Введение

Клонирование диска — это процесс полного копирования всех данных с цифрового носителя информации, такого как жесткий диск или твердотельный накопитель, с использованием аппаратных или программных средств. В отличие от копирования файлов, клонирование диска также дублирует файловые системы, разделы, метаданные диска и неиспользуемое пространство на носителе. Распространенные причины клонирования диска включают: создание резервных копий и восстановление данных; воспроизведение конфигурации компьютера для массового развертывания и сохранение данных в целях цифровой криминалистики. Клонирование диска может использоваться совместно с созданием образа диска, когда клонированные данные сохраняются в один или несколько файлов на другом носителе, а не копируются непосредственно на другой диск.

Предыстория

Клонирование диска происходит путем копирования содержимого диска, называемого исходным диском. Хотя этот процесс называется "клонированием диска", клонированию подвержены любые типы носителей информации, подключаемые к компьютеру через USB, NVMe или SATA. Небольшое количество данных считывается и временно хранится в памяти компьютера. Затем эти данные записываются либо непосредственно на другой (целевой) диск, либо в образ диска. Обычно целевой диск подключается к компьютеру (Рис. 1). После подключения для выполнения клонирования используется программа-клонер. Можно использовать аппаратный клонер, который не требует компьютера. Однако программные клонеры, как правило, обеспечивают большую гибкость, поскольку позволяют исключить из копирования ненужные данные, что сокращает время клонирования. Например, программное обеспечение может изменять размер файловой системы и разделов, позволяя клонировать данные на диск, равный или превышающий объем используемого пространства. Большинство аппаратных клонеров обычно требуют, чтобы размер целевого диска был таким же, как и размер исходного диска, даже если используется лишь часть пространства. Это делается для обеспечения сохранности данных в том виде, в котором они были получены, для последующего анализа. Методы клонирования диска в криминалистических целях отличаются от клонирования диска для других задач. Как правило, сам процесс клонирования не должен изменять данные. Поскольку программное обеспечение нельзя установить в систему, для дублирования данных на другой диск или в образ обычно используется аппаратный клонер. Клон можно использовать для восстановления поврежденных файлов, например, поврежденных баз данных. В современных программных решениях методы клонирования диска часто комбинируются с методами создания образов диска для создания решения для резервного копирования.

Обновление диска

Обновление до более крупного или быстрого диска может быть упрощено клонированием старого диска на новый после его установки в систему. Это позволяет избежать необходимости ручной переустановки приложений, драйверов и операционной системы. Данная процедура может использоваться при переходе с механических жестких дисков на твердотельные накопители. Современное программное обеспечение для клонирования обычно взаимодействует с устройствами хранения через единый интерфейс, что означает возможность клонирования и переноса любого накопителя. Иногда загрузка с целевого диска может не удаться и потребует внесения изменений в UEFI или BIOS компьютера для обеспечения загрузки с нового клона.

Технические проблемы

Есть несколько технических сложностей, которые необходимо учитывать при планировании клонирования диска.

Привод в эксплуатацию

Часто программное обеспечение для клонирования работает в операционной системе, установленной на одном из клонируемых дисков. В результате любая попытка клонировать содержимое диска, даже в файл, может привести к повреждению данных. Следовательно, программа клонирования дисков должна обеспечивать сохранение согласованного состояния данных на исходном диске в момент чтения. Более того, если пользователь хочет клонировать на системный диск компьютера, это обычно невозможно сделать при работающей операционной системе. Распространенным решением для клонирования используемого диска, применяемым в таких программах, как CloneZilla, является загрузка с операционной системы на базе Linux, чтобы диск можно было скопировать и/или перезаписать. Этот подход не подходит для серверов, которые должны работать непрерывно и не могут быть выключены для выполнения операции резервного копирования (или клонирования). Кроме того, операционная система на базе Linux должна предоставлять соответствующие драйверы для аппаратного обеспечения системы, а также для исходного и целевого дисков и для любых подключенных устройств хранения, используемых в процессе клонирования, таких как USB, ленточные накопители и сетевые драйверы. Некоторые серверные операционные системы включают механизмы, позволяющие безопасно создавать резервные копии диска во время работы системы, чтобы решить эти проблемы. Например, Windows Server 2003 (и более поздние версии) включает службу теневого копирования томов (VSS). VSS создает снимок диска, чтобы любые изменения не записывались непосредственно на него. Снимок создает виртуальный диск, называемый теневым томом, который затем резервируется (или клонируется) программным обеспечением.

Медленно .

Клонирование диска может занимать много времени, особенно для больших дисков, поскольку для создания полноценной копии необходимо скопировать все данные на диске, даже если большая часть находится в нераспределенном пространстве. Программные решения способны определять объем используемого пространства и копировать только занятые данные, что сокращает время клонирования. Некоторые программы для клонирования дисков используют многопоточность для дополнительного ускорения процесса.