ISO loopback升级安装ubuntu24.04，避免制作启动U盘

我现在安装有ubuntu20.04和win10双系统，使用ubuntu的grub启动的。现在我需要将ubuntu20.04更新到ubuntu24.04，但不希望制作和使用启动U盘，如何做？一种ds给出的办法是用 sudo do-release-upgrade 升级2次，从 20.04 -> 22.04 -> 24.04。因为不能直接从 20.04 跳到 24.04，需要分两步走。

但这个办法有些繁琐。我有一个想法，就是下载ubuntu24.04的ISO文件，然后使用当前已有的grub来启动这个iso进行安装，并且在安装时，保留我的/home分区不格式化（因为我所有的个人数据都在/home下），然后使用一个不同的用户名安装，这样原数据存在备份可以查看。特别需要注意的是：iso文件如果存放在/根分区，那么在安装的过程中这个/根分区会被格式化，导致iso文件访问不了，导致过程异常，因此iso要放到/home分区。

整体思路

1. 下载Ubuntu 24.04 ISO文件（6个G，最好检查校验和保证文件一致性）
2. 配置GRUB添加ISO启动项
3. 从ISO启动安装程序
4. 手动分区，保留原/home分区不格式化
5. 使用新用户名安装，原数据作为备份

完整步骤如下（部分步骤略过）：

第二步：配置GRUB添加ISO启动项

1. 编辑GRUB自定义配置 /etc/grub.d/40_custom

2. 在文件末尾添加以下内容

menuentry "Ubuntu 24.04 ISO" {
    insmod part_gpt
    insmod ext2
    insmod loopback
    insmod iso9660
    set isofile="/iso/ubuntu-24.04.4-desktop-amd64.iso"
    loopback loop (hd0,5)$isofile
    linux (loop)/casper/vmlinuz boot=casper iso-scan/filename=$isofile quiet splash
    initrd (loop)/casper/initrd
}

⚠️ 重要：需要修改硬盘分区号

• (hd0,5)中的数字需要根据你的实际情况修改
• 查看存放ISO的/home分区。例如：如果显示/dev/sda6，则写(hd0,6)；如果显示/dev/nvme0n1p5，则写(hd0,gpt5)

3. 更新GRUB配置

sudo update-grub

第三步：重启并进入ISO启动。

如果ISO启动失败

• 检查分区号是否正确
• 尝试在GRUB菜单中按e编辑启动项，按tab可以提示分区里的文件名称

第四步：安装Ubuntu 24.04。重点是分区时，原/home分区不要格式化！其他Linux分区大小和挂载点等都保持原样，进行格式化即可。

第五步：安装后的数据访问

重启后，你将进入全新的Ubuntu 24.04系统，使用新用户名登录。

附录一：

Ubuntu Live Server (约3GB) - "极简主义"为什么小很多？

1. 无图形界面：只有命令行
2. 最小化软件包：只包含服务器运行必需的核心组件
3. 无预装应用：需要什么自己装
4. 无多媒体支持：不包含音视频解码器
5. 最小化驱动：只保留服务器必需的驱动

附录二：
GRUB配置的含义：

整体结构

menuentry "Ubuntu 24.04 ISO" {
    # 这里面的内容是启动项的具体配置
}

• menuentry：定义一个GRUB启动菜单项
• "Ubuntu 24.04 ISO"：显示在GRUB菜单中的名称

模块加载部分

• insmod part_gpt：加载GPT分区表支持模块（识别GPT分区格式的硬盘）
• insmod ext2：加载ext2/3/4文件系统模块（读取Linux分区）
• insmod loopback：加载回环设备模块（这是关键！允许把ISO文件虚拟成一个光驱）
• insmod iso9660：加载ISO9660文件系统模块（读取光盘/ISO文件格式）

为什么要加载这些模块？
因为GRUB启动时还没有加载Linux内核，它需要自己具备识别硬盘、分区、文件系统的能力。

ISO文件定位

set isofile="/iso/ubuntu-24.04.4-desktop-amd64.iso"

• set isofile=：定义一个变量，存储ISO文件的路径

回环设备创建（核心部分）

loopback loop (hd0,5)$isofile

• loopback：创建回环设备的命令
• loop：给这个回环设备命名为"loop"
• (hd0,5)：指定硬盘和分区
  • hd0：第一块硬盘
  • 5：第五个分区
  • 意思是：从第一块硬盘的第五个分区读取文件
• $isofile：上面定义的ISO文件路径

完整意思是：把iso文件虚拟成一个光驱设备，命名为"loop"

Linux内核加载

linux (loop)/casper/vmlinuz boot=casper iso-scan/filename=$isofile quiet splash

• linux：指定要加载的Linux内核文件
• (loop)/casper/vmlinuz：
  • (loop)：上面创建的回环设备（虚拟光驱）
  • /casper/vmlinuz：ISO文件里面的内核文件路径
• boot=casper：告诉内核以"casper"模式启动（Ubuntu Live环境的启动模式）
• iso-scan/filename=$isofile：告诉Live系统ISO文件的位置，方便后续访问
• quiet splash：启动参数
  • quiet：减少启动时的文字输出
  • splash：显示开机动画

初始化内存盘加载

initrd (loop)/casper/initrd

• initrd：指定初始化内存盘文件（Initial RAM Disk）
• (loop)/casper/initrd：从虚拟光驱中加载initrd文件
• initrd包含了启动初期需要的驱动和工具

整个流程

1. GRUB启动 → 加载必要的模块
2. 找到ISO文件 → 根据指定的分区和路径
3. 虚拟光驱 → 把ISO文件当作一个光盘设备
4. 加载内核 → 从虚拟光驱中读取Linux内核
5. 加载initrd → 从虚拟光驱中读取初始化内存盘
6. 启动Live系统 → 进入Ubuntu Live环境

附录三：
40_custom的内容如下

#!/bin/sh
exec tail -n +3 $0
#This file provides an easy way to add custom menu entries.  Simply type the
#menu entries you want to add after this comment.  Be careful not to change
#the 'exec tail' line above.

第一部分：Shebang和exec技巧

#!/bin/sh
exec tail -n +3 $0

• #!/bin/sh：声明这个文件要用shell解释器执行
• exec tail -n +3 $0：用tail命令重新执行这个文件本身
  • tail -n +3：从第3行开始输出文件内容（跳过前两行）
  • $0：代表这个文件自身
  • exec：用tail命令替换当前进程

实际效果：当这个文件被执行时，它会输出从第3行开始的内容，而不是执行其中的命令。

第二部分：注释说明

# This file provides an easy way to add custom menu entries.  Simply type the
# menu entries you want to add after this comment.  Be careful not to change
# the 'exec tail' line above.

这是给用户的说明文字，告诉你：

1. 这个文件是用来添加自定义启动项的
2. 把自定义菜单项写在注释后面
3. 不要修改上面的exec tail行

当运行update-grub命令时，系统会：

1. 执行/etc/grub.d/目录下的所有可执行脚本
2. 这些脚本会输出GRUB配置内容
3. 所有输出被合并成最终的/boot/grub/grub.cfg

关键点

• /etc/grub.d/40_custom是一个可执行脚本
• 它通过exec tail -n +3 $0把自己变成一个"输出文件内容"的工具
• 你写的menuentry实际上是数据，不是要执行的命令

这种grub扩展机制的设计有几个优点：

1. 安全性：即使脚本被意外执行，也不会破坏系统
2. 简单性：用户只需要添加文本，不需要懂shell编程
3. 一致性：与其他GRUB脚本的输出格式保持一致

看看其他GRUB脚本是如何工作的：

• /etc/grub.d/10_linux：复杂的shell脚本，自动检测内核并生成启动项
• /etc/grub.d/30_os-prober：检测其他操作系统（如Windows）
• /etc/grub.d/40_custom：简单的文本输出，供用户自定义

附录四：
如果显示/dev/sda6，则写(hd0,6)；如果显示/dev/nvme0n1p5，则写(hd0,gpt5)
这是两种不同的命名系统

1. Linux设备命名

# 传统SATA/IDE硬盘
/dev/sda    # 第一块硬盘
/dev/sda1   # 第一块硬盘的第一个分区
/dev/sda6   # 第一块硬盘的第六个分区

# NVMe固态硬盘
/dev/nvme0n1    # 第一块NVMe硬盘
/dev/nvme0n1p1  # 第一块NVMe硬盘的第一个分区
/dev/nvme0n1p5  # 第一块NVMe硬盘的第五个分区

2. GRUB设备命名（需要转换的）

# 传统SATA硬盘 （可以是mbr，也可以是gpt分区）
(hd0)      # 第一块硬盘
(hd0,1)    # 第一块硬盘的第一个分区
(hd0,6)    # 第一块硬盘的第六个分区

# NVMe硬盘 （注意 NVMe硬盘总是gpt分区）
(hd0,gpt1)     # 第一块硬盘的GPT分区表的第一个分区
(hd0,gpt5)     # 第一块硬盘的GPT分区表的第五个分区

为什么有这种区别？历史原因：MBR vs GPT分区表

1. MBR分区表（传统）

# MBR分区规则：
- 主分区：1-4
- 逻辑分区：5+
- GRUB用数字直接表示：(hd0,1)到(hd0,4)是主分区，(hd0,5)以上是逻辑分区

2. GPT分区表（现代）

# GPT分区规则：
- 没有主分区和逻辑分区的区别
- 所有分区统一编号：1,2,3,4,5...
- GRUB需要明确指定使用GPT： (hd0,gpt1)到(hd0,gpt128)

如何确定应该用哪种格式？一个简单方法是检查分区表类型

# 查看硬盘分区表类型
sudo fdisk -l /dev/sda

# 输出中会显示：
# Disk label type: dos    → MBR分区表（用数字）
# Disk label type: gpt    → GPT分区表（用gpt前缀）