- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
С тех пор как до меня дошла благая весть о существовании операционной системы под названием GNU/Linux, которую используют все настоящие программисты, я несколько раз пытался заменить ей детище Билла Гейтса и несколько раз потерпел неудачу.
Гуру поблизости отсутствовали, доступ к интернету был жёстко ограничен и потому любая нетривиальная задача становилась в те времена совершенно нерешаемой.
Потом, когда появился безлимитный интернет, вследствие чего с получением софта и знаний стало существенно легче, я настроил себе дуал бут и стал осваивать Убунту.
Основные сложности в процессе переезда создались в первую очередь из за необходимости бросить знакомые практически с самого детства программки, которые попросту отсутствуют в операционной системе для настоящих программистов.
В большинстве случаев это было не фатально. Вместо привычного foobar всегда можно послушать музыку на Rhythmbox. Вместо Microsoft Office есть OpenOffice. Да, его совместимость с продуктом корпорации зла порой оставляет желать лучшего, но им вполне можно пользоваться для решения повседневных задач среднестатистического пользователя. Обо всяких Файрфоксах, Операх и Хромах я вообще молчу.
Но в некоторых случаях приходилось перезагружать компьютер, выбирать в меню загрузчика пункт Microsoft Windows и делать всё по старинке. Такой задачей было например снятие образа логического диска в целях переноса на другой физический носитель, потому как текущий уже изрядно поистрепался.
Программой, которая использовалась в таких ситуациях, был Acronis. Интуиция подсказывала, что на выяснение того, как обойтись без него, уйдёт не меньше недели, а результат обычно был нужен край через полчаса, поэтому выяснение откладывалось, откладывалось и откладывалось.
Но после очередной дружеской шутки про никому не нужный и ничего не умеющий, а потому бесплатный Линукс, я решил, что в следующий раз для создания образа диска мне не понадобится ничего, кроме загрузочной флешки и командной строки. И отправился гуглить.
Гугл создавал чёткое впечатление, что как клонировать диски средствами опенсорсных ОС, знает каждая собака. Увы, чёткие инструкции по осуществлению общеизвестных и элементарных вещей найти как правило сложнее всего. Какие-то мануалы в результате упорных поисков в конце концов обнаружились, но всё равно с ними пришлось туговато, ибо их явно писали грамотные люди, которые возятся с темой не первый и даже не второй день, и просто не помнят, что знаниями, почитаемыми ими за необходимый минимум, владеют далеко не все.
Теперь, когда ужасы гугления позади, я понимаю, что всё действительно достаточно просто и хочу оформить результаты своих изысканий в виде краткого руководства по работе с образами дисков в GNU/Linux, обращённого в первую очередь к тем, кто привык к Акронису или другой подобной ему программе. Мне в свое время такой документ бы очень сильно помог, надеюсь, что он поможет и кому-то ещё.
В Акронисе всё было просто и понятно: оконный интерфейс, подсказки и предшествующий опыт работы с образами компакт дисков делали процесс несложным. Снял образ, вставил новый винт, развернул образ на него — даже и рассказывать то не о чем. В случае с Линуксом процесс захлебнулся на этапе снятия образа — как это сделать было абсолютно неясно. Специальной программки с подсказками не нашлось, программки, которая добавляла в список устройств виртуальный DVD — наподобие Daemon Tools тоже. Да и сам список устройств оказался достаточно проблематичен, поэтому начать можно прямо с него.
Для каждого подключенного накопителя (винчестера, флешки) в директории /dev можно найти соотвествующий ему файл. Его название состоит из букв sd и буквы, обозначающей номер устройства. То есть винчестеру, подключенному к первому каналу, будет соответствовать файл sda, второму sdb и так далее. Соответственно самый простой способ посмотреть список устройств — ls -1 /dev/sd[a-z]. Эта команда покажет список накопителей, но не даст нам никакой информации о них. А нам нужно хотя бы увидеть список разделов.
Каждому разделу в директории dev тоже соотвествует файл. Его название строится из названия файла, соотвествующего накопителю и номера раздела. То есть для накопителя sda, на котором есть 2 раздела, в директории /dev будет создано 2 файла — sda1 и sda2. Посмотреть перечень разделов на накопителе sda можно командой ls -1 /dev/sda[0-9] полный перечень разделов на всех устройвах получается на выводе команды ls -1 /dev/sd[a-z][0-9], а если есть необходимость включить в перечень и сами устройства, то можно просто написать ls -1 /dev/sd*, что значительно менее осмысленно, зато коротко и главное работает.
Часто владелец может опознать диск просто по такому перечню (это когда дисков у него не 452), но если этого недостаточно, то можно воспользоваться программой hdparm.
Конкретно hdparm -I /dev/sda выведет подробную информацию об устройстве /dev/sda.
Эту же информацию, но в рассеянном по разным файлам виде, можно найти в директории /sys/block/sda. Например модель диска находится в файле /dev/block/sda/device/model.
Если и этого недостаточно, то остается только по очереди монтировать устройства и смотреть что на них записано. Но это уже совсем другая история.
Итак, устройство опознано и раздел, с которого нужно снять образ, найден. Теперь собственно процесс.
Образом диска мы обычно называем копию диска на уровне разделов или всего устройства. И если пользователь Windows в ответ на вопрос, как эту копию сделать, обычно слышит рекомендацию воспользоваться специализированным софтом, то в Линуксе всё не так.
Как я уже говорил, здесь каждый диск и каждый раздел диска представлен конкретным файлом. И, так как образ представляет из себя файл с копией диска, логично предположить, что операция снятия образа и операция копирования файла раздела — это одно и то же.
Так оно и есть. Пусть нам надо снять образ раздела /dev/sda2 (на нём Windows 7 обычно держит диск С:) и сохранить его в файл с названием win_c.img.
Для этого достаточно написать cp /dev/sda2 win_c.img. Или cat /dev/sda2 >win_c.img. Короче можно воспользоваться любой программой или комбинацией программ, которая осуществляет копирование файлов.
Как вы наверное уже догадываетесь, добиться желаемого можно не одним и даже не двумя, остроумными и не очень способами, но правильнее и проще всего на мой взгляд, использовать утилиту ddrescue. Что существенно важно — имеется в виду GNU ddrescue, а не давно уже устаревший оригинал.
Она, также как и cp, занимается копированием файлов, но в случае нахождения ошибок, ddrescue не прервёт работу с радостным сообщением о том, что пациент скорее мёртв, чем жив, а запомнит место с ошибкой, чтобы вернуться к нему позже и попробовать прочитать заново. Теперь уже медленно и нежно.
Используется ddrescue следующим образом:
ddrescue <ключи> <файл который копируем> <новый файл, в который скопируем старый> <лог файл>
ddrescue не способна принимать входные данные с конвейра, или передавать на конвейр результат работы, что впрочем неудивительно. Возможность пропускать места с ошибками при первой итерации и возвращение к ним в последующих циклах подразумевает наличие файлов на выходе и входе.
Команда, которая выполнит операцию, аналогичную описанной выше, будет выглядеть так:
ddrescue /dev/sda2 win_c.img win_c.img.log
Кстати, в данный момент я молчаливо подразумеваю, что жёсткий диск, с которого мы снимаем копию более-менее исправен и фокусов не выкидывает. Если с диском есть серьёзные проблемы, то лучше предварительно ознакомиться с подробностями использования ddrescue, например тут [1]. и применить эти знания при снятии образа.
Часто можно встретить рекомендации использовать для копирования файла устройства или раздела программу под названием dd. Как правило, для снятия образа предлагается сделать что-то вот такое:
dd if=/dev/sda2 of=win_c.img
Не делайте так! Хотя семантически подход верен (произойдёт копирование одного файла в другой), последствия могут быть очень печальны. Да, dd превосходит cp в том отношении, что при обнаружении ошибки cp прекратит работу, а dd не прекратит, но если на диске есть битые или просто плохо читаемые сектора, то dd будет продолжать попытки считать их содержимое пока из винчестера не повалит дым.
Да, у dd есть аргумент noerror, но при его использовании копирование может быть выполнено с ошибками, попыток восстановления которых предпринято не будет. ddrescue в аналогичной ситуации после первого прохода вернётся к пропущенным местам и попробует прочитать их маленькими кусочками. И оставит лог файл, с помощью которого можно будет продолжать попытки вычитать сбойные места в будущем.
Короче, используйте ddrescue. А если кроме dd ничего нет, не забывайте про аргумент noerror.
Описанная выше процедура может применяться например для того, чтобы сохранить образ диска с только что установленной операционной системой для последующего восстановления. Да, настоящий линуксоид так поступать не станет, но среди пользователей операционной системы с другим названием это достаточно распространённая практика. И для периодического вдумчивого ремонта регулярно ломающегося компьютера какой нибудь симпатичной девушки её смело могут применять даже любители пингвинов. А если девушек больше некоторого, сугубо индивидуального для каждого самоделкина, количества, то данный метод просто незаменим. Главное не перепутать названия файлов с образами.
Так как каждый раздел диска представлен файлом, можно предположить, что должен существовать штатный способ подключения файлов с образами к файловой системе. С определённой точки зрения так оно и есть. Конкретно для этого используется утилита mount, с помощью которой можно поместить дерево файлов, содержащееся в образе, в любую директорию на ваш выбор. Этот процесс называется монтированием.
Итак, у нас уже есть образ, снятый с диска C: операционной системы Windows 7. Мы назвали образ win_c.img и хотим увидеть его содержимое в заранее созданной директории /mnt/win_c. Для этого надо ввести команду mount -o loop win_c.img /mnt/win_c.
Вот так можно убедиться, что образ, который вы собираетесь накатить на винчестер очередного розового ноубука, является образом именного того диска C: который ожидается увидеть на данной конкретной машине. Ну, или можно просто скопировать с него файлы без которых никак нельзя обойтись и отправить этот образ во внешнюю тьму. А на ноутбук поставить последнюю Убунту или Федору.
But we can go deeper.
А вот с монтированием образа диска целиком всё не так просто. Ужасная правда состоит в том, что монтировать файлы из произвольного места файловой системы ядро не умеет и аргумент -o loop, команды mount, сигнализирует о том, что сначала надо связать образ с файлом виртуального устройства в директории /dev, и потом уже присоединить содержимое этого устройства к файловой системе.
Файлы виртуальных устройств создаются заранее (на этапе загрузки системы) и имеют названия loop0, loop1, loop2 и так далее по нарастающей.
Связать образ раздела с одним из этих файлов можно командой losetup. Команда mount из предыдущего раздела на самом деле эквивалентна следующим двум командам.
losetup /dev/loop0 win_c.img
mount /dev/loop0 /mnt/win_c
Но вот для того, чтобы посмотреть содержимое образа в котором есть несколько разделов, этого недостаточно. Дело в том, что если выполнить команду losetup для такого файла, то с устройством /dev/loop0 будет связан весь образ целиком. То есть это устройство будет эквивалентом /dev/sda, а нам нужны эквиваленты /dev/sda1 и /dev/sda2.
Обладатели свежих версий программы losetup (читай гентушники и арчеводы) могут выполнить losetup c аргументом --partscan, что приведёт к автоматическому созданию в директории /dev файлов, соответствующих разделам образа. То есть /dev/loop0p1, /dev/loop0p2 и так далее до самого горизонта. И вот уже эти файлы можно отдавать команде mount.
losetup --partscan /dev/loop0 drive.img
mount /dev/loop0p2 /mnt/win_c
Те же, кому не так повезло с дистрибутивом, могут воспользоваться программой kpartx, которая сделает то же самое, но положит файлы соотвествующие разделaм не в директорию /dev, а в директорию /dev/mapper, откуда их можно монтировать и просматривать.
kpartx -a /dev/loop0 drive.img
mount /dev/mapper/loop0p2 /mnt/win_c
But we can go even deeper than that…
Вообще-то ядро (а конкретно модуль loop) уже достаточно давно умеет искать в файле образа таблицу разделов и создавать соответствующие файлы, но по умолчанию эта функция отключена.
Включается она если параметр модуля loop max_part не равен нулю. Задать этот параметр можно только при загрузке модуля, поэтому если система уже запущена, модуль надо выгрузить из памяти и загрузить снова с уже заданным параметром. Для этого нужно выполнить следующие две команды.
modprobe -r loop
modprobe loop max_part=63
Однако в некоторых дистрибутивах (напривер в Убунте) модуль loop вкомпилирован в ядро намертво и поэтому для установки параметра придётся вписать loop.max_part=63 в командную строку ядра и перезагрузить систему.
А теперь о том, как собственно накатить образ на другой диск. Как и раньше надо руководствоваться тем, что диски и разделы представлены в виде файлов. И если для снятия образа нужно было создать копию файла устройства или раздела, то для того, чтобы закатать этот образ обратно надо провести операцию копирования в обратную сторону. То есть вместо cp /dev/sda2 win_c.img написать cp win_c.img /dev/sda2. Ну и лучше помнить о советах, изложенных в руководстве по снятию образа. А именно пользоваться ddrescue и не пользоваться dd.
ddrescue --force win_c.img /dev/sda2 win_c_restore.img.log
Конечно следует помнить, что раздел в который мы восстанавливаем образ (в данном случае /dev/sda2) должен быть не меньше файла с образом. Eсли же раздел окажется больше этого файла, то проблем при восстановлении не будет, но в разделе останется неразмеченное пространство. И придётся либо смириться с этим фактом, либо увеличить размер файловой системы до размера раздела каким-нибудь специализированным софтом (увеличивать, впрочем, обычно гораздо проще и быстрее, чем уменьшать).
Особенно приятной чертой Акрониса является способность не писать в файл образа куски диска или раздела, которые не содержат файлов. Это позволяет ужать образ до реального объёма данных в разделе или на диске.
Изложенный ранее подход имеет принципиальные ограничения, не позволяющие реализовать такую фичу — программы посекторного копирования ничего не знают про структуру файловых систем и даже более того — не знают, что это вообще такое — файловая система.
Однако выход из положения есть. Правда для его использования файловая система, на которой будет храниться образ, должна поддерживать такую специфическую штуку, как sparse файлы.
Sparse файл это файл, в котором куски, содержащие нули, на диск не пишутся. То есть, если половина файла заполнена данными, а другая половина нулями — на диск будет записана только половина этого файла и ещё дополнительная информация об областях файла, заполненных нулями. Если область с нулями непрерывна и начинается в середине, то реально на диске файл будет заменять половину от своего теоретического объёма.
Для того, чтобы воспользоваться этой возможностью в целях сжатия образа, нужно перед снятием записать в свободное место нули. Сделать это несложно — достаточно смонтировать файловую систему в директорию и создать в этой директории файл с бинарными нулями размер которого будет равен размеру свободного места на разделе.
Но выяснять количество свободного места и передавать его программе, создающей файл, к счастью не обязательно, да и искать программу, создающую файл с нулями, не понадобится. В директории /dev есть безразмерный файл zero, который, как нетрудно догадаться по названию, является неисчерпаемым источником бинарных нулей. Остаётся только скопировать его в нужное место.
Так как файл безразмерен, копирование будет продолжаться до тех пор, пока копия не заполнит всё доступное ей пространство, то есть все свободное место в разделе, что нам собственно и требовалось.
Про то, как копировать файлы стандартными средствами операцинной системы, здесь написано столько раз, что руководство вполне могло бы называться «Искусство копирования файлов в окружении GNU», но так как истина от повторения не тукснеет, я, пожалуй, напишу ещё раз.
Для создания файла с бинарными нулями можно выполнить команду cp /dev/zero zerofile или cat /dev/zero > zerofile.
Большинство утилит для работы с файлами знают о существовании sparse файлов и умеют их создавать. Упомянутой ранее ddrescue, для того, чтобы образ оказался sparse файлом нужно передать ключ --sparse. Теперь результирующий файл будет занимать столько места, сколько ему необходимо, и не больше.
Как известно, многие диски и в руки то брать страшно, какой уж может быть разговор о записывании туда многогигабайтных файлов. Если вам в руки попался именно такой диск, следует сначала снять образ, а потом уже сделать из него sparse файл. Для этого нужно смонтировать полученный образ, потом заполнить свободное место нулями и сделать с образа копию, которая уже будет полноценным sparse файлом. Исходный образ после этого можно удалить.
С копированием файла прекрасно справится cp, которая умеет делать sparse файлы не хуже ddrescue. cp --sparse win_c.img win_c_sparse.img
Конечно, для проведения этих операций потребуется много свободного пространства, но так всё-таки значительно лучше, чем вообще никак.
А теперь в сжатом виде о том, что можно почерпнуть из данного руководства.
И о том, что из данного руководства почерпнуть нельзя.
P.S. На всякий случай даю ссылку на Slax [2] — дистрибутив, который я ставлю на загрузочные флешки. Он умеет копировать себя в оперативную память и в нём по умолчанию есть ddrescue.
Автор: poxu
Источник [3]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/linux/68095
Ссылки в тексте:
[1] тут: http://habrahabr.ru/post/56796/
[2] Slax: http://slax.org
[3] Источник: http://habrahabr.ru/post/233961/
Нажмите здесь для печати.