Клонирование диска

Клонирование диска — это процесс дублирования всех данных устройства хранения данных, такого как жёсткий диск или твердотельный накопитель, с использованием аппаратных или программных средств[1]. В отличие от простого копирования файлов, при клонировании диска копируются также файловая система, разбиение диска на разделы, метаданные накопителя и неиспользованное пространство[2]. Основные причины для клонирования диска включают резервное копирование и восстановление данных, тиражирование конфигурации компьютера для массового развертывания, а также сохранение данных для целей цифровой криминалистики[1][3][4]. Клонирование диска может применяться совместно с созданием образа тома, когда клонированные данные сохраняются в один или несколько файлов на другом накопителе, а не копируются напрямую на него.

История вопроса

Клонирование диска происходит путем копирования содержимого диска, называемого исходным диском. Хотя это называется «клонированием диска», может быть клонирован любой тип носителя информации, подключаемый к компьютеру через USB, NVMe или SATA. Небольшой объем данных считывается и затем удерживается в памяти компьютера. Затем данные либо записываются непосредственно на другой (целевой) диск, либо в образ диска.

Обычно целевой накопитель подключается к компьютеру (рис. 1). После подключения используется программа для клонирования дисков для выполнения самого процесса. Можно использовать аппаратное устройство для клонирования дисков, которое не требует компьютера[5]. Однако программные клонеры обычно обеспечивают большую гибкость, поскольку они могут исключать ненужные данные из дублирования, сокращая время клонирования. Например, файловая система и разделы могут быть изменены программой, что позволяет клонировать данные на накопитель, равный или превышающий общий используемый объем. Большинство аппаратных клонеров обычно требуют, чтобы целевой накопитель был того же размера, что и исходный, даже если используется лишь небольшая часть пространства[5]. Некоторые аппаратные клонеры могут клонировать только используемое пространство, но, как правило, стоят значительно дороже.

Приложения

Развертывание

Клонирование дисков часто используется для развертывания систем. Например, можно значительно ускорить настройку группы компьютеров с одинаковым оборудованием, скопировав их конфигурацию. В учебных заведениях студентам обычно предоставляется возможность экспериментировать с компьютерами для обучения. Клонирование дисков помогает поддерживать компьютеры в рабочем состоянии и с правильными настройками[6]. Кроме того, хотя установка операционной системы проходит быстро, установка программ и обеспечение единообразной конфигурации занимает много времени. Таким образом, клонирование дисков призвано решить эту административную задачу.

Цифровая криминалистика

Одно из наиболее частых применений клонирования дисков — в области цифровой криминалистики[7]. Цель этого — сохранить данные в том виде, в котором они были получены, для последующего анализа[8]. Методы клонирования диска для криминалистических целей отличаются от клонирования диска для других задач. Как правило, сам процесс клонирования не должен затрагивать данные. Поскольку на систему нельзя устанавливать программное обеспечение, для копирования данных на другой диск или создания образа обычно используется аппаратный клонер[1]. Кроме того, аппаратный клонер обладает функцией блокировки записи, которая перехватывает команды на запись, предотвращая внесение изменений в данные на диске[8].

Резервное копирование

Клонирование диска может быть использовано как резервное копирование путем создания точной копии данных на момент начала клонирования[9]. Полученный клон можно использовать для восстановления поврежденных файлов, например, поврежденных баз данных. В современных программных решениях часто комбинируют методы клонирования диска с методами создания образов диска для формирования комплексного решения для резервного копирования.

Апгрейд устройства

Переход на более вместительный или быстрый накопитель можно упростить, скопировав содержимое старого диска на новый после его установки в систему. Это избавляет от необходимости вручную переустанавливать программы, драйверы и операционную систему[10]. Такой способ подходит при переходе с традиционных жёстких дисков на твердотельные накопители[11]. Современные программы для клонирования обычно взаимодействуют с устройствами хранения данных через стандартный интерфейс, что позволяет копировать и переносить данные с любого накопителя. Иногда загрузка с нового диска может не удаться, и потребуется внести изменения в настройки UEFI или BIOS компьютера, чтобы сделать его загрузочным[12].

Технические сложности

При планировании клонирования диска необходимо учитывать несколько технических сложностей.

Устройство используется

Часто программы для клонирования работают в операционной системе, которая загружена с одного из дисков, подлежащих клонированию. В результате любая попытка скопировать содержимое диска, даже в файл, приведет к повреждению данных. Поэтому программа клонирования должна гарантировать, что данные на исходном диске остаются в согласованном состоянии во время чтения. Кроме того, если пользователь хочет клонировать системный диск компьютера, это, как правило, невозможно сделать, пока операционная система работает.

Распространенным решением для клонирования диска, который используется, и которое применяется программами вроде CloneZilla, является загрузка с операционной системы на базе Linux, чтобы можно было скопировать и/или перезаписать диск[6][13]. Это не подходит для серверов, которые должны работать постоянно и не могут быть регулярно выключены для выполнения резервного копирования (или клонирования)[14]. Кроме того, операционная система на базе Linux должна предоставлять соответствующие драйверы для аппаратного обеспечения системы. Драйверы также необходимы для исходного и целевого дисков, а также для любого подключенного хранилища, задействованного в процессе клонирования, такого как USB, ленточные накопители и сетевые драйверы.

Некоторые серверные операционные системы включают механизмы, позволяющие безопасно создавать резервные копии дисков во время работы системы, чтобы преодолеть эти трудности. Например, Windows Server 2003 (и более поздние версии) включает службу теневого копирования томов (volume shadow service, VSS)[14][15]ю\. VSS делает снимок диска таким образом, чтобы любые изменения не записывались в этот снимок[16]. Снимок создает виртуальный диск, называемый теневым томом, который резервируется (или клонируется) программным обеспечением.

Медленная работа

Клонирование диска может занимать много времени, особенно для больших накопителей, поскольку для создания полной копии необходимо перенести все данные, даже если большая часть пространства не распределена[1]. Программные решения могут определять занятое пространство и копировать только используемые данные, сокращая время клонирования. Некоторые программы для клонирования используют многопоточность для дальнейшего ускорения процесса[1].

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Panichprecha S., Pongsawatkul N., Mitrpant C., Ketprom U., Kovintavewat P. Multi-threading in disk cloner // The 8th Electrical Engineering/ Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI) Association of Thailand - Conference 2011. — 2011. — С. 512–515. — ISBN 978-1-4577-0425-3. — doi:10.1109/ECTICON.2011.5947887.
  2. ↑ José Luis Lira Turriza, Yaqueline Pech Huh, Jose Manuel Lira. Comparative study of restoration tools by cloning using LSP me-thod // Revista Ingeniantes. — 2018. — Т. 5, вып. 1. — С. 1.
  3. ↑ Darren R. Hayes. A Practical Guide to Computer Forensics Investigations. — Pearson Education год=2014. — С. 86–87. — ISBN 9780132756150.
  4. ↑ Emmanuel Jeanvoine, Luc Sarzyniec, Lucas Nussbaum. Kadeploy3: Efficient and Scalable Operating System Provisioning for Clusters (англ.) // USENIX Association. — 2013. — Vol. 38, iss. 1. — P. 38.
  5. ↑ 1 2 Everything You Should Know About Hard Drive Duplicators (амер. англ.). MiniTool (28 декабря 2021). Дата обращения: 9 января 2023.
  6. ↑ 1 2 Bălan T.C., Robu D.N., Sandu F. Ad-hoc lab computer network configuration using remote resources // 2015 IEEE 21st International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME). — 2015. — С. 393–396. — ISBN 978-1-5090-0332-7. — doi:10.1109/SIITME.2015.7342360.
  7. ↑ Dan Manson, Anna Carlin, Steve Ramos, Alain Gyger, Matthew Kaufman, Jeremy Treichelt. Is the Open Way a Better Way? Digital Forensics Using Open Source Tools // 2007 40th Annual Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS'07). — 2007. — С. 266b. — doi:10.1109/HICSS.2007.301.
  8. ↑ 1 2 Christopher S. Meffert,Ibrahim Baggili, Frank Breitinger. Deleting collected digital evidence by exploiting a widely adopted hardware write blocker (англ.) // Digital Investigation. — 2016. — Vol. 18. — P. S87–S96. — ISSN 1742-2876. — doi:10.1016/j.diin.2016.04.004.
  9. ↑ Babalola. BEST PRACTICE FOR COMPUTER IMAGING AND MAINTAINING A DATABASE // Student Scholarship – Computer Science. — 2018.
  10. ↑ How to Clone Hard Drive on Windows 10 without Reinstalling. www.diskpart.com. Дата обращения: 9 января 2023.
  11. ↑ How to Upgrade HDD to SSD without Reinstalling Windows. www.diskpart.com. Дата обращения: 9 января 2023.
  12. ↑ Fixed: Cloned Hard Drive or SSD Won't Boot. www.diskpart.com. Дата обращения: 9 января 2023.
  13. ↑ Yao, J. F. J., & Carlisle, J. (2011). Self-support computer science lab. Journal of Computing Sciences in Colleges, 26(4), 64-70.
  14. ↑ 1 2 Martin Grasdal, Laura E. Hunter, Michael Cross, Laura Hunter, Debra Littlejohn Shinder, Thomas W. Shinder. Chapter 8 - MCSE 70-293: Planning, Implementing, and Maintaining a High-Availability Strategy // MCSE (Exam 70-293) Study Guide (англ.). — Rockland: Syngress, 2003. — ISBN 978-1-931836-93-7.
  15. ↑ JasonGerend. Volume Shadow Copy Service (амер. англ.). learn.microsoft.com (7 декабря 2022). Дата обращения: 9 января 2023.
  16. ↑ Leschke, T. R. (2010). Shadow volume trash: $ Recycle. Bin forensics for Windows 7 and Windows Vista shadow volumes.
Эта статья взята у (из) Википедия. Текст лицензируется по Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0. К медиа файлам могут применятся дополнительные условия.