Подсистема Windows для Linux (WSL) в среде Windows 10.


Начиная с версии Windows 10 Build 14251, в набор стандартных компонентов системы была добавлена Подсистема Windows для Linux (Windows Subsystem for Linux или WSL). Главное назначение WSL – создать программный слой в среде Windows 10 для обеспечения функционирования приложений Linux. Первоначально подсистема поддерживала только дистрибутив Ubuntu 14.04, образ которого можно было загрузить через магазин Microsoft Store. Затем количество поддерживаемых дистрибутивов увеличилось, и продолжает увеличиваться, включая наиболее популярные дистрибутивы. Установка выполняется таким же образом, как и стандартное приложение, без применения виртуальных машин или сторонних пакетов эмуляции. Пользователь Windows 10 в пару кликов мышкой устанавливает операционную систему семейства Linux без графической оболочки, функционирующую на компьютере подобно стандартному приложению, загруженному из Microsoft Store. 

Подсистема WSL позволяет:

1. Выбрать предпочитаемый дистрибутив из магазина Windows (Microsoft Store)

2. Пользоваться командной оболочкой Linux и прочим программным обеспечением совершенно бесплатно.

3. Выполнять скрипты командной оболочки и использовать популярные программные средства Linux, как ssh, MySQL, Apache, языки программирования C/C++, Ruby, Python и т.п.

4. Устанавливать дополнительное программное обеспечение с использованием собственного менеджера пакетов выбранного дистрибутива GNU/Linux.

5. Использовать совместное функционирование приложений обеих операционных систем и использование общих ресурсов.

Подсистема WSL продолжает развиваться, и постепенно трансформировалась в новую версию, получившую обозначение WSL 2, отличающуюся повышенным быстродействием, улучшенным взаимодействием с компьютерным оборудованием и компонентами Windows, новой архитектурой на базе реального ядра Linux, специально адаптированного для использования в WSL 2. Кроме того, данное ядро Linux распространяется с открытым исходным кодом (Open Source), который можно загрузить на странице проекта github.com-WSL2-Linux-Kernel

WSL 2 является очередным шагом в технологии виртуализации, позволившим использовать ядро Linux, выполняемое под управлением относительно небольшой утилиты, обеспечивающей высокий уровень интеграции между Windows и Linux и значительное повышение быстродействия операций ввода-вывода, системных вызовов и приложений. По некоторым данным, распаковка zip-архивов в среде WSL 2 выполняется в 15-20 раз быстрее, а сборка пакетов – в 2-5 раз быстрее чем в WSL 1. 

По умолчанию, компонент Подсистема Windows для Linux (WSL) выключен. Для включения можно воспользоваться апплетом Панели управления Программы и компоненты - Включение или отключение компонентов Windows
 

Включение подсистемы Windows для Linux.



После включения WSL, нужно выполнить перезагрузку Windows.

Для включения WSL и проверки ее состояния можно использовать командную оболочку Power Shell, запущенную на выполнение от имени Администратора. Проверить состояние подсистемы можно командой:

Get-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Windows-Subsystem-Linux

Пример отображаемой информации:

FeatureName : Microsoft-Windows-Subsystem-Linux
DisplayName : Подсистема Windows для Linux
Description : Предоставляет службы и среды для запуска собственных средств и оболочек Linux в пользовательском режиме в Windows. 
RestartRequired : Possible
State : Enabled

CustomProperties : 

ServerComponent\Description : Предоставляет службы и среды для запуска собственных средств и оболочек Linux в пользовательском режиме в Windows. 
ServerComponent\DisplayName : Подсистема Windows для Linux
ServerComponent\Id : 1033
ServerComponent\Type : Feature
ServerComponent\UniqueName : Microsoft-Windows-Subsystem-Linux
ServerComponent\Deploys\Update\Name : Microsoft-Windows-Subsystem-Linux 


Строка State : Enabled указывает на то, что подсистема Windows для Linux включена.

Для включения подсистемы WSL посредством Power Shell можно использовать команду:

Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Windows-Subsystem-Linux

Для отключения WSL:

Disable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Windows-Subsystem-Linux

 

Выбор дистрибутива и установка Linux

После включения подсистемы WSL и перезагрузки Windows 10 можно приступить к установке ОС Linux. В прежних версиях подсистемы Windows для Linux для настройки дистрибутива Linux использовалась утилита командной строки lxrun.exe. На сегодняшний день она считается устаревшей и в дальнейшем будет исключена из подсистемы WSL. Дистрибутивы можно установить из стандартного Магазина Windows (Microsoft Store):
 

Выбор дистрибутива Linux в Microsoft Store.



При необходимости, можно получить более подробную информацию о конкретном дистрибутиве, например Kali:
 

Сведения о приложении Kali, загружаемом из Microsoft Store.



Как видим, отображаются краткие сведения о дистрибутиве, способе запуска Linux после установки, а также сведения о загружаемом образе. Для уменьшения объема загружаемых данных образ не содержит графической оболочки и некоторых приложений, которые легко устанавливаются с использованием штатных средств управления пакетами выбранного дистрибутива Linux.

После загрузки и начальной установки дистрибутива, можно выполнить его запуск нажатием кнопки Запустить
 

Первый запуск установленного в подсистеме WSL Linux.



После запуска начнется развертывание полученного дистрибутива Linux в подсистеме WSL. В процессе начальной установки и настройки потребуется ввести имя пользователя и пароль. 
 

Начальная установка и настройка Linux в подсистеме WSL Linux.



После успешной установки, в консоли отобразится стандартное приглашение командной строки. К этому моменту будут выполнены настройки сетевых интерфейсов, имени узла, клиента DNS и т.п а также смонтированы логические диски ОС Windows 10 (стандартно - /mnt/c - для диска C:, /mnt/d - для диска D: и т.д). Дальнейшее применение установленного Linux зависит от его предназначения и неизбежно потребует установки дополнительных приложений с использованием стандартных средств данного дистрибутива, при чем – из командной строки. Как и в случае с отдельным компьютером с ОС Linux, первым шагом в применении нового дистрибутива будет освоение методов установки и удаления программ.

На сегодняшний день, в Microsoft Store имеется несколько дистрибутивов Linux – Ubuntu ( в том числе и с длительной поддержкой), Kali, Debian и Suse (в том числе и серверные дистрибутивы). Очевидно, что этот набор будет постепенно расширяться. Наиболее востребованным дистрибутивом, по статистике Microsoft Store, является Ubuntu. После завершения установки, запуск программы можно выполнить в командной строке, введя:

ubuntu

Либо Win+R - ubuntu

Либо с использованием ярлыка из меню кнопки Пуск - Ubuntu.

В самом начале использования вновь установленного Linux, желательно выполнить обновление установленного ПО и добавить необходимый для дальнейшей работы набор программ. 

В дистрибутивах на основе Debian (Ubuntu) имеется стандартная утилита apt для работы с системой управления программными пакетами APT (Advanced Packaging Tool). Данная утилита и ее производные (apt-cacheapt-get) используются для установки новых программных пакетов, удаления существующих, обновления уже установленных, а также для обновления всей операционной системы. Примеры использования:

apt –h - отобразить подсказку по использованию apt
apt-cache –h - отобразить подсказку по использованию apt-cache
apt-get –h - отобразить подсказку по использованию apt-get

Более подробную подсказку можно получить из комплекта документации man-страниц:

man apt

sudo apt-get update - обновить установленные программные пакеты в соответствии с источниками, заданными в файле /etc/apt/sources.list.

sudo apt-get update - обновить все ПО, существующее в данный момент.

sudo apt-get install mc - установить файловый менеджер Midhight Commander

apt-get remove --purge mc - удалить файловый менеджер Midhight Commander и все его конфигурационные файлы (параметр --purge)
 

Некоторые характерные особенности WSL



Несмотря на то, что WSL 2 стала значительным шагом развития подсистемы, в ней остаются множественные проблемы не позволяющие получить полноценную ОС семейства Linux в среде Windows. Хотя, изначально, при разработке подсистемы WSL, такая задача и не ставилась, ведь требовалось всего лишь средство для разработчиков, создающее универсальную, быстродействующую и привычную среду в рамках ОС Windows. Если постановка задачи не изменится, то очевидно, подсистема WSL никогда не заменит ”настоящий” Linux, хотя и приблизится к нему вплотную.

В частности, в реализации WSL на вторую половину 2019 г. нет возможности установки модулей ядра, не реализован стандартный для Linux механизм сокетов, нет полноценного взаимодействия между процессами и т.д. и т.п. Как результат – нет графической оболочки пользователя, нет возможности использования приложения, требующих наличие драйвера ядра, не работает огромное количество системных служб. Часть проблем будет решаться по мере выхода новых версий WSL, либо с применением альтернативных решений, в том числе и от сторонних разработчиков, как например WSL SSH Launcher, который можно загрузить из Microsoft Store и использовать для запуска сервиса ssh в среде WSL. Программа платная ($0.99), но имеется и бесплатная пробная версия.