高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中Windows和Linux雙系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

廖震宇（華北電力大學(xué)，保定學(xué)院 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)系,河北 保定 071000）

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中Windows和Linux雙系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

廖震宇
（華北電力大學(xué)，保定學(xué)院 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)系,河北 保定 071000）

隨著Linux的系統(tǒng)的成熟和普及，高校對(duì)Linux課程的開(kāi)設(shè)也日益普及。如何在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)Windows和Linux成為了亟需解決的問(wèn)題。本文從雙系統(tǒng)的穩(wěn)定性角度出發(fā)探討了在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室雙系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。

Linux；雙系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)克隆

1 引言

微軟停止了對(duì)Windows XP的技術(shù)支持，這對(duì)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)影響有二：其一，要順應(yīng)軟件的發(fā)展，升級(jí)操作系統(tǒng)平臺(tái)，Windows 7是很好的選擇，它發(fā)展的較為成熟，能夠作為幾乎所有主流應(yīng)用軟件和各種語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境的運(yùn)行平臺(tái)；其二，XP的退出體現(xiàn)出我國(guó)軟件方面對(duì)微軟的依賴性之強(qiáng)，基礎(chǔ)通用軟件之薄弱，因此學(xué)習(xí)一款非微軟的操作系統(tǒng)是非常必要的。具有開(kāi)放內(nèi)核的Linux便是這種操作系統(tǒng)的不二之選。通過(guò)這種學(xué)習(xí)，學(xué)生們會(huì)加深對(duì)操作系統(tǒng)功能和特性的認(rèn)識(shí)，為下一步開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的操作系統(tǒng)提供了可能性和奠定了基礎(chǔ)。Windows 7+Linux雙系統(tǒng)會(huì)成為高校學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的通用平臺(tái)。本文將探討Windows 7+Linux雙系統(tǒng)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)。

2 Windows7和RedHat Linux雙系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

Linux的發(fā)行版本眾多，各有其特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室中選取何種版本，應(yīng)根據(jù)具體需求而定。這里選用的是RedHat Linux Enterprise 6.3，實(shí)現(xiàn)RedHat Linux Enterprise 6.3和win 7專業(yè)版的雙系統(tǒng)（兩系統(tǒng)均為32位）。

在高校的機(jī)房實(shí)驗(yàn)室中，系統(tǒng)的安裝通常都是先安裝好一臺(tái)母機(jī)。在這一臺(tái)母機(jī)中安裝好所有日常教學(xué)所需的全部系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。安裝完畢后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)克隆實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)房的系統(tǒng)安裝和更新。因此首當(dāng)其沖是雙機(jī)系統(tǒng)在母機(jī)上的實(shí)現(xiàn)。

2.1 母機(jī)的安裝

實(shí)現(xiàn)雙系統(tǒng)首先要考慮兩個(gè)問(wèn)題。第一，硬盤的分區(qū)規(guī)劃，Windows 7下有幾個(gè)分區(qū)、各分區(qū)容量是多少，Linux下有幾個(gè)分區(qū)、各分區(qū)容量是多少；第二，用誰(shuí)的引導(dǎo)程序來(lái)引導(dǎo)，Windows 7的還是Linux的或者是第三方的。

這兩個(gè)問(wèn)題在不少地方是無(wú)需考慮的，原因是高校在購(gòu)買某些品牌的特定機(jī)型時(shí)會(huì)附帶一套網(wǎng)絡(luò)同傳系統(tǒng)（如聯(lián)想啟天系列電腦附帶的聯(lián)想網(wǎng)絡(luò)同傳系統(tǒng)），或者是額外購(gòu)買了硬件還原卡（如三茗的硬盤還原卡），這兩者兼有多系統(tǒng)分區(qū)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)部署功能。本文討論的是除二者之外的情況。在沒(méi)有多系統(tǒng)分區(qū)規(guī)劃的情況下實(shí)現(xiàn)雙系統(tǒng)，應(yīng)先安裝Windows 7，后安裝Linux。

2.1.1 硬盤的分區(qū)

在這中，硬盤被分為一個(gè)主分區(qū)和一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)，在擴(kuò)展分區(qū)的基礎(chǔ)之上又分了四個(gè)邏輯分區(qū)，其中sda1之類的表示是Linux中對(duì)串口硬盤分區(qū)的標(biāo)識(shí)。以上示例建議大家把Linux的分區(qū)安裝在邏輯分區(qū)的最后部分的邏輯分區(qū)內(nèi)。這樣即使今后想卸載Linux，只需把Linux對(duì)應(yīng)的分區(qū)刪除，并把它從引導(dǎo)程序中去除即可。從而使我們的硬盤在最大程度上實(shí)現(xiàn)靈活安全的使用。

2.1.2 Windows的安裝

Windows的版本我們選擇的是Windows 7專業(yè)版。其安裝過(guò)程較為簡(jiǎn)易，沒(méi)什么值得強(qiáng)調(diào)的地方。安裝完畢后，我們還需安裝適合我們的Windows組件（例如，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的機(jī)房就應(yīng)該安裝IIS）、各種應(yīng)用軟件和一款安全軟件（幫我們的系統(tǒng)打上安全補(bǔ)丁）。

2.1.3 Linux的安裝

為了滿足課堂的日常教學(xué)需要，Linux要完全安裝。在安裝過(guò)程中，出現(xiàn)“您要進(jìn)行哪種類型的安裝？”時(shí)，選擇“創(chuàng)建自定義布局”，在接下來(lái)的分區(qū)中創(chuàng)建一個(gè)掛載點(diǎn)為/的ext3格式或ext4格式分區(qū)和一個(gè)swap分區(qū)。全部分區(qū)創(chuàng)建完畢后點(diǎn)“下一步”，會(huì)提示格式化分區(qū)。然后出現(xiàn)的界面是引導(dǎo)裝載程序要安裝到的位置，點(diǎn)擊“Install boot loader on /dev/sda”后的“更改設(shè)備”按鈕，然后選擇將Linux的引導(dǎo)記錄安裝到Linux安裝分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)上。這一步操作是保證雙系統(tǒng)最終由Windows引導(dǎo)的關(guān)鍵。如果不更改Linux引導(dǎo)程序安裝位置的話，其引導(dǎo)程序會(huì)直接寫入MBR，最終實(shí)現(xiàn)雙系統(tǒng)引導(dǎo)的將是GRUB。

2.1.4 Windows下的啟動(dòng)配置文件

安裝完Linux重啟之后，系統(tǒng)并沒(méi)有出現(xiàn)雙系統(tǒng)菜單，能夠進(jìn)入的還只有Windows 7。這是因?yàn)長(zhǎng)inux沒(méi)有將引導(dǎo)程序?qū)懭隡BR，而Windows7又不能自動(dòng)識(shí)別Linux的引導(dǎo)程序，我們必須進(jìn)行如下操作。（以下操作出現(xiàn)的分區(qū)和設(shè)備文件名以圖一的示例為準(zhǔn)）

（1）用帶有Shell的u盤啟動(dòng)系統(tǒng)（如slax linux）。啟動(dòng)完畢后輸入如下命令：

dd if=/dev/sda7 of=linuxboot.bin bs=512 count=1此命令將Linux安裝分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)的內(nèi)容復(fù)制到文件linuxboot.bin中，而這一扇區(qū)的內(nèi)容就是引導(dǎo)Linux啟動(dòng)的引導(dǎo)程序。將linuxboot.bin拷貝出來(lái)，為下一步將其加入Windows 7的引導(dǎo)程序做好準(zhǔn)備。

（2）重啟系統(tǒng)，從本地磁盤啟動(dòng)Windows 7。進(jìn)入系統(tǒng)后，將上一步拷貝出來(lái)的linuxboot.bin復(fù)制到C:盤根目錄下。Windows 7和Windows XP不同，Windows XP將啟動(dòng)配置信息放在boot.ini中，而Windows 7中將啟動(dòng)配置信息放到了BCD文件中。BCD文件不能直接編輯，必須通過(guò)調(diào)用BCDEDIT來(lái)進(jìn)行編輯。我們要以管理員的身份運(yùn)行如下命令：

1） bcdedit /create /d “RedHat Linux 6.3“ /application bootsector

此命令是向bcd新建一個(gè)啟動(dòng)項(xiàng)，命名為“RedHat Linux 6.3”，新啟動(dòng)項(xiàng)的啟動(dòng)方式是bootsector。該命令執(zhí)行后會(huì)返回一個(gè)GUID。

2）bcdedit /set {GUID} device partition=C:

設(shè)置Linux啟動(dòng)扇區(qū)信息所在的分區(qū)，此處為linuxboot.bin所在的分區(qū)。

3）bcdedit /set {GUID} path linuxboot.bin設(shè)置Linux啟動(dòng)扇區(qū)信息所在C:中的位置。

4）bcdedit /displayorder {GUID} /addlast設(shè)置Linux啟動(dòng)項(xiàng)的顯示順序，此處是添加到啟動(dòng)菜單之后。

5）bcdedit /timeout 10

設(shè)置啟動(dòng)菜單的等候時(shí)間為10秒。

設(shè)置結(jié)束，我們就完成了母機(jī)安裝的全部工作。

2.2 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸又稱為網(wǎng)絡(luò)克隆，可以分為硬件克隆和軟件克隆。硬件克隆主要是通過(guò)硬盤保護(hù)卡，操作方法參照硬件保護(hù)卡的相關(guān)資料即可。下面要介紹的是軟件克隆。

軟件的克隆原理是利用基于IP地址的多播技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)軟件克隆的應(yīng)用軟件也很多，這里我們選擇Symentec ghost[1]，其簡(jiǎn)要操作過(guò)程如下：

（1）制作母機(jī)鏡像，第一次系統(tǒng)傳輸，要選擇制作母機(jī)的全盤鏡像。這里關(guān)鍵的一點(diǎn)是在制作全盤鏡像的時(shí)候要選擇制作所有扇區(qū)的全盤鏡像，如果我們選用ghost制作鏡像的話，這個(gè)參數(shù)應(yīng)該是image all。

（2）將全盤鏡像放置到服務(wù)器上，同時(shí)配置服務(wù)器DHCP服務(wù)器和TFTP服務(wù)器。

（3）開(kāi)啟待克隆的客戶機(jī)，將其啟動(dòng)模式設(shè)為利用PXE的網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，使其連接到服務(wù)器。

（4）所有客戶機(jī)連接完畢后，服務(wù)器開(kāi)始傳輸系統(tǒng)。全部傳輸完畢后即完成了整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的雙系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

整個(gè)過(guò)程的具體原理與設(shè)置，請(qǐng)參加我的《PXE在高校機(jī)房的應(yīng)用》[2]。

3 雙系統(tǒng)的維護(hù)

對(duì)于雙系統(tǒng)的維護(hù)，我們應(yīng)該從以下幾個(gè)方面入手：

（1）為了日后的系統(tǒng)維護(hù)，我們除了要制作全盤鏡像，還要制作Windows安裝分區(qū)鏡像和Linux安裝分區(qū)鏡像。這樣我們可以根據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)系統(tǒng)的損壞情況來(lái)靈活的選取合適的鏡像來(lái)恢復(fù)，確保我們的工作效率。

（2）為了保護(hù)我們的鏡像不受破壞，我們要確保存放鏡像的服務(wù)器安全無(wú)病毒，并盡可能的將鏡像在不同的存儲(chǔ)介質(zhì)中多備份兩次。

（3）因?yàn)楸Ｗo(hù)系統(tǒng)對(duì)Linux是無(wú)效的，因此有條件的話，將Linux的單分區(qū)鏡像保存在本地的受保護(hù)Windows分區(qū)中。這樣如果個(gè)別機(jī)器的Linux系統(tǒng)受損無(wú)法啟動(dòng)，直接從單機(jī)恢復(fù)即可，無(wú)需網(wǎng)絡(luò)傳輸，操作簡(jiǎn)單靈活。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著Linux的操作系統(tǒng)的成熟和普及，高校將Linux的相關(guān)課程納入計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系成為一種必然。因此會(huì)有越來(lái)越多的高校面臨著雙系統(tǒng)的問(wèn)題。本文提出的雙系統(tǒng)的方案是以Windows自帶引導(dǎo)程序來(lái)引導(dǎo)的Windows 7和RedHat Linux Enterprise 6.3的雙系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)既能滿足日常教學(xué)，還可以簡(jiǎn)化雙系統(tǒng)的日常維護(hù)工作，并能最大程度上保證雙系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]楚振渠.用PXE技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)克隆[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育,2007(03):74-75.

[2]廖震宇，趙光.PXE在高校機(jī)房中的應(yīng)用[J].保定學(xué)院學(xué)報(bào),2011,24(03):88-91.