硬盘安装linux(硬盘安装linux系统安装教程)

硬盘安装linux(硬盘安装linux系统安装教程)

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当我们使用完上一篇提到的DistroTest这个网站来远程安装体验测试我们所需要的Linux桌面发行版之后,我们就可以着手在自己的电脑上安装Linux系统了。对于能熟练重装系统的用户来说应该轻而易举,但是对于没有尝试过重装系统且担心弄坏电脑的朋友来说跨出这最重要的第一步往往是最难的。

硬盘安装linux(硬盘安装linux系统安装教程)

不要怕,其实如果了解一些关于计算机的硬盘分区和操作系统启动的基本概念之后,在电脑上安装带有图形化安装界面的Linux发行版是非常容易的。在文末的参考资料处,笔者也会给出一些安装指导视频链接;如果你还不放心,也可以在PC或者Mac上安装第一篇中所提到VirtualBox之类的虚拟机软件来模拟Linux系统的安装流程。那么接下来让我们进入正题吧:

基本概念

硬盘分区

大多数计算机都自带一个或多个分区的硬盘。如果把电脑上存数据的地方看成成一个巨大的披萨:整个硬盘就是一个披萨,而一个「分区」就是一小块。如果披萨没有被切开,它就只有一个分区,这个分区根据自身文件系统而有着自身的「风味」。如果披萨足够大,你可以将此分成若干块以上,并赋予其他部分自己的「风味」。我们可以用多种方式来切披萨,可以根据需要调整大小;因为不同的系统支持不同的文件系统,所以我们可以通过硬盘分区来实现它们相互不干扰。

不同的分区,不同的「风味」

BIOS和UEFI

当我们按下电源键以后,计算机就会读取嵌入在主板中的固件(好比人的小脑),也就是我们通常所说的「BIOS」:它的全称是BasicInput/OutputSystem,即「基本输入输出设备」。启动它之后会首先加电检查硬件能否满足运行的基本条件:如果硬件出现问题,主板会报错并启动中止;如果没有问题,它就会把控制权转交给下一阶段的启动程序。

PC上的BIOS

随着计算机性能和存储空间的提升,为了替代BIOS,Intel在2000年开发了了EFI,全称:ExtensibleFirmwareInterface,即「可扩展固件接口」。随后,由业界多家著名公司共同成立统一可扩展固件接口论坛;将EFI统一化便形成了「UEFI」:全称UnifiedExtensibleFirmwareInterface,即「统一的可扩展固件接口」。它拥有图形化的界面、多样的操作方式以及允许植入硬件驱动等BIOS没有的特性,这些特性让UEFI相比于传统BIOS更加易用、更加多功能、更加方便。现在大部分的电脑默认都是使用UEFI的。

硬盘安装linux(硬盘安装linux系统安装教程)

支持鼠标控制的华硕UEFI

注:搭载Intel处理器的Mac默认使用没有图形化的UEFI,一切设置得使用启动组合键来控制。

MBR和GPT

在固件为BIOS的电脑中,完成了硬件自检之后,会把控制权转交给排在第一位的储存设备,默认情况下通常是我们的硬盘。「MBR」(MasterBootRecord)即「主引导记录」是计算机开机后访问硬盘时所必须要读取的首个扇区;它是一种硬盘分区架构(可以看作硬盘的属性),其规定了硬盘分区的组织方式。因为基理限制,MBR最多支持2.2TB的单块硬盘。

BIOS+MBR的启动模式

在固件为UEFI的电脑中,完成了硬件自检之后会先读取识别全局唯一标识码分区表,全称:GloballyUniqueIdentifierPartitionTable,缩写「GPT」,它是一种比MBR更为先进的硬盘分区表结构布局的标准(可以看作MBR的升级版),让单块硬盘支持的容量可达9.4ZB。现在大部分的电脑默认都是使用GPT的。

UEFI+GPT的启动模式

BootLoader和ESP

在计算机读取识别完MBR/GPT后,控制权就要转交给事先安装在某个分区里的「BootLoader」,即启动引导程序。它能让用户选择启动哪一个操作系统。当用户选择完毕后许会接手初始化硬件、建立内存的映射,以便为选择的操作系统内核准备好正确的软硬件环境。

Windows10默认隐藏的启动管理器

Mac默认隐藏的启动管理器

传统BIOS引导操作系统时,是通过一个活动的主分区下的BootLoader文件导入根目录下boot文件夹里的BCD(启动设置数据)文件,然后BCD文件根据自身的配置内容加载系统启动文件。

BIOS固件计算机操作系统启动流程

而使用UEFI引导操作系统时,在其规范中:在GPT分区表的基础上,规定了硬盘中必须要有一个EFI系统分区,即EFISystemPartition,简写为「ESP」。ESP要基于FAT格式,BootLoader要放在ESP中,且EFI启动文件要放在「\EFI\<厂商>」文件夹下;比如Windows的UEFI启动文件,都在「\EFI\Microsoft」下。

UEFI固件计算机操作系统启动流程

虽然UEFI规定了EFI启动文件的位置,但是Mac比较特殊,它的主板直接去HFS/APFS分区找启动文件。即便如此,Mac的ESP分区里还是会有标准启动文件:

Mac中ESP分区里的「\EFI\Apple」文件夹

GRUB

众多Linux发行版都使用GRUB(全称GNUGRandUnifiedBootloader,即大一统启动加载器)作为默认BootLoader。安装完Linux系统后它便会成为电脑默认的BootLoader。除了选择操作系统,它还可用于选择操作系统分区上的不同内核,也可用于向这些内核传递启动参数;同时,它也兼容Windows操作系统。当然,如果你觉得它的界面略显「简陋」,你也可以安装不同的主题来调整它的UI。

使用GRUB启动不同系统

rEFInd

因为初始化的GRUB并不兼容Mac,所以在Mac里需要安装rEFInd启动器。它是一个可以用在macOS以及Linux上的一个启动管理器。安装好rEFInd后,就可以选择是从Linux启动还是macOS启动,而不需要再按下option键来切换启动。同样的,它也兼容Windows。

rEFInd启动器

BootSequence

BIOS/UEFI在硬件自检完成后,如上文所提:正常情况下,它会把控制权转交给硬盘。在安装系统时我们需要它们知道,「下一阶段的启动程序」具体存放在哪一个设备;就需改变默认储存设备的排序,排在前面的设备就优先转交控制权。这种排序叫做BootSequence,即启动顺序。进入BIOS/UEFI操作界面后,里面有一项就是「设定启动顺序」。为了从U盘这类的外部设备读取并安装Linux系统,我们需要预先更改它。

msiUEFI的默认启动项顺序

SecureBoot

在UEFI的规范中定义了一项名为「SecureBoot」的协议,SecureBoot只允许载入有数字签名的EFI驱动和启动程序,在安装Linux前,我们需要关闭它。

华硕UEFI中的SecureBoot

SIP

SIP全称为「SystemIntegrityProtection」即「系统完整性保护」,是OSXElCapitan时开始采用的一项安全技术,SIP将一些文件目录和系统应用保护了起来。但这会影响我们一些使用或设置,比如:更改系统应用图标、终端操作系统目录文件提示「Operationnotpermitted」、Finder无法编辑系统目录里的文件。为了更改Mac默认的BootLoader,我们需要关闭它。

Linux系统的硬盘分区安装规则

其实所谓「安装」任何一个系统,就是把外置设备内的打包文件解压缩拷贝到该系统所规定的不同特定存储分区中去。好比搬家时把放在箱子里不同的开本的书放进不同柜格的书柜里;只要根据书籍的开本规格先提前买好相应大小柜格的书柜,那么安装这件事便能水到渠成。

那么Liunx系统最少需要我们的硬盘上哪几种「柜格」呢?

「/boot」分区:引导区,即我们上文所提到的ESP分区,包含了启动引导程序,一般情况格式为FAT32。

「/」分区:root分区,也称之为「根」分区或主分区,用于保存系统文件和个人文件,一般情况格式为ext4;当然你可以再划分一个「/home」分区来存放个人文件分离系统文件。

「Swap」分区:用于存放虚拟内存:在过去内存吃紧的年代,Linux系统一般会创建一个大小为内存的两倍的Swap分区来防止内存不足;如果内存足够大,可以不予考虑。

UEFI固件的计算机最少需要两个分区来安装Linux

好了,以上便是安装Linux所需要的基础概念,接下来就可以着手安装了。

安装前的准备

查看想要安装的发行版硬件配置最低要求

首先你需要到想安装的发行版的官网查看满足最低的硬件要求,以Debian为例:

查看所持有的硬件配置

在Windows中需要查看「控制面板」,然后选择「系统和安全」:

PC的硬件配置

在Mac中我们可以点击左上角的「苹果菜单」,选择「关于本机」:

Mac的硬件配置

如果符合,我们可以进入下一步。

数据备份!数据备份!数据备份!

虽然正确安装系统并无丢失数据的风险,但是涉及硬盘分区的操作我们还是小心为上,毕竟数据无价。建议可以把敏感的个人数据保存在移动硬盘。

下载Linux系统镜像文件

根据上一篇所述,我们可以到国内开源镜像站下载该发行版最新的ISO镜像文件。

准备U盘

根据上一步所下载的ISO镜像文件,需要准备一个相对应容量的U盘。

下载安装启动盘制作工具

我们可以下载安装UNetbootin,balenaEtcher或Ventoy等启动盘制作工具来烧录镜像。

在此推荐简单易用的balenaEtcher。

插入U盘并烧录启动镜像

插入准备好的U盘,将准备好的ISO镜像文件使用启动盘工具烧录进去。

使用blenaEtcher烧录镜像

注意:烧录完成后U盘内原先所有的数据将被清空。

在PC上安装Windows/Linux双系统

在完成了准备工作之后,我们就可以在PC上来安装Linux系统了:

创建给Linux的硬盘分区空间

首先,我们可以右击「开始」按钮,然后打开Windows自带的「磁盘管理」;右击分区,使用「压缩卷」创建未分配的空间留给Linux的root分区:

使用磁盘管理进行压缩卷

查看硬盘的格式是MBR还是GPT

右击主硬盘上,如果出现「转换成GPT磁盘」,那说明硬盘为MBR类型;如果出现「转换成MBR磁盘」则说明硬盘为GPT类型:

查看硬盘类型

重启,进入PC的BIOS/UEFI

此时,我们需要进入BIOS/UEFI固件的操作界面,在Windows默认情况下是直接跳过的;传统方式是在开机的瞬间按快捷键进入,然而由于不同的板卡厂商都会基于传统使用不同的快捷键,而这个快捷键并没有工业标准,所以建议上设备厂商的官网查询。

自Windows8开始,增加了「高级启动选项」为大家解决了到底按哪个键的问题。不过这个选项隐藏的比较深,需要不少步骤才能到达:

Windows里「高级启动选项」中的UEFI

更改BootSequence

进入了固件以后,为了能从U盘直接启动,我们需要更改启动项顺序,使USB-CD/DVD排在第一位。

关闭SecureBoot

如果硬盘格式为GPT,为了能从U盘直接启动,我们需要找到SecureBoot选项并关闭它。

插入已烧录启动镜像的启动U盘

保存BIOS/UEFI并退出

注意:在调整完固件设置以后,必须选择「保存并退出」的选项,否则计算机还会从默认选项开始启动。

进入LiveUSB图形化操作界面,点击安装器

如果一切设置正确,这时系统启动的就是预先烧录好镜像的LiveUSB系统,它的桌面上有一个名称包含「Install」的图标,点击它便能开始安装。

选择语言、时区和键盘排布

选择安装类型

注意:如果是想安装双系统,请选择:「定制安装」,如果选择「清除整个磁盘并安装」将会导致原先的Windows系统不复存在。

创建主分区

使用LiveUSB提供的分区工具,在刚才Windows磁盘管理工具中给出未分配空间上建立「/」分区,即root分区,一般情况选择格式为ext4;如果有分区加密选项也可设置密码。

选择boot分区位置

如果硬盘是GPT格式的,在分区工具中会显示ESP分区的位置,在boot分区选择项目中直接选择它。ESP分区上已有Windows的引导了怎么办?放心,Linux不会像Windows一样直接覆盖ESP分区中的内容,只会在ESP分区中新加一项。

如果硬盘是MBR格式的,可以在boot分区选择项目中直接选择为root分区。

设置用户名、登录名、计算机名称、密码和管理员密码

安装

安装完成,重启并移除U盘

安装完成后建议改回原先BIOS/UEFI的启动项顺序,以免下次插入U盘后又再次启动安装镜像。

注:因为各类PC的BIOS/UFEI以及各Linux发行版图形安装界面和顺序不同,故此仅有文字版教程;需要影像指导的可以观看文末参考资料中的视频链接。

在Mac上安装macOS/Linux双系统

首先请确认你的Mac是搭载Intel处理器的,基于M1芯片的Mac暂不支持Linux系统。

创建给Linux的硬盘分区空间

和PC一样,我们首先可以通过打开macOS自带的「磁盘工具」创建格式为MS-DOS(FAT)的空间留给Linux的root分区,以便Linux能够找到进一步格式化为ext4分区:

macOS创建Linux分区

插入已烧录启动镜像的启动U盘

重启Mac,并按住option键,选择EFIBoot

macOS选择U盘启动

进入LiveUSB图形化操作界面,点击安装器

如果一切设置正确,这时系统启动的就是预先烧录好镜像的LiveUSB系统,它的桌面上有一个名称包含「Install」的图标,点击它便能开始安装。

选择语言、时区和键盘排布

选择安装类型

注意:如果是想安装双系统,请选择:「定制安装」,如果选择「清除整个磁盘并安装」将会导致原先的macOS系统不复存在。

创建主分区

使用LiveUSB提供的分区工具,找到刚才「磁盘工具」创建格式为FAT32的空间,在其上建立「/」分区,即root分区,一般情况选择格式化为ext4;如果有分区加密选项也可设置密码。

设置用户名、登录名、计算机名称、密码和管理员密码

安装

安装完成,重启并移除U盘

重启后,你会发现会自动重启进入Linux;不要慌,开机按下option,将会出现macOS默认的系统选择器,可以选择从哪个系统启动。然后我们需要安装rEFInd让我们不用每次开机都使用开机组合键来选择操作系统。

禁用SIP

系统完整性保护有助于保护重要的系统文件。一般来说,这是一件非常好的事情。就是说,当你要执行诸如安装启动管理器之类的特殊操作时,这意味着必须采取一些额外的步骤,才能达到修改重要位置等待目的。为了使用第三方启动管理器,我们必须先禁用SIP。

安装rEFInd

在安装完成后,重新开启SIP以便新的启动器加载。

注:因为各Linux发行版图形安装界面和顺序不同,故此仅有文字版教程;需要影像指导的可以观看文末参考资料中的视频链接。

Linux安装完成后的设置

在Linux安装完成后有一些必要的设定需要手动进行:

开启防火墙

更换更新源

Linux系统安装完后默认软件源一般都是在国外服务器,在国内下载比较慢,这时候就需要我们在「源管理」中更换为国内的镜像源。

同步系统时间

如果你在PC上安装了双系统,因Windows与Linux看待硬件时间的方式不同,会可能会出现双系统的时间不一致的问题,我们可以来进行设置修复。

安装中文输入法

可以在软件管理中心下载Fcitx或者IBus来使用中文输入法。

设置系统快捷键

因为每个桌面环境的系统快捷键不是相同的,我们可以查看defkey.com在「键盘设置」中增加/更改/删除快捷键。

接下来就可以尽情享受属于你的Linux之旅啦!

总结

其实了解完一些关于电脑系统如何启动的基本概念之后,我们在PC和Mac上安装Linux就不会太难。网上也有不少关于安装不同桌面发行版的视频教程,相信新手在虚拟机软件中多多练习之后,安装系统这一步不再成为很多人入门Linux的鸿沟。

当然如果你觉得在电脑上安装Linux还是太复杂,但是你对Linux有兴趣还想体验,那么在下一篇中笔者将会介绍一些市面上在售卖的Linux桌面硬件。

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