让U盘无忧启动

　　编者按：新的一年，“高手论技”继续伴随大家前行，身处一线的你，就那些技术上最常遇到的故障、最需要解决的难题、最成熟的应用… …都可以在此畅所欲言，各抒己见。是继续围观还是现身说法，新浪微群http://q.t.sina.com.cn/264976，期待您的共同参与。
　　
　　● 开门见山：启动问题的提出
　　在U盘和闪存卡非常普及的今天，用U盘来启动计算机早已是司空见惯，新的主板对U盘启动的支持和U盘启动制作工具的助力，使得U盘启动已经非常容易。但在实际使用中，我们还是经常遇到无法用U盘启动的情况，计算机特别是在无光驱的机器瘫痪时，U盘不能正常启动常会让人大为恼火。
　　在学校机房环境中，光驱常常不是标准配置，学生机几乎清一色的没有光驱，即使在办公环境中，很多计算机也是无光驱配置的。当这些机器出现系统瘫痪、硬盘无法引导等比较严重的软件故障时，使用U盘启动常常是进行维护和排除故障的第一步。然而，看似简单的U盘启动，其实并不那么简单。
　　● 走马观花：U盘启动的前提
　　本文所提到的U盘启动，是指用USB接口的闪存盘或闪存卡（需要读卡器）、MP3播放器等USB存储设备引导计算机启动，为叙述方便，下面均简称为U盘启动。要实现U盘启动，须具备如下条件。
　　1．主板支持USB设备启动
　　现在的主板几乎都能够支持USB设备进行引导启动，但老一些的主板却有很多不支持。一些南桥芯片本来就支持USB设备启动的主板可以通过升级BIOS来实现对USB设备引导的支持。
　　2．U盘为启动盘并且与主板支持的启动方式一致
　　一般地，主板能够支持的USB设备启动方式有USB-FDD，USB-HDD，USB-ZIP等，至于使用哪种方式进行启动，需要在BIOS中进行设置。较老的主板会在BIOS的启动顺序中直接标明，较新的主板则可以自动识别。对应的，U盘启动盘在制作时也会有这几种启动方式供选择，以制作成不同类型的启动U盘。
　　
　　3．U盘优先启动
　　启动顺序可以在BIOS中设置，较新的主板则能在开机自检时按相应的快捷键直接选择启动设备，不需要BIOS设置。较常见的有F8、F11、ESC等，在提示时按下相应快捷键就会出现启动设备选择菜单，这时可以选择相应的设备进行引导。但不同的主板，其启动设备选单会有所不同，需要依实际情况选择相应项目进行U盘启动。一般是选择“Removable Dev.（移动设备）”，但有时出现的是当时插入在计算机上的U盘标识符，这时应该直接选择它。当U盘是HDD-USB类型时，有时并不能显示出移动设备或U盘标识符，而是归到“Hard Disk Driver”子项中，在这里进一步选择识别出来的U盘标识符才能引导。同样，在没有启动设备选单的主板BIOS中，以及有硬盘启动优先级（Hard Disk Boot Priority）选项的BIOS中，也存在类似的问题，主要出现在使用Phoenix BIOS的主板上。
　　● 言归正传：实现U盘启动
　　1．简单实现启动
　　如果仅仅要求U盘能够启动计算机，进入DOS环境就行，那么在Windows下系统格式化，也可以让U盘具有启动能力，但这种方式的启动U盘并不是所有主板都能支持的。
　　为了让U盘能够适应众多的主板实现启动，常常需要借助一些工具软件。较早使用的USBoot就是制作启动U盘的常用工具，但是它的FAT格式不能支持大容量U盘。这里推荐使用FlashBoot来制作启动U盘，制作迅速，适应性好，支持较大容量的U盘，自带有启动软盘的映像文件并支持其他的软盘映像文件。
　　一些硬盘工具软件也开始加入了U盘的启动处理功能，如DiskGenius，其前身即是大名鼎鼎的DiskMan，几乎是装机必用的工具。DiskGenius不仅能够建立USB-HDD、USB-ZIP、USB-FDD等类型的启动U盘，而且能够进行U盘的分区操作。但是，因为版权问题，DiskGenius制作的启动盘没有使用MS-DOS，而是采用广泛使用的免费的FreeDOS，因而它写入的主引导记录（MBR）也是FreeDOS的，在后续制作能启动到图形操作界面的启动U盘时会有一些麻烦。
　　2．高级启动进阶
　　U盘启动的目的一般是为了进行维护或安装系统，仅仅启动到DOS字符界面往往不能满足要求，所以一般都是把启动U盘制作成带有Windows PE图形界面的系统。
　　Windows PE是Windows PreInstallation Environment的缩写，即Windows预安装环境，是包含有限服务的最小Win32子系统，基于以保护模式运行的Windows XP Professional或Windows Server 2003内核。这是一种非常好的便于系统维护的操作界面，因而非常流行。
　　Windows PE启动U盘的实现方法，可以先做好启动处理，再装上Windows PE，也可以直接安装上具有启动能力的Windows PE系统。
　　由于Windows PE环境的安装制作不在本文讨论范围，这里只谈如何方便地实现用U盘启动Windows PE。
　　最简单的方法，是利用现有的含启动功能的Windows PE的ISO映像文件，借助UltraISO等工具软件，把ISO文件写回到U盘上（如图1）。这类ISO文件可以在网上方便地找到，如深度技术论坛、无忧启动论坛、迈思工作室技术论坛等网站都有下载。具体方法：运行UltraISO，打开准备好的ISO文件，选择“启动”菜单中的“写入硬盘镜像”，选择一种写入方式，先点“格式化”，再点“写入”即可。写入方式还包括增强型的USB-HDD+、USB-ZIP+等。
　　
　　与ISO文件类似的，由启动U盘制作的GHO映像文件也可以用Ghost软件克隆到其他U盘实现启动。对于USB-ZIP这一类型的，还可以找到相应USB-ZIP类型的Windows PE软件包，直接复制到U盘根目录下，实现U盘启动Windows PE环境。
　　由于与U盘启动类型相匹配等问题的存在，Windows PE启动U盘在实际制作时还是经常会失败。为便于实现这一启动功能，有人开发了一些傻瓜式的一键制作启动U盘的工具。如“大白菜U盘启动制作工具”，将包含各种维护工具的Windows PE系统集成到了软件中，选择启动类型后（如图2），点一下鼠标即可制作完成，U盘被自动分成两个分区，其中启动系统放置在一个容量为100多M的隐藏分区中。在系统的磁盘管理程序中，可以看到这个“未指派”的分区（如图3）。
　　注意：不要企望把Windows PE当作一个正式的操作系统使用，由于Windows PE具有启动特性并能运行部分Win32程序，为了防止自己被当作盗版操作系统，在连续使用24小时后Windows PE将自动退出并重启。
　　● 防患未然：隐藏启动分区
　　辛苦做好的启动U盘，常常被病毒破坏，或人为删除文件，造成无法启动。因而对启动功能进行保护很有必要。
　　我们可以让启动系统单独使用一个分区，并把这个分区隐藏起来，以达到保护目的。
　　隐藏分区的方法较多，可以使用专门的磁盘工具或分区软件进行隐藏，也可以利用操作系统对分区进行识别的特点给予隐藏，一般都涉及U盘分区。常用的方法如下。
　　1．用DiskGenius进行多主分区设置
　　Windows系统有一个特点，即对U盘的多个主分区只能识别其中的第一个。利用这个特点，我们可以用DiskGenius把U盘分成两个主分区，其中第一个主分区分得大一些，作为正常数据使用的分区；第二个主分区分得小一些，并将其激活，作为启动分区。这样，激活的主分区实现启动功能，进入Windows PE图形界面后，或者在正常的Windows系统中查看时是看不到的，从而达到隐藏启动分区的目的。
　　
　　激活后的第二主分区要想实现启动，还要费一番周折，因为它是不可见的，不能用正常方法装上Windows PE系统。
　　首先需要写入主引导记录（MBR）和分区引导记录（PBR），这个可以在DiskGenius中进行，利用它的U盘启动处理功能就能一次完成。但是它写入的MBR是FreeDOS的，与一些Windows PE系统不相容，不过新版本的DiskGenius可以重建Windows XP的MBR，弥补了这一缺点。装配引导记录也可以使用引导扇区维护工具BootICE来进行，它支持很多种MBR和PBR的写入，但是该软件本身并不提供相应的系统文件，需要自备。
　　其次，需要安装上Windows PE系统。由于MBR和PBR都已装配，只要与使用的Windows PE相吻合，直接把相应文件复制到隐藏分区中即可。用DiskGenius和FbInst可以对隐藏分区进行文件操作，实现复制文件到启动分区；用Ghost则能对多主分区的隐藏分区进行克隆，只要准备好可启动分区的GHO镜像文件，直接恢复到隐藏分区即可。
　　2．用FbInst创建隐藏分区
　　FbInst是一个DOS命令行方式的工具，在启动U盘制作中经常使用。由于命令行参数不直观，不方便大众化使用，便有了FbinstTool（如图4），可以看作是FbInst的图形化版本。FbinstTool在启动U盘制作中大显身手，常常作为USB万能启动制作工具。FbinstTool可以方便地创建隐藏的UD分区，并且可以使用特有的FBA映像文件。目前网络上流行的一些傻瓜式启动U盘制作工具，如“大白菜”等，就是使用FbInst实现隐藏分区的。
　　用WinRAR打开Windows PE系统的ISO映像文件，选中全部文件，可以直接拖至FbinstTool中的UD分区，并能保持文件结构的一致性，因而也能够启动Windows PE。
　　要注意的是，UD分区的文件名要区分大小写。除了基于FbInst的工具可以进行读取之外，其他软件和系统都无法读取UD分区中的数据，因而具有防病毒和防格式化的功能。但一些磁盘工具可以删除UD分区。
　　● 深入了解：U盘启动背后
　　我们经常发现，做好的启动U盘，并不能像启动光盘那样可以启动任意一台计算机，有时在这台计算机上能够启动，在那台计算机却无法启动；在这台计算机上启动非常快，在那台计算机上却要等待很长时间；在这台计算机上启动后一切正常，在那台计算机上启动完成后磁盘读写却举步维艰… …
　　由于各个厂商对USB设备引导的支持没有统一规范，使得目前的U盘启动还不能像光盘启动那样完美。因为U盘启动的目的是进行系统维护，Windows PE几乎成了启动U盘必须具备的系统，而它的启动过程和对USB设备的驱动过程也是造成各种问题的原因。为了尽可能地减少错误，启动过程中往往会有一些选项让用户选择，或者在最初启动时就采用多种方式进行尝试和匹配。
　　计算机的引导过程，最初由BIOS控制，加电自检（POST）之后，试图加载硬盘MBR或软盘引导扇区。因而用其他设备启动的过程都会模拟硬盘或软盘进行，U盘的启动以硬盘模拟的方式居多，因而MBR就成为启动的关键。
　　任何设备的的引导，都少不了操作系统级的底层支持，而且往往是命令行方式的系统。在DOS和Linux之外，很多免费的命令行工具都在设备启动领域做着默默的贡献，如FreeDOS，Grub4DOS，Lilo，SysLinux等。
　　Grub是一个遵从Multiboot（多重启动）规范的启动管理程序，它的DOS版本即Grub4DOS，是一个功能强大的引导器，内置功能完善的BIOS级磁盘仿真，可以在DOS和Linux下运行，也可以通过其他引导器来运行，还可以作为MBR运行，支持多重启动菜单和IMG镜像文件，在启动盘制作尤其是Windows PE启动盘制作中广泛使用。
　　目前网上流行的各种Windows PE系统主要有两种启动方式，一是通过修改的grldr等来启动压缩版的PE镜像，如“老毛桃”PE系统等，体积较小；二是直接用ISO模拟光盘启动，如“0PE”，兼容性好，方便修改和DIY。
　　在制作启动U盘的过程中，我们仅仅是拿别人开发好的工具来制作，并不是从头开始自己实现，这样虽然很简便地做出了启动U盘，但很多原理和过程并没有了解，我们的简便是建立在很多人做了大量前期工作的基础上的，让我们感谢一下他们的奉献吧！