Puppy Linux 7.5 CE, ein Beispiel für ein Betriebssystem für Live-USB-Sticks
Ubuntu 8.04 LTS, auf dem Firefox , OpenOffice.org und Nautilus laufen.

Ein Live-USB-Stick (auch bootfähiger USB-Stick genannt) ist ein portables, externes Datenspeichergerät mit USB -Anschluss , das ein vollständiges, bootfähiges Betriebssystem enthält . Der Begriff ähnelt USB-Sticks , kann aber auch externe Festplatten (HDDs) oder SSDs umfassen , die dann als „Live-HDD“ bzw. „Live-SSD“ bezeichnet werden. Sie stellen die Weiterentwicklung von Live-CDs dar und bieten den zusätzlichen Vorteil beschreibbaren Speichers, wodurch das Betriebssystem individuell angepasst werden kann. Live-USB-Sticks eignen sich für eingebettete Systeme zur Systemadministration , Datenwiederherstellung oder zum Testen von Betriebssystemen und können Einstellungen dauerhaft speichern sowie Softwarepakete auf dem USB-Gerät installieren .

Viele Betriebssysteme, darunter Mac OS 9 , macOS , Windows XP Embedded und ein Großteil der Linux- und BSD -Distributionen, können von einem USB-Stick ausgeführt werden, und Windows 8 Enterprise hatte eine Funktion namens Windows To Go für einen ähnlichen Zweck.

Hintergrund

Um Computer mit Startproblemen zu reparieren, verwenden Techniker häufig schlanke Betriebssysteme auf bootfähigen Medien und eine Kommandozeilenschnittstelle . Die Entwicklung der ersten Live-CDs mit grafischer Benutzeroberfläche ermöglichte es auch Laien, defekte Computer zu reparieren. Die meisten Live-CDs basieren auf Linux und werden neben der Computerreparatur gelegentlich auch als eigenständige Betriebssysteme eingesetzt.

Anfang der 2000er-Jahre wurde das Booten von USB-Speichergeräten bei Personalcomputern eingeführt. Macintosh -Computer boten diese Funktion bereits 1999 an, beginnend mit dem Power Mac G4 mit AGP-Grafik und den iMac G3- Modellen mit Einschubfach . [ 1 ] Intel-basierte Macs übernahmen diese Funktionalität und ermöglichten das Booten von macOS über USB. [ 2 ] Spezielles Booten über USB wurde 2004 von IBM mit den „Reincarnating PCs with Portable SoulPads “ und dem Booten von Linux über FireWire-Geräte vorgestellt . [ 3 ] [ 4 ]

Vorteile und Einschränkungen

Ein USB-Stick

Live-USB-Sticks weisen viele der Vorteile und Einschränkungen von Live-CDs auf und bringen darüber hinaus auch ihre eigenen mit sich.

Vorteile

  • Im Gegensatz zu Live-CDs lassen sich die Daten auf dem Startmedium ändern und zusätzliche Daten auf demselben Medium speichern. So kann ein Benutzer sein bevorzugtes Betriebssystem, Anwendungen, Konfigurationen und persönliche Dateien mitnehmen und ein System problemlos mit anderen Benutzern teilen.
  • Live-USB-Sticks bieten den zusätzlichen Vorteil erhöhter Privatsphäre, da Nutzer den USB-Stick problemlos mit sich führen oder an einem sicheren Ort (z. B. einem Tresor ) aufbewahren können. Dadurch wird das Risiko für Dritte, auf ihre Daten zuzugreifen, deutlich reduziert. Andererseits kann ein USB-Stick leicht verloren gehen oder gestohlen werden, weshalb Datenverschlüsselung und -sicherung noch wichtiger sind als bei einem herkömmlichen Desktop-System.
  • Da USB-Sticks keine beweglichen Teile enthalten, ist echter Direktzugriff möglich . Dadurch werden die Rotationsverzögerung und die Suchzeit von Festplatten oder optischen Medien vermieden . Kleine Programme starten daher von einem USB-Stick schneller als von einer lokalen Festplatte oder einer Live-CD. Da USB-Geräte jedoch typischerweise niedrigere Datenübertragungsraten als interne Festplatten erreichen, kann das Booten von älteren Computern, die USB 2.0 oder neuer nicht unterstützen, sehr langsam sein.

Einschränkungen

  • Von USB-Controllern auf Erweiterungskarten (z. B. PCI und PCI-E) kann fast nie gebootet werden. Daher können Systeme, die keine nativen USB-Controller in ihrem Chipsatz haben (z. B. ältere Systeme vor der USB-Ära), wahrscheinlich nicht von USB booten, selbst wenn USB über eine solche Erweiterungskarte aktiviert ist.
  • Manche Computer, insbesondere ältere, verfügen möglicherweise nicht über ein BIOS , das das Booten von USB unterstützt. Um das Booten von einem USB-Stick zu ermöglichen , muss das BIOS das Booten von USB-Festplatten unterstützen, was bei vielen Mainboards der frühen 2000er-Jahre nicht der Fall war. In solchen Fällen kann ein Computer häufig mithilfe einer bootfähigen CD oder Diskette so konfiguriert werden, dass er von einem USB-Gerät bootet . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
  • Einige Intel-basierte Macintosh-Computer weisen Einschränkungen beim Booten von USB-Geräten auf. Zwar kann die Extensible Firmware Interface (EFI) -Firmware USB-Laufwerke erkennen und von ihnen booten, dies ist jedoch nur im EFI-Modus möglich. Sobald die Firmware in den „Legacy“-BIOS-Modus wechselt, werden USB-Laufwerke nicht mehr erkannt. Systeme anderer Hersteller, insbesondere Windows und Linux, werden üblicherweise nicht im EFI-Modus gestartet, wodurch das Booten von USB auf unterstützte Hardware- und Softwarekombinationen beschränkt sein kann, die problemlos über EFI gestartet werden können. [ 8 ] Programme wie der Mac Linux USB Loader können die Schwierigkeiten beim Booten eines Linux-Live-USB-Sticks auf einem Mac jedoch verringern. Diese Einschränkung ließe sich beheben, indem entweder die Apple-Firmware so geändert wird, dass sie einen USB-Treiber im BIOS-Modus enthält, oder indem die Betriebssysteme so angepasst werden, dass die Abhängigkeit vom BIOS entfällt.
  • Aufgrund der zusätzlichen Schreibzyklen bei einer vollständigen Installation kann die Lebensdauer des USB-Sticks leicht verkürzt sein. Dies gilt nicht für Systeme, die speziell für Live-Systeme entwickelt wurden und alle Änderungen im Arbeitsspeicher (RAM) speichern , bis sich der Benutzer abmeldet. [ 9 ] Eine schreibgeschützte SD-Karte (bekannt als Live-SD, das Solid-State- Pendant zur Live-CD) in einem USB-Kartenleser ist eine effektive Methode, um Schreibzyklen auf dem Flash-Speicher zu vermeiden und dieses Problem zu umgehen. Die SD-Karte als WORM- Speicher hat praktisch eine unbegrenzte Lebensdauer. Ein Betriebssystem wie Linux kann dann von der Live-USB-/SD-Karte ausgeführt werden und herkömmliche Speichermedien wie Festplatten verwenden, um Systemänderungen zu sichern .

Aufstellen

Es gibt verschiedene Anwendungen zum Erstellen von Live-USB-Sticks, beispielsweise Universal USB Installer , Rufus , Fedora Live USB Creator und UNetbootin . Auch Softwareanwendungen zur Erstellung von Multiboot- Live-USB-Sticks sind verfügbar, darunter YUMI Multiboot Bootable USB Creator [ 10 ] und Ventoy . Einige Linux-Distributionen und Live-CDs bieten vorgefertigte Skripte, die die folgenden Schritte automatisch ausführen. Unter Knoppix und Ubuntu lassen sich zudem zusätzliche Anwendungen installieren und Änderungen in einem persistenten Dateisystem speichern. Die Größe einer Basisinstallation variiert von nur 16 MiB ( Tiny Core Linux ) bis hin zu einer großen Installation im DVD-Format (4 Gigabyte).

Um ein Live-USB-System für handelsübliche PC-Hardware einzurichten, müssen folgende Schritte durchgeführt werden:

  • Ein USB-Stick muss an das System angeschlossen und von diesem erkannt werden.
  • Es müssen möglicherweise eine oder mehrere Partitionen auf dem USB-Stick erstellt werden.
  • Das „Bootfähige“ Flag muss auf der primären Partition des USB-Sticks gesetzt sein.
  • Auf die primäre Partition des USB-Sticks muss ein MBR geschrieben werden.
  • Die Partition muss formatiert werden (meistens im FAT32- Format, aber auch andere Dateisysteme können verwendet werden).
  • Auf der Partition muss ein Bootloader installiert werden (meistens wird dafür syslinux bei der Installation eines Linux-Systems verwendet).
  • Eine Bootloader-Konfigurationsdatei (falls verwendet) muss geschrieben werden.
  • Die notwendigen Dateien des Betriebssystems und der Standardanwendungen müssen auf den USB-Stick kopiert werden.
  • Sprach- und Tastaturdateien (falls verwendet) müssen auf den USB-Stick geschrieben werden.
  • USB-Unterstützung im Bootmenü des BIOS (obwohl es Möglichkeiten gibt, dies zu umgehen; die tatsächliche Verwendung einer CD oder DVD ermöglicht es dem Benutzer, auszuwählen, ob das Medium später beschrieben werden kann. Einmal beschreibbare Datenträger gewährleisten, dass das laufende System beim nächsten Neustart sauber ist.)

Knoppix Live-CDs verfügen über ein Dienstprogramm, mit dem Benutzer beim Start festlegen können, ob die Dateistrukturen des Betriebssystems temporär auf einer RAM-Disk oder permanent auf Festplatte oder USB-Stick gespeichert werden sollen, um Konfigurationen und Sicherheitsupdates zu sichern. Dies kann einfacher sein als die Neuerstellung des USB-Systems, ist aber möglicherweise überflüssig, da viele Live-USB-Tools benutzerfreundlich sind.

Vollständige Installation

Eine Alternative zur Live-Betriebssystemlösung wäre eine vollständige Installation, also eine herkömmliche Installation ohne Auslagerungspartitionen. Diese Option ist softwareeffizient, da die Installationssoftware des Betriebssystems nicht separat vom persistenten Speichermedium gespeichert werden muss. Allerdings hat die vollständige Installation auch Nachteile: Durch die zusätzlichen Schreibzyklen kann sich die Lebensdauer des USB-Sticks etwas verkürzen. Um dem entgegenzuwirken, speichern manche Live- Systeme Änderungen im Arbeitsspeicher, bis der Benutzer das System herunterfährt und die eigentlichen Schreibvorgänge auf das Speichermedium auslöst. Der Nachteil ist ein höheres Risiko für Datenverlust bei einem unerwarteten Abbruch. Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass die Leistung – selbst bei Geräten mit modernen Komponenten – auf das Niveau älterer Computer sinken kann, wenn die Übertragungsgeschwindigkeit des Speichermediums gering ist. Dieses Problem lässt sich in der Regel durch die Installation auf einer USB-Festplatte beheben, da diese unabhängig vom Anschluss im Allgemeinen eine bessere Leistung als USB-Sticks bieten.

Microsoft Windows

Obwohl viele Live-USB-Sticks auf dem Booten eines Open-Source-Betriebssystems wie Linux basieren, ist es möglich, Live-USB-Sticks für Microsoft Windows mithilfe von Diskpart [ 11 ] oder WinToUSB [ 12 ] zu erstellen .

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ „USB-Informationen und Vorteile von Dual-Channel-USB“ . Apple (veröffentlicht am 20. Februar 2012). 16. September 2003. Archiviert vom Original am 12. Mai 2013. Abgerufen am 25. September 2016. Bootfähige USB-Laufwerke: Ein Speichermedium wie eine SuperDisk, eine Zip-Disk oder ein anderes USB-Speicherlaufwerk kann verwendet werden , um einen gültigen Systemordner zu speichern und beim Systemstart zu starten.
  2. ^ „Von einem externen USB-Speichergerät (Intel-basierte Macs)“ . Apple . 22. März 2016. Archiviert vom Original am 22. Mai 2016. Abgerufen am 25. September 2016 .
  3. ^ Singer, Michael (15. August 2005). „IBM-Gehirne erobern die Seele des PCs“ . CNET . CBS Interactive. Archiviert vom Original am 27. September 2016. Abgerufen am 25. September 2016 .
  4. ^ Honeyford, Martyn (15. Juli 2004). „Boot Linux from a FireWire device“ . IBM DeveloperWorks . IBM . Archiviert vom Original am 17. Januar 2007. Abgerufen am 15. Mai 2016 .
  5. ^ Trevor (6. Mai 2010). „Von einem USB-Laufwerk booten, auch wenn das BIOS dies nicht zulässt“ . How-To Geek . Archiviert vom Original am 23. September 2016. Abgerufen am 25. September 2016 .
  6. ^ „Plop Boot Manager“ . 7. Februar 2012. Archiviert vom Original am 8. Februar 2012. Abgerufen am 25. September 2016 .
  7. ^ „Universal USB Installer – Bootfähige USB-Software – UUI“ . PenDrive Linux . 10. Februar 2010. Abgerufen am 17. Februar 2024 .
  8. ^ knome (14. Dezember 2013). „MactelSupportTeam/EFI-Boot-Mactel“ . Ubuntu Community Help Wiki . Canonical Ltd. Archiviert vom Original am 4. März 2016. Abgerufen am 25. September 2016 .
  9. ^ „Minimale Installations-HD für XFCE“ . Linux Mint Forums . Archiviert vom Original am 27. September 2016. Abgerufen am 25. September 2016. Die Live-CD schreibt nur auf die Swap-Partition, falls Ihr PC über eine solche verfügt. Andernfalls wird nur der Arbeitsspeicher (RAM) verwendet.
  10. ^ „YUMI – Multiboot-USB-Ersteller | Windows einfach von USB booten“ . Pendrive Linux . 13. März 2011. Archiviert vom Original am 23. Oktober 2017. Abgerufen am 17. Februar 2024 .
  11. ^ nnamuhcs. „Erstellen eines bootfähigen USB-Sticks“ . docs.microsoft.com . Archiviert vom Original am 16.09.2018 . Abgerufen am 15.09.2021 .
  12. ^ Gordon, Whitson (21. April 2014). „So führen Sie eine portable Version von Windows von einem USB-Stick aus“ . Lifehacker . Gawker Media. Archiviert vom Original am 25. September 2016. Abgerufen am 25. September 2016 .