CN104866324B

CN104866324B - 一种便携操作系统构建方法及便携存储器

Info

Publication number: CN104866324B
Application number: CN201510319677.6A
Authority: CN
Inventors: 刘钊
Original assignee: Suzhou University; Zhangjiagang Institute of Industrial Technologies Soochow University
Current assignee: Suzhou University; Zhangjiagang Institute of Industrial Technologies Soochow University
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2019-01-01
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: CN104866324A

Abstract

本发明提供了一种便携操作系统构建方法及便携存储器，包括：将KVM虚拟桌面的相关软件加载至LiveCD文件系统得到目标操作系统；将便携存储器量产为一个CD‑ROM分区和一个可移动磁盘分区；将目标操作系统烧录到便携存储器的CD‑ROM分区得到便携操作系统，并将KVM虚拟桌面的相关数据保存至便携存储器的可移动磁盘分区。与现有的便携操作系统相比，本发明提供的便携操作系统构建方法及便携存储器，只需将便携存储器插入计算机中便可以启动便携操作系统，而不局限于安装有特定操作系统的计算机。

Description

一种便携操作系统构建方法及便携存储器

技术领域

本发明涉及计算机操作系统与桌面虚拟化技术领域，更具体地说，涉及一种便携操作系统构建方法及便携存储器。

背景技术

随着计算机硬件技术的不断发展，个人计算机的硬件成本也在逐步降低。用户使用计算机的场合也在不断扩展，但如何让用户在不同计算机上拥有相同的使用体验变得日益重要。便携操作系统也称口袋操作系统。目前常见的便携操作系统有：Windows PE、Windows XP Embedded，基于windows to go技术的Windows8等、基于Linux的Puppy Linux、Slax、Ubuntu live等、基于Windows应用程序的Ceedo、PrayayaV3等。但目前的便携操作系统只支持特定的操作系统或某些特定软件。

同时综上所述，如何解决现有技术中便携操作终端只支持特定操作系统的缺陷，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种便携操作系统构建方法及便携存储器，用以解决现有技术中便携操作终端只支持特定操作系统的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种便携操作系统构建方法，包括：

将KVM虚拟桌面的相关软件加载至LiveCD文件系统得到目标操作系统；

将便携存储器量产为一个CD-ROM分区和一个可移动磁盘分区；

将所述目标操作系统烧录到所述便携存储器的CD-ROM分区得到所述便携操作系统，并将所述KVM虚拟桌面的相关数据保存至所述便携存储器的可移动磁盘分区。

优选的，所述方法还包括：

将所述便携存储器的可移动磁盘分区中的所述KVM虚拟桌面的相关数据复制到本地磁盘，并启动引导所述便携操作系统，以使所述便携操作系统启动后直接进入所述KVM虚拟桌面的引导菜单界面。

优选的，所述将KVM虚拟桌面的相关软件加载至LiveCD文件系统得到目标操作系统包括：

将当前工作环境系统切换至定制的所述LiveCD文件系统；

在定制的所述LiveCD文件系统上安装所述KVM虚拟桌面的相关软件，并配置KVM虚拟机的管理系统；所述KVM虚拟机为所述便携存储器的可移动磁盘分区中的所述KVM虚拟桌面的相关数据；或为通过所述管理系统创建的虚拟机；

恢复至所述当前工作环境系统，在所述当前工作环境下生成新的squashfs文件，并将所述squashfs文件保存至指定目录Livecd-root相关位置；

封装所述指定目录Livecd-root相关位置的所有文件以创建目标操作系统。

优选的，在所述将当前工作环境系统切换至定制的所述LiveCD文件系统前还包括：

在Linux环境下安装相关软件工具，所述相关软件工具包括squashfs-tools、genisoimage；

下载相关Linux发行版的ISO文件；

将所述ISO文件解压到指定目录Livecd-root，并删除所述指定目录Livecd-root中的squashfs文件。

另一方面，本发明提供了一种便携存储器，所述便携存储器包括一个CD-ROM分区和一个可移动磁盘分区；所述便携存储器的CD-ROM分区烧录有目标操作系统；所述便携存储器的可移动磁盘分区保存有所述KVM虚拟桌面的相关数据；所述目标操作系统为通过将KVM虚拟桌面的相关软件加载至LiveCD文件系统后获取的操作系统。

优选的，所述便携存储器具体为U盘。

优选的，所述U盘通过U盘量产工具量产为一个所述CD-ROM分区和一个所述可移动磁盘分区。

优选的，所述U盘量产工具为U盘主控芯片厂商提供的能批量改写U盘底层数据的工具软件。

与现有技术相比，本发明的优点如下:

本发明提供了一种便携操作系统构建方法及便携存储器，通过在LiveCD文件系统上加载KVM虚拟桌面的相关软件的方式获取目标操作系统，并将目标操作系统烧录到便携存储器的CD-ROM分区，同时将KVM虚拟桌面的相关数据保存在便携存储器的可移动磁盘分区中，故在需要启动便携操作系统时，只需将便携存储器插入到计算机中，便可直接启动保存在可移动磁盘分区中的KVM虚拟桌面，与现有的便携操作系统相比，本发明提供的便携操作系统构建方法及便携存储器，只需将便携存储器插入计算机中便可以启动便携操作系统，而不局限于安装有特定操作系统的计算机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种便携操作系统构建方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种便携操作系统构建方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种便携存储器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于KVM虚拟桌面的便携操作系统的启动界面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着虚拟化与云计算技术的快速发展，计算机桌面虚拟化技术得到了广泛应用。目前的桌面虚拟化架构采用“集中计算、分布显示”的原则，通过虚拟化技术将所有客户端的运算合为一体，在企业数据中心内进行集中处理，而桌面用户采用瘦客户端或专用小型终端机的方式，仅负责输入输出与界面显示，不参与任何计算和应用。当前的这种桌面虚拟化架构不能解决用户对本地设备的灵活使用。

在基于现有技术中便携操作系统只支持特定的操作系统的缺陷以及现有技术中桌面虚拟化技术的缺点，本发明实施例提供了便携操作系统构建方法及便携操作系统。本发明是基于Linux操作系统，将KVM虚拟桌面的相关软件加载至定制的LiveCD文件系统以得到目标操作系统，将U盘量产为一个CD-ROM分区和一个可移动磁盘分区；将目标操作系统烧录到U盘的CD-ROM分区得到便携操作系统，即相当于形成一个含有便携操作系统的磁盘，该磁盘用于便携操作系统的引导启动，同时将KVM虚拟桌面的相关数据保存在可移动磁盘分区中。其具体实现过程如下：

请参考图1，其示出了本发明实施例提供的便携操作系统构建方法的流程图，可以包括以下步骤：

步骤101：将KVM虚拟桌面的相关软件加载至LiveCD文件系统得到目标操作系统。

其中，LiveCD文件系统可以直接引导为可用Linux系统的CD。LiveCD文件系统运行在内存中，能够在不安装到硬盘的前提下体验操作系统。大多数的Linux桌面发行版都提供LiveCD文件系统功能。目前，LiveCD文件系统大多使用的系统文件有Squashfs、tmpfs和AUFS。其中，Squashfs文件系统使用较为广泛。该系统是一种高度压缩的只读文件系统，支持以回环的方式挂载，当访问到内部文件时，它们会被解压缩并装载在RAM中，而不需要将整个文件解压缩后采取访问其中的文件，这样大大提高了访问速度。

可以理解的是，获取目标操作系统可以通过在直接定制的LiveCD文件系统上加载KVM虚拟桌面的相关软件的方式获取，也可以在现有的LiveCD文件系统的基础上，通过替换Squashfs文件系统的方式获取，其中，本发明实施例提供了利用后者获取目标操作系统的方式：

(1)在Linux环境下安装相关软件工具，所述相关软件工具包括squashfs-tools、genisoimage；

#apt-get install squashfs-tools genisoimage

(2)下载相关Linux发行版的ISO文件；

将iso文件以及其中的squashfs文件解压到指定目录Livecd-root，开始定制新的LiveCD文件文件系统。

优选的，此处以debian7为例进行说明。

#mkdir/Livecd/iso //创建iso目录

#mount-o loop/tmp/debian-live-7.8.0-amd64-standard.iso/Livecd/iso//将debian7 Livecd安装映像文件挂载到iso目录

#mkdir/Livecd/squashfs //创建squashfs目录

#cd/Livecd/iso//切换当前工作目录到iso目录

#mount-t squashfs-o loop./live/filesystem.squashfs/Livecd/squashfs

//将Livecd文件系统挂载到squashfs目录

#mkdir/Livecd/squashfs-custom//创建squashfs-custom目录

#cp-a/Livecd/squashfs/Livecd squashfs-custom//将live文件系统所有文件复制到squashfs-custom目录

(3)将当前工作环境系统切换至定制的LiveCD文件系统；

需要说明的是，在将当前工作环境系统切换至定制的LiveCD文件系统统前，还需要进行切换系统的环境准备，如，挂载proc，sys，dev等相关重要目录以及设定相关环境变量。

#cd/Livecd/custom//切换当前工作目录到squashfs-custom目录

#mount-t proc proc./proc //挂载宿主机的proc文件系统

#mount-t sysfs sys./sys/ //挂载宿主机的sys文件系统

#mount-o bind/dev./dev/ //挂载宿主机的dev目录

#mount-o bind/run./run/ //挂载宿主机的run目录

#chroot/Livecd/squashfs-custom//切换工作环境

#export HOME＝/root //设置根目录路径

#export LC_ALL＝C //默认语言设置

(4)在定制的LiveCD文件系统上安装KVM虚拟桌面的相关软件，并配置KVM虚拟机的管理系统；

其中，KVM虚拟机可以是便携存储器中可移动磁盘分区内的虚拟桌面数据，也可以是通过管理系统创建的新的虚拟机。

#apt-get install kvm qemu spice-client //安装kvm虚拟化软件

#mkdir/kvd/ //创建kvd目录

#tar zxvf/tmp/kvd_live_1.0.tar.gz/kvd/ //将kvd虚拟机管理程序解压到kvd目录

#/kvd/bin/kvd_install.sh //安装kvd虚拟机管理程序

优选的，KVM虚拟机管理系统作为构建基于KVM虚拟桌面便携操作系统的基础，其整体框架可以主要包括：

VD(虚拟桌面)接口层、基于VD接口层之上的VD启动模块、VD关闭模块、VD保护模块、VD还原模块、VD通信模块等，除了VD相关的模块外，基于KVM虚拟桌面便携操作系统还包括其他相关的子系统，如环境检查、菜单管理、磁盘管理、映像管理和配置管理等。

其中：

1)环境检查具体可以为对计算机硬件是否支持虚拟化技术进行环境检查。

2)菜单管理具体可以为便携操作系统启动后会进入KVM虚拟机引导菜单，该菜单可以修改定制。

3)磁盘管理具体可以为对计算机本地磁盘分区进行有效管理，包括格式化、创建映像目录、挂载分区到KVM虚拟桌面等。

4)映像管理具体可以为对KVM虚拟桌面的磁盘映像文件进行管理，包括虚拟磁盘映像文件的创建和删除以及与远程虚拟映像实现同步等。

5)配置管理具体可以为对KVM虚拟桌面的相关配置文件进行管理。

(5)恢复至当前工作环境系统，在当前工作环境下生成新的LiveCD文件系统。

其中，LiveCD文件系统具体为通过在当前工作环境下生成新的squashfs文件，并将squashfs文件保存至指定目录Livecd-root相关位置生成的；

#umount/proc //卸载proc文件系统

#umount/sys //卸载sys文件系统

#umount/dev //卸载dev目录

#umount/run //卸载run目录

#mksquashfs/Livecd/squashfs-custom/Livecd/filesystem.squashfs-compxz-e boot //创建新的LiveCD文件系统

其中，当前工作环境系统为切换至LiveCD文件系统前的系统。

(6)封装指定目录Livecd-root相关位置的所有文件以创建目标操作系统。

#mkdir/Livecd/Livecd-root

#rsync--exlude＝/live/filesystem.squashfs-a/Livecd/iso/Livecd/Livecd-root

//将除了filesystem.squashfs文件的所有debian7Livecd安装映像文件复制到Livecd-root目录。

#mv/Livecd/filesystem.squashfs/Livecd/Livecd-root/live///将新创建的Livecd文件系统复制到Livecd-root相应目录下。

#genisoimage-rational-rock-volid"KVD Live"-cache-inodes-joliet-full-iso9660-filenames-b isolinux/isolinux.bin-c isolinux/boot.cat-no-emul-boot-boot-load-size 4-boot-info-table-output../KVD_Live.iso.&&cd..//制作新的iso映像文件。

步骤102：将便携存储器量产为一个CD-ROM分区和一个可移动磁盘分区。

由于本发明实施例需要将目标操作系统加载到便携存储器，为此，需要使用量产工具制作带CD-ROM分区的便携存储器。

需要说明的是，步骤101和步骤102之间并不限定执行顺序，即在本申请实施例中可以先执行步骤101，也可以先执行步骤102。

步骤103：将目标操作系统烧录到便携存储器的CD-ROM分区得到便携操作系统，并将KVM虚拟桌面的相关数据保存至便携存储器的可移动磁盘分区。

需要说明的是。本发明实施例可以采用在便携存储器的可移动磁盘分区中创建KVD目录，并将KVM虚拟桌面的相关数据存放在KVD目录中。

其中，KVM虚拟桌面的相关数据可以包括KVM虚拟机磁盘映像文件以及KVM虚拟机的配置文件。

本发明实施例提供的便携操作系统构建方法，通过在LiveCD文件系统上加载KVM虚拟桌面的相关软件的方式获取目标操作系统，并将目标操作系统烧录到便携存储器的CD-ROM分区，同时将KVM虚拟桌面的相关数据保存在便携存储器的可移动磁盘分区中，故在需要启动便携操作系统时，只需将便携存储器插入到计算机中，便可直接启动保存在可移动磁盘分区中的KVM虚拟桌面，与现有的便携操作系统相比，本发明实施例提供的便携操作系统构建方法，只需将便携存储器插入计算机中便可以启动便携操作系统，而不局限于安装有特定操作系统的计算机。

在图1的基础上，本发明实施例还提供了便携操作系统构建方法的另一流程图，如图2所示，还可以包括以下步骤：

步骤104：将便携存储器的可移动磁盘分区中的KVM虚拟桌面的相关数据复制到本地磁盘，并启动引导便携操作系统，以使便携操作系统启动后直接进入KVM虚拟桌面的引导菜单界面。

将便携存储器连接到任意一台计算机，当便携存储器中的便携操作系统首次引导启动后，将便携存储器可移动磁盘分区中的KVM虚拟桌面的相关数据复制到本地磁盘，故KVM虚拟桌面便可直接从本地磁盘启动，故有效的保证了便携操作系统的运行效率和稳定性，由于KVM虚拟桌面可以直接从本地磁盘中直接启动，而不需从便携存储器启动，故延长了便携存储器的使用寿命。

需要说明的是，当可移动磁盘分区中未存在KVM虚拟桌面的相关数据时，本发明实施例也可以采用从网盘下载KVM虚拟桌面的相关数据同步到本地磁盘中。

与上述方法的实施例相对应，本发明实施例还提供了一种便携存储器，请参考图3，其示出了本发明实施例提供的一种便携存储器的结构示意图，

便携存储器11包括一个CD-ROM分区21和一个可移动磁盘分区22；便携存储器11的CD-ROM分区21烧录有目标操作系统；便携存储器11的可移动磁盘分区22保存有KVM虚拟桌面的相关数据；目标操作系统为通过将KVM虚拟桌面的相关软件加载至LiveCD文件系统后获取的操作系统。

优选的，在本发明实施例中便携存储器11可以具体为U盘、移动硬盘等。

在本发明实施例中需要使用量产工具制作带CD-ROM分区的U盘，所谓U盘量产工具是指U盘主控芯片厂商提供的能批量改写U盘底层数据的工具软件，其具体可以为银灿如意烧软件。需要说明的是，通过U盘量产工具可以实现U盘的生产加密等。

U盘量产的CD-ROM分区21兼容性比较高，新老主板一般都可以识别，同时该CD-ROM分区21可以像磁盘一样使用，但量产为CD-ROM分区21的U盘将失去对该部分空间的写权利，而剩余部分的可移动磁盘分区22则会被识别为一个独立的U盘。

优选的，在本发明实施例中是在主控为Innostor903的U盘上实施，将一个16G大小的USB3.0的高速U盘量产为一个CD-ROM分区21和一个可移动磁盘分区22。通过银灿如意烧软件可以将目标操作系统的磁盘映像文件烧录到U盘中，同时将KVM虚拟桌面的相关数据存放在可移动磁盘分区中，即可实现对便携操作系统的灵活配置。

请参考图4，其示出了本发明实施例提供的一种便携操作系统启动后的效果示意图。在不同的硬件环境下，用户只需要将便携存储器插入计算机就可以很方便的处理信息。同时，在该便携操作系统中拥有虚拟桌面写保护程序，用户可以选择从保护模式启动系统，从而保障了便携存储器中的便携操作系统以及存储数据的安全，不用担心病毒的入侵和破坏以及数据信息的泄露。

在本发明实施例提供的构建的基于KVM虚拟桌面的便携操作系统的启动过程可以简单描述如下：

首先，引导便携操作系统从光驱启动，便携操作系统启动后会将引导加载程序载入RAM并执行，同时引导加载程序会加载Linux内核并将控制权交给Linux内核。Linux内核解压initrd映像并运行Linux初始化脚本，其中，该脚本会将包含Squashfs根文件系统的U盘的CD-ROM分区挂载到目录/lib/live/mount/medium，然后挂载Squashfs根文件系统到根目录并执行/sbin/init程序开始进入便携操作系统。

引导脚本执行完环境检查，如检查CPU是否支持虚拟化，如果检查结果失败，则直接退出便携操作系统，如果检查结果为成功，则执行KVM虚拟机管理系统的相关脚本，如果本地磁盘没有分区则自动格式化该硬盘，如果本地磁盘中存在分区，则挂载本地磁盘分区，进而判断本地磁盘分区上是否存在KVM虚拟机磁盘映像文件，如果不存在则将U盘可移动磁盘分区中的KVM虚拟机磁盘映像文件复制到本地磁盘中，或者从网盘下载KVM虚拟机磁盘映像文件同步到本地磁盘中，以直接进入KVM虚拟机系统引导菜单界面。

在KVM虚拟机引导菜单中存在保护模式和非保护模式两种方式进入KVM虚拟机系统。当用户选择保护模式时，用户在KVM虚拟机系统中所做的所有操作不会保存，而当用户选择非保护模式时，用户在KVM虚拟机系统中所做的所有操作则会保存。

当用户对KVM虚拟机系统访问完成后，在KVM虚拟机系统的引导菜单中点击退出时，系统会自动询问用户是否需要保存相应的修改至U盘中，如果用户选择确定，则系统自动将最新KVM虚拟机映像磁盘文件更新至U盘可移动磁盘分区中。

本发明实施例提供了一种便携存储器，通过在LiveCD文件系统上加载KVM虚拟桌面的相关软件的方式获取目标操作系统，并将目标操作系统烧录到便携存储器的CD-ROM分区，同时将KVM虚拟桌面的相关数据保存在便携存储器的可移动磁盘分区中，故在需要启动便携操作系统时，只需将便携存储器插入到计算机中，便可直接启动保存在可移动磁盘分区中的KVM虚拟桌面，与现有的便携操作系统相比，本发明实施例提供的便携操作系统，只需将便携存储器插入计算机中便可以启动便携操作系统，而不局限于安装有特定操作系统的计算机。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种便携操作系统构建方法，其特征在于，包括：

将便携存储器量产为一个CD-ROM分区和一个可移动磁盘分区；

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1或2所述的构建方法，其特征在于，所述将KVM虚拟桌面的相关软件加载至LiveCD文件系统得到目标操作系统包括：

将当前工作环境系统切换至定制的所述LiveCD文件系统；

4.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，在所述将当前工作环境系统切换至定制的所述LiveCD文件系统前还包括：

下载相关Linux发行版的ISO文件；

5.一种便携存储器，其特征在于，所述便携存储器包括一个CD-ROM分区和一个可移动磁盘分区；所述便携存储器的CD-ROM分区烧录有目标操作系统；所述便携存储器的可移动磁盘分区保存有KVM虚拟桌面的相关数据；所述目标操作系统为通过将KVM虚拟桌面的相关软件加载至LiveCD文件系统后获取的操作系统。

6.根据权利要求5所述的便携存储器，其特征在于，所述便携存储器具体为U盘。

7.根据权利要求6所述的便携存储器，其特征在于，所述U盘通过U盘量产工具量产为一个所述CD-ROM分区和一个所述可移动磁盘分区。

8.根据权利要求7所述的便携存储器，其特征在于，所述U盘量产工具为U盘主控芯片厂商提供的能批量改写U盘底层数据的工具软件。