WSL 安装与 Linux 开发环境

WSL（Windows Subsystem for Linux）提供在 Windows 上运行 Linux 发行版和工具的环境。本仓库中的 Mininet、Scapy 和 P4 实验可以在 WSL 2 中进行，工具的安装和配置仍在相应发行版内完成。

WSL 1 通过系统调用转换层运行 Linux 程序，WSL 2 则在受管理的轻量虚拟机中运行真实 Linux 内核。涉及网络命名空间、veth 和软件交换机的实验宜使用 WSL 2，并确认当前内核支持所需功能。两种架构的区别可参考 Microsoft 官方说明。

本文命令以 Windows PowerShell 为主，发行版名称使用 Ubuntu。实际操作前，用 wsl --list --verbose 确认本机注册名称并替换示例中的名称。若从 WSL 的 Bash 中调用这些管理命令，使用 wsl.exe。命令范围可对照 官方命令参考，新选项还需查看本机 wsl --help。

安装条件

本文采用 wsl --install 的安装流程。官方安装说明要求 Windows 10 2004（Build 19041）及以上，或 Windows 11。更旧的系统需核对手动安装文档。

初次安装时，以管理员身份打开 PowerShell，让安装程序启用所需 Windows 功能，并按提示重启。WSL 2 还需要在 BIOS/UEFI 中启用 CPU 虚拟化，以及 Windows 的“虚拟机平台”功能。该组件提供 Hyper-V 架构中的部分虚拟化能力，家庭版 Windows 也支持，相关要求见 官方 FAQ。

日常进入发行版、查询状态通常不需要管理员 PowerShell。Linux 中的 root、sudo 与 Windows 管理员权限也不是同一套权限。

安装与更新

先查询可安装的发行版：

wsl --list --online

# 部分输出示例，实际目录以查询结果为准
# NAME            FRIENDLY NAME
# Ubuntu          Ubuntu
# Ubuntu-24.04    Ubuntu 24.04 LTS
# Debian          Debian GNU/Linux

--list 简写为 -l，列表选项 --online 简写为 -o。安装时使用 NAME 列，FRIENDLY NAME 是显示名称。在线目录会变化，示例输出仅保留部分条目。需要固定 Linux 版本时，可以选择 Ubuntu-24.04 等带版本的名称，后续启动命令也应使用实际注册名称。

选择一个发行版安装：

# 显式选择发行版，名称取自 wsl --list --online 的 NAME 列
wsl --install --distribution Ubuntu

# 全新环境也可选择下面的命令，默认安装 Ubuntu
# wsl --install

全新环境中，裸命令 wsl --install 会安装 WSL 和默认 Ubuntu。已装好 WSL 后，添加发行版时显式指定 --distribution 或 -d。发行版首次启动通常会提示创建 Linux 用户和密码，这个账户独立于 Windows 账户。

WSL 2 是这个安装流程的默认架构。安装后运行 wsl --list --verbose，在 VERSION 列中核对。

更新 WSL：

# 更新 WSL 软件包及随包组件，不更新发行版内的软件包
wsl --update

# 查看 WSL 软件包及组件版本
wsl --version

现代 WSL 的 --update 更新 WSL 软件包及随包提供的组件，包括 Linux 内核。Ubuntu、Debian 内部的软件包由发行版自己的包管理器更新。更新后保存工作，再按需要重新启动 WSL，使新组件生效。

查看状态与版本

查询已注册发行版：

# 只列出已注册的发行版名称
wsl --list

# 同时查看运行状态及 WSL 1/2 架构
wsl --list --verbose

# 输出示例，星号表示默认发行版
#   NAME      STATE           VERSION
# * Ubuntu    Running         2

--verbose 简写为列表选项 -v。输出中的星号表示默认发行版，STATE 表示运行状态，VERSION 的 1、2 表示该发行版采用 WSL 1 还是 WSL 2。

查询默认设置：

wsl --status

# 输出示例，具体字段随版本变化
# 默认分发: Ubuntu
# 默认版本: 2
# 默认版本指新发行版采用的 WSL 1/2 架构

--status 可查看默认发行版和新发行版的默认架构，具体字段随 WSL 版本而变化。查看 WSL 软件包及组件版本则使用：

wsl --version

例如，本文核验环境中的 WSL 软件包版本为 2.6.3.0，内核版本为 6.6.87.2-1，Ubuntu 的列表 VERSION 为 2。这三个值分别描述软件包、内核和运行架构，含义不同。旧的 Windows 内置 WSL 可能不识别 --version，应结合 --help 和安装方式判断。

启动与用户

进入默认发行版：

wsl

从 PowerShell 启动时，通常会继承 Windows 当前目录，例如 C:\Windows 对应 Linux 中的 /mnt/c/Windows。Windows Terminal 配置也可能影响起始目录。希望直接进入 Linux 用户家目录时，可以使用：

wsl ~

也可以显式指定发行版和家目录：

wsl --distribution Ubuntu --cd ~

选择发行版：

# 将 Ubuntu 替换为本机注册的发行版名称
wsl --distribution Ubuntu

--distribution 简写为 -d。指定已有 Linux 用户：

# 使用 Ubuntu 中已有的 root 用户，仅影响本次启动
wsl --distribution Ubuntu --user root

--user 简写为 -u，指定本次会话使用的已有 Linux 用户。示例中的 root 是 Linux 用户。

设置常用发行版为默认目标：

# 将已注册的 Ubuntu 设为默认发行版
wsl --set-default Ubuntu

# 等价简写，选择其中一种即可
# wsl -s Ubuntu

默认发行版是直接运行 wsl 时的启动目标。新发行版的默认架构由 --set-default-version 设置，默认 Linux 用户可在 /etc/wsl.conf 中配置。

文件存放位置

Linux 工具频繁读写的代码、编译产物和实验数据，通常放在 Linux 文件系统中，例如 ~/projects。WSL 2 从 /mnt/c、/mnt/d 访问 Windows 文件系统存在跨系统访问开销，具体影响取决于工作负载。相关建议见 文件系统文档。

Windows 可以通过文件资源管理器的 \\wsl.localhost\Ubuntu\ 路径访问 Linux 文件。在 Linux 当前目录执行 explorer.exe .，也可打开对应位置。需要同时使用 Windows 编辑器和 Linux 编译工具时，可以通过这类访问方式保持项目存放在 Linux 文件系统中。

WSL 1/2 转换

转换已有发行版，并设置后续新发行版的默认架构：

# 将已注册的 Ubuntu 转换为 WSL 2，转换前先备份
wsl --set-version Ubuntu 2

# 设置新发行版的默认架构，不转换已有发行版
wsl --set-default-version 2

--set-version Ubuntu 2 转换指定发行版的运行架构，--set-default-version 2 设置后续新发行版的默认架构。后者适用于安装或导入时采用默认设置的环境。

转换前应保存实验结果并备份重要文件。过程可能需要较长时间和额外磁盘空间，耗时与文件系统大小及存储性能有关。完成后再次用 wsl --list --verbose 核对架构。

备份与迁移

--export 默认把发行版根文件系统导出为 tar，--import 在指定位置注册一个新发行版。下面保留原来的 Ubuntu，将副本注册为 Ubuntu-dev：

# 示例使用 D 盘，先创建备份目录
New-Item -ItemType Directory -Path 'D:\backup' -Force | Out-Null

# 先在 Linux 中正常停止实验和写入服务，再停止发行版
wsl --terminate Ubuntu
if ($LASTEXITCODE -ne 0) {
    throw 'Unable to stop the source distribution.'
}

# 导出根文件系统。同名文件会被覆盖，应使用新的备份文件名
wsl --export Ubuntu 'D:\backup\ubuntu.tar'
if ($LASTEXITCODE -ne 0) {
    throw 'Export failed. Import was not started.'
}

# Ubuntu-dev 是新注册名称，第二个参数是新的安装位置
wsl --import Ubuntu-dev 'D:\wsl\ubuntu-dev' 'D:\backup\ubuntu.tar' --version 2

示例要求 D 盘可用。导入名称必须与现有注册名称不同，安装位置应选择新的空目录，并留出备份文件与新文件系统所需空间。导出前先结束实验、正常停止数据库等写入服务，再终止发行版，减少应用数据处于未完成状态的可能。

导出命令会覆盖同名目标文件，因此重复备份时应更换文件名，具体行为见导出实现。tar 备份不包含 Windows 侧的 .wslconfig、Windows 应用，以及 /mnt/c 等外部挂载目录中的文件，这些内容需要另行备份。

导入后先验证环境：

wsl --list --verbose
wsl --distribution Ubuntu-dev --exec whoami
wsl --distribution Ubuntu-dev

导入的环境通常以 root 作为初始默认用户，但备份中的 /etc/wsl.conf 也可能已有默认用户配置。应检查实际结果。若要指定普通用户，该用户必须已经存在于导入的发行版中。在 /etc/wsl.conf 中添加或调整 [user] 段，例如：

[user]
default=alice

这里的 alice 应替换为实际 Linux 用户名。保存后，回到 PowerShell 终止 Ubuntu-dev 再启动，让配置生效。相关配置见 导入发行版和 用户配置。

WSL 2.6.3 还支持 wsl --manage Ubuntu --move "D:\wsl\Ubuntu"，可以直接移动 WSL 2 发行版。使用前应在本机帮助中确认支持，停止目标发行版并选择未被占用的位置。它不会额外生成备份，迁移前仍应保存可恢复副本。该版本的移动实现要求目标发行版已经停止。

配置与 systemd

WSL 的两类配置文件作用范围不同，具体选项见 官方配置说明：

文件	位置与作用
.wslconfig	Windows 用户目录 %USERPROFILE%\.wslconfig，配置 WSL 2 虚拟机资源及网络等全局选项
wsl.conf	各发行版的 /etc/wsl.conf，配置该发行版的挂载、默认用户、互操作和启动行为

例如，限制 WSL 2 虚拟机资源时，可在 .wslconfig 中设置：

[wsl2]
memory=4GB
processors=2

示例中的数值应按本机容量和实验规模选择。资源由 WSL 2 虚拟机内的发行版共享，Mininet Host 也受该虚拟机的资源限制。调整 CPU、内存会改变实验条件，记录吞吐结果时也应记录这些限制。全局配置需要在 WSL 2 虚拟机停止并重新启动后生效。

使用 systemctl 管理 OVS 等服务前，先在 Linux 中检查 PID 1：

ps -p 1 -o comm=

如果已经输出 systemd，无需再次启用。WSL 2 的 systemd 支持要求 WSL 软件包版本至少为 0.67.6，发行版也需安装相应组件。需要启用时，用 sudoedit /etc/wsl.conf 合并以下设置到 [boot] 段，再停止该发行版并重新启动：

[boot]
systemd=true

重新启动后检查 PID 1 和服务状态：

ps -p 1 -o comm=
systemctl list-unit-files --type=service

具体要求见 systemd 文档。

网络模式与实验连通性

WSL 2 默认采用 NAT 网络。Windows 通常可通过 localhost 访问 WSL 中监听的 TCP 服务，反方向从 Linux 访问 Windows 服务时，NAT 模式下通常使用 Windows 在虚拟网络中的地址。在 Linux 中先查看实际地址和路由：

ip -brief address
ip -4 route show default

默认 NAT 环境中，默认网关通常对应 Windows 在该虚拟网络中的地址。启用 DNS tunneling 后，/etc/resolv.conf 中的 DNS 地址可能是专用隧道地址，用于域名解析。访问 Windows 服务时，应按实际路由确认宿主机地址。

Windows 11 22H2 及以上配合支持该功能的 WSL 版本，可在 .wslconfig 的 [wsl2] 段配置 networkingMode=mirrored。镜像模式支持 Linux 通过 127.0.0.1 访问 Windows 服务，但监听地址和 Windows、Hyper-V 防火墙规则仍会影响连通性。具体行为见 官方网络说明。

Mininet 的 h1、h2 位于独立网络命名空间中。Windows 访问这些节点的拓扑地址时，需要配置通往拓扑网段的路由或转发。可以先在 WSL 内按 Mininet 笔记验证拓扑，再分别检查 Windows 与 WSL 之间的通信。

停止发行版与 WSL

关闭终端或执行 exit 结束当前会话，发行版的停止时机由剩余进程和 WSL 的空闲回收机制决定。systemd 服务本身不会维持 WSL 实例持续运行。

只停止一个发行版：

# 只停止指定发行版，执行前先保存其中的工作
wsl --terminate Ubuntu

停止所有发行版和 WSL 2 虚拟机：

# 停止所有发行版及 WSL 2 虚拟机，先保存工作
wsl --shutdown

# 查询停止后的状态，不会主动启动发行版
wsl --list --verbose
#   NAME      STATE           VERSION
# * Ubuntu    Stopped         2

这些命令会中断正在运行的实验。先保存结果、正常停止相关服务，再从 Windows PowerShell 执行。停止后可以用 wsl --list --verbose 查看状态，重新进入发行版会再次启动它。

注销与卸载

--unregister 永久删除指定发行版的注册信息和根文件系统，执行时不会生成备份。下面以迁移得到的 Ubuntu-dev 为例，执行前应确认目标名称及可用备份：

# 删除 Ubuntu-dev 的注册信息和根文件系统，执行前确认目标及备份
wsl --unregister Ubuntu-dev

对于通常的 WSL 2 安装，注销会删除相应虚拟磁盘中的 Linux 数据，WSL 1 的根文件系统也会被删除。重新安装得到的是全新环境，原数据需要从备份恢复。

注销发行版与卸载 Windows 中的发行版应用、卸载 WSL 软件包是不同操作。需要卸载应用时，在 Windows 的应用管理中处理相应应用。