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14 自研 NAS|几行代码将ISO安装包从1.02G缩减到347M,BIOS UEFI统一用GRUB引导

14 自研 NAS|几行代码将ISO安装包从1.02G缩减到347M,BIOS UEFI统一用GRUB引导

前面第 13 篇我们完成了整套 ISO 自动化构建、虚拟机 BIOS/UEFI 交互式测试、系统一键安装全链路闭环,整套流程可稳定产出可用 NAS 安装镜像。但实际长期使用过程中暴露几个明显短板:镜像体积臃肿、构建耗时过长、BIOS 与 UEFI 两套引导逻辑割裂、构建日志刷屏杂乱。

本篇不对原有目录结构、全局变量、QEMU 测试脚本做任何重构,仅针对性定向优化两处核心文件:auto_build_iso.sh 构建脚本、nas_install.sh 系统安装向导。实现三大核心收益:镜像体积大幅瘦身、全固件统一 GRUB 引导、构建日志干净简洁,同时全程兼容原有开发与真机部署流程。

📌 基线约束说明

  1. 1. 原有目录树、global_vars.sh 全局配置、路径解析逻辑、两套 QEMU 交互式测试脚本完全保留不改动;
  2. 2. 编码规范延续统一标准:脚本英文注释、终端输出英文、必须 sudo 执行、采用 readlink-f 绝对路径溯源;
  3. 3. 仅修改两个文件:scripts/build/auto_build_iso.shscripts/install/nas_install.sh

一、优化前痛点汇总

  1. 1. 镜像体积过大:原 ISO 1.02G,Live 根文件系统 7357M,包含大量 NAS 完全用不上的冗余软件;
  2. 2. 构建耗时极长:lb build 完整编译需要 38 分 24 秒,大量时间消耗在无关依赖包下载、解压、安装;
  3. 3. 引导方案分裂:BIOS 采用 extlinux、UEFI 采用 GRUB,分区表不统一,需要维护两套引导配置;
  4. 4. 分区格式不统一:BIOS 使用 MBR 分区、UEFI 使用 GPT 分区,兼容性与维护成本高;
  5. 5. 构建日志刷屏:海量 P: 开头流程打印,无法快速定位耗时瓶颈;
  6. 6. 预装包冗余:内置 htop、smartmontools、rsync、syslinux、extlinux 等暂时不需要的组件。

二、live-build 构建脚本参数全优化

修改文件路径:auto_build_iso.sh

2.1 lb config 核心参数修改说明

  1. 1. --archive-areas "main"仅拉取 main 主软件仓库,剔除 contrib、non-free、non-free-firmware,减少多余驱动与软件包;
  2. 2. --apt-recommends false
    安装软件时不自动拉取推荐附属包,仅安装显式声明的强制依赖,从根源缩减 rootfs 体积;
  3. 3. --bootloaders "grub-efi,grub-pc"
    UEFI和BIOS统一用GRUB引导

2.2 静默构建,精简冗余日志

原执行命令:

lb build

替换为静默模式,屏蔽刷屏流程日志,仅保留错误、警告关键输出:

lb build --quiet

2.3 nas rootfs裁剪预装软件清单

删除所有临时无用组件:systemd-sysv、rsync、htop、smartmontools、syslinux、extlinux。

仅保留 NAS 运行、双 GRUB 引导必需核心包:

apt install -y \
linux-image-amd64 \
openssh-server \
systemd-timesyncd \
grub-pc-bin \
grub-efi-amd64-bin \
grub-common

2.4 优化前后体积数据对比

指标
优化前
优化后
瘦身幅度
ISO 安装镜像
1.02G
347M
66%
Live squashfs 根文件系统
7357M
270.56M
63%

三、安装脚本完整重构:统一 GPT 分区 + 双 GRUB 全兼容引导

修改文件路径:nas_install.sh

3.1 三大核心改造点

  1. 1. 分区结构全局统一,全固件强制 GPT

    废弃原 BIOS-MBR/UEFI-GPT 两套分区逻辑,所有硬盘统一 GPT 分区表,固定 3 分区结构:

  • • 分区 1:ESP 分区 512MiB FAT32,标记 esp,用于 UEFI 引导;
  • • 分区 2:BIOS Boot 分区 1MiB,无文件系统,标记 bios_grub,存放 GRUB 核心镜像,兼容传统 BIOS;
  • • 分区 3:剩余全部空间 ext4 根分区,存放 NAS 系统。
  1. 2. 统一 GRUB 双引导,不再区分当前启动环境

    无论当前 Live 镜像以 BIOS 还是 UEFI 启动,安装系统时同步部署两套 GRUB:

  • • grub-pc-bin:适配传统 BIOS,写入整块磁盘;
  • • grub-efi-amd64-bin:适配 UEFI,写入 ESP 分区,采用 removable 模式兼容各类主板。
  1. 3. 统一 GRUB 配置文件

    彻底废弃 extlinux.conf,BIOS、UEFI 共用 /etc/default/grub,一套内核启动参数适配两种固件。

3.2 重写后完整安装脚本代码

#!/bin/bash
# NAS system installation wizard - dual boot (BIOS+UEFI) with GRUB
set -euo pipefail

MNT="/mnt/target"
ISO_MOUNT="/run/live/medium"
NAS_TAR="${ISO_MOUNT}/install/nas-system.tar.xz"

# Color code
RED='\033[0;31m'
GREEN='\033[0;32m'
YELLOW='\033[0;33m'
NC='\033[0m'

# Clean all mount points on exit
cleanup_mounts() {
    umount "$MNT/dev/pts" 2>/dev/null || true
    umount "$MNT/dev" 2>/dev/null || true
    umount "$MNT/proc" 2>/dev/null || true
    umount "$MNT/sys" 2>/dev/null || true
    umount "$MNT/run" 2>/dev/null || true
    umount "$MNT/boot/efi" 2>/dev/null || true
    umount "$MNT" 2>/dev/null || true
}
trap cleanup_mounts EXIT

clear
echo -e "${GREEN}===== NAS Installation Wizard =====${NC}"
echo

echo -e "${YELLOW}[1] Detecting local disks...${NC}"
DISKS=()
for dev in /dev/sd? /dev/nvme?n? /dev/vd?; do
    [ -b "$dev" ] || continue
    if ! mount | grep -q "$dev"; then
        DISKS+=("$dev")
    fi
done

if [ ${#DISKS[@]} -eq 0 ]; then
    echo -e "${RED}No available disk found!${NC}"
    exit 1
fi

echo "Available disks:"
for i in "${!DISKS[@]}"; do
    dev="${DISKS[$i]}"
    size=$(lsblk -dn -o SIZE "$dev" 2>/dev/null || echo "unknown")
    model=$(lsblk -dn -o MODEL "$dev" 2>/dev/null || echo "unknown")
    echo "  $((i+1))) $dev ($size, $model)"
done

echo
read -p "[2] Select disk number to install: " idx
idx=$((idx-1))
if [ $idx -lt 0 ] || [ $idx -ge ${#DISKS[@]} ]; then
    echo -e "${RED}Invalid selection${NC}"
    exit 1
fi
TARGET="${DISKS[$idx]}"

echo -e "${RED}WARNING: All data on $TARGET will be DESTROYED!${NC}"
read -p "Type 'yes' to confirm: " confirm
[ "$confirm" != "yes" ] && echo "Aborted." && exit 0

echo -e "${YELLOW}[3] Partitioning $TARGET (GPT + ESP + BIOS boot + root)...${NC}"
# Create GPT partition table
parted -s "$TARGET" mklabel gpt

# 1) EFI System Partition (ESP) - 512MiB
parted -s "$TARGET" mkpart ESP fat32 1MiB 513MiB
parted -s "$TARGET" set 1 esp on

# 2) BIOS boot partition - 1MiB (for GRUB's core.img in legacy mode)
parted -s "$TARGET" mkpart primary 513MiB 514MiB
parted -s "$TARGET" set 2 bios_grub on

# 3) Root partition - rest of space
parted -s "$TARGET" mkpart primary ext4 514MiB 100%

partprobe "$TARGET"
udevadm settle
sleep 0.5

# Determine partition names
case "$TARGET" in
    /dev/nvme*)
        ESP_PART="${TARGET}p1"
        BIOS_BOOT_PART="${TARGET}p2"
        ROOT_PART="${TARGET}p3"
        ;;
    *)
        ESP_PART="${TARGET}1"
        BIOS_BOOT_PART="${TARGET}2"
        ROOT_PART="${TARGET}3"
        ;;
esac

# Wait for partitions
for part in "$ROOT_PART" "$ESP_PART" "$BIOS_BOOT_PART"; do
    for i in $(seq 1 10); do
        [ -b "$part" ] && break
        sleep 0.5
    done
    [ -b "$part" ] || { echo -e "${RED}Partition $part not ready!${NC}"; exit 1; }
done

echo -e "${YELLOW}[4] Formatting...${NC}"
mkfs.fat -F32 "$ESP_PART"
mkfs.ext4 -F -L NAS_ROOT "$ROOT_PART"
# BIOS boot partition is left unformatted (no filesystem)

echo -e "${YELLOW}[5] Extracting NAS system...${NC}"
mkdir -p "$MNT"
mount "$ROOT_PART" "$MNT"
mkdir -p "$MNT/boot/efi"
mount "$ESP_PART" "$MNT/boot/efi"
tar -xJf "$NAS_TAR" -C "$MNT"

echo -e "${YELLOW}[6] Configuring fstab...${NC}"
ROOT_UUID=$(blkid -s UUID -o value "$ROOT_PART")
ESP_UUID=$(blkid -s UUID -o value "$ESP_PART")
cat > "$MNT/etc/fstab" << EOF
UUID=$ROOT_UUID / ext4 defaults,noatime 0 1
UUID=$ESP_UUID /boot/efi vfat defaults 0 1
EOF

echo -e "${YELLOW}[7] Installing GRUB (dual BIOS+UEFI)...${NC}"
mount --bind /dev "$MNT/dev"
mount --bind /dev/pts "$MNT/dev/pts"
mount --bind /proc "$MNT/proc"
mount --bind /sys "$MNT/sys"
mount --bind /run "$MNT/run"

# Write GRUB configuration
cat > "${MNT}/etc/default/grub" << 'GRUB_EOF'
GRUB_DEFAULT=0
GRUB_TIMEOUT=2
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="loglevel=3 udev.log_level=3 vt.global_cursor_default=0 noresume net.ifnames=0 biosdevname=0 elevator=deadline scsi_mod.scan=sync"
GRUB_CMDLINE_LINUX=""
GRUB_DISABLE_OS_PROBER=true
GRUB_EOF

# Install GRUB for BIOS (legacy) mode
chroot "$MNT" grub-install --target=i386-pc "$TARGET"

# Install GRUB for UEFI mode (removable path helps compatibility)
chroot "$MNT" grub-install --target=x86_64-efi --efi-directory=/boot/efi --removable

# Generate unified grub.cfg
chroot "$MNT" update-grub

sync

sleep 3
echo -e "${GREEN}===== Installation Complete! =====${NC}"
echo "Remove installation media and reboot."

四、本篇总结

  1. 1. 构建深度瘦身、大幅提速:限定 main 软件源、关闭推荐依赖、裁剪全部临时无用组件,ISO 从 1.02G 压缩至 347M,构建总耗时显著缩短;
  2. 2. 引导架构统一简化:彻底废弃 extlinux,BIOS、UEFI 两种固件全部统一使用 GRUB,一套配置文件管理双引导,降低维护成本;
  3. 3. 磁盘分区标准统一:全平台强制 GPT 分区表,新增 BIOS Boot 专用分区,解决传统 BIOS 无法启动 GPT 磁盘的兼容性痛点;
  4. 4. 构建日志清爽可控:使用 lb build --quiet 屏蔽海量流程刷屏日志,仅保留报错、警告,方便快速定位构建瓶颈;
  5. 5. 最小化 NAS 系统设计:仅保留运行必需软件,降低内存占用、系统攻击面,后续按需再新增 Samba、Docker 等服务组件。

整套构建体系经过深度优化后,镜像轻量化、引导逻辑统一、维护成本大幅降低,可长期稳定用于物理 NAS 真机、虚拟机部署。

下期预告

下一篇开发 NAS 后台账号权限管理相关页面,搭建分层账号体系,限制开放注册,实现账号统一管控。

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