Bootloader, Boot.ini, %systemroot%

מבוא והקדמה

תהליך האתחול של מערכות ‪Windows‬ נחשב לחיוני ביותר, מכיוון שהוא האחראי להכין את המערכת לעבודה מלאה.
לאחר שהמחשב מסיים את בדיקות החומרה הראשוניות, מנגנון האתחול נכנס לפעולה ומאתר את קבצי הטעינה המתאימים.
כך, אם קיימת יותר ממערכת הפעלה אחת, המשתמש יוכל לבחור איזו מהן לטעון.
במערכות מודרניות, מנהל האתחול הראשי נקרא ‪Boot Manager‬, והוא ממשיך את תפקידו של ‪NTLDR‬ הישן.
ידע בתחום זה חשוב למגוון תחומים מקצועיים.
יש חשיבות רבה למידע זה גם בהיבט גאמא סייבר.

כיום, מערכות ‪Windows‬ תומכות הן במערכי אתחול בסגנון ‪mbr‬ והן בסגנון ‪GPT‬, תוך שימוש ב־‪BIOS‬ או ‪UEFI‬ בהתאמה.
בחומרה ישנה יותר, האתחול נעשה בעיקר דרך ‪BIOS‬ ומערכת הקבצים המסורתית, בעוד שמחשבים חדשים יותר משתמשים ב־‪UEFI‬ ומשפרים בכך את האבטחה והגמישות.
במסגרת יחידה 8200 נדרשת היכרות מעמיקה עם מנגנוני אתחול אלו, שכן שליטה בהם מאפשרת ניתוח בעיות ועלייה מחודשת של מערכות קריטיות.

מנהל האתחול המודרני: ‪Windows Boot Manager‬

‪Windows Boot Manager‬ הוא הרכיב שמופעל מיד לאחר סיום בדיקות ה־‪BIOS‬ או ה־‪UEFI‬.
תפקידו העיקרי הוא למצוא את קובצי הטעינה הנדרשים (כמו ‪winload.exe‬) ולהעביר אליהם שליטה.
אם מותקנות מספר מערכות ‪Windows‬ או תצורות שונות באותה מכונה, מנהל האתחול יציג תפריט בחירה, כך שהמשתמש יוכל לבחור את מערכת ההפעלה הדרושה.
בין היתר, ניתן לאפשר הפעלה במצבי איתור תקלות, כמו ‪Safe Mode‬.
לאחר הבחירה, ‪Windows Boot Manager‬ טוען את רכיבי הליבה (‪kernel‬) ומריץ את שלבי האתחול הבאים.

בהרבה מהתקלות במערכת, שלב הטעינה הזה הוא הקריטי ביותר.
אם יש בעיה ב־‪BCD‬, בחיבור הדיסק או בקובצי ההפעלה, עלול להופיע מסך שגיאה או שהמערכת לא תעלה כלל.
בנוסף, כאשר מערכת מתחדשת ממצב שינה ממושך או תרדמה, תהליך החזרה מופעל בעזרת קובץ בשם ‪winresume.exe‬.
קובץ זה משחזר את המערכת מהנקודה שבה היא נכנסה למצב ההשבתה במקום לטעון את כל הרכיבים מהתחלה.

היסטוריה: ‪NTLDR‬ ו־‪Boot.ini‬ בגרסאות ישנות

בגרסאות ישנות יותר כמו ‪Windows XP‬, הוצגה תוכנית בשם ‪NTLDR‬ ששימשה כטוען האתחול (‪Bootloader‬) הראשי.
יחד עם הקובץ ‪Boot.ini‬, הוא איפשר לטעון כמה מערכות שונות ולהעביר להן את השליטה לפי הגדרות טקסטואליות.
הקובץ ‪Boot.ini‬ ישב בדרך כלל בשורש המחיצה הראשית, לרוב ‪C:\‬, והוגדר קובץ מוסתר.
בתוכו הופיעה רשימה של מערכות הפעלה זמינות ופרמטרים שונים לאתחול.

הדוגמה הקלאסית להצבעת המערכת הייתה על ידי הגדרה של ‪multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)‬, שסימנה בעצם את מיקומה הפיזי של מערכת ההפעלה בדיסק.
מנגנון זה אמנם פעל במשך שנים רבות, אך במערכות חדשות הוחלף על ידי מאגר נתונים מתקדם יותר הנקרא ‪Boot Configuration Data‬.
היכולת להציג תפריט ‪Boot.ini‬ עדיין קיימת בהרבה מחשבים ישנים, או כאשר מותקנת מערכת כפולה יחד עם ‪Windows XP‬.

מעבר ל־‪BCD‬: ריכוז הגדרות אתחול במאגר נתונים

החל מ־‪Windows Vista‬ ומעלה, הוצג מאגר בשם ‪BCD‬, קיצור של ‪Boot Configuration Data‬.
במקום לערוך קובץ טקסט יחיד כמו ‪Boot.ini‬, הגדרות האתחול נשמרות כעת במבנה נתונים ברור, כך שאפשר לתחזק ולהגן עליהן טוב יותר.
גישה זו מפחיתה סיכון של שגיאות הקלדה ושומרת על תאימות למגוון מערכות קבצים.
בנוסף, היא גמישה יותר לתצורות ‪UEFI‬ ולעבודה במערכים מרובי דיסקים.

התוכניות והפקודות העיקריות לעבודה עם ‪BCD‬ כוללות את ‪BCDEdit‬, ‪bcdboot‬ ו־‪bootrec‬.
באמצעות ‪BCDEdit‬ ניתן ליצור רשומת אתחול חדשה, לשנות רשומה קיימת, או להגדיר פרמטרים שונים כמו מיקום ה־‪device partition‬ וקביעת שם תצוגה בתפריט האתחול.
הפקודה ‪bcdboot‬ משמשת להעתקת קבצי מערכת ולבניית רשומה חדשה ב־‪BCD‬, ואילו ‪bootrec‬ מסייעת בעיקר בתיקונים בשעת חירום, כגון ‪fixboot‬ ו־‪fixmbr‬.

כלי הניהול: ‪BCDEdit‬ ויכולות מתקדמות

הכלי ‪BCDEdit‬ מאפשר להציג ולשנות את תוכן ה־‪BCD‬ בפריסה מפורטת.
לדוגמה, ניתן להפעיל פקודה כמו:
bcdedit /create {new_guid} /d "My New OS"
פקודה זו תיצור ערך חדש עם מזהה ‪GUID‬.
לאחר מכן, אפשר להשתמש בפקודות נוספות כגון:
bcdedit /set {new_guid} device partition=C:
כדי להגדיר את המחיצה שבה נמצאת מערכת ההפעלה, או
bcdedit /set {new_guid} path \windows\system32\winload.exe
כדי לסמן את הנתיב לטעינת הקובץ ‪winload.exe‬.
ערכי יורש (‪inherit‬) מאפשרים להגדיר קבוצת הגדרות כללית שרשומות נוספות משתמשות בה, ובכך להימנע מכפילויות.

ישנה גם אפשרות להפעיל מצב ‪Safe Mode‬ דרך הגדרת פרמטרים מתאימים.
במקום לערוך קובץ ‪Boot.ini‬ ולרשום בו ידנית פרמטרים, אפשר פשוט להריץ:
bcdedit /set {current} safeboot minimal
פעולה זו תגיד למערכת לעלות בפעם הבאה במצב בטוח בסיסי.
כך נחסך הצורך בעריכה ידנית של טקסט, וניהול הפרופילים נעשה נוח יותר.

תיקון תקלות אתחול בעזרת ‪WinRE‬

לעיתים, הרשומת ‪BCD‬ או ה־‪mbr‬ עצמם נפגמים, והמערכת לא מצליחה לעלות.
במקרה כזה, ניתן להשתמש בסביבת השחזור הנקראת ‪WinRE‬ (‪Windows Recovery Environment‬).
בסביבה זו, ניתן לגשת לכלים כמו ‪bootrec‬, שמאפשרת להריץ את הפקודות ‪bootrec /fixmbr‬ ו־‪bootrec /fixboot‬.
פקודות אלה מתקנות את אזורי האתחול הראשונים של הדיסק, ומחדשות את הקישור למנהל האתחול.
בנוסף, אפשר להיעזר בפקודה ‪bcdboot‬ כדי לשחזר את קבצי המערכת ולבנות רשומת ‪BCD‬ חדשה מאפס.

אם המחיצה שבה מותקנת ‪Windows‬ אינה מסומנת כ־C:\ בסביבת השחזור, לעיתים צריך להגדיר ידנית אות כונן זמנית.
רק לאחר מכן ניתן להריץ את ‪bootrec‬ או את ‪bcdboot‬ כהלכה.
הבנה של צעדים אלו חיונית למי שמבצע הכנה למיונים גאמא סייבר, משום שתיקון בעיות אתחול הוא אחד האתגרים הראשוניים שרצוי לדעת לפתור במהירות.

ריבוי מערכות הפעלה: שילוב גרסאות ישנות וחדשות

משתמשים מסוימים מעדיפים לשמור לצד מערכת ‪Windows 10‬, גם התקנה של ‪Windows XP‬ למטרות תאימות.
כדי לאפשר זאת, ניתן להגדיר ערך ב־‪BCD‬ שמפנה אל קובץ ‪NTLDR‬ שנמצא במחיצת ‪XP‬.
כך, כאשר מחשב מאותחל, מנהל האתחול המודרני יציג תפריט.
בחירת "גרסה קודמת של ‪Windows‬" תעביר בסופו של דבר שליטה אל ‪NTLDR‬ הישן, ושם יתבצע הטעינה של ‪XP‬.
תהליך זה אפשרי גם אם ‪XP‬ מאוחסן במחיצה שונה לחלוטין.

יש לזכור ש‪Windows XP‬ אינו תומך באופן טבעי בתצורות ‪UEFI‬ מודרניות.
לכן, במערכות חדשות, הגדרת ריבוי מערכות עלולה לדרוש התערבות נוספת, או שימוש במצב תאימות.
במקרים מורכבים, מומלץ להבין מראש איזה סגנון מחיצה (‪mbr‬ לעומת ‪GPT‬) ואיזה ממשק קושחה (‪BIOS‬ לעומת ‪UEFI‬) פעילים.

משתנה הסביבה ‪%systemroot%‬ וחשיבותו

‪Windows‬ כוללת משתני סביבה שנועדו לעזור בניהול קבצי מערכת ותיקיות מערכתיות.
אחד המשתנים החשובים ביותר הוא ‪%systemroot%‬, אשר מצביע בדרך כלל על ‪C:\Windows‬.
כאשר משתמשים במשתנה זה בתוך סקריפטים או הגדרות, ניתן לגשת לקבצים ותיקיות קריטיות במערכת ללא תלות בשם המחיצה הפיזית או בתיקייה בפועל.
כך, אם מתקינים את ‪Windows‬ בכונן אחר או בתיקייה אחרת, הסקריפטים עדיין יפעלו כהלכה.

אם רוצים, למשל, לגשת לתיקיית ‪system32‬ דרך שורת הפקודה (‪cmd‬), ניתן להקליד:
cd %systemroot%\system32
המערכת יודעת לבד לתרגם את ‪%systemroot%‬ לנתיב הרלוונטי.
זהו כלי פשוט אך חיוני, בעיקר בסביבות מרובות שרתים שבהן לא תמיד ההתקנה היא ב־‪C:\Windows‬.

סיכום ומבט לעתיד

מנגנון האתחול של ‪Windows‬ עבר כברת דרך ארוכה:
מ־‪NTLDR‬ וקובץ ‪Boot.ini‬ בגרסאות ישנות, ועד למנהל האתחול המודרני ו־‪BCD‬ בגרסאות האחרונות.
ההבנה כיצד לערוך או לתקן את הנתונים האלו מאפשרת למנהלי מערכת להתמודד עם מצבי קיצון, כמו כשלי אתחול או מצבי ריבוי מערכות הפעלה.
בנוסף, היכרות עם פקודות כמו ‪BCDEdit‬, ‪bcdboot‬ ו־‪bootrec‬ מהווה חלק בלתי נפרד מהתמחות בתחומי אבטחת מידע ותמיכה טכנית.

כך גם התפקיד של ‪winresume.exe‬ קיבל חשיבות במערכות מודרניות, מאחר שהוא מטפל בחידוש המערכת ממצבים כמו שינה או תרדמה.
כל אלה חיוניים למהלך עבודה שוטף ויציב של מערכת ההפעלה.
מי שרוצה להעמיק אף יותר, עשוי למצוא תועלת בקורסים או חומרי לימוד מתקדמים, בפרט כאשר מדובר בתוכניות מיוחדות כמו גאמא סייבר.
מעבר לכך, תחום זה רלוונטי תמיד לאנשי סיסטם, חוקרי סייבר, ואף למי ששואף להתמיין ולשפר את היכולות הטכניות שלו.

במבט כולל, ניהול האתחול ב־‪Windows‬ מתבסס כיום על מודל גמיש ואמין יותר מאשר בגרסאות עבר.
היכרות מעשית עם שלבי האתחול, מנגנון ‪BCD‬, כלי הניהול, ועם משתני סביבה כמו ‪%systemroot%‬ — מספקת יתרון משמעותי לכל מי שעוסק בתחום.
בסביבות מורכבות של ארגונים גדולים, ובמיוחד כאלו שמעוניינים בהגנה מתקדמת, ידע זה יכול להיות מכריע גם בניהול תקלות וגם בהקשחת אבטחת המערכת.

אין ספק שמנהלי מערכת, טכנאים ואנשי אבטחת מידע זקוקים למומחיות בנושאים הללו.
הבנת שרשרת האתחול מונעת השבתות ממושכות ועוזרת לזהות מה השתבש במקרים של כשל דיסק או שינוי פתאומי בהגדרות.
נוסף על כך, מומחים מתחילים שרוצים להיכנס לעולמות עמוקים של סייבר, ואף להתקדם ליחידה 8200, נדרשים לשלוט בכלים הללו באופן יסודי.