《資訊技術》 http://www.ascc.net/nl/92/1911/02.txt http://boom8.com/soft/siteclass.php?class=soft14 可開機光碟之應用 黃耀輝 前言 目前主機板BIOS大多可以支援El Torito規格【註1】，具引導CD-ROM 開機之能力。另方面，燒錄機及燒錄片的價格愈來愈低廉，燒錄軟 體也愈來愈精進。而光碟價廉、儲存容量大及體積輕薄，更是軟碟、 ZIP、MO等媒體所無法比擬。惟光碟的唯讀特性，讓目前大多數作業 系統都難賴以執行，因此光碟的用途受到了很大的限制，不過隨著 USB Flash Disk與RAM的低價與普及，藉由它們彌補光碟唯讀的缺點， 讓光碟運用空間更多元化。 風行已久的RPL（Remote Program Load）、PXE（Pre-Boot Execution Environment）、DRBL（diskless remote boot in linux）、Bootp/tftp 等「無碟」（diskless）作業環境對「電腦教室」、「網路咖啡」 或「自助式電腦便利站」甚具價值，而「可開機光碟」引導啟動作 業系統將來或可取代「軟碟開機片」或「啟動晶片」。不過無「伺 服器」端，無法做遠程啟動之測試，因此，本文為節省篇幅故暫且 不談。 目前個人電腦使用機械式硬碟最為普遍，但由於硬碟於啟動電源 後即不斷高速運轉，難免有機械損耗致影響其功能，或許在將來固 態硬碟【註3】技術成熟之後，故障風險率會再降低。不過在此之前， 我想多數讀者較感興趣的，是電腦故障時可應急工作或救援資料的 光碟。此一部份在網路上已有不少站台提供詳細有用的資訊，例如： http://rescuecd.sourceforge.net/、http://www.911cd.net/、 http://www.nu2.nu/等等，因此，以下謹就WinPE（Windows Preinstallation Environment）、ERD commander、Knoppix Linux、Timos_rescue_cd 等用戶端可獨立執行之作業系統簡單地補充介紹。 引導啟動 電腦正常開機後會按設定的開機順序（如軟碟、硬碟、SCSI,USB 外接設備等等），依序搜尋 Boot Sector（絕對位址）有無引導碼， 找到時則將其載入執行，啟動作業系統。而一片CDROM約有700M，而 DVDROM則為CDROM的7~28倍，如何將各種作業系統或工具軟體彙整其 中，且能透過選單來多重啟動呢？以下就介紹相關程式之使用方法。 目前而言，很多小型工具程式都很實用而且多屬於自由軟體，例 如Bootable CD Wizard（http://bootcd.narod.ru/）、ISOLINUX （http://syslinux.zytor.com/）、CDSHELL（http://www.cdshell.org/）、 Diskemu（http://www.nu2.nu/diskemu）、EasyBoot（http://www.eabsystems.com/， 付費）、Bootwiz（http://www.acronis.com/，用於該公司出版軟 體中）等等，除可鏈結引導碼外，大部分都具有軟碟映像檔、硬碟 映像檔等模擬開機指令。用法簡單易學。剛開始時，建議使用Bochs 【註2】硬體模擬器或CDRW燒錄，以增加成功率。 可開機光碟的必要條件就是必須有符合El Torito標準的第一前導 碼，如何透過「燒錄程式」或「光碟映像檔產生程式」將前導碼置 入Boot Sector呢？簡單說明如下： 以Ahead Nero與CDSHELL為例，步驟為： （1）【新建CD】選Cdrom（開機）。 （2）點選【映像檔】，瀏覽找到loader.bin。 （3）點選【開啟進階級設定】；【模擬類型】選「不模擬」。 （4）【已載入磁區數】選4。 也可以使用Bart’s BCD（Build CD-Rom,http://www.nu2.nu/bcd/）， 依照指示步驟建立光碟映像檔後再燒錄於實體光碟。 至於如何透過選單指令再引導至作業系統呢？以CDSHELL與WINPE 為例，於選單批次檔（cdsh.ini）中以chain指令鏈結至原該作業系 統提供的引導碼（例如etfsboot.com），再由etfsboot.com引導至 setupldr.bin、ntdetect.com即可。惟Bootable CD Wizard之引導 碼無64kb的限制，可以直接鏈結至setupldr.bin。至於抽離原作業 系統提供的引導碼的方法很多，例如免費的BBIE（Bart’s Boot Image Extractor），或需付費的如DirectISO、IsoBuster、UltraISO、 WinISO等等。 Linux作業系統 鼎鼎大名的Knoppix是由德國程式設計師克勞斯（Klaus Knopper） 將自由軟體Linux的Debian套件為主幹設計的，他把KDE版的Linux改 寫成速成光碟版，使用者只要把Knoppix光碟放入光碟機中，Bios更 改成從光碟開機，就可以使用Linux，不必安裝，免用硬碟，直接在 光碟上執行完整的Linux作業系統，支援DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）或Static IP，它既可以用來當桌上工作站用，也可以用 來當網路伺服主機。 目前，其版本為3.1版（ftp://cle.linux.org.tw/pub/iso/KNOPPIX/）， 也同時具備有中文介面的（ftp://cle.linux.org.tw/pub/iso/KNOPPIX/bv1al/、 http://debian.linux.org.tw/pub/3Anoppix/），ISO容量壓縮至700MB， 剛好夠一片CDROM，可直接燒錄於光碟。它可自動偵測內、外接式硬體， 也支援USB設備、音效卡、螢幕、鍵盤、滑鼠等。內建FTP、Apache、 Telnet、Samba、SSH、Mail、DHCP 等伺服器功能；並包含KDE 、 OpenOffice、Moxilla 、Gimp（影像處理）、Acrobat Reader（PDF 閱讀器）、XMMS（聽MP3）等應用軟體。 尤其對系統或套件軟體的設定調整變更後，可以將設定值儲存在floppy 或UsbDisk，下次執行時再回存，不必每次都要重新設定，甚具親和性。 其他Linux系統，尚有： （1）timos_rescue_cd，請詳http://rescuecd.sourceforge.net/download.html， 大小約50M。 （2）tomsrtbt（The most GNU/Linux on 1 floppy disk），請詳 http://www.toms.net/rb/。 （3）Chntpw（Change Windows NT Password，floppy image），請詳 http://ntpass.blaa.net/。 上述所列都是不錯的系統軟體，有需要的使用者不妨試試。 Windows作業系統 首先要介紹的是微軟的WINPE（Windows Preinstallation Environment）， 請詳http://www.microsoft.com/licensing/programs/sa/sam/winPe.asp 是一個基於WindowsXP核心的迷你操作系統，也可以說是XP的精簡版， 他是在保護模式下命令行界面運行，提供網路共享、自動底層處理 進程和實現硬體驗證。WinPE所包含的硬體診斷和其他預裝設工具都 支援標準的WindowsXP驅動，具有系統備份及回存、支援NTFS/FAT32、 中文長檔名及緊急恢復硬碟作業系統的功能。 製造WinPE必須有WinPE所需元件（位於WinPE原始光碟片中的\WinPE 資料夾及\Tools\X86或\Tools\IA64資料夾內），以及一片Windows XP 或Server 2003原始安裝光碟片。您只需將WinPE所需元件複製於硬 碟資料夾（自訂）內，再執行{MKIMG.CMD【安裝片磁區代號或資料 夾】【目的資料夾】【映像檔名稱】}指令，即可產生所需檔案，XP 繁體版大約有250M。 如果想要添加RamDisk，就必須按照 http://www.microsoft.com/technet/itsolutions/edc/pak/build/edcbld05.asp 的指示，按步就班地修改Winpesys.inf；不影響的部分，即使是一 個空白，也請不要更動。再添加Ramdrv.sys與Ramdrv.inf。RamDisk 最大限制為16M，如設定值超過，會導致系統不正常。 WinPE的Tcp/IP目前僅支援DHCP、NLA（Network Location Awareness）， 不支援靜態IP（static IP），筆者曾經試著按照 http://msdn.microsoft.com/chats/embedded/embedded_010803.asp 上的指示，使用Netsh外殼與所需 Helper，並修改registry，不過 並未成功，或許等微軟相關白皮書出來後，才會有希望吧！不過以 下要介紹的ERD Commander中倒有一個小程式TcpCfg.exe可以設定靜 態 IP，而且是 GUI（Graphics User Interface）介面。 根據筆者抽樣測試結果，可以在WinPE運行的實用軟體有AcdSee 2.4x、 TotalCommand 4.x、漢書6,7,8x、AbiWord 1.x、Ws Ftp-95、Editor2k 等，以及像 Norton Utility、Partition Magic、UnixUtil等PE（Portable Executable）。這些軟件對於恢復作業系統、急救重要資料或硬碟 重整等都有相當幫助。 接著要介紹的是Winternals公司的ERD Commander（http://www.winternals.com）， 它的主要功能為修復錯誤、損毀的系統，重新設定檔案權限、重建 已遺失的密碼、搶救系統及重要資料等。使用者只需要按照著軟體 說明，依序安裝後，執行程式即可製造出光碟映像檔，其步驟極為 簡單，大小約150M。不過他內定資料夾為I386，與WinPE相同，因此， 若想放於同一光碟片之內，就必須修改資料夾名稱及相關引導檔案 （bootsec.bin、setupldr.bin），有興趣者不妨參考上述網站或 http://www.wwwfox.net/bootcd/的說明。 其他小型作業系統或應用軟體，諸如： （1）O&O BlueCon XXL（http://www.oo-software.com/）搭配windows NT/2000 原始安裝光碟片所製作的迷你系統，支援NTFS/FAT32，可用CMD 內部指令。 （2）Acronis True Image、DriveCleanser、PartitionExpert、OS Selector、DiskEditor、RecoveryExpert（http://www.acronis.com/） 等系統工具軟體。 （3）Freedos32（http://freedos-32.sourceforge.net/），基於 I386平台的32-bit OS，尚在發展階段。 上述所列舉者，有興趣的使用者亦可以試試。 軟碟及硬碟映像檔 電腦愛好者或許身邊還收藏有各式DOS開機片，例如MS-DOS（含 win95,win98,winME）、PC-DOS、DR-DOS、ROM-DOS、FreeDOS、RxDOS、 PTS-DOS等系統，他們皆曾風光一時，我想目前還有很多人習慣於那 種簡單系統下開發基礎軟體。想把它們羅列於光碟片中嗎？一點都 不難，上述的開機光碟工具程式中，有些指令像Diskemu、Memdisk、 Run等皆可使用映像檔開機。而製造映像檔的軟體也很多，例如：BFD （Build Floppy Disk，http://www.nu2.nu/bfd/）、WinImage、 RawWrite、Floppy Image等，也可以使用Bochs、vmware、virtualPC 等模擬器製造。當然，如果善用RamDisk，將檔案先行壓縮，開機後 再解壓縮於RamDisk，效果將更佳。 就我所知，各大硬碟製造商例如 Seagate、Maxtor（Quantum）、 WD（Western Digital）、Fujitsu、Toshiba、Samsung和Hitachi （IBM）等，其公司網站都有提供硬碟診斷與修理程式下載，它們大 部分都是使用軟體開機片（當硬碟故障時，只好使用軟碟了），但 軟體片容量低，讀寫速度慢且保存不易，不如通通放在一片光碟片 中。Dos真實模式下較難處理的恐怕是支援CDROM、網路以及USB設備 了，在網路上有很多資訊可供參考，例如http://www.nu2.nu/與 http://www.bovistech.com/對CDROM及NDIS就有詳盡的說明，並提 供必需的軟件；而http://www.bgdf.com/darkehor/PC/DOS/Drivers/USB/index.shtml 也提供各種USB Driver。除此之外，也可使用Symantec Ghost Norton 的開機片精靈，製造支援網路及USB的開機片。 許多防毒軟體公司都有提供急救軟體，預防當電腦硬碟中毒而無 法啟動時，可以掃毒或恢復系統，例如F-Prot（http://www.f-secure.com/）、 PC-cillin（http://www.trendmicro.com/）等等，有需要者亦可製 成映像檔或自解壓縮檔，放於光碟片中以備急需。 結語 目前硬碟容量都有數十G，甚至100G以上，價格也越來越便宜，一 般使用者都習慣於硬碟操作，也利用硬碟來備份。但硬碟可攜性低， 容易機械損耗。而光碟片輕薄且讀取速度佳，如果用來作備份或回 存系統、救援工具、遠行或應急的輔助系統，二者可互補可相輔， 我想應當是一種不錯的選擇，因此藉本文來分享我的經驗。（本文 作者任職於科工所） 附註 【註1】為Phoenix Technologies與IBM於1995年共同發表的規範， 定義可啟動CD-ROM的數據結構與映像數據的配置等標準。詳 情請參閱http://www.phoenix.com/resources/specs-cdrom.pdf。 【註2】Bochs類似vmware、virtualPC，但為opensource，是一個可 攜式的x86 PC模擬器，它可以模擬 X86的CPU、BIOS，並且 可以執行OS。請詳http://bochs.sourceforge.net/。 【註3】固態硬碟（Solid State Disk，簡稱為SSD），它模擬動態 隨機存取記憶體（DRAM）基本的存取模式，可以達到資料隨 機存取的高速傳輸，並能突破系統上的I/O資料流的限制， 它與DRAM不同的地方在於，DRAM僅止於有電源時才能存取資 料，失去電源時則資料掉將會流失，而固態硬碟則不受此限 制，它的工作方式是模擬一般電腦的I/O控制器，使用典型 的ANSI-standard SCSI介面，可隨插即用（plug and play）。