которая в некоторых случаях также является предпочтительным носителем для установки.

Although early developers and users of distributions built on top of the Linux kernel could take advantage of cheap optical disks and rapidly declining prices of CD drives for personal computers, the Linux distribution CDs or "distros" were generally treated as a collection of installation packages that would first need to be permanently installed to hard disks on the target machine. However, in the case of these distributions built on top of the Linux kernel, the free operating system was meeting resistance in the consumer market because of the perceived difficulty, effort, and risk involved in installing an additional partition on the hard disk, in parallel with an existing operating system installation. The term "live CD" was coined because, after typical PC RAM was large enough and 52x speed CD drives and CD burners were widespread among PC owners, it finally became convenient and practical to boot the kernel and run X11, a window manager and GUI applications directly from a CD without disturbing the OS on the hard disk. This was a new and different situation for Linux than other operating systems, because the updates/upgrades were being released so quickly, different distributions and versions were being offered online, and especially because users were burning their own CDs. The first Linux based 'Live CD' was Yggdrasil Linux first released in beta form 1992~1993 (ceased production in 1995), though in practice its functionality was hampered due to the low throughput of contemporary CD ROM drives. DemoLinux, released in 1998, was the first Linux distribution specially designed as a live CD. The Linuxcare bootable business card, first released in 1999, was the first Live CD to focus on system administration, and the first to be distributed in the bootable business card form factor. as of 2023, Finnix (first released in 2000) is the oldest Live CD still in production. Knoppix, a Debian derived Linux distribution, was released in 2003, and found popularity as both a rescue disk system and as a primary distribution in its own right. Since 2003, the popularity of live CDs has increased substantially, partly due to Linux Live scripts and remastersys, which made it very easy to build customized live systems. Most of the popular Linux distributions now include a live CD variant, which in some cases is also the preferred installation medium.

Монтаж без сжигания

Доступ к файлам на образе ISO живого диска можно получить в Microsoft Windows с помощью эмулятора образов дисков, такого как Daemon Tools, или в вариантах Unix, используя устройство loopback. Более поздние версии Windows (например, Windows 8 и новее), а также программное обеспечение для более ранних версий, позволяют монтировать ISO-образ как том. После монтирования файловой системы живого диска, программное обеспечение с живого диска можно запускать напрямую, без загрузки, используя chroot в смонтированную файловую систему. Образ ISO живого диска также можно монтировать с помощью программ виртуальных машин, таких как VirtualBox и VMware Workstation, или преобразовать в Live USB с помощью SYSLINUX. Специальные инструменты могут автоматизировать этот процесс.

Особенности

Во время инициализации Live CD пользователь обычно может использовать один или несколько кодов загрузки для изменения процесса загрузки. Они различаются в зависимости от дистрибутива, но чаще всего доступны на первом экране загрузки с помощью одной из функциональных клавиш. Некоторые Live CD поставляются с утилитой установки, запускаемой с иконки на рабочем столе, которая может опционально установить систему на жесткий диск или USB-накопитель. Большинство Live CD могут получить доступ к информации на внутренних и/или внешних жестких дисках, дискетах и USB-накопителях. Live CD обычно распространяются на носителях, предназначенных только для чтения, что требует либо копирования на перезаписываемые носители (например, жесткий диск или CD-привод), либо полного ремастеринга для установки дополнительного программного обеспечения; однако существуют исключения. Если Puppy Linux записан на открытый мультисессионный носитель, изменения, внесенные во время использования (например, созданные файлы, установленные программы и настроенные параметры), записываются в новую сессию на загрузочный носитель и сохраняются при последующих загрузках. Термин "Live CD" стал использоваться для обозначения любого CD, содержащего операционную систему и программное обеспечение, которые можно запускать без установки на хост-компьютер. Операционные системы, которые можно использовать в режиме Live, включают AmigaOS 4, Amithlon, AROS, FreeBSD, FreeDOS, классическую Mac OS, macOS, установочные и восстановительные диски Microsoft Windows, OS/2, ReactOS, NetBSD, OpenBSD, MINIX 3, Plan 9 from Bell Labs, MorphOS, OpenSolaris, BeleniX и другие, основанные на Solaris. Существуют версии Microsoft Windows для обслуживания, загружаемые с CD, такие как BartPE, Windows PE и Microsoft Diagnostics and Recovery Toolset (DaRT), ранее известные как Emergency Repair Disk Commander (ERD Commander). Первой операционной системой для персональных компьютеров на CD, поддерживающей "живые" операции, могла быть AmigaOS, которую можно было загрузить с CD на Amiga CDTV в 1990 году. Ранее операционные системы, используемые с дискет, также являлись примерами Live OS, и наиболее распространенной из них является DOS. В отличие от предыдущих операционных систем на оптических носителях, Linux и OS/2 "Live CD" были специально разработаны для работы без установки на другие носители, такие как жесткий диск. Концепция Live CD была направлена на продвижение Linux и демонстрацию возможностей бесплатной операционной системы с открытым исходным кодом на обычных персональных компьютерах с уже установленной Microsoft Windows. На ПК загрузочный компакт-диск обычно соответствует спецификации El Torito, представленной в 1994 году. Многие Live CD на основе Linux используют сжатый образ файловой системы, часто с драйвером сжатого loopback cloop или сжатой файловой системой squashfs, что обычно удваивает эффективную емкость хранения, хотя и замедляет запуск приложений. Полученная среда может быть довольно богатой: типичные системы Knoppix включают около 1200 отдельных программных пакетов. Live CD известны своей поддержкой расширенной автоматической конфигурации и функциональности Plug and Play. Это было необходимо, чтобы избежать необходимости настройки системы пользователем при каждой загрузке и сделать ее удобной для тех, кто впервые знакомится с операционной системой.

During live CD initialization, a user typically may resort to using one or more boot codes to change the booting behavior. These vary from distribution to distribution but can most often be accessed upon first boot screen by one of the function keys. Some live CDs come with an installation utility launchable from a desktop icon that can optionally install the system on a hard drive or USB flash drive. Most live CDs can access the information on internal and/or external hard drives, diskettes and USB flash drives. Live CDs are usually distributed on read only media, requiring either copying to rewriteable media (i. e. a hard drive or CD writer) or complete remastering to install additional software; however, there are exceptions. If Puppy Linux is recorded to an open multisession medium, changes made during use (such as files created, programs installed, and preferences customised) are written in a new session to the boot medium persisting through subsequent boots. The term "Live CD" came to be used for any CD containing operating system and software which could be run without installation on the host computer. Operating systems which can be used live include AmigaOS 4, Amithlon, AROS, FreeBSD, FreeDOS, classic Mac OS, macOS, Microsoft Windows installation and repair discs, OS/2, ReactOS, NetBSD, OpenBSD, MINIX 3, Plan 9 from Bell Labs, MorphOS, OpenSolaris, BeleniX and others based on Solaris. There are maintenance versions of Microsoft Windows bootable from CD such as BartPE, Windows PE, and Microsoft Diagnostics and Recovery Toolset (DaRT), previously known as Emergency Repair Disk Commander (ERD Commander). The first personal computer operating system on a CD to support "live" operations might have been the AmigaOS, which could be booted from CD on an Amiga CDTV in 1990 Earlier examples of live OS are of course the operating systems used from floppy, and most widely spread is DOS. Unlike previous operating systems on optical media, though, Linux and OS/2 "live CDs" were specifically designed to run without installation onto other media like a hard disk drive. The live CD concept was meant to promote Linux and showcase the abilities of the free, open source operating system on conventional personal computers with Microsoft Windows already installed. On a PC, a bootable Compact Disc generally conforms to the El Torito specification, introduced in 1994. Many Linux based live CDs use a compressed filesystem image, often with the cloop compressed loopback driver, or squashfs compressed filesystem, generally doubling effective storage capacity, although slowing application start up. The resulting environment can be quite rich: typical Knoppix systems include around 1,200 separate software packages. Live CDs have a reputation for supporting advanced auto configuration and plug and play functionality. This came out of necessity to avoid requiring the user to configure the system each time it boots and to make it easily usable by those who are new to the operating system.

Создание

Файловая система только для чтения, например, на CD-ROM, имеет недостаток – невозможность сохранения текущих рабочих данных. По этой причине файловую систему только для чтения часто объединяют с временной записываемой файловой системой в виде RAM-диска. Часто каталоги Linux по умолчанию "/home" (содержащие личные файлы пользователей и файлы конфигурации) и "/var" (содержащие переменные данные) хранятся в RAM-диске, поскольку система часто их обновляет. Puppy Linux и некоторые другие Live CD позволяют сохранять конфигурацию и добавленные файлы для использования в последующих сеансах. В современных Live CD файловая система только для чтения объединяется с RAM-диском с использованием прозрачных технологий, таких как UnionFS, AuFS или EWF. Загрузчики, такие как syslinux, могут загружать ISO-образы с USB-накопителей. Live CD должны уметь обнаруживать и использовать широкий спектр оборудования (включая сетевые и графические карты и т.д.) в реальном времени, часто используя средства, такие как udev, hotplug, hal, udisk и т.п., которые являются общей частью большинства дистрибутивов на базе ядра Linux 2.6.