Создание образа жесткого диска при помощи утилиты dd в Unix. Резервное копирование системы Операции с MBR

После нажатия кнопки Старт программа выполнит форматирование флэшки, установит признак активного раздела, запишет главную загрузочную запись и загрузочную запись раздела, а также данные загрузочного носителя из ISO-образа. После завершения работы Rufus можно выполнять загрузку с использованием полученной загрузочной флэшки.

Использование технологии виртуализации для тестирования загрузочных флэшек. Ссылки для скачивания бесплатных и удобных программ для упрощения процесса создания, отладки и проверки создаваемых загрузочных носителей.

Как известно, «пользователи компьютера делятся на тех, кто делает бэкапы, и тех, кто будет их делать» . В этой статье мы рассмотрим различные способы резервного копирования (бэкапа) всей системы и, соответственно, восстановления из резервной копии.

Сразу стоит отметить, что все операции стоит производить не «по-живому», т.е. не на работающей системе, а с liveCD или установленной на соседнем разделе/флэшке/usb-hdd системы. В случаях, когда простой в несколько минут критичен для системы, возможно копирование системы из-под самой себя, но при этом нужно учитывать некоторые дополнительные условия, которые в данной статье пока что не рассматриваются

Далее по тексту для действий, выполняемые от имени суперпользователя , будет использоваться команда sudo , что является стандартом для Ubuntu. В других системах возможно получение привелегий суперпользователя через su , некоторые liveCD-системы по умолчанию работают в режиме суперпользователя

tar

Одним из наиболее популярных способов создания простейшего бэкапа является архивация данных с помощью tar . Преимуществами данного способа являются возможность инкрементного бэкапа (добавления файлов в существующий архив, удаления или изменения таковых), возможность извлечения из архива отдельных файлов, а также присутствие tar практически в любой Linux-системе.

Создание архива

Для начала создайте точки монтирования для корневого раздела и для раздела, на котором вы собираетесь создавать бэкап, например так

Смонтируйте оба раздела. Для большей надежности можно смонтировать корневой раздел в режиме read-only (только для чтения), чтобы исключить вероятность случайного изменения данных

Sudo mount /dev/sdXY /mnt/root -o ro sudo mount /dev/sdXY /mnt/backup

(Вместо «sdXY» используйте ваши значения для нужных разделов. определить их можно с помощью sudo fdisk -l или sudo blkid)

В случае, если вы используете отдельные разделы для /boot, /usr, /home и пр. и хотите включить их содержимое в бэкап, примонтируйте их в соответствующие папки

Sudo mount /dev/sdXY /mnt/root/usr -o ro sudo mount /dev/sdXY /mnt/root/home -o ro

При необходимости создайте на бэкап-разделе папку, в которой вы хотите разместить архив, например

Sudo mkdir -p /mnt/backup/ubuntu/root

Теперь можно приступить к созданию архива. Чтобы создать архив с gzip-сжатием, выполните

Sudo tar -cvzpf -C /mnt/root /mnt/backup/ubuntu-sda1.tar.gz .

(Ключ -p включает сохранение владельцев и прав доступа для файлов )

Для bzip2-сжатия используйте

Sudo tar -cvjpf /mnt/backup/ubuntu-sda1.tar.bz2 /mnt/root

Для lzma-сжатия

Sudo tar --lzma -cvpf /mnt/backup/ubuntu-sda1.tar.lzma /mnt/root

Аналогично для lzo-сжатия - ключ --lzop вместо --lzma

Различные алгоритмы сжатия дают разный размер архива, а также отличаются по производительности

По завершении процесса отмонтируйте все смонтированные разделы

Sudo umount /mnt/root{/boot,/var,/home,} /mnt/backup

Восстановление из архива

Создайте точки монтирования для корневого раздела и раздела, на котором хранится ваш архив

Sudo mkdir /mnt/{root,backup}

Примонтируйте раздел с архивом-бэкапом

Sudo mount /dev/sdXY /mnt/backup -o ro

Отформатируйте корневой раздел в ту же (или другую) ФС. Если вы используете отдельные разделы для /usr, /boot и пр. и архивировали их, отформатируйте их тоже

(если вы восстанавливаете систему на новый жесткий диск, разметьте его с помощью fdisk/gparted и отформатируйте разделы)

Некоторые файловые системы поддерживают задание UUID при форматировании. Это дает возможность создать ФС с таким же UUID, как у старой, что позволит избежать необходимости править fstab .

Для ext2/3/4 UUID задается с помощью ключа -U , а еще больше упростить задачу можно командой вида

Sudo mkfs.ext4 -L "label" -U "$(sudo blkid -o value -s UUID /dev/sda1)" /dev/sda1

Если вы применяли архивацию при создании файла-образа, сначала распакуйте его с помощью того же архиватора, например

Bzip2 -dv /media/backup/sda5.dd.bz

Теперь можно смонтировать образ

Sudo mount /media/backup/sda5.dd -o loop /mnt

(С опцией loop программа mount автоматически «подцепит» файл-образ на свободное loop-устройство, после чего смонтирует файловую систему)

Теперь вы можете работать с содержимым образа как с обычной файловой системой, все ваши изменения запишутся в образ. По завершении работы отмонтируйте образ как обычную ФС

Sudo umount /mnt

dd - копирование всего жесткого диска

В данном случае мы снова воспользуемся dd , только на сей раз сохраним все содержимое жесткого диска - с таблицей разделов, самими разделами и всеми данными. Преимущество данного метода в том, что можно за один шаг сохранить все установленные на этом жестком диске системы без необходимости бэкапить каждый раздел отдельно. Кроме того, при таком бэкапе сохранятся все данные, относящиеся к загрузчику - таким образом, после восстановления из бэкапа вам не нужны будут дополнительные манипуляции, вы сможете сразу же загрузиться с этого жесткого диска.

Создание образа

В целом процедура аналогична описанной выше для бэкапа отдельных разделов. В данном случае также применим совет о прочистке свободного места «нулями» - при наличии свободного времени проделайте это со всеми разделами.

Перед началом операции убедитесь, что ни один из разделов данного жесткого диска не смонтирован. Сделать это можно запустив команду mount без параметров.

Выберите раздел, на котором вы собираетесь разместить файл-обарз. Разумеется, это должен быть раздел другого жесткого диска. Также убедитесь в наличии достаточного количества свободного места на этом разделе (например, с помощью утилиты df) - объем свободного места должен соответствовать объему копируемого жесткого диска (при сжатии образ получится меньше, но это зависит от типа хранимых данных).

Смонтируйте бэкап-раздел

Sudo mount /dev/sdXY /mnt

Теперь можно приступать

Sudo dd if=/dev/sdX bs=1M conv=noerror,sync | lzma -cv > /mnt/hdd.dd.lzma

(здесь «sdX» - диск, а не раздел! для копирования без сжатия команда аналогична приведенной выше для бэкапа раздела)

В зависимости от размера жесткого диска и производительности компьютера процедура может занять продолжительное время (до нескольких часов). По завершении отмонтируйте бэкап-раздел

Sudo umount /mnt

Восстановление из образа

Внимание! Данный способ предполагает полный откат к состоянию на момент создания архива с заменой всех данных!

Перед началом работы убедитесь в надежности электропитания. Подключите сетевой адаптер, если у вас ноутбук, а также по возможности используйте ИБП или стабилизатор. При высокой интенсивности записи возрастает риск повреждения диска в случае сбоя питания

Убедитесь, что ни один раздел восстанавливаемого диска не используется. Смонтируйте бэкап-раздел

Sudo mount /dev/sdXY /mnt

Можно приступать к процедуре

Bzip2 -dc /mnt/hdd.dd.bz | sudo dd of=/dev/sdX bs=1M conv=sync,noerror

Или же для несжатого образа

Sudo dd if=/mnt/hdd.dd.bz of=/dev/sdX bs=1M conv=sync,noerror

По завершении отмонтируйте бэкап-раздел

Sudo umount /mnt

Если вы хотите распаковать образ на другой жесткий диск, он должен иметь размер не меньше оригинального. В случае, если новый диск большего объема, вы сможете расширить разделы либо создать новый раздел на свободном месте с помощью parted/fdisk/gparted/etc

Не используйте оба жестких диска («дубликат» и «оригинал») одновременно! При подключении обоих дисков в системе будет по два раздела на каждый UUID, что приведет к проблемам в работе или невозможности загрузки

Монтирование образа

По аналогии с образом раздела вы можете работать с образом жесткого диска как с обычным жестким диском. В данном случае процедура несколько усложняется, поскольку образ содержит несколько разделов.

Если образ сжатый - распакуйте его. Теперь «подцепите» образ на loop-устройство

Sudo losetup -fv /media/backup/sda.dd

(С ключом -f программа автоматически найдет свободное loop-устройство, иначе необходимо явно указывать его)

losetup выведет на экран имя использованного устройства - если вы не работаете с другим файлами-образами (iso, шифрованными контейнерами и пр.), это скорее всего будет /dev/loop0

Теперь мы имеем устройство, являющееся для системы жестким диском, но не имеем доступа к его разделам. Добраться до разделов поможет программа kpartx (может потребоваться установка одноименного пакета)

Sudo kpartx -av /dev/loop0

(Ключ -a - добавить разделы для заданного устройства; -v - информативный вывод)

Программа выведет имена созданных устройств для разделов диска: loop0p1 для первого раздела, loop0p2 - для второго, по аналогии с разделами обычного диска. Файлы устройств будут находиться в папке /dev/mapper

Теперь можно работать с разделами и ФС на них. Например, смонтировать бывший sda5 и записать на него файлы

Sudo mount /dev/mapper/loop0p5 /mnt

По заверешнии отмонтируйте раздел

Sudo umount /mnt

Удалите устройства-разделы с помощью kpartx

Sudo kpartx -dv /dev/loop0

и освободите loop-устройство

Sudo losetup -v -d /dev/loop0

Все! Изменения записались, а ваш образ снова стал обычным файлом

cp

Здесь мы рассмотрим бэкап с помощью утилиты cp , т.е. с использованием простого копирования. Вообще-то, это не самый оптимальный способ, и подходит он скорее для копирования системы на другой жесткий диск / раздел / компьютер, нежели для создания резервной копии.

С другой стороны, данный способ имеет ряд преимуществ:

Универсальность - cp вы найдете в любой Linux-системе

Низкая требовательность к ресурсам (вследствие отсутствия сжатия и простоты механизма)

Простота дальнейшей работы с резервной копией (добавления/изменения/удаления файлов, извлечения нужных данных и пр.)

Создание копии

Создайте точки монтирования для корневого и бэкап-разделов

Sudo mkdir /mnt/{root,backup}

Смонтируйте оба раздела

Sudo mount /dev/sdXY -o ro /mnt/root sudo mount /dev/sdXY /mnt/backup

Смонтируйте разделы для /usr, /boot и пр., если таковые имеются

Sudo mount /dev/sdXY -o ro /mnt/root/home

Создайте на бэкап-разделе папку для своего бэкапа

Sudo mkdir /mnt/backup/ubuntu

Можно начинать

Sudo cp -av /mnt/root/* /mnt/backup/ubuntu

(ключ -a включает копирование ссылок «как есть», сохранение всех возможных атрибутов файлов и рекурсивный режим. ключ -v - вывод информации о происходящем)

По завершении процесса отмонтируйте все разделы

В дальнейшем вы сможете заархивировать ваши данные любым удобным способом

Восстановление из копии

Внимание! Данный способ предполагает полный откат к состоянию на момент создания архива с заменой всех данных!

Создайте точки монтирования для разделов

Sudo mkdir /mnt/{root,backup}

Смонтируйте бэкап-раздел

Sudo mount /dev/sdXY -o ro /mnt/backup

Отформатируйте корневой раздел и разделы /usr, /boot и пр., если таковые имеются. (Про форматирование разделов с сохранением UUID см. в разделе про )

Sudo mkfs.reiserfs -l "root" /dev/sdXY sudo mkfs.ext2 -L "boot" /dev/sdXY sudo mkfs.ext4 -L "home" /dev/sdXY

Смонтируйте свежесозданные ФС

Процесс копирования происходит аналогично, только в обратном направлении

Sudo cp /mnt/backup/ubuntu/* -av /mnt/root

По завершении копирования отредактируйте fstab , исправив UUID разделов

Отмонтируйте разделы

Sudo umount /mnt/backup /mnt/root/{usr,home,}

squashfs

Смонтируйте свежесозданные ФС

Sudo mount /dev/sdXY /mnt/root sudo mount /dev/sdXY /mnt/root/usr sudo mount /dev/sdXY /mnt/root/var

Можно приступать! Для распаковки образа используется утилита unsquashfs

Sudo unsquashfs -d /mnt/root -f /mnt/backup/ubuntu-root.sqfs

(Ключ -d задает путь для распаковки, с ключом -f программа будет использовать существующие папки вместо попыток создать новые)

Как и при создании образа, вы увидите индикатор прогресса и множество другой полезной информации.

По завершении отредактируйте fstab , заменив UUID разделов на новые (если вы форматировали разделы с теми же UUID, пропустите этот шаг)

Sudo nano /mnt/root/etc/fstab

Сохраните файл и отмонтируйте все разделы

Sudo umount /mnt/backup /mnt/root{/usr,/var,}

Монтирование образа

squashfs монтируется как любой другой образ - через loop-устройство . Поддержка squashfs ядром включена во множестве дистрибутивов, в том числе и в Ubuntu, так что достаточно будет просто воспользоваться командой mount с опцией loop

Sudo mount /media/backup/ubuntu-root.sqfs -o ro,loop /mnt

(Опция ro не обязательна, т.к. записать туда все равно ничего не получится)

Теперь вы можете скопировать из образа любые нужные файлы. Добавить что-либо таким способом не получится, для этого нужно будет опять воспользоваться mksquashfs

По завершении отмонтируйте образ как обычную ФС

Sudo umount /mnt

rsync

Подобно cp , rsync работает с файлами, а не с блочными устройствами. Особенность rsync в том, что он не копирует файлы, которые уже есть в точке назначения. По умолчанию он проверяет размер и время изменения файлов, но можно проверять и хэш (обычно это делается, когда нужна повышенная безопасность).

Простое использование

Синтаксис rsync подобен cp:

Rsync -a /mnt/root /mnt/backup

Параметра -a очень часто бывает достаточно, он обеспечивает самое нужное: рекурсивное копирование директорий, сохранение информации о владельце и группе и т.д. Для отображения подробной информации о копировании используется ключ -v , с ним будьте внимательны, в потоке данных можно пропустить сообщение об ошибке. Ключ -x гарантирует, что rsync не выйдет за пределы указанной файловой системы.

В документации к rsync описана масса параметров. Например, есть такие, которые позволяют выполнять копирование по SSH, или удаляют файл из точки назначения, если он был удалён в исходной директории.

«Умное» копирование позволяет сократить время простоя системы. Запускаем rsync прямо на работающей системе, данные в которой постоянно изменяется, rsync копирует данные, скажем, в течение нескольких часов. Затем переводим систему в read-only, снова запускаем rsync , теперь он копирует только те файлы, которые изменились за эти несколько часов. Через несколько минут мы имеем полную копию исходной ФС. Время простоя при этом сократилось на порядок по сравнению с оффлайн-копированием. А в некоторых случаях будет достаточно и одного онлайн-копирования без перевода системы в read-only.

Сохранение предыдущих копий

Строго говоря rsync не является средством резервного копирования – это средство синхронизации. Это важно при создании регулярных копий, поскольку, если какой либо важный файл был удалён в рабочем каталоге источнике – rsync удалит его и в резервной копии. Для повышения сохранности данных целесообразно сохранять старые резервные копии. Однако простое сохранение нескольких копий потребует много памяти на жёстком диске. Если копии имеют много одинаковых файлов, то это приводит к ненужной избыточности. Эту проблему позволяет решить использование жёстких ссылок.

Суть состоит в том, что в современных файловых системах (в том числе Ext4) адресация файла производится в два этапа: имя файла указывает на уникальный номер файла (индексный дескриптор или i-node), а этому номеру сопоставлены сами данные. Любое имя файла это, по факту, жёсткая ссылка на этот номер. Следовательно, файл (набор данных) может иметь несколько имён и быть разных каталогах, а это позволяет устранить избыточность в случае необходимости дублирования файлов (ведь жёсткая ссылка занимает мало памяти). Сами данные не удаляются до тех пор пока не будет запрошено удаление последней жёсткой ссылки.

Существенное ограничение состоит в том, что жёсткие ссылки возможны только в пределах одной файловой системы.

Синхронизация содержимого каталога для текущей резервной копии с каталогом источником:

Rsync \ --archive \ --delete --delete-excluded \ # удаление из резервной копии несуществующих в источнике и исключённых файлов --progress \ # выводить информацию о прогрессе передачи "/home/user/Files/" \ # каталог источник "/backup/latest/" \ # каталог для текущей резервной копии --exclude ="/Public/" # исключение ненужных каталогов

В каталоге « /backup/latest/ » будет создана копия всех необходимых файлов и каталогов из источника и удалено всё лишнее.

Создание ещё одной текущей резервной копии без избыточности:

При следующем создании резервной копии rsync удалит в каталоге « /backup/latest/ » файлы которые были удалены/исключены/изменены в каталоге источнике (измененные файлы сначала удаляются, а затем записывается новая версия). Однако удалены будут лишь имена файлов (те же жёсткие ссылки), сами файлы (данные) сохранены, поскольку на них были созданы жёсткие ссылки в соседнем каталоге командой «cp».

Прочие инструменты

Существует масса приложений для создания бекапов в Linux. Можно воспользоваться поиском по слову «backup» в Центре приложений Ubuntu, чтобы найти доступные в Ubuntu программы для работы с резервными копиями.

Для корпоративной среды и просто для достаточно масштабных и критичных заданий бекапа можно порекомендовать разобраться в одной из самых популярных и мощных систем резервного копирования для Linux, которая называется Bacula

Кстати, в сети можно найти и русскоязычные руководства

Parted Magic

Parted Magic - еще один отличный, но платный дистрибутив, содержащий целую коллекцию средств для бэкапа и восстановления информации, работы с дисками и разделами, а также восстановления утерянных данных. Он поддерживает множество ФС, LVM2 и RAID (как аппаратный, так и программный) и содержит в себе таки средства как fsarchiver , GParted , вышеупомянтый Clonezilla, и все, что потребуется для описанных в этой статье способов. Кроме того, в состав дистрибутива входит веб-браузер и некоторое другое дополнительное ПО. Дистрибутив переведен на несколько языков, включая русский, и имеет полноценный графический интерфейс.

LParted

LParted - полнофункциональный LiveCD, предназначенный в первую очередь для работы с разделами жестких дисков (HDD), безвозвратного удаления или восстановления данных и тестирования оборудования. Основан LiveCD на Lubuntu Linux. LParted является функциональным аналогом Parted Magic.

Сюда бы добавить про SystemRescueCD и прочие

Ещё немного о сохранении данных

Для важных данных можно сделать зеркальный раздел на двух дисках. Для этого совсем не обязательно иметь RAID-контроллер и диски одинакового размера - можно, например, собрать зеркало из 80-гигабайтного старого винта и 80-гигабайтного же раздела на новом. Зеркалирование можно реализовать с помощью LVM или программного RAID. Однако, такой способ бесполезен в случае, например, попадания на шину +5В напряжения ~220В или падения метеорита на системный блок компьютера.

Гики-айтишники, имеющие дома свой сервер, могут расширить идею зеркалирования и использовать DRBD. Тот же RAID-1, но жёсткие диски находятся в разных компьютерах, что повышает надёжность.

Современное удобное решение - бэкапить данные в «облака», например, с помощью Ubuntu One, Dropbox, http://www.adrive.com/ и других.

Ни зеркалирование, ни репликация на Ubuntu One не спасут от случайного нажатия Delete, поэтому в любом случае делайте «классические» бэкапы. И в один прекрасный ужасный день все ваши труды и старания будут вознаграждены.