我們使用完上一篇提到的 DistroTest 這個網站來遠程安裝體驗測試我們所需要的 Linux 桌面發行版之后,我們就可以著手在自己的電腦上安裝 Linux 系統了。對于能熟練重裝系統的用戶來說應該輕而易舉,但是對于沒有嘗試過重裝系統且擔心弄壞電腦的朋友來說跨出這最重要的第一步往往是最難的。
不要怕,其實如果了解一些關于計算機的硬盤分區和操作系統啟動的基本概念之后,在電腦上安裝帶有圖形化安裝界面的 Linux 發行版是非常容易的。在文末的參考資料處,筆者也會給出一些安裝指導視頻鏈接;如果你還不放心,也可以在 PC 或者 Mac 上安裝第一篇中所提到 VirtualBox 之類的虛擬機軟件來模擬 Linux 系統的安裝流程。那么接下來讓我們進入正題吧:
大多數計算機都自帶一個或多個分區的硬盤。如果把電腦上存數據的地方看成成一個巨大的披薩:整個硬盤就是一個披薩,而一個「分區」就是一小塊。如果披薩沒有被切開,它就只有一個分區,這個分區根據自身文件系統而有著自身的「風味」。如果披薩足夠大,你可以將此分成若干塊以上,并賦予其他部分自己的「風味」。我們可以用多種方式來切披薩,可以根據需要調整大小;因為不同的系統支持不同的文件系統,所以我們可以通過硬盤分區來實現它們相互不干擾。
不同的分區,不同的「風味」
當我們按下電源鍵以后,計算機就會讀取嵌入在主板中的固件(好比人的小腦),也就是我們通常所說的「BIOS」:它的全稱是 Basic Input / Output System,即「基本輸入輸出設備」。啟動它之后會首先加電檢查硬件能否滿足運行的基本條件:如果硬件出現問題,主板會報錯并啟動中止;如果沒有問題,它就會把控制權轉交給下一階段的啟動程序。
PC 上的 BIOS
隨著計算機性能和存儲空間的提升,為了替代 BIOS,Intel 在 2000 年開發了了 EFI ,全稱:Extensible Firmware Interface,即「可擴展固件接口」。隨后,由業界多家著名公司共同成立統一可擴展固件接口論壇;將 EFI 統一化便形成了 「UEFI」:全稱 Unified Extensible Firmware Interface,即「統一的可擴展固件接口」。它擁有圖形化的界面、多樣的操作方式以及允許植入硬件驅動等 BIOS 沒有的特性,這些特性讓 UEFI 相比于傳統 BIOS 更加易用、更加多功能、更加方便。現在大部分的電腦默認都是使用 UEFI 的。
支持鼠標控制的華碩 UEFI
注:搭載 Intel 處理器的 Mac 默認使用沒有圖形化的 UEFI,一切設置得使用啟動組合鍵來控制。
在固件為 BIOS 的電腦中,完成了硬件自檢之后,會把控制權轉交給排在第一位的儲存設備,默認情況下通常是我們的硬盤。「MBR」(Master Boot Record)即「主引導記錄」是計算機開機后訪問硬盤時所必須要讀取的首個扇區;它是一種硬盤分區架構(可以看作硬盤的屬性),其規定了硬盤分區的組織方式。因為基理限制,MBR 最多支持 2.2 TB 的單塊硬盤。
BIOS + MBR 的啟動模式
在固件為 UEFI 的電腦中,完成了硬件自檢之后會先讀取識別全局唯一標識碼分區表,全稱: Globally Unique Identifier Partition Table,縮寫「GPT」,它是一種比 MBR 更為先進的硬盤分區表結構布局的標準(可以看作 MBR 的升級版),讓單塊硬盤支持的容量可達 9.4 ZB。現在大部分的電腦默認都是使用 GPT 的。
UEFI + GPT 的啟動模式
在計算機讀取識別完 MBR / GPT 后,控制權就要轉交給事先安裝在某個分區里的「Boot Loader」,即啟動引導程序。它能讓用戶選擇啟動哪一個操作系統。當用戶選擇完畢后許會接手初始化硬件、建立內存的映射,以便為選擇的操作系統內核準備好正確的軟硬件環境。
Windows 10 默認隱藏的啟動管理器
Mac 默認隱藏的啟動管理器
傳統 BIOS 引導操作系統時,是通過一個活動的主分區下的 Boot Loader 文件導入根目錄下 boot 文件夾里的 BCD(啟動設置數據)文件,然后 BCD 文件根據自身的配置內容加載系統啟動文件。
BIOS 固件計算機操作系統啟動流程
而使用 UEFI 引導操作系統時,在其規范中:在 GPT 分區表的基礎上,規定了硬盤中必須要有一個 EFI 系統分區,即 EFI System Partition,簡寫為「ESP」。ESP 要基于 FAT 格式,Boot Loader 要放在 ESP 中,且 EFI 啟動文件要放在「\EFI\<廠商>」文件夾下;比如 Windows 的 UEFI 啟動文件,都在「\EFI\Microsoft」下。
UEFI 固件計算機操作系統啟動流程
雖然 UEFI 規定了 EFI 啟動文件的位置,但是 Mac 比較特殊,它的主板直接去 HFS / APFS 分區找啟動文件。即便如此,Mac 的 ESP 分區里還是會有標準啟動文件:
Mac 中 ESP 分區里的「\EFI\Apple」文件夾
眾多 Linux 發行版都使用 GRUB (全稱 GNU GRand Unified Bootloader,即大一統啟動加載器)作為默認 Boot Loader。安裝完 Linux 系統后它便會成為電腦默認的 Boot Loader。除了選擇操作系統,它還可用于選擇操作系統分區上的不同內核,也可用于向這些內核傳遞啟動參數;同時,它也兼容 Windows 操作系統。當然,如果你覺得它的界面略顯「簡陋」,你也可以安裝不同的主題來調整它的 UI。
使用 GRUB 啟動不同系統
因為初始化的 GRUB 并不兼容 Mac,所以在 Mac 里需要安裝 rEFInd 啟動器。它是一個可以用在 macOS 以及 Linux 上的一個啟動管理器。安裝好 rEFInd 后,就可以選擇是從 Linux 啟動還是 macOS 啟動,而不需要再按下 option 鍵來切換啟動。同樣的,它也兼容 Windows。
rEFInd 啟動器
BIOS / UEFI 在硬件自檢完成后,如上文所提:正常情況下,它會把控制權轉交給硬盤。在安裝系統時我們需要它們知道,「下一階段的啟動程序」具體存放在哪一個設備;就需改變默認儲存設備的排序,排在前面的設備就優先轉交控制權。這種排序叫做 Boot Sequence,即啟動順序。進入 BIOS / UEFI 操作界面后,里面有一項就是「設定啟動順序」。為了從 U 盤這類的外部設備讀取并安裝 Linux 系統,我們需要預先更改它。
msi UEFI 的默認啟動項順序
在 UEFI 的規范中定義了一項名為「Secure Boot」的協議,Secure Boot 只允許載入有數字簽名的 EFI 驅動和啟動程序,在安裝 Linux 前,我們需要關閉它。
華碩 UEFI 中的 Secure Boot
SIP 全稱為「System Integrity Protection」即「系統完整性保護」,是 OS X El Capitan 時開始采用的一項安全技術,SIP 將一些文件目錄和系統應用保護了起來。但這會影響我們一些使用或設置,比如:更改系統應用圖標、終端操作系統目錄文件提示「Operation not permitted」、Finder 無法編輯系統目錄里的文件。為了更改 Mac 默認的 Boot Loader,我們需要關閉它。
其實所謂「安裝」任何一個系統,就是把外置設備內的打包文件解壓縮拷貝到該系統所規定的不同特定存儲分區中去。好比搬家時把放在箱子里不同的開本的書放進不同柜格的書柜里;只要根據書籍的開本規格先提前買好相應大小柜格的書柜,那么安裝這件事便能水到渠成。
那么 Liunx 系統最少需要我們的硬盤上哪幾種「柜格」呢?
「/boot」分區:引導區,即我們上文所提到的 ESP 分區,包含了啟動引導程序,一般情況格式為 FAT32。
「/」分區:root 分區,也稱之為「根」分區或主分區,用于保存系統文件和個人文件,一般情況格式為 ext4;當然你可以再劃分一個「/home」分區來存放個人文件分離系統文件。
「Swap」分區:用于存放虛擬內存:在過去內存吃緊的年代,Linux 系統一般會創建一個大小為內存的兩倍的 Swap 分區來防止內存不足;如果內存足夠大,可以不予考慮。
UEFI 固件的計算機最少需要兩個分區來安裝 Linux
好了,以上便是安裝 Linux 所需要的基礎概念,接下來就可以著手安裝了。
首先你需要到想安裝的發行版的官網查看滿足最低的硬件要求,以 Debian 為例:
在 Windows 中需要查看「控制面板」,然后選擇「系統和安全」:
PC 的硬件配置
在 Mac 中我們可以點擊左上角的「蘋果菜單」,選擇「關于本機」:
Mac 的硬件配置
如果符合,我們可以進入下一步。
雖然正確安裝系統并無丟失數據的風險,但是涉及硬盤分區的操作我們還是小心為上,畢竟數據無價。建議可以把敏感的個人數據保存在移動硬盤。
根據上一篇所述,我們可以到國內開源鏡像站下載該發行版最新的 ISO 鏡像文件。
根據上一步所下載的 ISO 鏡像文件,需要準備一個相對應容量的 U 盤。
我們可以下載安裝 UNetbootin,balenaEtcher 或 Ventoy 等啟動盤制作工具來燒錄鏡像。
在此推薦簡單易用的 balenaEtcher。
插入準備好的 U 盤,將準備好的 ISO 鏡像文件使用啟動盤工具燒錄進去。
使用 blenaEtcher 燒錄鏡像
注意:燒錄完成后 U 盤內原先所有的數據將被清空。
在完成了準備工作之后,我們就可以在 PC 上來安裝 Linux 系統了:
首先,我們可以右擊「開始」按鈕 ,然后打開 Windows 自帶的「磁盤管理」;右擊分區,使用「壓縮卷」創建未分配的空間留給 Linux 的 root 分區:
使用磁盤管理進行壓縮卷
右擊主硬盤上,如果出現「轉換成 GPT 磁盤」,那說明硬盤為 MBR 類型;如果出現「轉換成 MBR 磁盤」則說明硬盤為 GPT 類型:
查看硬盤類型
此時,我們需要進入 BIOS / UEFI 固件的操作界面,在 Windows 默認情況下是直接跳過的;傳統方式是在開機的瞬間按快捷鍵進入,然而由于不同的板卡廠商都會基于傳統使用不同的快捷鍵,而這個快捷鍵并沒有工業標準,所以建議上設備廠商的官網查詢。
自 Windows 8 開始,增加了「高級啟動選項」為大家解決了到底按哪個鍵的問題。不過這個選項隱藏的比較深,需要不少 步驟 才能到達:
Windows 里「高級啟動選項」中的 UEFI
進入了固件以后,為了能從 U 盤直接啟動,我們需要更改啟動項順序,使 USB - CD / DVD 排在第一位。
如果硬盤格式為 GPT,為了能從 U 盤直接啟動,我們需要找到 Secure Boot 選項并關閉它。
注意:在調整完固件設置以后,必須選擇「保存并退出」的選項,否則計算機還會從默認選項開始啟動。
如果一切設置正確,這時系統啟動的就是預先燒錄好鏡像的 Live USB 系統 ,它的桌面上有一個名稱包含「Install」的圖標,點擊它便能開始安裝。
注意:如果是想安裝雙系統,請選擇:「定制安裝」,如果選擇「清除整個磁盤并安裝」將會導致原先的 Windows 系統不復存在。
使用 Live USB 提供的分區工具,在剛才 Windows 磁盤管理工具中給出未分配空間上建立「/」分區,即 root 分區,一般情況選擇格式為 ext4;如果有分區加密選項也可設置密碼。
如果硬盤是 GPT 格式的,在分區工具中會顯示 ESP 分區的位置,在 boot 分區選擇項目中直接選擇它。ESP 分區上已有 Windows 的引導了怎么辦?放心,Linux 不會像 Windows 一樣直接覆蓋 ESP 分區中的內容,只會在 ESP 分區中新加一項。
如果硬盤是 MBR 格式的,可以在 boot 分區選擇項目中直接選擇為 root 分區。
安裝完成后建議改回原先 BIOS / UEFI 的啟動項順序,以免下次插入 U 盤后又再次啟動安裝鏡像。
注:因為各類 PC 的 BIOS / UFEI 以及各 Linux 發行版圖形安裝界面和順序不同,故此僅有文字版教程;需要影像指導的可以觀看文末參考資料中的視頻鏈接。
首先請確認你的 Mac 是搭載 Intel 處理器的,基于 M1 芯片的 Mac 暫不支持 Linux 系統。
和 PC 一樣,我們首先可以通過打開 macOS 自帶的「磁盤工具」創建格式為 MS-DOS(FAT) 的空間留給 Linux 的 root 分區,以便 Linux 能夠找到進一步格式化為 ext4 分區:
macOS 創建 Linux 分區
macOS 選擇 U 盤啟動
如果一切設置正確,這時系統啟動的就是預先燒錄好鏡像的 Live USB 系統 ,它的桌面上有一個名稱包含「Install」的圖標,點擊它便能開始安裝。
注意:如果是想安裝雙系統,請選擇:「定制安裝」,如果選擇「清除整個磁盤并安裝」將會導致原先的 macOS 系統不復存在。
使用 Live USB 提供的分區工具,找到剛才「磁盤工具」創建格式為 FAT32 的空間,在其上建立「/」分區,即 root 分區,一般情況選擇格式化為 ext4;如果有分區加密選項也可設置密碼。
重啟后,你會發現會自動重啟進入 Linux;不要慌,開機按下 option,將會出現 macOS 默認的系統選擇器,可以選擇從哪個系統啟動。然后我們需要安裝 rEFInd 讓我們不用每次開機都使用開機組合鍵來選擇操作系統。
系統完整性保護有助于保護重要的系統文件。一般來說,這是一件非常好的事情。就是說,當你要執行諸如安裝啟動管理器之類的特殊操作時,這意味著必須采取一些額外的步驟,才能達到修改重要位置等待目的。為了使用第三方啟動管理器,我們必須先禁用 SIP。
在安裝完成后,重新開啟 SIP 以便新的啟動器加載。
注:因為各 Linux 發行版圖形安裝界面和順序不同,故此僅有文字版教程;需要影像指導的可以觀看文末參考資料中的視頻鏈接。
在 Linux 安裝完成后有一些必要的設定需要手動進行:
Linux 系統安裝完后默認軟件源一般都是在國外服務器,在國內下載比較慢,這時候就需要我們在「源管理」中更換為國內的鏡像源。
如果你在 PC 上安裝了雙系統,因 Windows 與 Linux 看待硬件時間的方式不同,會可能會出現雙系統的時間不一致的問題,我們可以來進行設置修復。
可以在軟件管理中心下載 Fcitx 或者 IBus 來使用中文輸入法。
因為每個桌面環境的系統快捷鍵不是相同的,我們可以查看 defkey.com 在「鍵盤設置」中增加 / 更改 / 刪除快捷鍵。
接下來就可以盡情享受屬于你的 Linux 之旅啦!
其實了解完一些關于電腦系統如何啟動的基本概念之后,我們在 PC 和 Mac 上 安裝 Linux 就不會太難。網上也有不少關于安裝不同桌面發行版的視頻教程,相信新手在虛擬機軟件中多多練習之后,安裝系統這一步不再成為很多人入門 Linux 的鴻溝。
當然如果你覺得在電腦上安裝 Linux 還是太復雜,但是你對 Linux 有興趣還想體驗,那么在下一篇中筆者將會介紹一些市面上在售賣的 Linux 桌面硬件。
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1. 前言
本文主要講解Ubuntu系統如何破解登錄密碼。本文所用的Ubuntu版本是18.04,所用的GNU GRUB是2.02版的。經過測試,它也適用在Ubuntu 16.04下,按原理,所有的Ubuntu版本都可以參考本文進行登錄密碼重置。
2. 調出grub菜單
1、開機時瘋狂按shift鍵,調出啟動菜單:
3. 選擇Ubuntu高級選項
選擇第二個【Ubuntu高級選項】,然后按Enter進入,界面如下:
ubuntu 18.04 忘記登錄密碼的破解方法
4. 選擇相應內核的recovery mode模式
選擇最高的Linux內核版本對應的recovery mode模式,即系統和密碼恢復模式,如下圖的位置,按鍵盤上的e編輯啟動項,不要按回車鍵,再重申一次,不要按回車鍵:
ubuntu 18.04 忘記登錄密碼的破解方法步驟之選擇相應內核的recovery mode模式
5. 修改grub啟動選項
按向下箭頭往下翻,在倒數第五行找到【recovery nomodeset】并將之刪除,然后下移一行,在行尾添加【quiet splash rw init=/bin/bash】(下圖中的linux行尾,即locale=en_US quiet splash rw init=/bin/bash),按下F10:
ubuntu 18.04 忘記登錄密碼的破解方法步驟之修改grub啟動選項
ubuntu 18.04 忘記登錄密碼的破解方法步驟之修改grub啟動選項為recovery模式
6. Ubuntu重置root或者用戶登錄密碼
按下F10后進入到下面的界面,此時有兩種選擇:
ubuntu 18.04 忘記登錄密碼的破解方法步驟之Ubuntu重置root登錄密碼
ubuntu 18.04 忘記登錄密碼的破解方法步驟之Ubuntu重置普通用戶登錄密碼
如上圖所示,返回password updated successfully即宣告成功,如果返回值并非password updated successfully,那么需要仔細看上面正確的步驟操作。
7. 使用新密碼登錄系統
ubuntu 18.04 忘記登錄密碼的破解方法步驟之使用新密碼登錄系統
8. 總結
如果虛擬機裝Ubuntu用來自己學習或者自己用的話密碼可以設置的簡單一些,或者可以設置為自動登錄,然后就不用每次輸入密碼登錄了,但你要保證自己登錄的賬戶有管理員權限,要不然很多操作就無法進行了。以上介紹的方法只用于學習交流,請勿用于破解他人的Ubuntu系統密碼,以對他人的計算機造成損害。 本操作只能以本地顯示器或者服務器遠程管理卡結合機房管理人員進行,無法通過其他方法遠程破解。
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