非永久性的实时系统中，程序和文件到底保存在哪里？

Question

最近，我需要测试各种内核引导选项，使用的是一个实时系统，并且每次都需要安装一个程序来检查系统信息（因为我没有可用的USB驱动器，而光盘在那一刻更为可靠）。

经过几次安装后，我开始想知道这个程序到底是“保存”在哪里，因为光盘没有持久存储区域，而且也可以创建没有持久存储区域的USB驱动器。此外，使用非持久性实时系统也可以下载文件或进行截图，并临时保存在用户目录中。

那么，这些文件究竟是保存在哪里呢？它们是加载到RAM中的吗，所以实时系统的最大可用内存实际上是机器的RAM容量吗？安装的程序是否存储在CPU缓存或其他地方？或者这些信息可能写在CD介质的空白区域上吗？显然，它不能是未分配的硬盘空间，因为实时系统也可以完全加密或者完全没有安装硬盘。

- Prototype700

Answer 1

Ubuntu ISO附带的Live系统是一个压缩文件，名为filesystem.squashfs。这个文件使用SquashFS¹文件系统，类似于CD和DVD的ISO文件系统，可以被挂载和使用。²

这个文件位于CD的/casper/目录中。你甚至可以像挂载ISO文件一样挂载这个文件。

在启动过程中，这个文件会被挂载并加载到内存中，作为一个实时系统来使用。但并不是一次性加载整个文件，而只加载所需的部分/程序。

实时系统可以通过一个持久文件来创建/更改媒体文件，这个文件在Ubuntu中被命名为casper-rw，包含可写的ext3或ext4文件系统。在可启动的USB中，它位于驱动器的根目录下。

这个 casper-rw 持久化文件被联合挂载为一个叠加文件系统，这意味着只读的 filesystem.squashfs 和可读写的 casper-rw 都被挂载在 / 上。任何被修改或创建的文件都保存在这个可写的 casper-rw 文件系统中。因此，有效地创造了一个虚幻的假象，让 Live CD 可以被写入，实际上它们是不可写的。

所以，回答你的问题 -

这些文件实际上保存在哪里？

上面已经给出了答案。

它们是否加载到内存中，因此 live 系统的最大可用内存实际上是机器的 RAM 容量？

我猜，通过 memory 你指的是空间。你的问题是 "所以 live 系统的最大可用空间实际上是机器的 RAM 容量"？

不是的。Live 系统的最大可用存储空间是持久化文件的大小（如果有的话）+ 交换空间（如果已存在）+ RAM（如果需要在重启之前用作存储）。

安装的程序是存储在CPU缓存中还是完全存储在其他地方？

如果您在没有持久文件的情况下在实时系统中安装程序，那么这些程序将存储在内存中。如果重新启动，所有数据都将丢失。然而，如果您使用了casper-rw持久文件，这些程序将保存在该文件中，并且在下次重启后仍然可用（前提是您没有删除该文件）。

或者这些信息可能写在CD介质的空白空间上吗？

不，它不会写入CD介质。正如前面的答案所解释的那样。

希望您得到了答案。

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注意事项：

1. SquashFS - 这是一个只读文件系统，可以压缩整个文件系统或单个目录，将它们写入其他设备/分区或普通文件，然后直接挂载它们（如果是设备）或使用回环设备（如果是文件）。来源

2. 您可以使用类似 sudo mount ./filesystem.squashfs /mnt -o loop 的命令来挂载它。

3. 联合挂载是一种将多个目录合并为一个目录的方法，看起来好像包含了它们的所有内容。来源

- Anwar

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Casper是一个友善的小鬼文件系统。 - cat

谢谢你详细的解释。我没有看到你在回复中对个别问题添加答案。这解释得相当清楚。不过，我对casper -rw部分还是没完全理解，特别是“从而有效地创造出可写的Live CD的错觉，实际上它们并不是可写的。”的意思，但我想我只需要自己去了解一下。不过你已经回答了我的问题，因为持久文件在CD介质上是不可用的，交换文件逻辑上只能存在于RAM中，这就是我的情况中信息存储的地方。 - Prototype700

我正在解释幻觉部分。只读文件被挂载在/上。在Live CD中，你会看到像/usr/、/var/、/home等等的文件。你不能创建、更改持久存在的文件。是的，你可以创建、更改，但这些更改会在关机后消失，因为它们实际上是存储在RAM中的。在没有持久性文件或casper-rw文件的Live USB中也是一样的。 - Anwar

但是，在带有持久化文件的Live USB中，它也被挂载在/上。所以，当你在/home目录中创建一个文件时，该文件实际上存储在casper-rw文件中，但你认为那是CD的内容。如果你打开casper-rw，你会在相应位置找到所有修改/更新的文件。由于它是安装在原始的只读文件系统之上，因此创造了幻觉。 - Anwar

另外一件事是，你说的“交换文件只能存在于内存中”是不正确的。交换文件是存储在磁盘上并在启动时挂载使用的分区或文件。美妙的是，如果你的磁盘已经有一个交换分区，你的Ubuntu系统会识别并使用它。但是，是的，它是易失性的，在重新启动时会被清除。@Prototype700 - Anwar

嗨安瓦尔，谢谢你的回复。我觉得从你对我的报价的回答方式来看，我们可能有点误解了。让我退一步：我大致知道交换文件/分区是如何工作的。我的观点是：当我从刻录好并完成的光盘启动一个实时系统时，光盘上不可能有交换文件，因为它无法被写入。CPU缓存中也不可能有交换空间，因为它太小了，所以系统中唯一的逻辑动态内存就是RAM，这就是我的意思。在我的问题中，我并不太关心持久性文件，因为启动介质是一张刻录好的光盘。 - Prototype700

是的，在这种情况下，所有的操作都发生在内存中。 - Anwar

Answer 2

它说的是非持久性。因此，它们在重新启动之间不会“持续存在”。所发生的是，一部分RAM被用作RAM磁盘。基本上，你的一部分RAM被用来模拟一个磁盘。就是这样。这就是为什么你可以在LiveCD会话期间在/home/ubuntu上创建文件。但它们在重启后将无法存留。

我手边没有LiveCD，但下次尝试在终端中键入df -h并查找/挂载点。查看设备。它很可能是tmpfs之类的东西。（这个一行代码应该给你感兴趣的那行：df -h | grep \/$）

有关RAM磁盘的一些阅读。

- jawtheshark

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现在，很可能是aufs或其他一些叠加文件系统 - 它们比经典的tmpfs配置更容易设置。 - Mark