Warum ist das Erstellen eines startfähigen USB-Laufwerks komplexer als das Erstellen von startfähigen CDs?

Das Erstellen bootfähiger CDs und DVDs ist in der Regel ein einfacher und unkomplizierter Prozess. Warum ist die Erstellung bootfähiger Flash-Laufwerke jedoch komplexer? Gibt es wirklich so viel Unterschied zwischen den beiden? Der heutige Q & A-Beitrag von SuperUser hat die Antwort auf die Frage eines neugierigen Lesers.

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Die Frage

SuperUser-Leser William möchte wissen, warum das Erstellen eines bootfähigen USB-Laufwerks komplexer ist als das Erstellen von bootfähigen CDs:

Das Erstellen einer bootfähigen CD ist meiner Meinung nach sehr einfach. Sie müssen lediglich eine ISO-Datei auf eine CD brennen und ist bootfähig. Wenn es um USB-Laufwerke geht, haben Sie viele Möglichkeiten. Könnte jemand den Unterschied zwischen den beiden erklären und vielleicht einen kurzen Überblick über die verschiedenen Optionen geben?

Warum ist das Erstellen eines bootfähigen USB-Laufwerks komplexer als das Erstellen von bootfähigen CDs??

Die Antwort

SuperUser-Mitwirkender Akeo hat die Antwort für uns:

Rufus-Entwickler hier. Zunächst werden viele der genannten Optionen nur aufgeführt, wenn Rufus in ausgeführt wird Fortgeschrittener Modus (wenn der Abschnitt Erweiterte Optionen wird angezeigt), weil sie für Personen gedacht sind, die bereits wissen, wofür sie zuständig sind.

Zunächst müssen Sie verstehen, dass das ISO-Format niemals für das Booten von USB-Geräten konzipiert wurde. Eine ISO-Datei ist eine 1: 1-Kopie eines optischen Datenträgers. Optische Datenträger unterscheiden sich sehr stark von USB-Datenträgern, und zwar sowohl hinsichtlich der Strukturierung der Bootloader als auch hinsichtlich des Dateisystems und der Partitionierung (wie sie sind) nicht) und so weiter.

Wenn Sie also eine ISO-Datei haben, können Sie mit einem USB-Medium einfach nicht tun, was Sie mit einer optischen Disc tun können, die aus jedem einzelnen Byte der ISO-Datei gelesen und in der Reihenfolge auf die Disc (welche CD) kopiert wird / DVD-Brenneranwendungen machen beim "Arbeiten" mit ISO-Dateien.

Das heißt nicht, dass diese Art des 1: 1-Kopierens auf USB-Medien nicht existieren kann, nur dass 1: 1-Kopien auf USB-Medien sich völlig von 1: 1-Kopien auf optischen Disks unterscheiden und daher nicht austauschbar sind (außerhalb der Verwendung von ISOHybrid.) Bilder, die als 1: 1-Kopien auf USB-Datenträgern und optischen Datenträgern ausgeführt werden können. In der Rufus-Terminologie heißt eine 1: 1-Kopie auf einem USB-Medium DD-Image (diese Option ist in der Liste zu sehen). Einige Distributionen wie FreeBSD oder Raspbian stellen neben ISO auch DD-Images für die USB-Installation bereit Dateien zum Brennen von CD / DVD.

Daher haben wir festgestellt, dass ISO-Dateien für die Erstellung bootfähiger USB-Medien schlecht geeignet sind, da sie einem runden Stift entsprechen, der in ein kleineres quadratisches Loch passt, und daher muss der runde Stift entsprechend angepasst werden.

Nun fragen Sie sich vielleicht, ob ISO-Dateien zum Erstellen bootfähiger USB-Medien so schlecht geeignet sind. Warum bieten die meisten Betriebssystemvertriebe statt DD-Images ISO-Dateien an. Abgesehen von historischen Gründen besteht eines der Probleme mit DD Images darin, dass es sich um ein partitioniertes Dateisystem handelt, wenn Sie eine 1: 1-Kopie auf USB-Medien erstellen, die größer ist als diejenige, die von der Person verwendet wurde, die das Image erstellt hat. Am Ende wird die scheinbare „Kapazität“ Ihres USB-Mediums auf die Größe reduziert, mit der das ursprüngliche DD-Image erstellt wurde.

Während bei optischen Datenträgern und damit bei ISO-Dateien immer nur eines von zwei Dateisystemen (ISO9660 oder UDF) verwendet werden kann, werden beide in allen gängigen Betriebssystemen sehr lange unterstützt (und Sie können einen Blick darauf werfen) DD Images kann buchstäblich eines der Tausende verschiedener Dateisysteme verwenden, die vor oder nach der Verwendung verwendet werden. Das bedeutet, dass Sie nach dem Erstellen Ihres startfähigen USB-Mediums möglicherweise erst dann Inhalte sehen können, wenn Sie es starten. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn Sie FreeBSD USB-Images unter Windows verwenden. Nachdem das startfähige USB-Medium erstellt wurde, kann Windows nicht auf Inhalte darauf zugreifen, bis Sie es neu formatieren.

Aus diesem Grund neigen Anbieter dazu, möglichst ISO-Dateien beizubehalten, da sie (in der Regel) eine bessere Benutzererfahrung für alle Betriebssysteme bieten. Das bedeutet aber auch, dass (normalerweise) einige Konvertierungen vorgenommen werden müssen, damit unser runder ISO-Stift gut in das kleinere quadratische Loch „USB-Medien“ passen kann. Wie hängt das mit der Liste der Optionen zusammen? Wir kommen dazu.

Eines der ersten Dinge, die normalerweise erforderlich sind, ist das ISO9660- oder UDF-Dateisystem, das ISO-Dateien verwenden. Meistens bedeutet dies das Extrahieren und Kopieren aller Dateien aus der ISO-Datei in ein FAT32- oder NTFS-Dateisystem, wie es bei bootfähigen USB-Flashlaufwerken üblich ist. Das bedeutet natürlich, dass derjenige, der das ISO-System erstellt hat, einige Vorkehrungen getroffen hat, um FAT32 oder NTFS als Dateisystem für die Live-Verwendung oder Installation zu unterstützen (was nicht alle Personen, insbesondere diejenigen, die ein wenig zu sehr auf ISOHybrid angewiesen sind) neigen machen).

Dann gibt es den eigentlichen Bootloader selbst, den ersten Code, der beim Booten eines Computers von einem USB-Medium ausgeführt wird. Leider sind HDD- / USB- und ISO-Bootloader sehr unterschiedliche Tiere und die BIOS- oder UEFI-Firmware behandelt USB- und optische Medien während des Startvorgangs auch sehr unterschiedlich. Daher können Sie den Bootloader normalerweise nicht aus einer ISO-Datei (die normalerweise ein El Torito-Bootloader ist) entnehmen, auf ein USB-Medium kopieren und erwarten, dass er bootet.

Jetzt kommt der Teil, der für unsere Liste von Optionen relevant ist. Da Rufus ein relevantes Bootloader-Element bereitstellen muss, kann es es einfach nicht aus der ISO-Datei erhalten. Wenn es sich um eine Linux-basierte ISO-Datei handelt, kann GRUB 2.0 oder Syslinux verwendet werden. Rufus bietet daher die Möglichkeit, eine USB-basierte Version von GRUB oder Syslinux zu installieren (da die ISO-Datei normalerweise nur die ISO-spezifische Version enthält.) von diesen).

Dies geschieht normalerweise automatisch, wenn Sie eine ISO-Datei auswählen und öffnen, da Rufus intelligent genug ist, um festzustellen, welche Art von Konvertierung er anwenden muss. Wenn Sie herumspielen möchten, können Sie mit Rufus auch einige leere Bootloader installieren, mit denen Sie mit einer GRUB- oder Syslinux-Eingabeaufforderung starten können. Wenn Sie mit diesen Arten von Bootloadern vertraut sind, können Sie eigene Konfigurationsdateien erstellen / testen und Ihren eigenen, auf Syslinux oder GRUB basierenden benutzerdefinierten Startvorgang testen (da zu diesem Zeitpunkt nur Dateien kopiert / bearbeitet werden müssen) das USB-Medium dazu).

Nun können wir die Optionen in der Liste durchgehen:

MS-DOS: Dadurch wird eine leere Version von MS-DOS (Windows Me Edition) erstellt. Dies bedeutet, dass Sie zu einer MS-DOS-Eingabeaufforderung booten und das ist es. Wenn Sie eine DOS-Anwendung ausführen möchten, müssen Sie sie auf Ihr USB-Medium kopieren. Beachten Sie, dass diese Option nur unter Windows 8.1 oder früher verfügbar ist, nicht jedoch unter Windows 10, da Microsoft die DOS-Installationsdateien von Windows entfernt hat (und nur Microsoft diese Dateien weitergeben kann)..

FreeDOS: Dadurch wird eine leere Version von FreeDOS erstellt. FreeDOS ist eine kostenlose Softwareversion von MS-DOS, die vollständig mit MS-DOS kompatibel ist, aber auch den Vorteil hat, Open Source zu sein. Verglichen mit MS-DOS kann jeder FreeDOS verteilen, so dass die FreeDOS-Boot-Dateien in Rufus enthalten sind.

ISO-Image: Dies ist die Option, die Sie verwenden sollten, wenn Sie eine startfähige ISO-Datei haben und diese in ein bootfähiges USB-Medium konvertieren möchten. Denken Sie daran, dass eine Konvertierung (normalerweise) erforderlich ist und es unzählige Möglichkeiten gibt, eine bootfähige ISO-Datei zu erstellen. Es gibt keine Garantie dafür, dass Rufus sie in USB-Medien konvertieren kann (wenn dies jedoch der Fall ist) ist der Fall).

DD Image: Dies ist die Methode, die Sie verwenden sollten, wenn Sie über ein startfähiges Disk-Image verfügen, z. B. von FreeBSD, Raspbian usw. Es werden auch Dateien mit der Erweiterung .vhd (die Microsoft-Version eines DD-Image) unterstützt sowie komprimiert Einsen (.gz, .zip, .bz2, .xz usw.).

Die vier oben genannten Optionen sind die einzigen, die Sie in sehen werden Normal Modus. Aber wenn du Rufus reinlässt Fortgeschrittener Modus, Sie haben auch Zugriff auf die folgenden Optionen:

Syslinux x.yz: Installiert einen leeren Syslinux-Bootloader, der Sie zu einer Syslinux-Eingabeaufforderung bringt und nicht viel mehr. Sie sollen wissen, was Sie von diesem Punkt an tun müssen.

GRUB / Grub4DOS: Wie oben, jedoch jeweils für GRUB / Grub4DOS. Sie erhalten eine GRUB-Eingabeaufforderung, aber es liegt an Ihnen, den Rest zu ermitteln.

ReactOS: Installiert einen experimentellen ReactOS-Bootloader. Seit ich das letzte Mal überprüft habe, bootet ReactOS nicht so gut von USB-Medien. Es ist da, weil es einfach war, es hinzuzufügen, und mit der Hoffnung, dass es bei der Entwicklung von ReactOS helfen kann.

UEFI-NTFS: Dazu muss NTFS als Dateisystem ausgewählt werden und ein leerer UEFI-NTFS-Bootloader installiert werden. Dies ermöglicht das Starten von NTFS im reinen UEFI-Modus (nicht CSM) auf UEFI-Plattformen, die keinen NTFS-Treiber enthalten. Da es leer ist, müssen Sie Ihre eigene kopieren /efi/boot/bootia32.efi oder /efi/boot/bootx64.efi auf die NTFS-Partition, damit es nützlich ist. UEFI-NTFS wird von Rufus automatisch verwendet, um die maximale Dateigröße von 4 GB von FAT32 zu umgehen, die beispielsweise die Installation von Microsoft Server 2016 im UEFI-Modus ermöglicht, ohne dass die install.wim-Datei von 4,7 GB aufgeteilt werden muss.

Hoffentlich hilft das. Dies ist eine vereinfachte Übersicht, daher hoffe ich, dass die Leute nicht damit anfangen werden, Aspekte auszusuchen, die absichtlich verdummt oder still gehalten wurden (z. B. zu wissen, dass es möglich ist, USB-Flash-Laufwerke ohne Partitionen zu verwenden, USB- und optische Medien dieselbe Datei verwenden System, und dass einige Bootprozesse die Möglichkeit haben, die Partitionsgröße auf USB-Medien zu erweitern, um das Problem der scheinbaren geringeren Kapazität zu lösen).

Haben Sie der Erklärung etwas hinzuzufügen? Sound off in den Kommentaren. Möchten Sie mehr Antworten von anderen technisch versierten Stack Exchange-Benutzern lesen? Hier geht es zum vollständigen Diskussionsthread.

Bildnachweis: William (SuperUser)