Для использования на работе и дома может пригодится загрузочный USB носитель, содержащий всё самое необходимое для работы - ОС Linux, драйверы, браузер, утилиты.

Введение

Данная статья о том, как создать Live USB с возможностью поддержания состояния файловой системы между сеансами. Речь идёт об MX Linux 23.1 (Libretto), который вышел в середине октября 2023. Рассмотрена редакции "32.1_minimal" для DVD диска, с объемом дистрибутива 1.8 ГБ. Эта же статья годится для любой редакции MX Linux и antiX.

Образы установочных дисков можно скачать по ссылкам:

• Файлы ISO MX Linux в редакции MX-Minimal
• Файлы ISO MX Linux основной редакции MX Linux XFCE
• Файл ISO antiX Linux последней редакции antiX ISO

MX Linux и antiX имеют возможность создания автономного Live USB с 2019 года. В этом гибридном режим загрузки с Live USB, названном разработчиком "Persistence" - в переводе "Стойкость", состояние файловой системы сохраняется на USB диск между загрузками: установленные программы и данные пользователя на LiveUSB не сбрасываются с исходное состояние.

При загрузке с USB носителя Live USB операционной системы MX Linux можно не только выбрать язык и запустить установку, но настроить параметры перед запуском, в графическом меню. В пункте меню "Расширенные опции" присутствует множество пунктов со словами frugal или persistence, каждый из которых имеет варианты.

Для чего предназначены режимы Live CD "Frugal" и "Persistence"?

Persistence (переводится как "стойкость", "настойчивость", "упорство") - хранение данных между сессиями на USB Flash накопителе. При её использовании загрузочную "флешку" можно переносить между различными ПК, изменения в домашнем каталоге /home и в корневой файловой системе / будут записаны на USB диск при выключении или перезагрузке MX Linux или antiX. При следующей загрузке Live USB обнаруживает данные в дополнительном разделе на флешке и загружает их. Получается такой гибридный режим - загрузка с неизменной части Live USB ("только для чтения" ISO 9660") и изменяемая в зарезервированном при создании Live USB пространстве, содержимое которого может изменяться с каждой новой сессией.
При режиме полуавтоматического или ручного "упорства" persistence, при выключении ПК можно отказаться от сохранения измененного состояния системы, что экономит время.

Frugal (переводится "бережливый" или "экономичный") - возможность установки ОС на компьютеры с малым объёмом жесткого диска (менее 6 ГБ). При использовании frugal на диске вместо множества файлов в каталогах папки /root хранятся лишь 3 сжатых файла, содержащие разделы дисков linuxfs, rootfs и homefs, для системного раздела, изменённого рута и домашней папки, соответственно. Режим Frugal используется только с HDD (НЖМД). При режиме Frugal скорость работы существенно выше, чем при флешке USB 2.0, а занимаемый операционной системой объём на диске ниже, чем при обычной установке. Например, типичный файл linuxfs занимает 2 ГБ, roots от 100 МБ до 2 ГБ и home от 10 МБ до 2 ГБ.

Требования для применения Persistence

1) Объём флешки нужен 16 ГБайт:

• 1.8-2.2 ГБ отводится под дистрибутив операционной системы.
• около 0.5-0.7 ГБ - под хранение изменяемых данных корня "rootfs". Размер rootfs не может быть больше ОЗУ. Максимальный размер "rootfs" в нормальной ситуации не должен превышать размер ОС 2.2 ГБ.
• от 200 МБ до 10 ГБ для домашней папки "homefs". Типичный размер 0.5 ГБ. При малом количестве "своих" данных в каталоге home, можно выделять под homefs пространство 200-300 МБ.
• • 2.5 ГБ + 2.5 ГБ на временные файлы для ремастеринга (который требуется лишь для выполнения этой необязательной операции) - для файлов rootfs.new и linuxfs.new.
• временный файл linuxfs.bak который также можно удалить, но он занимает место,
  На практике, на флешке используется около 10 ГБ. Примечание: в крайнем случае, можно разместить все файлы на одну флешку 4 ГБ (2.2 ГБ linuxfs, 200 МБ rootfs и 250 МБ homefs).

2) При записи загрузочного USB flash накопителя нужно использовать программы Unetbootin MX_Live_USB_Maker-24.6.glibc2.28-x86_64.AppImage (Linux) или Rufus (Windows), т.к. консольная команда dd или BalenaEtcher создают файловую систему ISO9660 как компакт-диск, "только для чтения" (read only).

Для записи образа ISO на USB носитель необходимо выбрать файл ISO с образом диска, и целевой носитель USB.

3) Нужен один работающий порт USB в ПК, с которого будет производится загрузка ОС. Желательно, чтобы скорость USB порта и USB носителя была максимально возможной - например, USB 3.2. Стабильно работающий USB 2.0 тоже годится. Этот порт USB должен принадлежать материнской плате ноутбука или ПК (платы расширения USB работать не будут).

4) Для возможности динамических способов persistence, необходим чуть больший объём объём оперативной памяти (ОЗУ), чем обычно необходимо Linux - минимум 3 ГБ для комплекта ОС + браузер Firefox. Поскольку при динамических способах раздел изменений rootfs с USB диска загружается в память. При статических способах persistence и frugal это требование не является обязательным, и достаточно иметь ОЗУ 512 МБ.

5) Должен быть доступен вход в BIOS или boot menu, где можно включить загрузку с USB flash в случае Persistence или изменить порядок загрузки с HDD в случае Frugal.

6) При использовании Persistence нужно иметь подключенную загрузочную флешку Live CD MX/antiX каждый раз для запуска ПК, при использовании Frugal имеется способ загрузки ПК и без Live CD.

6) При использовании прозрачного сжатия в lz4 и извлечения данных в ОЗУ при работе с USB Flash, требования к процессору не высокие. Для выполнения же операции "ремастеринга", т.е. компиляции изменений в новый образ LiveCD, слабый процессор Intel Atom не подойдет, нужен хотя бы AMD Phenom II 710 / Intel Core2Duo 8200.

Условия для применения опции Frugal

При опции Frugal происходит сжатие файловой системы и запись 1 неизменный системный файл и 2 изменяемых файла на жёстком диске. Этот способ повышает скорость обмена в десятки раз по сравнению с USB flash, но требует наличия как жесткого диска, так и раздела для сохранения (объёмом около 8 ГБ). При использовании "на лету" сжатия lz4, мощность процессора не играет роли, но при более эффективном сжатии gzip, которое применяется при нехватке места на диске, можно предположить, что требования к процессору выше.

Динамические и статические варианты постоянства Persistence

При динамическом способе данные rootfs сначала читаются в ОЗУ, из-за чего используемый объём оперативной памяти достигает 1.7 ГБ. Динамический Persistence обеспечивают очень высокую скорость работы даже при загрузке с USB Flash накопителя. При завершении сеанса можно сохранить изменения автоматически или полуавтоматически при помощи persist_save.

Динамические и статические способы стойкости Frugal

Основной способ Frugal - статическое связывание. Так как загрузка в ОЗУ обычно не требуется. Совмещенный способ - Frugal+Persistence работает и немного ускоряет по сравнению со статическим, но удлиняет загрузку ОС.

Использование динамического способа (с ОЗУ), как написал выше, при Frugal не требуется.

Варианты выбора в опциях MX Live CD или antix Live CD

Все опции разделены на 2 большие группы:

• persistence - опция сохранения данных при запуске с Live USB от сессии к сессии.
• frugal - опции экономии жесткого диска (для машин с малым объёмом HDD)

Persistence ("стойкость" или "упорство") делится на 2 большие группы - динамическая (ОЗУ) и статическая (изменения пишутся сразу на USB диск).

Динамическая persistence:

• persist_all - считывать корень диска "/" в ОЗУ, за исключением домашней папки /home (статическая на USB устройстве хранения). При корректном выключении ПК изменения rootfs будут записаны на USB диск. Способ стоит первым в списке, но не самый быстрый, оставил не самые хорошие впечатления (измерения скорости см. в конце статьи).
• persist_root - писать изменения всей ОС - "/" и '/home' в ОЗУ. В оперативную память грузится измененная система "/" и папка пользователя "/home". Быстрый режим, но при выключении нужно сохранять изменения на диск. Либо в середине работы запускать persist-save.

Статическая persistence:

• persist_static - самый медленный способ, который имеет смысл применять лишь для сильно устаревших ПК, имеющих ОЗУ менее 3 ГБ: записывать изменения на USB не дожидаясь завершения работы или перезагрузки. При данном способе "/" и ''/home" записываются в раздельные файлы на устройстве persist (USB-флешке)
• p_static_root - то же что _persiststatic, но "/" и "/home" вместе на устройстве хранения. Быстродействие повышено вдвое, для ПК с малым объемом ОЗУ.
• persist_home - ОС грузится с Live USB, а данные домашней папки при изменении сразу записываются на USB диск. Также медленный способ. На устройстве хранения каталог "/home".

Отключение persistence:

• Если не заходить в расширенные настройки, Live USB запустится с опцией persist_off - запуск Live CD происходить "на чистую", и никакие данные между сессиями не сохраняются, не передаются. Данный режим используется для установки ОС на стационарный ПК или ноутбук (вначале запускается Live режим, а из него можно запустить установку ОС.

Для текущего запуска ОС применяются те настройки, которые выбрал пользователь нажатием кнопки F5 в меню загрузки, которая отвечает за режимы persistence/frugal и которые можно сохранить при нажатии F8 - save. Изменения в графическом меню автоматически отражаются в файле grub.cfg загрузочного диска.

Запись USB флешки с MX Linux для опции Persistence

1) Способ unetbootin я исключил. Современный способ - файл MX_Live_USB_Maker-24.6.glibc2.28-x86_64.AppImage.zip, который можно загрузить с GitHub MX-Linux.

2) Чтобы флешка USB определилась в системе, вытащите и вставьте, чтобы сработало монтирование.

3) Если ничего не делалось с ней (чистая флешка из магазина) данный пункт пропускаем.

Если что-то было записано, очищаем флешку:

lsblk

Находим внешний USB диск, например /dev/sdd

sudo fdisk /dev/sdd

Команда (m для справки): d (клавиша Enter)

Выбранный раздел 1
Раздел 1 был удален.

Команда (m для справки):n (клавиша Enter)

Тип раздела
p основной (0 primary, 0 extended, 4 free)
e расширенный (контейнер для логических разделов)
Выберите (по умолчанию - p): p (клавиша Enter)
Номер раздела (1-4, по умолчанию 1): 1 (клавиша Enter)
Первый сектор (2048-30719999, по умолчанию 2048): (клавиша Enter)
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-30719999, по умолчанию 30719999): (клавиша Enter)

Возможен вопрос
Удалить сигнатуру? [Y] Да/[N] Нет: y (клавиша Enter)

Команда (m для справки): t (клавиша Enter)
Hex code or alias (type L to list all): 7 (клавиша Enter)

Тип раздела 'Linux' изменен на 'HPFS/NTFS/exFAT'.

Команда (m для справки): w

Таблица разделов была изменена.
Синхронизируются диски.

Создаем файловую систему типа FAT32 командой mkfs.fat:

sudo umount /dev/sdd1
sudo mkfs.fat /dev/sdd1

4) Чтобы флешка USB определилась в системе, вытащите и вставьте, чтобы сработало монтирование.

5) Запуск программы записи LiveUSB.

з архив нужно извлечь файл *.Appimage и запустить его на выполнение в Терминале:

sudo ./MX_Live_USB_Maker-24.6.glibc2.28-x86_64.AppImage

7) Выбираем образ диска ISO, указываем ранее загруженный файл дистрибутива MX Linux или antiX (ISO)

8) Выбираем целевую флешку и для начала записи нажимаем кнопку OK.

8) Ждём минут 20, пока идёт запись файлов на "флешку".

Запуск компьютера в режиме Live USB

В BIOS выбираем загрузку с USB флешки (меню "Boot" - Boot Option #1 - UEFI Disk), сохраняем настройки (F10) и загружаемся с неё.

Варианты выборе режима "Стойкость" (persistence)

Меню загрузки LiveUSB в различных версиях MX Linux и antiX может отличаться, но пункты приблизительно те же.
Для выбора нужного режима в начальном меню загрузочного USB диска выбираем русский язык и пункт "Расширенные опции" ("Advanced options") - "Параметры сохранения" ("persistence option").

Режимы "стойкости" (persistence) с сохранением состояния в ОЗУ
и / или на раздел USB носителя

* при запуске persist_save или при положительном ответе на вопрос о сохранении изменений ФС при перезагрузке ПК.

Варианты "Экономного" режима установки на жесткий диск ("frugal")

Режим экономной установки позволяет сократить требуемый объём раздела жесткого диска в 4 раза. Поскольку данные хранятся в сжатом виде (squshfs) в отличие от развернутых программ (на ext4). Например, если ОС требуется 12 ГБ корневой ОС (/bin, /boot, /etc, /lib, /lib64, /sbin и т.д.), то при использовании frugal-раздела требуется такой же размер, какой имеет исходный установочный носитель, т.е. 2-3 ГБ.

Режимы с сохранением системы в специальный раздел на жёстком диске (frugal)
(Используется в случае доступности жесткого диска и возможности создать на нём пустой раздел).

Также, выигрыш быстродействия по сравнению с USB за счет скорости чтения при обращении к HDD / SSD.

* при запуске persist_save или при положительном ответе на вопрос о сохранении изменений ФС при перезагрузке ПК.

Схожесть режимов persistence и frugal

Как видно по схемам выше, режимы схожи. Просто frugal используется сохранение на жесткий диск.

Отличие persistence / frugal от режима toram

В режиме toram, включаемом через меню дополнительных опций (F6), содержимое загрузочного USB носитель перед запуском ОС загружается в оперативную память (ОЗУ):

• при включении toram - может быть долгое копирование с носителя USB 1.1 в ОЗУ, но затем загрузочный диск можно вытащить (когда светодиод флешки перестанет мигать)
• при одновременном использовании флага toram и динамического способа persist_root наблюдается отличная отзывчивость системы (см. измерения скорости в конце статьи).

Для чего нужен режим toram?

1) Например, если ПК имеет очень медленный порт USB 1.0 и много ОЗУ, в начале работы можно загрузить весь носитель в память за 30 минут = 2100 MB / 1.2 MB/сек., но затем заниматься с системой (установкой и настройкой) будет приятнее, система будет работать быстро.
2) Для максимального быстродействия ОС в режиме "persist_root".

Другой способ создания системы на USB со "стойкостью" (persistence)

В установленных MX Linux и antiX есть программа live-usb-maker (В загруженной ОС antiX / MX Linux - меню "Пуск" - "MX Инструменты" - "Создание USB носителя". Эта программа - та же, что упомянутый выше MX_Live_USB_Maker... AppImage, но в составе операционной системы.

Изменение режима "стойкости" после установки системы на LiveUSB

Сохранение настроек "стойкости" применяется либо при выборе пункта меню grubsave и запуске загрузки с USB носителя с помощью первого пункта верхнего уровня меню. Либо при помощи F8 в главном меню - Save (сохранить изменения).

Статическую "стойкость" можно заменить на динамическую в меню начальной загрузки (синее окно):

• изменить способ persistence / frugal в меню F5
• Сохранить настройку "Расширенные опции" ("Advanced options") - Параметры сохранения - grubsave
• выполнить загрузку ОС (верхний, первый пункт загрузочного меню).

Совместимость режимов

Чтобы файлы в домашнем каталоге были доступны, нужно учитывать совместимость опций при смене режима frugal

При запуске с Live USB совместимы режимы:

• persist_static <=> persist_all
• p_static_root <=> persist_root

При запуске с жесткого диска совместимы режимы:

• f_static_root <=> frugal_root
• frugal_home <=> frugal_static <=> frugal_persist

Что такое ремастеринг и зачем он нужен?

При ремастеринге изменения rootfs, связанные с установкой пользователем программ, переносятся в состав загрузочного livecd. Например, Вы установили новую программу - браузер Chromium и обновления для пакетов ОС. На разделе rootfs, где хранятся изменения файловой системы относительно исходного варианта LiveUSB, увеличилось использование диска на 200 Мбайт и при загрузке с динамическим типом "стойкости" будет тратиться время при старте компьютера на чтение в ОЗУ. Ремастеринг сокращает используемый размер диска (с 200 до 20 Мбайт), интегрируя браузер Chromium и обновления в сам LiveUSB, возвращая LiveUSB отзывчивость, скорость работы. То есть процесс ремастеринга похож на создание "сборок", но под свои нужды. Время, необходимое на ремастеринг - примерно 20-30 минут на среднем ПК (требуется много ядер c высокой тактовой частотой). Для слабых ПК вроде eeePC / Intel Atom ремастеринг можно выполнять на более мощных ПК (AMD Phenom, Athlon, Ryzen 3, Ryzen 5 или Intel Core i3 / i5 / i7.

Как запустить ремастеринг?

В меню "Пуск" - "MX Tools" - "Центр управления ремастерингом" нажать кнопку "Ремастеринг".

Как настроить размеры файлов rootfs и homefs после установки?

Способ №1

• Сразу после установки системы можно зайти в "Центр управления ремастерингом" и задать размеры файлов rootfs и homefs в меню "Настройка сохранения данных". После перезагрузки рекомендую удалить временные файлы bak с помощью этой же программы (меню обслуживание).

Способ №2.

• Если первоначальный размер rootfs был выбран неправильно - загрузить любую ОС, кроме данной и с носителя в sudo nemo удалить файл rootfs. При следующем запуске antiX или MX Linux с опциями persistence или frugal, будет задан вопрос о создании нового файла rootfs, размер которого можно сделать другим.

Как правильно указать размеры rootfs и homefs, файла swap

• rootfs - от 400 МБ до 3 ГБ (при ремастеринге создаётся файл rootfs.new, поэтому выделать более 3 ГБ нежелательно. При обычных действиях в файле хранится не более 80 МБ, так что достаточно и 200-400 МБ.
• home - от 200 МБ до 1 ГБ (можно и больше, вплоть до 10 ГБ, но в этом нет смысла - загрузочная "флешка" не предназначена для скачивания больших объемов из Интернет)
• swap - 200 МБ (минимальный объём, т.к. swap практически не используется).

Как изменить способ сохранения состояния ручной / автоматический / полуавтомат?

• В меню в строке поиска вводим "rem" - "MX центр ремастеринга" - 4-й пункт "Настройка сохранения данных" - Save-mode - рекомендую вариант **2 Полуавтоматически" - OK.

Как сохранить состояние перед перезагрузкой или выключением ПК?

Если в конфигурации "persistence" было указано автоматическое сохранение состояния, при перезагрузке сообщения не выдаются. Если полуавтоматическое сохранение состояния - пользователь может решить, сохранять ли состояние (потребуется время около 80 секунд) или нет (завершить работу ОС немедленно).
Если ответить "n" (нет) - состояние сеанса не сохранится, "y" (да) - состояние rootfs и home на устройстве хранения будет обновлено.

Также состояние можно сохранить в Пуск - MX Инструменты в приложении "Центре управления ремастеринга" - первый пункт "Сохранение состояния".

Пароль по умолчанию для пользователя demo я делаю такой же - demo

Выбрать

• action "Root: Создать сохранение корневой папки" - OK; Size - 100 MiB. (указать по желанию)
• action "Home: Создать сохранение домашней папки" - OK: Size: 100 MiB. (указать по желанию)

(Размер домашней папки можно изменить в этом же меню и в дальнейшем).

Время создания файла 1 Gib составляет несколько минут, 100 МБ - несколько секунд. В конце выведено окно, что файл был успешно создан.

В версии MX 23.3 при завершении работы можно сохранить сеанс автоматически при завершении работы - галочка "Сохранить сеанс"., что эквивалентно описанным выше действиям в "Центре управления ремастеринга".

Баг дистрибутива 23.1_minimal

Сборка MX Linux 23.1 "minimal" не выложена на официальный сайт MXlinux.org, это так называемый вариант от / для "community", т.е. минимальная сборка лишь с самым необходимым, созданная по просьбам пользователей: MX-Minimal на SourceForge.
В сборке "minimal" есть ошибка - при запуске не загружается boot меню grub2. Выводится сообщение:

"gfxboot.c32 not a COM32R IMAGE".

Здесь нужно ввести с клавиатуры слово
grub
и нажать Enter.

Сравнение скорости работы при различных вариантах "стойкости" persistence

Выполнил сравнение при сценарии использования:

• запуск ОС
• запуск браузера Mozilla Firefox и автоматическое открытие домашней веб страницы
• завершение работы ОС без сохранения rootfs.

Способы persistence отсортированы по скорости работы:

При использовании persist_root + toram нет ощущения, что запуск ОС произведён с флешки, браузер и веб страницы открываются мгновенно.

Сравнение скорости работы при различных вариантах "упорства" frugal

Выполнил сравнение сценария использования:

• запуск ОС

Запуск браузера или офисного текстового редактора происходит с одинаковой скоростью 9-13 секунд.

Способы frugal отсортированы по скорости работы:

Таким образом, оптимальный режим для запуска с жесткого диска - frugal_static

Как сохранить изменения на USB?

В версиях до 23.3:
Если включен "полуавтоматический" способ сохранения, перед перезагрузкой в текстовом окне будет выведен вопрос - сохранять или нет изменения. Для сохранения нужно нажать Enter.

Если используется "автоматический" способ сохранения, изменения запишутся на USB без вопросов при перезагрузке или выключении ПК.

Запись изменений rootfs и homefs из ОЗУ на флеш накопитель можно выполнить досрочно при помощи команды persist-save:

sudo persist-save

В версии 23.3
При завершении работы установить галочку "Сохранить состояние".

Загрузка ОС с USB

Выбранные режимы флешки сохраняются и повторно основное меню настраивать не нужно.
Начните старт системы с флешки.
При первом включении будет предложено изменить пароль пользователей:

Пользователь root.
New password:
(введите новый пароль пользователя root)

Затем:

Пользователь demo
New password
(введите новый пароль пользователя demo)

После чего - в текстовом режиме будет запрошен режим сохранения rootfs - рекомендую полуавтоматический "2. Semi-Automatic".

Создание нового пользователя

При первом запуске система загрузится в профиль пользователя demo.
Добавить иного пользователя можно командой

sudo useradd -m user
sudo passwd user

После чего сохраняем состояние раздела корневой папки root, как написано выше.

Смена пользователя: нажать в меню "Пуск" на иконку с изображением выхода и нажать "Выйти". В меню окна приглашения выбрать пользователя №2 - user и его пароль - войти.

После загрузки рабочего стола можно продолжать работу в ОС или завершить работу. При завершении: поставьте галочку "Сохранить сеанс" и нажмите кнопку "Выключить".

Накопление и сокращение изменений

Изменения в системе в ходе работы не пишутся в образ, а лишь в папки rootfs (различия операционной системы) и homefs (изменения домашней папки пользователя). Когда в системе накопится много изменений, использование этих разделов возрастет. Для rootfs разработчик предусмотрел режим "ремастеринг", который добавит накопленные изменения в образ, что сократит использование пространства файла rootfs. Сократить размер домашней папки - удалить ненужные файлы которые были скачанные в неё (например, очистить кеш браузера). Ремастеринг - рискованная процедура, т.к. LiveUSB может стать не запускаемым. В 99% ремастеринг не требуется, т.к. выгодно иметь оригинальный образ linuxfs и изменения к нему в файлах rootfs / homefs. При этом, можно делать резервные копии и даже пересылать по почте сжатые файлы rootfs / homefs.

Запуск режима Frugal без использования загрузочного LiveUSB

Об этом будет рассказано в следующей статье - параграф "Загрузка с жесткого диска (НЖМД) antiX / MX Linux с режимом Frugal".

Ссылки:

• загрузка ISO файлов MX Linux с сайта mxlinux.org
• загрузка ISO MX Linux с сайта SorceForger
• загрузка ISO файлов Linux antiX
• документация: установка persistence
• документация: установка frugal
• документация: ремастеринг

Последнее изменение документа: 24.12.2024