ディスクイメージ
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記憶装置の内容で構成されるコンピュータファイル

ディスクイメージはストレージデバイスのコンテンツのスナップショットであり、通常は別のストレージデバイス上のファイルに保存されます。 [ 1 ] [ 2 ]

従来、ディスクイメージはデバイスのすべての保存場所（ハードディスクドライブのすべてのセクターなど）のビット単位のコピーであったため、比較的サイズが大きくなっていましたが、現在ではストレージスペースを削減するために割り当てられたデータのみを保存するのが一般的です。 [ 3 ] [ 4 ] 圧縮と重複排除は、イメージファイルのサイズをさらに削減するために一般的に使用されています。[ 3 ] [ 5 ]

ディスクイメージングは​​、デジタルフォレンジック、[ 6 ] [ 2 ] クラウドコンピューティング、[ 7 ] システム管理、[ 8 ] バックアップ、[ 1 ]デジタル保存戦略のエミュレーションなど、さまざまな目的で実行されます。[ 9 ] メリットがあるにもかかわらず、ストレージコストが高くなる可能性があり、[ 3 ]管理が困難になる可能性があり、 [ 6 ]イメージングに時間がかかる可能性があります。[ 10 ] [ 9 ]

ディスクイメージは、目的に応じて様々な形式で作成できます。仮想ディスクイメージ（VHDやVMDKなど）はクラウドコンピューティングで使用することを目的としています。[ 11 ] [ 12 ] ISOイメージはCD-ROMなどの光学メディアをエミュレートすることを目的としています。[ 13 ] RAWディスクイメージはフォレンジック目的で使用されます。[ 2 ]独自の形式は、通常、ディスクイメージングソフトウェアで使用されます。

背景

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ディスクイメージは、もともと（1960年代後半）、メインフレームのディスクメディアのバックアップとディスククローン作成に使用されていました。初期のディスクイメージは5メガバイトから330メガバイトまで小さく、コピー媒体は磁気テープで、1リールあたり最大200メガバイトの容量がありました。[ 14 ]フロッピーディスクメディアが普及すると、ディスクイメージはさらに普及しました。特にコピープロテクトされたフロッピーディスク の場合、正確な構造の複製や保存が必要かつ効率的だったためです。

ディスクイメージの作成はディスクイメージングと呼ばれ、ディスク全体をコピーする必要があるため、高速なコンピュータでも時間がかかることがよくあります。[ 10 ]通常、ディスクイメージングには、サードパーティのディスクイメージングプログラムまたはバックアップソフトウェアが必要です。必要なソフトウェアは、作成する必要があるディスクイメージの種類によって異なります。たとえば、RawWriteとWinImageは、MS-DOSとMicrosoft Windows用のフロッピーディスクイメージファイルを作成します。[ 15 ] [ 16 ] Unixまたは類似のシステムでは、 ddプログラムを使用してrawディスクイメージを作成できます。[ 2 ] Apple Disk Copyは、Classic Mac OSおよびmacOSシステムでディスクイメージファイルの作成と書き込みに 使用できます。

Nero Burning ROMなどのCD/DVDオーサリングソフトウェアは、光学メディア用のディスクイメージを生成・読み込みできます。仮想ディスクライターまたは仮想バーナーは、CDライターやDVDライターなどの実際のディスクオーサリングデバイスをエミュレートするコンピュータプログラムです。実際のディスクにデータを書き込む代わりに、仮想ディスクイメージを作成します。[ 17 ] [ 18 ]仮想バーナーは、定義上、システム内で書き込み機能を持つディスクドライブとして表示されます（従来のディスクオーサリングプログラムは仮想ディスクイメージを作成できません）。これにより、ディスク書き込みソフトウェアで仮想ディスクを作成できます。[ 19 ]

用途

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デジタルフォレンジック

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フォレンジックイメージングとは、ドライブ上のデータ（ファイル、メタデータ、ボリューム情報、ファイルシステムとその構造を含む）のビット単位のコピーを作成するプロセスです。[ 2 ]これらのイメージは、多くの場合、整合性と作成後の変更がないかを確認するためにハッシュ化されます。他の目的のディスクイメージングとは異なり、デジタルフォレンジックアプリケーションは、フォレンジックの健全性を確保するためにビット単位のコピーを作成します。ディスクイメージングの目的は、デジタル情報に保存された証拠を発見するだけでなく、ドライブを調査して犯罪がどのように行われたかの手がかりを集めることです。

仮想化

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光学メディアまたはハードディスクドライブの仮想ディスクイメージの作成は、通常、コンテンツを1台以上の仮想マシンで利用できるようにするために行われます。仮想マシンは、ISO イメージを読み取ることによって CD/DVD ドライブをエミュレートします。これも、物理的な光学メディアから読み取るよりも高速です。[ 20 ]さらに、摩耗の問題が少なくなります。仮想マシンのハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブは、ディスクイメージ (つまり、Microsoft のHyper-Vで使用されるVHD形式、Oracle CorporationのVirtualBoxで使用されるVDI形式、VMware仮想マシンで使用されるVMDK形式、またはQEMUで使用されるQCOW形式) として実装されます。仮想ハードディスクイメージは、ファイルのコレクション (各ファイルは通常 2GB のサイズ)、または単一のファイルとして保存される傾向があります。仮想マシンはイメージセットを物理ドライブとして扱います。

システムの迅速な導入

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教育機関や企業では、大量のコンピュータシステムを購入または交換する必要が生じることがよくあります。ディスクイメージングは​​、ワークステーション間で同じ構成を迅速に展開するためによく使用されます。[ 8 ]ディスクイメージングソフトウェアは、完全に構成されたシステムのイメージを作成するために使用されます（このようなイメージはゴールデンイメージと呼ばれることもあります）。[ 21 ] [ 22 ]このイメージは、コンピュータのハードディスクに書き込まれます（イメージの復元と呼ばれることもあります）。[ 23 ]

ネットワークベースのイメージ展開

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イメージの復元は、ネットワークベースのイメージ展開を使用して行うことができます。この方法では、 PXEサーバーを使用して、コンピューター内のストレージメディアのイメージ作成または復元に必要なコンポーネントを含むオペレーティングシステムをコンピューターネットワーク経由で起動します。[ 24 ]これは通常、 DHCPサーバーと組み合わせて使用​​され、IPアドレスを含むネットワークパラメータの設定を自動化します。イメージを複数のコンピューターに同時に復元する場合、マルチキャスト、ブロードキャスト、またはユニキャストが使用される傾向があります。 [ 24 ] [ 23 ]これらの方法は、1台以上のコンピューターでパケットロスが発生した場合にはうまく機能しません。[ 23 ]そのため、一部のイメージングソリューションでは、この問題を克服するためにBitTorrentプロトコルを使用しています。

ネットワークベースのイメージ展開により、個々のシステムを手動で保守・更新する必要性が軽減されます。また、管理者は以前の設定をコピーする際にその内容を意識する必要がないため、自動セットアップよりもイメージ作成が容易です。[ 23 ]

バックアップ戦略

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参照:システム イメージ とバックアップと復元(Windows Vista 以降)

ディスクイメージには、すべてのファイルとデータ（つまり、ファイル属性とファイルの断片化状態）が含まれます。そのため、光学メディア（CDやDVDなど）のバックアップにも使用され、システムや仮想マシンへの変更を試した後でも、正確かつ効率的な復旧が可能になります。通常、ディスクイメージは、災害発生後にシステム全体を迅速に運用可能な状態に復旧するために使用されます。[ 25 ]

デジタル保存

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図書館や博物館では、通常、情報を一切改変することなくアーカイブ化し、デジタル保存することが求められます。[ 9 ] [ 26 ] エミュレータは、保存済みのフロッピーディスクをエミュレートするために、ディスクイメージを頻繁に使用します。これは通常、実際のフロッピーディスクドライブにアクセスするよりもプログラムが簡単で（特にディスクがホストオペレーティングシステムでサポートされていない形式の場合）、大規模なソフトウェアライブラリの管理を可能にします。また、エミュレーションにより、既存のディスクイメージを、エミュレーションなしでは読み取れないデータであっても、使用可能な形式に変換することができます。[ 13 ]

制限事項

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ディスクイメージングは​​時間がかかり、必要なスペースも大きく、パフォーマンスのオーバーヘッドによりディスクから直接読み取るよりも遅くなる可能性があります。[ 3 ]

その他の制限としては、イメージの内容を読み取るために必要なソフトウェアへのアクセスが不足していることが挙げられます。例えば、Windows 8以前は、ディスクイメージをマウントするにはサードパーティ製のソフトウェアが必要でした。[ 27 ] [ 28 ] わずかな違いしかない複数のコンピューターのイメージを作成する場合、多くのデータが不必要に重複し、スペースが無駄になります。[ 3 ]

スピードと失敗

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ディスクイメージングは​​、特に古いストレージデバイスの場合、時間がかかることがあります。一般的な 4.7 GB の DVD の複製には平均 18 分かかります。[ 9 ]フロッピーディスクの読み書きはハードディスクよりもはるかに低速です。そのため、サイズが小さいにもかかわらず、1 枚のディスクのコピーに数分かかることがあります。場合によっては、不良セクタやソースデバイスの物理的な摩耗により、ディスクイメージングが失敗することがあります。[ 13 ] Unix ユーティリティ ( ddなど) は障害に対処するように設計されていないため、ディスクイメージ作成プロセスが失敗します。[ 26 ]データ復旧が最終目的である場合は、より専門的なツール ( ddrescueなど) を使用することをお勧めします。

参照

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参考文献

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ディスクイメージ

記憶装置の内容で構成されるコンピュータファイル

ディスクイメージはストレージデバイスのコンテンツのスナップショットであり、通常は別のストレージデバイス上のファイルに保存されます。 [1] [2]

従来、ディスクイメージはデバイスのすべての保存場所（ハードディスクドライブのすべてのセクター）のビット単位のコピーであったため、比較的大きなサイズでしたが、現在ではストレージスペースを削減するために割り当てられたデータのみを保存するのが一般的です。 [3] [4] イメージファイルのサイズをさらに削減するために、圧縮と重複排除が一般的に使用されています。 [3] [5]

ディスクイメージングは​​、デジタルフォレンジック、[6] [2] クラウドコンピューティング、[7] システム管理、[8] バックアップ、[1]デジタル保存戦略のエミュレーションなど、さまざまな目的で実行されます。[9] メリットがあるにもかかわらず、ストレージコストが高くなる可能性があり、[3]管理が困難になる可能性があり、 [6]イメージングに時間がかかる可能性があります。[10] [9]

ディスクイメージは、目的に応じて様々な形式で作成できます。仮想ディスクイメージ（VHDやVMDKなど）はクラウドコンピューティングでの使用を目的としており、[11] [12] ISOイメージはCD-ROMなどの光学メディアをエミュレートすることを目的としています。[13] RAWディスクイメージはフォレンジック目的で使用されます。[2]独自の形式は、通常、ディスクイメージングソフトウェアで使用されます。

背景

ディスクイメージは、もともと（1960年代後半）、メインフレームのディスクメディアのバックアップとディスククローン作成に使用されていました。初期のディスクイメージは5メガバイトから330メガバイトまで小さく、コピー媒体は磁気テープで、1リールあたり最大200メガバイトの容量がありました。[14]フロッピーディスクメディアが普及すると、ディスクイメージはさらに普及しました。特にコピープロテクトされたフロッピーディスク の場合、正確な構造の複製や保存が必要かつ効率的だったためです。

ディスクイメージの作成はディスクイメージングと呼ばれ、ディスク全体をコピーする必要があるため、高速なコンピュータでも時間がかかることがよくあります。[10]通常、ディスクイメージングにはサードパーティのディスクイメージングプログラムまたはバックアップソフトウェアが必要です。必要なソフトウェアは、作成するディスクイメージの種類によって異なります。たとえば、RawWriteとWinImageは、MS-DOSおよびMicrosoft Windows用のフロッピーディスクイメージファイルを作成します。[15] [16] Unixまたは類似のシステムでは、 ddプログラムを使用してrawディスクイメージを作成できます。[2] Apple Disk Copyは、Classic Mac OSおよびmacOSシステムでディスクイメージファイルの作成と書き込みに使用できます。

Nero Burning ROMなどのCD/DVDオーサリングソフトウェアは、光学メディア用のディスクイメージを生成・読み込みできます。仮想ディスクライターまたは仮想バーナーは、CDライターやDVDライターなどの実際のディスクオーサリングデバイスをエミュレートするコンピュータプログラムです。実際のディスクにデータを書き込む代わりに、仮想ディスクイメージを作成します。[17] [18]仮想バーナーは、定義上、システム内で書き込み機能を持つディスクドライブとして表示されます（従来のディスクオーサリングプログラムは仮想ディスクイメージを作成できません）。そのため、ディスク書き込みソフトウェアで仮想ディスクを作成できます。[19]

用途

デジタルフォレンジック

フォレンジックイメージングとは、ドライブ上のデータ（ファイル、メタデータ、ボリューム情報、ファイルシステムとその構造を含む）をビット単位でコピーするプロセスです。[2]これらのイメージは、多くの場合、整合性と作成後の変更がないかを確認するためにハッシュ化されます。他の目的のディスクイメージングとは異なり、デジタルフォレンジックアプリケーションは、フォレンジックの健全性を確保するためにビット単位でコピーを作成します。ディスクイメージングの目的は、デジタル情報に保存された証拠を発見するだけでなく、ドライブを調査して犯罪がどのように行われたかの手がかりを集めることです。

仮想化

光学メディアまたはハードディスクドライブの仮想ディスクイメージの作成は、通常、コンテンツを1台以上の仮想マシンで利用できるようにするために行われます。仮想マシンは、ISOイメージを読み取ることによってCD / DVDドライブをエミュレートします。これも、物理的な光学メディアから読み取るよりも高速です。[20]さらに、摩耗の問題が少なくなります。仮想マシンのハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブは、ディスクイメージ（MicrosoftのHyper-Vで使用されるVHD形式、Oracle CorporationのVirtualBoxで使用されるVDI形式、VMware仮想マシンで使用されるVMDK形式、またはQEMUで使用されるQCOW形式のいずれか）として実装されます。仮想ハードディスクイメージは、ファイルのコレクション（各ファイルは通常2GBのサイズです）または単一のファイルとして保存される傾向があります。仮想マシンはイメージセットを物理ドライブとして扱います。

システムの迅速な導入

教育機関や企業では、大量のコンピュータシステムを購入または交換する必要が生じることがよくあります。ディスクイメージングは​​、ワークステーション全体に同じ構成を迅速に展開するために一般的に使用されます。[8]ディスクイメージングソフトウェアは、完全に構成されたシステムのイメージを作成するために使用されます（このようなイメージはゴールデンイメージと呼ばれることもあります）。[21] [22]このイメージは、コンピュータのハードディスクに書き込まれます（イメージの復元と呼ばれることもあります）。[23]

ネットワークベースのイメージ展開

イメージの復元は、ネットワークベースのイメージ展開によって行うことができます。この方法では、PXEサーバーを使用して、コンピュータネットワーク経由でオペレーティングシステムを起動します。このオペレーティングシステムには、コンピュータ内のストレージメディアのイメージ作成または復元に必要なコンポーネントが含まれています。[24]これは通常、 DHCPサーバーと組み合わせて使用​​され、IPアドレスを含むネットワークパラメータの設定を自動化します。複数のコンピュータに同時にイメージを復元する場合、マルチキャスト、ブロードキャスト、またはユニキャストが使用される傾向があります。 [24] [23]これらの方法は、1台以上のコンピュータでパケットロスが発生した場合にはうまく機能しません。[23]そのため、一部のイメージングソリューションでは、この問題を克服するためにBitTorrentプロトコルを使用しています。

ネットワークベースのイメージ展開により、個々のシステムを手動で保守および更新する必要性が軽減されます。また、管理者は以前の設定をコピーするためにその内容を熟知する必要がないため、自動セットアップ方法よりもイメージ作成が容易です。[23]

バックアップ戦略

ディスクイメージには、すべてのファイルとデータ（つまり、ファイル属性とファイルの断片化状態）が含まれます。そのため、光学メディア（CDやDVDなど）のバックアップにも使用され、システムや仮想マシンへの変更を試した後でも、正確かつ効率的な復旧が可能になります。通常、ディスクイメージングは​​、災害発生後にシステム全体を迅速に運用可能な状態に復旧するために使用されます。[25]

デジタル保存

図書館や博物館では、通常、情報を一切改変することなくアーカイブ化し、デジタル保存することが求められます。[9] [26] エミュレータは、保存済みのフロッピーディスクをエミュレートするために、ディスクイメージを使用することがよくあります。これは通常、実際のフロッピーディスクドライブにアクセスするよりもプログラミングが簡単で（特にディスクがホストオペレーティングシステムでサポートされていない形式である場合）、大規模なソフトウェアライブラリの管理を可能にします。また、エミュレーションにより、既存のディスクイメージを、エミュレーションなしでは読み取れないデータであっても、使用可能な形式に変換することができます。[13]

制限事項

ディスクイメージングは​​時間がかかり、必要なスペースも大きく、パフォーマンスのオーバーヘッドによりディスクから直接読み取るよりも遅くなる可能性があります。[3]

その他の制限としては、イメージの内容を読み取るために必要なソフトウェアへのアクセスが不足していることが挙げられます。例えば、Windows 8以前は、ディスクイメージをマウントするにはサードパーティ製のソフトウェアが必要でした。[27] [28] わずかな違いしかない複数のコンピューターのイメージを作成する場合、多くのデータが不必要に重複し、スペースが無駄になります。[3]

スピードと失敗

ディスクイメージングは​​、特に古いストレージデバイスでは時間がかかることがあります。一般的な4.7 GBのDVDの複製には平均18分かかります。[9]フロッピーディスクの読み書きはハードディスクよりもはるかに遅いです。そのため、サイズが小さいにもかかわらず、1枚のディスクのコピーに数分かかることがあります。場合によっては、不良セクタやソースデバイスの物理的な摩耗により、ディスクイメージングが失敗することがあります。[13] Unixユーティリティ（ ddなど）は障害に対処するように設計されていないため、ディスクイメージ作成プロセスが失敗します。[26]データ復旧が最終目的である場合は、より専門的なツール（ ddrescueなど）を使用することをお勧めします。

参照

参考文献

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  • RAWRITE2を含むソフトウェアリポジトリ
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