Windows PE
2024-04-11 21:22:46 阿炯

Windows预先安装环境(英语:Microsoft Windows Preinstallation Environment,简称 Windows PE 或 WinPE),是Microsoft Windows的轻量版本,于2000年2月发行;主要提供个人电脑开发商(主要为OEM厂商)、工作站、服务器打造定制的操作系统环境,或系统离线时进行故障排除来使用,以取代格式较旧的MS-DOS启动磁片/启动光盘。其可理解为 Windows的Live CD或子系统,系统核心采用32/64位。由于硬件需求不大,因此便于存储在光盘、U盘等各种便携式存储设备中。


Windows PE最初是设计给个人电脑开发商使用,以便于电脑生产时将Windows预装入内,但目前也以捆包的方式提供给一般的软件开发者使用,目前从Windows XP以及之后的 Windows 公开版本都有支持,现在通过Windows ADK(WADK)可以免费广泛使用。它包括了运行Windows安装程序及脚本、连接网络共享、自动化基本过程以及执行硬件验证所需的最小功能。用于安装、部署和修复 Windows 桌面版(家庭版、专业版、企业版、教育版、旗舰版等)、Windows Server 和其他 Windows 操作系统及恢复其完整性,而Windows PE并非为普通用户可以正常使用的操作系统,多数用于开发人员或计算机管理员维修计算机,维护PC主系统使用。

WinPE 不是设计为计算机上的主要操作系统,而是利用计算机某些操作系统的部分拷贝进行封装,并作为独立的预安装环境和其他安装程序和恢复技术(例如 Windows 安装程序、Windows 部署服务 (Windows DS)、系统管理服务器 (SMS) 操作系统 (OS) 部署功能包以及 Windows 恢复环境 (Windows RE))的完整组件使用的。其可作为带有适当授权协议的面向客户的独立产品,它是一个集成了许多 Windows 技术 [包括安装程序和部署服务 (Developer Services)] 的组件。并支持以下 Windows 功能:
批处理文件和脚本,包括对 Windows 脚本主机 (WSH) 和 ActiveX 数据对象 (ADO) 的支持,以及对 PowerShell 的可选支持。
应用程序,包括 Win32 应用程序编程接口 (API),以及对 HTML 应用程序 (HTA) 的可选支持。
驱动程序,包括一组可运行网络、图形和大容量存储设备的通用驱动程序。
映像捕获和服务,包括部署映像服务和管理 (DISM)。
网络,包括通过 LAN 使用 TCP/IP 和 TCP/IP 上的 NetBIOS 连接到文件服务器。
存储,包括 NTFS、DiskPart 和 BCDBoot。
安全工具,包括对 BitLocker 和受信任的平台模块 (TPM)、安全启动以及其他工具的可选支持。
Hyper-V,包括 VHD 文件、鼠标集成、大容量存储以及允许在虚拟机监控程序中运行 Windows PE 的网络驱动程序。


特点

是简化版的Microsoft Windows,放在一片可直接启动的CD或DVD光盘或者U盘,以加载到存储器的方式执行。特点是启动时出现此版本Windows PE简化自之原版本的启动画面,以及出现简单的图形接口(GUI),亦能执行Internet Explorer。相比完整的Windows,Windows PE功能有限,主要用于系统维护。

支持网络,但只附带以下工具:命令提示符、记事本和一些维护工具。

初衷只是方便企业制造自定义的Microsoft Windows,因此市面上并没有出售(但允许无偿外发)。

在微软的批准下,其他软件公司可附上自己的软件于WinPE,令启动电脑时候执行有关的程序。这些软件通常是系统维护,在电脑不能正常运作的情况下,可运用有关的系统维护软件修复电脑。维护软件包括Symantec Norton Ghost等等。

基于NT 6.0之后的Windows,包含但不限于Windows Vista、7、8、10、11的安装程序,亦是基于WinPE上执行。从Vista之后,Windows的安装方式基本一致。且在“安装 Windows”界面上按下Shift+F10,可开启“命令提示符”。NT 6.x(包括较为常用的WinVista/7/8/10/11等系统) 的安装程序,亦是基于Windows PE内核。

WinPE大多被OEM厂商所使用,举例来说就像刚买回来的品牌套装电脑,不需要完全从头安装操作系统,而是从完成安装开始。OEM厂商可以自定系统安装完成后,执行安装驱动程序的动作、修改‘电脑’中的OEM商标、安装辅助程序。简单来说WinPE的作用是使用在大量的电脑安装(同规格之电脑),以达到快速且一致性的安装。此外,Windows PE也被许多技术员修改、添加驱动和实用软件(如WEPE、FirPE等),使得WindowsPE可以被用于系统重装、磁盘管理、系统备份恢复、系统急救等,受到大量IT从业者与电脑爱好者的喜爱。启动后就可以使用网络环境,支持IPv4和IPv6。利用WinPE创建、删除、格式化和管理NTFS文件系统分区,其使用的是DiskPart而非fdisk,最方便的地方是DiskPart支持脚本。

因为和电脑中的系统没有关联,可以任意添加、修改或复制系统文件,甚至可以格式化电脑中系统所在的磁盘,这种优势使得PE可以深入操作系统文件。

Windows PE 与 Windows 的要求相同,但具有以下几个不同点:
无需硬盘驱动器,可以完全在内存中运行 Windows PE。
基本版本仅需 512MB 内存(如果添加驱动程序、包或应用,将需要更多内存)。
若要直接从内存启动 Windows PE(也称为 RAM 磁盘启动),必须提供一个可以容纳整个 Windows PE (WIM) 映像的连续物理内存 (RAM) 部分。 若要优化内存使用,制造商应确保其固件将内存位置保留在了物理内存地址空间的开头或末尾处。
32 位版本的 Windows PE 可以启动 32 位 UEFI 电脑和 BIOS 电脑以及 64 位 BIOS 电脑。
64 位版本的 Windows PE 可以启动 64 位 UEFI 电脑和 BIOS 电脑。
为防止将其用作生产操作系统,WinPE 将执行以下操作:在连续使用 72 小时后自动停止运行 shell 并重启。 在此期间,不可进行配置。其重启时,所有更改都将丢失,包括对驱动程序、驱动器号和 Windows PE 注册表所做的更改。
默认 Windows PE 安装使用 FAT32 文件格式,这种格式有自身的限制,包括最大 4GB 文件大小和最大 32GB 驱动器大小。

Windows PE 不支持以下任一操作:
使用文件服务器或终端服务器。
加入网络域和远程桌面。
从 IPv6 网络上的 Windows PE 连接到 IPv4 网络。
.MSI 安装文件。
从包含非英语字符的路径启动。
在不同的体系结构上运行针对某一种体系结构编译的应用程序,例如在 64 位版本的 Windows PE 上运行 32 位应用程序,或者在 Arm64 版本的 WinPE 上运行 Amd64 应用程序。
通过 DISM(.appxbundle 包)添加已捆绑的应用包。


版本

版本号介绍
1.0基于最初的Microsoft Windows XP Professional
1.1基于Microsoft Windows XP Professional含Service Pack 1(SP1)
1.2基于Microsoft Windows Server 2003
1.5基于Microsoft Windows XP Professional含Service Pack 2(SP2)
1.6基于Microsoft Windows Server 2003含Service Pack 1(SP1)
2.0基于Microsoft Windows Vista
2.1基于Microsoft Windows Vista和Microsoft Windows Server 2008含Service Pack 1(SP1)
2.2基于Microsoft Windows Vista和Microsoft Windows Server 2008含Service Pack 2(SP2)
3.0基于Microsoft Windows 7
3.1基于Microsoft Windows 7 SP1
4.0基于Microsoft Windows 8.0
5.0基于Microsoft Windows 8.1
5.1基于Microsoft Windows 8.1含Update
6.0基于Microsoft Windows 10
10.0.10240.16384基于Windows 10 1507。它包含在Windows 10 1507版本的Windows ADK中。
10.0.15063.0基于Windows 10 1703
10.0.20348.1基于Windows Server 2022


派生产品

Windows恢复环境(WinRE)        
从Windows Vista开始,微软基于WinPE开发了新的Windows恢复环境(WinRE)来取代之前XP时代的故障恢复控制台。[1]默认情况下,在系统多次正常启动失败后,引导程序就会放弃正常启动操作系统、转而去启动WinRE,然后用户就可以利用WinRE执行系统还原、从之前的备份镜像恢复等操作,也可以使用命令提示符来备份文件、运行其他工具软件。不少OEM厂商也会对WinRE进行二次开发,利用WinRE给用户提供“一键恢复”等功能。

WinRE的功能在Win8中得到了很大的增强,引入了一键初始化系统(又名重置系统、恢复出厂、Push-Button Reset等)功能,可以帮助用户一键完成系统重装工作,同时用户又可以选择是否保留文档、桌面等个人文件。如果用户选择了保留个人文件,重装完成后,旧操作系统文件被转移至Windows.old中,用户可以选择使用磁盘清理工具将其删除。除了选择保留个人文件,用户也可以选择彻底擦除数据(还可以进一步选择是只擦除系统所在的分区,还是擦除整个硬盘)。

诊断与恢复工具包(DaRT)
Winternals公司曾经利用WinPE开发出了很受系统管理员欢迎的ERD Commander系列启动光盘,包含锁匠(Locksmith,可以强制清除管理员密码)、系统文件修复、补丁卸载、崩溃分析器等工具。在Winternals公司被微软收购后,微软就在它的基础上推出了诊断与恢复工具包(DaRT)。系统管理员可以使用微软桌面优化包(MDOP)定制、生成DaRT镜像,然后在需要执行维护、修复操作的机器上启动DaRT环境。

修改版WinPE
Windows部署工具(ADK)可以生成WinPE镜像,但是这种WinPE的功能十分有限,开机后只有一个命令提示符窗口。对于不太熟悉技术的绝大多数普通个人用户来说,这种WinPE的功能局限太大、易用性也太差。

微软允许用户对WinPE进行比较灵活的功能定制。不过,微软一直将WinPE、WinRE视为用途被严格限制的产品,为此,WinPE被加入了连续使用72小时就会强制重启等多种功能限制,尤其是很多常用的系统功能和组件也被删减(而且不提供直接的补回手段),比如Windows Explorer(负责显示桌面环境中任务栏、图标、开始菜单等元素,同时也负责管理文件资源的程序)、WoW64(让64位系统支持32位应用程序的子系统)等等,这就让用户感到明显的使用不便。尽管微软的文档中有提到用户可以配置其他壳层应用来替代默认的命令提示符窗口,但很显然,这样一般还是很难完全覆盖Windows Explorer的功能。因此,坊间一直有技术爱好者在论坛、博客等处进行探讨、研究,试图破解功能限制、把被移除的功能重新补回。

其中,不少熟悉修改、破解技术的爱好者发布了补回Explorer、捆绑各种工具软件(如DiskGenius、NTPWEdit等)的修改版WinPE映像,受到了不少计算机爱好者和维修技工的欢迎,使这类WinPE广为流传。不过,这些修改版WinPE也大都存在著作权问题。

WinPE原本是完全加载到内存中运行的,这样就可以完全摆脱WinPE系统运行中需要占用、读写磁盘的依赖。换句话说,就是在WinPE启动后,即便将搭载它的光盘/U盘等介质直接弹出,也不会影响WinPE系统本身的正常运作。但是,有些修改版WinPE因为打包了太多工具软件的缘故,要把所有数据都加载进内存,会拖慢WinPE加载启动的速度;而且,在内存容量较小的电脑上可能面临困难。因此,不少修改版WinPE制作者将镜像分为两个部分,一部分像以前一样,会被引导器完整读取、加载到内存(这个部分被一些WinPE制作者称为“内核”,很显然,此“内核”并非计算机科学术语“内核”);另一部分则是在WinPE系统完成基本的启动过程后,再被挂载到系统上(类似地,这个部分被一些WinPE制作者称为“外壳”,此“外壳”也并非上文提到的计算机科学术语“壳层”),其中的文件数据并不会被完整加载到内存,而是按需读取。

后来在中国,这类修改版WinPE又派生出了涉及灰色产业的“商业PE”,用户在使用这种WinPE重装系统时,其中暗藏的后门就会在新装好的系统内安装流氓软件甚至是木马病毒。然后在用户日常使用系统的过程中,这些被安装的流氓软件或木马病毒就可以给一些广告统计平台回传统计数据,进而对于此WinPE的作者带来推广收入;还可能成为被作者恶意操纵、用做DDoS攻击的“僵尸电脑”。这里推荐几款国内好用的修改纯净WinPE系统。

Hotpe

Hotpe是一个纯净、强大的开源WindowsPE采用全新的windows11内核,支持Legacy和UEFI两种启动模式,内置主流的无线网卡、有线网卡、磁盘驱动等,拥有极高的兼容性。提供 exe 和 iso 两种格式,下载 exe 的文件格式,他可以直接制作u盘启动盘,并且可以把 pe 安装在本地。iso 的文件格式可以直接放到  ventoy等启动盘中。软件界面非常简单,主要 3 个按钮,分别是安装到系统,安装到光盘,安装到usb设备。选择安装的u盘,文件系统,选择 exFAT,安装方法选择推荐的即可,卷标就是u 盘的名称,可以自定义。然后可选一张喜欢的图片作为 pe的壁纸。

然后点击安装到u盘,制作 u盘启动盘会重新格式化你的u盘,一定要做好数据备份在操作。点击确定后,开始制作hotpe 的u盘启动盘。制作成功完成后,重启电脑。在 bios 里调整引导顺序,从u盘启动。进入 bios 的按键各厂家均有不同,可以搜一下对应的品牌型号按键。通常都是F2,F10 和 del。从u盘启动后,直接进入到 hotpe 中,会自动加载工具模块,支持网络功能,并且内置了很多系统工具。

微PE

微PE采用win10PE的内核,没有在PE中植入一些强制性、商业性的软件和链接。pe维护工具也非常全面,支持BIOS/UEFI双启动等等。软件界面一样非常简单,主要 4 个按钮,分别是安装进系统,安装到U盘,安装到移动硬盘和生成iso文件。制作成功完成后,重启电脑。在bios里调整启动顺序,从u盘启动后,直接进入到微pe中,可以看到很多内置的工具,不过微pe没有提供网络的支持。

优启通

优启通是专业U盘启动制作工具,支持UEFI和BIOS两种启动模式。用不同的PE,支持不同的硬件范围,兼容性更全面。安装后界面也非常简单。主要有U盘模式,本地模式,生成ISO文件和分区管理,支持双区分别管理,PE区与数据区分别独立。安装选项基本都保持默认即可,同样支持自定义壁纸。然后点击全新制作。几分钟左右就可以制作完成一个u盘启动盘;然后生成一下pe的iso文件,选择输出文件的位置,点击生成ISO即可。优启通提供了网络的支持。

FirPE

FirPE 维护系统,它具有简约、易操作等特点,同时支持BIOS(Legacy)与UEFI两种启动模式。结合一贯的“双PE分治”理念,两个PE分别接管不同的硬件范围,可在支持主流硬件的基础上,同时兼容以往多数旧硬件。

界面也很简单,主要有免格式化升级,可以升级原有firpe版本。全新制作,还原空间,本地安装和生成iso文件安装选项基本都保持默认即可,这个没有支持自定义壁纸。然后点击全新制作。并且提供了网络的支持,内置了远程控制工具等。

Hiren's BootCD PE

Hiren's BootCD PE 是基于Windows 10 PE x64的版本。仅支持UEFI启动,但是它不包含任何盗版软件,它只包含免费和正版的软件。启动后,PE会尝试为您的硬件安装图形,声音,无线和有线网卡等驱动程序。其网站详细的列出了pe中包含的软件。可以直接从官网下载,不过仅提供了iso文件,并没有制作工具,所以需要将iso文件放到其他启动盘工具中制作启动盘。


最新版本:10.0
v10.0.25398,基于Windows 11 22H2。

项目主页:winpe-intro