stringtranslate.com

Образ диска

Образ диска — это моментальный снимок структуры устройства хранения данных и данных, которые обычно хранятся в одном или нескольких компьютерных файлах на другом устройстве хранения данных. [1] [2]

Традиционно образы дисков представляли собой побитовые копии каждого сектора на жестком диске, часто создаваемые для целей цифровой криминалистики, но теперь принято копировать только выделенные данные, чтобы уменьшить объем хранилища. [3] [4] Сжатие и дедупликация обычно используются для уменьшения размера набора файлов образов. [3] [5]

Образы дисков создаются для различных целей, включая цифровую криминалистику , [6] [2] облачные вычисления , [7] системное администрирование , [8] как часть стратегии резервного копирования, [1] и эмуляцию устаревших систем как часть стратегии цифрового сохранения . [9] Образы дисков могут быть созданы в различных форматах в зависимости от цели. Образы виртуальных дисков (такие как VHD и VMDK) предназначены для использования в облачных вычислениях, [10] [11] образы ISO предназначены для эмуляции оптических носителей, [12] а образы необработанных дисков используются в криминалистических целях. [2] Проприетарные форматы обычно используются программным обеспечением для создания образов дисков.

Несмотря на преимущества создания образов дисков, затраты на их хранение могут быть высокими, [3] управление может быть сложным [6] , а их создание может занять много времени. [13] [9]

Фон

Образы дисков изначально (в конце 1960-х годов) использовались для резервного копирования и клонирования дисков мэйнфреймовых дисковых носителей. Ранние были размером от 5 мегабайт до 330 мегабайт, а копировальным носителем была магнитная лента , которая могла вмещать до 200 мегабайт на катушку. [14] Образы дисков стали намного более популярными, когда стали популярными дискеты, где репликация или хранение точной структуры были необходимы и эффективны, особенно в случае защищенных от копирования дискет.

Создание образа диска называется созданием образа диска и часто занимает много времени, даже на быстром компьютере, поскольку необходимо скопировать весь диск. [13] Обычно для создания образа диска требуется сторонняя программа создания образа диска или программное обеспечение для резервного копирования. Необходимое программное обеспечение различается в зависимости от типа образа диска, который необходимо создать. Например, RawWrite и WinImage создают файлы образов дискет для MS-DOS и Microsoft Windows . [15] [16] В Unix или подобных системах для создания образов дисков в формате raw можно использовать программу dd . [2] Apple Disk Copy можно использовать в системах Classic Mac OS и macOS для создания и записи файлов образов дисков.

Программное обеспечение для создания CD/DVD, такое как Nero Burning ROM , может создавать и загружать образы дисков для оптических носителей. Виртуальный записывающий диск или виртуальный пишущий привод — это компьютерная программа, которая эмулирует реальное устройство для создания дисков, такое как записывающий CD или записывающий DVD. Вместо записи данных на реальный диск, он создает виртуальный образ диска. [17] [18] Виртуальный записывающий привод по определению отображается в системе как дисковод с возможностями записи (в отличие от обычных программ для создания дисков, которые могут создавать виртуальные образы дисков), что позволяет программному обеспечению, которое может записывать диски, создавать виртуальные диски. [19]

Использует

Цифровая криминалистика

Криминалистическое создание образа — это процесс создания побитовой копии данных на диске, включая файлы, метаданные, информацию о томе, файловые системы и их структуру. [2] Часто эти образы также хэшируются для проверки их целостности и того, что они не были изменены с момента создания. В отличие от создания образа диска для других целей, приложения цифровой криминалистики делают побитовую копию для обеспечения судебной надежности. Цель создания образа диска — не только обнаружить доказательства, сохраненные в цифровой информации, но и изучить диск, чтобы собрать улики о том, как было совершено преступление.

Виртуализация

Создание образа виртуального диска оптического носителя или жесткого диска обычно делается для того, чтобы сделать содержимое доступным для одной или нескольких виртуальных машин . Виртуальные машины эмулируют привод CD/DVD, считывая образ ISO . Это также может быть быстрее, чем считывание с физического оптического носителя. [20] Кроме того, возникает меньше проблем с износом. Жесткий диск или твердотельный накопитель в виртуальной машине реализован как образ диска (то есть либо формат VHD , используемый Microsoft Hyper-V , либо формат VDI , используемый Oracle Corporation VirtualBox , либо формат VMDK, используемый для виртуальных машин VMware , либо формат QCOW, используемый QEMU ). Образы виртуальных жестких дисков, как правило, хранятся либо как набор файлов (каждый из которых обычно имеет размер 2 ГБ), либо как один файл. Виртуальные машины рассматривают набор образов как физический диск.

Быстрое развертывание систем

Образовательным учреждениям и предприятиям часто может потребоваться покупать или заменять компьютерные системы в больших количествах. Создание образов дисков обычно используется для быстрого развертывания одной и той же конфигурации на рабочих станциях. [8] Программное обеспечение для создания образов дисков используется для создания образа полностью настроенной системы (такой образ иногда называют золотым образом). [21] [22] Затем этот образ записывается на жесткий диск компьютера (что иногда описывается как восстановление образа). [23]

Сетевое развертывание образов

Восстановление образа может быть выполнено с помощью развертывания образа на основе сети. Этот метод использует PXE- сервер для загрузки операционной системы через компьютерную сеть, которая содержит необходимые компоненты для создания образа или восстановления носителя информации на компьютере. [24] Обычно это используется в сочетании с DHCP- сервером для автоматизации настройки сетевых параметров, включая IP-адреса. Многоадресная рассылка , широковещательная рассылка или одноадресная рассылка, как правило, используются для восстановления образа на многих компьютерах одновременно. [24] [23] Эти подходы не работают хорошо, если на одном или нескольких компьютерах происходит потеря пакетов. [23] В результате некоторые решения для создания образов используют протокол BitTorrent для решения этой проблемы.

Сетевое развертывание образа снижает необходимость в обслуживании и обновлении отдельных систем вручную. Создание образа также проще, чем автоматизированные методы настройки, поскольку администратору не нужно знать предыдущую конфигурацию, чтобы скопировать ее. [23]

Стратегия резервного копирования

Образ диска содержит все файлы и данные (т. е. атрибуты файлов и состояние фрагментации файлов ). По этой причине он также используется для резервного копирования оптических носителей ( CD и DVD и т. д.) и позволяет точно и эффективно восстановить после экспериментов с изменениями в системе или виртуальной машине . Обычно образ диска может использоваться для быстрого восстановления всей системы до рабочего состояния после аварии. [25]

Цифровое сохранение

Библиотеки и музеи обычно обязаны архивировать и сохранять информацию в цифровом виде, не изменяя ее каким-либо образом. [9] [26] Эмуляторы часто используют образы дисков для эмуляции дискет, которые были сохранены. Это обычно проще программировать, чем доступ к реальному дисководу (особенно если диски имеют формат, не поддерживаемый операционной системой хоста), и позволяет управлять большой библиотекой программного обеспечения. Эмуляция также позволяет преобразовывать существующие образы дисков в пригодную для использования форму, даже если данные, содержащиеся в образе, больше не читаются без эмуляции. [12]

Ограничения

Создание образа диска занимает много времени, требования к пространству высоки, а чтение с него может быть медленнее, чем чтение с диска напрямую из-за снижения производительности. [3]

Другими ограничениями могут быть отсутствие доступа к программному обеспечению, необходимому для чтения содержимого образа. Например, до Windows 8 для монтирования образов дисков требовалось стороннее программное обеспечение. [27] [28] При создании образов нескольких компьютеров с небольшими различиями многие данные дублируются без необходимости, что приводит к трате места. [3]

Скорость и неудача

Создание образа диска может быть медленным, особенно для старых устройств хранения данных. Для копирования типичного DVD-диска объемом 4,7 ГБ может потребоваться в среднем 18 минут. [9] Дискеты считываются и записываются гораздо медленнее, чем жесткие диски. Поэтому, несмотря на их небольшой размер, копирование одного диска может занять несколько минут. В некоторых случаях создание образа диска может завершиться неудачей из-за плохих секторов или физического износа исходного устройства. [12] Утилиты Unix (такие как dd ) не предназначены для того, чтобы справляться со сбоями, что приводит к сбою процесса создания образа диска. [26] Когда конечной целью является восстановление данных , вместо этого рекомендуется использовать более специализированные инструменты (такие как ddrescue ).

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Коллотон, Эдди; Фарбовиц, Джонатан; Родригес, Кэролайн Джил (2022-11-02). «Создание образа диска как инструмент резервного копирования цифровых объектов». Сохранение медиаискусства, основанного на времени . С. 204–222. doi :10.4324/9781003034865-17. ISBN 9781003034865.
  2. ^ abcde Вудс, Кам; Ли, Кристофер А.; Гарфинкель, Симсон (2011-06-13). Расширение архитектур цифровых репозиториев для поддержки сохранения и доступа к образам дисков. Труды 11-й ежегодной международной совместной конференции ACM/IEEE по цифровым библиотекам. Нью-Йорк, США: Ассоциация вычислительной техники. стр. 57–66. doi : 10.1145/1998076.1998088. hdl : 10945/44252 . ISBN 978-1-4503-0744-4. S2CID  2628912.
  3. ^ abcde Пуллакандам, Р.; Лин, Х.; Хиблер, М.; Эйде, Э.; Риччи, Р. (23–26 октября 2011 г.). Высокопроизводительное создание образов дисков с дедуплицированным хранилищем (PDF) . 23-й симпозиум ACM по принципам операционных систем. Кашкайш, Португалия.
  4. ^ Каврестад, Йоаким (2017), Каврестад, Йоаким (ред.), «Словарь», Руководство по цифровой криминалистике: краткое и практическое введение , SpringerBriefs in Computer Science, Cham: Springer International Publishing, стр. 125–126, doi : 10.1007/978-3-319-67450-6_12, ISBN 978-3-319-67450-6, получено 2023-01-12
  5. ^ Ли, Сан Су; Кён, Ун Сунг; Хонг, До Вон (2008). Высокоскоростная система создания образов дисков. Международный симпозиум IEEE по потребительской электронике 2008 г. С. 1–3. doi :10.1109/ISCE.2008.4559553. S2CID  5932241.
  6. ^ ab Garfinkel, Simson L. (2009). Автоматизация судебной экспертизы дисков с помощью SleuthKit, XML и Python. Четвертый международный семинар IEEE 2009 года по систематическим подходам к цифровой судебной экспертизе. С. 73–84. doi :10.1109/SADFE.2009.12. hdl : 10945/44249 . ISBN 978-0-7695-3792-4. S2CID  1624033.
  7. ^ Казим, Мухаммад; Масуд, Рахат; Шибли, Мухаммад Авайс (2013-11-26). Защита образов виртуальных машин в облачных вычислениях. Труды 6-й Международной конференции по безопасности информации и сетей. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Ассоциация вычислительной техники. стр. 425–428. doi :10.1145/2523514.2523576. ISBN 978-1-4503-2498-4. S2CID  2474546.
  8. ^ ab Blackham, N.; Higby, C.; Bailey, M. (июнь 2004 г.). Re-Imaging Computers For Multipurpose Labs. Ежегодная конференция Американского общества инженерного образования 2004 г. Солт-Лейк-Сити, штат Юта. doi : 10.18260/1-2--14125 .
  9. ^ abcd Дэй, Майкл; Пеннок, Морин; Мэй, Питер; Дэвис, Кевин; Уибли, Саймон; Кимура, Акико; Хальварссон, Эдит (2016). «Сохранение содержимого на дисках в Британской библиотеке: уроки проекта Flashback». Александрия: Журнал национальных и международных библиотечных и информационных проблем . 26 (3): 216–234. doi :10.1177/0955749016669775. ISSN  0955-7490. S2CID  63617004.
  10. ^ Арункумар, Г.; Венкатараман., Ниланараянан (2015-01-01). «Новый подход к решению проблемы совместимости в облачных вычислениях». Procedia Computer Science . Большие данные, облачные вычисления и проблемы вычислений. 50 : 554–559. doi : 10.1016/j.procs.2015.04.083 . ISSN  1877-0509.
  11. ^ Барроуклоу, Джон Патрик; Асиф, Рамиз (2018-06-11). «Обеспечение безопасности облачных гипервизоров: обзор угроз, уязвимостей и контрмер». Безопасность и коммуникационные сети . 2018 : e1681908. doi : 10.1155/2018/1681908 . ISSN  1939-0114.
  12. ^ abc Коллотон, Э.; Фарбовиц, Дж.; Фортунато, Ф.; Джил, К. (2019). «На пути к лучшим практикам в области создания образов дисков: кросс-институциональный подход». Обзор электронных СМИ . 6 .
  13. ^ ab Стюарт, Дэвид; Арвидссон, Алекс (2022). Жажда скорости: исследование скорости инструментов судебной экспертизы образов дисков.
  14. ^ "IBM Mainframe Operating Systems" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2014-07-01 . Получено 2014-06-17 .
  15. ^ МакКьюн, Майк (2000). Интеграция Linux и Windows. Prentice Hall Professional. ISBN 978-0-13-030670-8.
  16. ^ Ли, Хунвэй; Инь, Чанхун; Сюй, Япин; Го, Цинцзюнь (2010). Построение практической системы обучения по курсу операционных систем. Второй международный семинар по образовательным технологиям и информатике 2010 года. Том 1. С. 405–408. doi :10.1109/ETCS.2010.184. ISBN 978-1-4244-6388-6. S2CID  15706012.
  17. ^ "Обзор Phantom Burner". Phantombility, Inc. Архивировано из оригинала 19 августа 2011 г. Получено 19 июля 2011 г.
  18. ^ "Virtual CD - The original for your PC". Веб-сайт Virtual CD . H+H Software GmbH. Архивировано из оригинала 24 сентября 2011 г. Получено 19 июля 2011 г.
  19. ^ "Virtual CD/DVD-Writer Device". SourceForge . Geeknet, Inc. Архивировано из оригинала 17 февраля 2011 г. Получено 19 июля 2011 г.
  20. ^ "pcguide.com - Access Time". Архивировано из оригинала 10 января 2019 года.
  21. ^ Боулинг, Джеремайя (01.01.2011). "Clonezilla: сборка, клонирование, повторение". Linux Journal . 2011 (201): 6:6. ISSN  1075-3583.
  22. ^ «Создание золотого образа в Azure». learn.microsoft.com .
  23. ^ abcd Shiau, Steven JH; Huang, Yu-Chiang; Tsai, Yu-Chin; Sun, Chen-Kai; Yen, Ching-Hsuan; Huang, Chi-Yo (2021). «Решение на основе механизма BitTorrent для массового развертывания систем». IEEE Access . 9 : 21043–21058. Bibcode : 2021IEEEA...921043S. doi : 10.1109/ACCESS.2021.3052525 . ISSN  2169-3536. S2CID  231851821.
  24. ^ ab Shiau, Steven JH; Sun, Chen-Kai; Tsai, Yu-Chin; Juang, Jer-Nan; Huang, Chi-Yo (2018). «Проектирование и реализация новой системы массового развертывания с открытым исходным кодом». Прикладные науки . 8 (6): 965. doi : 10.3390/app8060965 . ISSN  2076-3417.
  25. ^ "Быстрое масштабируемое создание образов дисков с помощью Frisbee". www.cs.utah.edu . Получено 12.01.2023 .
  26. ^ ab Durno, John; Trofimchuk, Jerry (2015-01-21). «Цифровая криминалистика на грани: исследование случая из Университета Виктории». Журнал Code4Lib (27). ISSN  1940-5758.
  27. ^ "Доступ к данным в файлах ISO и VHD". Сборка Windows 8 (блоги TechNet) . Microsoft. 30 августа 2011 г. Архивировано из оригинала 19 апреля 2012 г. Получено 27 апреля 2012 г.
  28. ^ "Монтировать-DiskImage". Microsoft.

Внешние ссылки