后端开发开发(手把手打造嵌入式开发环境:VMware+Ubuntu+Xshell全攻略)

后端开发开发(手把手打造嵌入式开发环境:VMware+Ubuntu+Xshell全攻略)
手把手打造嵌入式开发环境:VMware+Ubuntu+Xshell全攻略

工欲善其事,必先利其器。对于想要踏入嵌入式Linux或者大模型应用开发领域的同学来说,搭建一套稳定、高效的开发环境是第一道坎。今天,我们将用最详尽的步骤,配合图片,带你彻底掌握在Windows上利用虚拟机搭建Ubuntu开发环境,并实现丝滑远程连接的全过程。


引言:为什么我们要“折腾”虚拟机?

在Windows上做Linux开发,最头疼的是什么?是双系统的来回切换,还是WSL的“水土不服”?对于嵌入式开发,尤其是涉及到底层硬件仿真、网络配置的场景,VMware虚拟机 + 完整Ubuntu桌面版依然是目前最可靠、最接近生产环境的选择。

今天这篇文章,我们将从零开始,把 VMware Workstation Pro、Ubuntu 22.04 以及远程神器 Xshell/Xftp 一次性搞定。无论你是学生还是转行新手,只要跟着步骤走,保证能拥有一台“永不掉线”的Linux开发机。


第一章:打造地基 —— VMware Workstation Pro 安装

1.1 为什么要选 VMware?

VMware Workstation Pro 是虚拟化领域的“老大哥”。它允许我们在物理机上模拟出一套完整的硬件系统(CPU、内存、硬盘、网卡),并在其上独立运行操作系统。这种隔离性,让你在折腾Linux内核或者网络配置时,即使搞崩了系统,也不会影响你Windows上的游戏和文档,主打一个“放心造”。

1.2 安装前准备

  • 软件包:VMware-workstation-full-17.5.1-23298084.exe
    • 下载地址:https://pan.baidu.com/s/1W2h3gjamKJQf7VIUKWoZfw?pwd=wxym 提取码: wxym
  • 激活码:安装时需要输入序列号,请自行准备(或使用试用版)。
  • 主机要求:至少8GB内存(推荐16GB)、支持虚拟化技术的CPU(Intel VT-x / AMD-V)。

1.3 安装步骤详解

1.3.1 启动安装程序

双击下载的安装包,系统可能会提示“用户账户控制”,点击“是”允许运行。

1.3.2 欢迎界面

出现“VMware Workstation Pro 安装向导”,点击 “下一步”

1.3.3 最终用户许可协议

仔细阅读协议,必须勾选 “我接受许可协议中的条款”,然后点击“下一步”。

1.3.4 自定义安装(重点)

这里有几个关键设置:

  • 安装位置:默认是 C:\Program Files (x86)\VMware\VMware Workstation\。建议改为固态硬盘(SSD) 上的非系统盘,例如 D:\Program Files\VMware\,以提高虚拟机运行速度。点击“浏览”选择路径。
  • 增强型键盘驱动程序:该功能用于改善虚拟机内键盘使用体验(如国际键盘布局),但需要重启主机。建议不勾选,绝大多数场景用不到。
  • 将 VMware Workstation 控制台工具添加到系统 PATH:这会将VMware命令行工具加入环境变量,方便在CMD中调用。我们主要使用图形界面,建议不勾选

点击“下一步”。

1.3.5 用户体验设置

  • 启动时检查产品更新:取消勾选,避免每次启动都弹出更新提示。
  • 加入 VMware 客户体验提升计划:取消勾选,保护隐私。

点击“下一步”。

1.3.6 快捷方式

根据个人习惯,勾选“桌面”和“开始菜单程序文件夹”。一般默认即可。

点击“下一步”。

1.3.7 开始安装

确认所有设置无误后,点击“安装”。如果主机显卡不支持DirectX 11.1,会弹出提示“虚拟机将禁用3D加速,因为主机不支持DirectX 11.1”。直接忽略,不影响Linux系统使用。

1.3.8 等待安装完成

安装过程大约需要几分钟。期间可能会弹出“驱动程序签名”提示,点击“安装”继续。

1.3.9 安装完成

点击 “完成” 按钮退出向导。如果需要立即重启,根据提示选择。


第二章:硬件的艺术 —— 在虚拟机里配置一台“新电脑”

安装完VMware,我们不是直接装系统,而是先配置硬件。这就像你要买电脑,得先选CPU、内存、硬盘。

2.1 启动VMware并新建虚拟机

双击桌面VMware图标,打开主界面。点击 “创建新的虚拟机”

2.2 选择配置类型

弹出“新建虚拟机向导”,选择 “自定义(高级)”。这样才能手动微调硬件,避免自动配置的坑。

点击“下一步”。

2.3 选择硬件兼容性

硬件兼容性决定了虚拟机支持的功能和上限。选择 “Workstation 17.x”(如果你用的是17版本),这能确保获得最新功能支持,如大内存、多处理器等。

点击“下一步”。

2.4 安装客户机操作系统

选择 “稍后安装操作系统”。先造好空机器,再插系统盘(ISO镜像),这是最稳妥的做法。

点击“下一步”。

2.5 选择客户机操作系统

因为不同的操作系统需要不同的底层适配,所以这里必须准确选择。

  • 客户机操作系统:选 “Linux”
  • 版本:选 “Ubuntu 64位”

点击“下一步”。

2.6 命名虚拟机并选择位置

  • 虚拟机名称:起个易记的名字,如 UbuntuDev。
  • 位置重要! 务必选择一个空间充裕的非系统盘(如D:\Virtual Machines)。虚拟机文件会占用大量空间,默认在C盘容易爆满。点击“浏览”修改。

点击“下一步”。

2.7 处理器配置(CPU)

  • 处理器数量:一般设为 1(除非你有多路物理CPU)。
  • 每个处理器的内核数量:建议设置为主机逻辑处理器数的一半左右。例如,你的物理机有8个逻辑线程,这里可以设为4。如果物理机性能一般,设为2也行。
  • 总处理器内核数:自动计算。

注意:并非核数越多越快,分配过多核心可能导致物理机卡顿。

点击“下一步”。

2.8 内存配置

  • 推荐内存:4GB起步,8GB流畅。
  • 根据物理机内存大小决定:若物理机16GB,可给虚拟机8GB;若物理机8GB,建议给4GB。

点击“下一步”。

2.9 网络类型(关键)

这里有三种选择:

  • 桥接模式:虚拟机与物理机在局域网中处于同等地位,有自己的IP地址。适合需要局域网内其他设备直接访问虚拟机的场景。
  • NAT模式(推荐):虚拟机通过物理机的IP地址访问外部网络,对外表现为共享主机的IP。这种模式最方便,无需额外配置,且不受环境变化影响(如换Wi-Fi)。
  • 仅主机模式:虚拟机只能与主机通信,无法上网。

对于初学者,强烈建议选择“使用网络地址转换(NAT)”

点击“下一步”。

2.10 I/O控制器类型

保持默认 “LSI Logic” 即可。这是Linux兼容性最好的控制器。

点击“下一步”。

2.11 磁盘类型

选择 “SCSI”(推荐)。SCSI是虚拟机硬盘的经典类型,性能稳定。

点击“下一步”。

2.12 选择磁盘

选择 “创建新虚拟磁盘”(默认)。

点击“下一步”。

2.13 指定磁盘容量

  • 最大磁盘大小50GB(Ubuntu官方建议20GB,但实际使用中安装软件、下载源码等很快会占满,50GB更从容)。
  • 立即分配所有磁盘空间不勾选。勾选后会立即占用物理硬盘50GB,且无法收缩;不勾选则按需增长,节省空间。
  • 将虚拟磁盘存储为单个文件:推荐。这样移动或备份虚拟机时只需要处理一个文件(.vmdk),方便管理。

点击“下一步”。

2.14 指定磁盘文件

保持默认文件名(如 Ubuntu.vmdk),无需修改。

点击“下一步”。

2.15 检查配置并完成

此时会显示你刚配置的虚拟机摘要。如有遗漏,可以点击“自定义硬件”进行微调。

确认无误后,点击 “完成”。至此,一台“裸机”配置完成。


2.16 检查CPU虚拟化(VT-x/AMD-V)是否开启

在开启虚拟机之前,务必确认你的电脑开启了 Intel VT-x 或 AMD-V

如何检查

  1. 打开任务管理器(Ctrl+Shift+Esc)。
  2. 切换到“性能”选项卡,点击“CPU”。
  3. 查看右侧“虚拟化”状态是否为“已启用”。

如果没启用

  1. 重启电脑,在开机画面出现时按特定键进入BIOS(常见:F2、F10、Del、ESC,具体看品牌)。
  2. 找到 SecurityAdvanced 菜单下的 Virtualization Technology(VT-x)选项,设置为 Enabled
  3. 保存并退出(通常按F10)。
  4. 进入Windows后再次检查,确认已启用。

注意:若不开启虚拟化,启动64位虚拟机时会报错:“已将虚拟机配置为使用64位客户机操作系统。但是,无法执行64位操作。”出现这个提示,就说明需要去BIOS开启VT。


第三章:注入灵魂 —— 安装 Ubuntu 22.04 系统

硬件配好了,该装系统了。首先需要下载Ubuntu 22.04.4的ISO镜像。推荐从国内镜像站下载,速度快:

  • 清华大学镜像站:https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu-releases/22.04.4/
  • 下载 ubuntu-22.04.4-desktop-amd64.iso(约4.9GB)
    • 已经下载好的文件:https://pan.baidu.com/s/1OvTHQw68jZyJ2VCn3BiEeQ?pwd=f5ue 提取码: f5ue

3.1 挂载ISO镜像

  1. 在VMware主界面,选中你刚创建的虚拟机(如Ubuntu)。
  2. 点击“编辑虚拟机设置”。
  3. 在“硬件”选项卡中,选择“CD/DVD (SATA)”。
  4. 右侧“连接”部分,选择 “使用ISO映像文件”,然后点击“浏览”选择下载好的ISO文件。
  5. 确保 “启动时连接” 被勾选。

点击“确定”。

3.2 开机并开始安装

  1. 点击虚拟机主界面的 “开启此虚拟机”
  2. 系统启动后,会进入GRUB引导菜单。此时鼠标会消失(被虚拟机捕获),需要使用键盘操作。
  3. 按上下键选择 “Try or Install Ubuntu”(通常第一项)。
  4. 按回车确认。
  5. 如果想退出虚拟机捕获状态,按 Ctrl+Alt 即可释放鼠标。

3.3 语言选择

稍等片刻,会出现语言选择界面。左侧选择 “中文(简体)”,右侧点击 “安装Ubuntu”

3.4 键盘布局

默认“汉语”即可,直接点击 “继续”

3.5 更新和其他软件

这里有两个选项:

  • 正常安装:带图形界面和常用工具。
  • 最小安装:只有基础系统,节省空间。

建议选择 “正常安装”。下方的“安装Ubuntu时下载更新”暂时不要勾选,这样可以加快安装速度。等系统装好后,再换国内源更新。

点击“继续”。

3.6 安装类型

因为是新硬盘,会出现“这台计算机似乎没有安装操作系统”提示。选择 “清除整个磁盘并安装Ubuntu”。别怕,这只是清除虚拟机里的虚拟硬盘,不会动你Windows的物理文件。

点击“现在安装”。会弹出确认对话框,点击“继续”。

3.7 选择时区

在地图上点击中国的大致位置,或者在下拉框中输入 Shanghai,然后点击“继续”。

3.8 创建用户账户

这是设置登录信息的步骤:

  • 您的姓名:显示在登录界面,可以是任意名称,如 atguigu。
  • 您的计算机名:主机名,建议用纯小写字母和数字,例如 ubuntu-dev。这个名称会在网络中显示。
  • 选择一个用户名:登录用户名,注意:最终存储都是小写,即使你输入大写也会被转成小写。千万不要用中文
  • 选择密码:建议设置一个简单密码,如 123456(测试环境)。密码强度提示“弱”没关系。
  • 确认密码:再输入一遍。
  • 登录选项:建议选择“登录时需要密码”,以符合安全习惯。

点击“继续”。

3.9 等待安装完成

系统开始复制文件并安装,过程大约10-20分钟,取决于硬盘速度。期间会显示一些Ubuntu的新特性介绍,可以点击“Skip”跳过。

3.10 安装完成并重启

当出现“安装完毕”对话框时,点击 “现在重启”

重启过程中,系统会提示“请移除安装介质,然后按Enter键”。此时需要做:

  1. 在VMware菜单栏,选择“虚拟机” -> “设置”。
  2. 找到CD/DVD,将连接方式改为“使用物理驱动器”或直接取消“启动时连接”的勾选。
  3. 回到虚拟机窗口,按回车键继续启动。

3.11 首次登录

系统启动后会进入登录界面,点击你的用户名,输入密码,回车进入桌面。

首次进入系统后,会有一系列欢迎设置(如Ubuntu Pro、隐私设置、定位服务等),建议全部“Skip”或选择“否”,直接进入桌面。

至此,Ubuntu系统安装完成。


第四章:网络优化 —— 告别动态IP,拥抱固定地址

刚装好的Ubuntu是通过DHCP自动获取IP的。这个IP一旦重启或者路由器重启就可能变,那我们在Xshell里怎么连接?总不能每次都要去虚拟机里 ifconfig 看一眼吧。

解决方案:固定IP(静态IP)

4.1 配置VMware虚拟网络(NAT模式)

  1. 在VMware主界面,点击菜单栏的“编辑” -> “虚拟网络编辑器”。
  2. 会弹出虚拟网络配置窗口。如果左下角有“更改设置”按钮,点击它以获取管理员权限。
  3. 在列表中,选择 VMnet8(这是NAT模式的虚拟网卡)。
  4. 修改“子网IP”为:192.168.10.0,子网掩码保持 255.255.255.0。
  5. 点击 “NAT设置” 按钮,在弹出的窗口中,将 “网关IP” 设置为 192.168.10.2,然后点击“确定”。
  6. 如果DHCP设置中没有特别需求,可以保持默认。
  7. 点击“应用”和“确定”保存配置。

原理说明:我们将虚拟机的网络段定为 192.168.10.0/24,网关设为 .2,之后虚拟机的IP就固定在这个段内,并且通过网关上网。

4.2 配置Ubuntu内部静态IP

  1. 在Ubuntu桌面右上角,点击网络图标(两个箭头或扇形状),选择 “有线设置”
  2. 在“有线”条目右侧,点击齿轮图标(设置)。
  3. 切换到 “IPv4” 标签页。
  4. 将“IPv4方式”从 “自动(DHCP)” 改为 “手动”
  5. 填写以下信息:
  6. 地址:192.168.10.150(这个150可以换成其他2-254之间的数字,只要不与局域网内其他设备冲突)
  7. 子网掩码:255.255.255.0
  8. 网关:192.168.10.2(必须与VMware NAT设置的网关一致)
  9. DNS:可以填写 192.168.10.2(让VMware转发),或公共DNS如 114.114.114.114、8.8.8.8。建议至少填一个,如 114.114.114.114。
  10. 点击 “应用”

注意:应用后,网络可能会短暂断开。如果发现无法上网,可以尝试关闭再开启有线连接,或者重启虚拟机。

4.3 验证网络配置

在Ubuntu中打开终端(Ctrl+Alt+T),输入:

bash

ip addr show

查看 ens33 或类似网卡是否显示 192.168.10.150。

测试网络连通性:

bash

ping 114.114.114.114

如果能通,说明静态IP配置成功且能上网。

至此,你的Ubuntu IP被永久固定在 192.168.10.150 了。


第五章:远程接管 —— Xshell与Xftp的妙用

为什么要在Windows上远程连接Ubuntu?因为虚拟机窗口卡顿,复制粘贴不方便,而且经常需要后台运行。而 XshellXftp 是Windows端连接Linux的神器,界面清爽,操作丝滑。

5.1 开启Ubuntu的SSH服务(必做)

Ubuntu默认没开SSH服务。需要安装并启动。

在Ubuntu终端中,依次执行:

bash

# 更新软件源sudo apt update# 安装 SSH 服务端sudo apt install -y openssh-server# 查看服务状态sudo systemctl status ssh

看到绿色的 active (running) 就说明成功了。

5.2 Xshell 8 安装与配置

5.2.1 安装Xshell

双击 Xshell-8.0.0057p.exe

下载地址:https://pan.baidu.com/s/14-8mjIrY3qFlzkDmtymlpw 提取码: dx93

按提示安装。注意:

  • 安装路径可以修改,但建议不要有中文。
  • 安装过程中会要求接受许可协议,勾选“我接受”。
  • 安装完成后,运行Xshell,首次启动会弹出“免费许可”窗口,填写姓名和邮箱(随便填)即可获得免费授权。

5.2.2 新建会话

  1. 打开Xshell,点击左上角“文件” -> “新建”。
  2. 名称:任意,如“UbuntuDev”。
  3. 协议:SSH(默认)。
  4. 主机:输入 192.168.10.150(你的Ubuntu IP)。
  5. 端口:22。
  6. 点击左侧“用户身份验证”,输入你的Ubuntu用户名和密码。
  7. 点击“确定”保存。

5.2.3 优雅的连接方式:Hosts文件映射

每次都输IP太麻烦,我们可以让Windows系统记住“ubuntu”这个词对应哪个IP。

  1. 打开Windows的hosts文件,路径:C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts。
  2. 注意:这个文件默认受保护,无法直接修改。把它复制到桌面,用记事本打开。
  3. 在文件末尾添加一行:
  4. text
  5. 192.168.10.150 ubuntu
  6. 保存文件,然后复制回原路径(需要管理员权限),覆盖原文件。
  7. 现在,在Xshell的新建会话中,“主机”一栏可以直接输入 ubuntu,效果等同IP。

5.2.4 连接虚拟机

双击刚才创建的会话,首次连接会弹出“SSH安全警告”,询问是否接受主机密钥。点击 “接受并保存”

连接成功后,你会看到命令行提示符,显示类似:

text

Welcome to Ubuntu 22.04.4 LTS...zxf@ubuntu:~$

现在,你可以关掉VMware的虚拟机窗口,只在这个小黑框里操作了。

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5.3 Xftp 8 —— 文件传输工具

5.3.1 安装Xftp

双击 Xftp-8.0.0057p.exe

下载地址:https://pan.baidu.com/s/1zLr2dmWdPgMypalK5cZU6Q?pwd=6bsj 提取码: 6bsj

安装过程与Xshell类似。完成后同样需要填写免费许可信息。

5.3.2 新建会话

  1. 打开Xftp,点击“文件” -> “新建”。
  2. 名称:任意,如“UbuntuDev”。
  3. 协议:选择 SFTP(基于SSH的安全文件传输协议),端口22。
  4. 主机:输入 ubuntu(如果之前配置了hosts)或 192.168.10.150。
  5. 用户名密码:输入Ubuntu的登录信息。
  6. 点击“选项” -> “高级”,在“编码”下拉框中选择 “Unicode (UTF-8)”,防止中文文件名乱码。
  7. 点击“确定”保存。

5.3.3 连接并传输文件

双击会话连接,同样会提示接受主机密钥。连接后,界面分为左右两栏:

  • 左边是Windows本地文件目录。
  • 右边是Ubuntu远程文件目录。

现在,你可以直接将文件从Windows拖到右侧Ubuntu的某个目录(如 /home/你的用户名/),或者从Ubuntu拖到Windows,文件传输会立刻开始。


第六章:常用后续配置(优化与美化)

6.1 更换软件源(加速更新)

Ubuntu默认的官方源在国外,更新速度慢。我们可以换成国内镜像源。

  1. 打开“软件和更新”(Software & Updates)。
  2. 在“Ubuntu软件”选项卡中,将“下载自”改为“其他站点”。
  3. 点击“选择最佳服务器”,系统会自动测速并推荐最快的源(通常是清华、阿里云等)。
  4. 或者直接手动选择 mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn。
  5. 点击“选择服务器”,然后关闭窗口,系统会提示更新缓存,点击“重新加载”。

6.2 安装常用开发工具

根据你的开发需求,可以安装一些必备工具:

bash

# 安装vim编辑器sudo apt install -y vim# 安装gcc编译工具链sudo apt install -y build-essential# 安装git版本控制sudo apt install -y git# 安装net-tools(提供ifconfig等命令)sudo apt install -y net-tools

6.3 快照功能(后悔药)

VMware的快照功能非常实用,可以在系统干净时拍摄快照,之后如果搞乱了,可以随时恢复。

  1. 关闭虚拟机(或开机状态下也可以,但推荐关机)。
  2. 在VMware主界面,右键点击虚拟机 -> “快照” -> “拍摄快照”。
  3. 给快照起个名字,如“初始干净状态”。
  4. 以后需要恢复时,选择“快照” -> “恢复到快照”。

总结:从零到一,开发环境搭建的本质

回顾整个过程,我们实际上是在做三件事:

  1. 虚拟化:利用VMware在操作系统层面模拟出硬件,打破了物理设备的限制。我们学会了如何配置CPU、内存、网络适配器等关键参数,理解了NAT网络模式的工作原理。
  2. 系统化:在虚拟硬件上安装Ubuntu,构建了与生产环境一致的Linux运行环境。我们掌握了从ISO引导、分区、用户创建到最终启动的完整流程。
  3. 连接化:通过SSH协议和NAT网络配置,打通了Windows操作端与Linux运行端的通道,用Xshell和Xftp实现了高效的远程管理与文件交互。我们还学会了配置静态IP,避免IP变化带来的麻烦。

对于初学者而言,这套环境搭建的过程不仅仅是为了“装个系统”,更是理解计算机硬件、操作系统、网络协议协同工作的绝佳实践。当你能够在Windows上流畅地通过命令行控制Ubuntu进行编译、调试时,你已经迈出了成为嵌入式或后端开发高手的第一步。

接下来可以做什么?

  • 学习Linux基本命令(ls, cd, grep, find, tar等)。
  • 尝试编译一个简单的C程序。
  • 学习使用vim或nano编辑器。
  • 了解Linux文件权限管理。
  • 开始你的第一个嵌入式开发项目或大模型微调实验。

环境已经就绪,代码等你来写!


本文基于 VMware Workstation Pro 17.5.1、Ubuntu 22.04.4、Xshell 8 和 Xftp 8 编写,不同版本界面可能略有差异,但核心思路一致。如果在操作中遇到任何问题,欢迎在评论区留言交流。

附:常见问题排查

  1. 虚拟机无法上网?
  2. 检查VMware虚拟网络编辑器中的VMnet8子网IP和网关是否与Ubuntu中设置的静态IP在同一网段。
  3. 检查Ubuntu中DNS配置是否正确。
  4. 尝试在Ubuntu终端中执行 sudo systemctl restart NetworkManager 重启网络服务。
  5. Xshell连接不上?
  6. 确认Ubuntu中SSH服务已启动:sudo systemctl status ssh。
  7. 检查Ubuntu防火墙是否允许22端口:sudo ufw status。如果开启,可临时关闭:sudo ufw disable。
  8. 确认Windows与Ubuntu能互相ping通(在Windows命令行 ping 192.168.10.150)。
  9. 安装过程中鼠标卡住?
  10. 按 Ctrl+Alt 释放鼠标。
  11. 若无效,可以尝试在VMware菜单“虚拟机” -> “发送 Ctrl+Alt+Del”来重启。
  12. 虚拟机运行缓慢?
  13. 检查是否给虚拟机分配了过多内存导致物理机卡顿,适当降低内存。
  14. 检查是否开启了CPU虚拟化(任务管理器确认)。
  15. 将虚拟机文件放在固态硬盘上。

祝你开发顺利!

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