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ディスククローニングとは、ハードウェアまたはソフトウェア技術を使用して、ハードディスクやソリッドステートドライブなどのデジタルストレージドライブ上のすべてのデータを複製するプロセスです。 [ 1 ]ファイルコピーとは異なり、ディスククローニングでは、ドライブ上のファイルシステム、パーティション、ドライブメタデータ、およびスラック領域も複製されます。 [ 2 ]ドライブをクローニングする一般的な理由には、データのバックアップとリカバリ、大量展開のためのコンピュータ構成の複製、デジタルフォレンジック目的でのデータ保存などがあります。[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ]ドライブクローニングは、クローンされたデータが別のドライブに直接コピーされるのではなく、別のドライブ上の 1 つ以上のファイルに保存されるドライブイメージングと組み合わせて使用できます。
ディスククローニングは、ソースドライブと呼ばれるドライブの内容をコピーすることによって行われます。「ディスククローニング」と呼ばれていますが、USB、NVMe、SATAを介してコンピュータに接続されるあらゆる種類のストレージメディアをクローンできます。少量のデータが読み取られ、コンピュータのメモリに保持されます。その後、データは別の（宛先）ドライブに直接書き込まれるか、ディスクイメージに書き込まれます。
通常、宛先ドライブはコンピュータに接続されます（図 1）。接続後、ディスク クローナーを使用してクローン自体を実行します。コンピュータを必要としないハードウェア ベースのドライブ クローナーを使用することもできます。[ 5 ]ただし、ソフトウェア クローナーは、不要なデータの複製を除外してクローン時間を短縮できるため、柔軟性が高くなります。たとえば、ファイルシステムとパーティションはソフトウェアによってサイズ変更できるため、使用済み領域の合計と同じかそれ以上のドライブにデータをクローンできます。ほとんどのハードウェア ベースのクローナーは、使用済み領域の一部しか使用していなくても、宛先ドライブがソース ドライブと同じサイズである必要があります。[ 5 ]一部のハードウェア クローナーは使用済み領域のみをクローンできますが、はるかに高価になる傾向があります。
ディスククローニングの一般的な用途は展開です。たとえば、同様のハードウェアを備えたコンピュータのグループは、構成をクローンすることで、はるかに迅速にセットアップできます。教育機関では、学生は通常、学習のためにコンピュータを実験することが期待されています。ディスククローニングは、コンピュータをクリーンに保ち、正しく構成するのに役立ちます。[ 6 ]さらに、オペレーティングシステムのインストールは迅速ですが、プログラムのインストールと一貫した構成の確保には時間がかかります。したがって、ディスククローニングは、この管理上の課題を軽減することを目的としています。
ディスククローニングの最も一般的な用途の 1 つは、デジタルフォレンジック目的です。[ 7 ]これは、後で分析するために、データが取得された時点で保存されることを保証することを目的としています。[ 8 ]フォレンジック目的でディスクをクローニングする技術は、他の目的でドライブをクローニングする技術とは異なります。通常、クローニングプロセス自体がデータに干渉してはなりません。システムにソフトウェアをインストールできないため、一般的にはハードウェアベースのクローナーを使用してデータを別のドライブまたはイメージに複製します。[ 1 ]さらに、ハードウェアベースのクローナーには書き込みブロック機能もあり、書き込みコマンドをインターセプトしてデータがドライブに書き込まれるのを防ぎます。[ 8 ]
ディスククローニングは、クローンを開始した時点のデータの複製を作成することで、バックアップソリューションとして使用できます。[ 9 ]クローンは、破損したデータベースなどの破損したファイルを復元するために使用できます。最新のソフトウェアソリューションでは、バックアップソリューションを作成するために、ディスククローニング技術とディスクイメージング技術を組み合わせることは珍しくありません。
より大容量または高速なドライブへのアップグレードは、システムにインストールされた新しいドライブに古いドライブをクローンすることで容易になります。これにより、アプリケーション、ドライバ、およびオペレーティングシステムを手動で再インストールする必要が軽減されます。[ 10 ]この手順は、機械式ハードディスクドライブからソリッドステートドライブへの移行時に使用できます。[ 11 ]最新のクローン作成ソフトウェアは、共通のインターフェースを介してストレージデバイスと通信する傾向があるため、任意のストレージデバイスをクローンして移行できます。場合によっては、宛先ドライブからの起動が失敗し、新しいクローンを起動可能にするためにコンピュータのUEFIまたはBIOSで調整が必要になることがあります。[ 12 ]
ドライブのクローンを作成する際には、考慮すべき技術的な課題がいくつかあります。
多くの場合、クローン作成ソフトウェアは、クローン対象のドライブのいずれかで実行されているオペレーティングシステム内で動作します。そのため、ドライブの内容をファイルであってもクローンしようとすると、データ破損が発生します。したがって、ドライブクローナーは、読み取り時にソースドライブのデータが一貫した状態を維持するようにする必要があります。さらに、ユーザーがコンピュータのシステムドライブにクローンを作成したい場合、オペレーティングシステムが実行中は通常、この操作は実行できません。
CloneZillaなどのソフトウェアで利用されている、使用中のドライブをクローンする一般的な解決策は、Linuxベースのオペレーティングシステムから起動して、ドライブをコピーおよび/または上書きすることです。[ 6 ] [ 13 ]この方法は、常に稼働している必要があり、バックアップ（またはクローン）操作を実行するために定期的にシャットダウンできないサーバーには適していません。[ 14 ]さらに、Linuxベースのオペレーティングシステムは、システムのハードウェアに適したドライバを提供する必要があります。ソースドライブと宛先ドライブ、およびUSB、テープデバイス、ネットワークドライバなど、クローン操作を容易にするために接続されているストレージにもドライバが必要です。
サーバーベースのオペレーティングシステムの中には、これらの課題を克服するために、システム実行中にドライブを安全にバックアップできるメカニズムを組み込んでいるものがあります。たとえば、Windows Server 2003 (以降) にはボリューム シャドウ サービス(VSS) が含まれています。[ 14 ] [ 15 ] VSS はドライブのスナップショットを取得し、変更がスナップショットに書き込まれないようにします。[ 16 ]スナップショットは、ソフトウェアによってバックアップ (またはクローン) されるシャドウ ボリュームと呼ばれる仮想ドライブを作成します。
ディスクのクローン作成は、特に大容量ディスクの場合、時間がかかることがあります。これは、ほとんどのデータが未割り当てのドライブ領域に存在する場合でも、真のクローンを作成するにはディスク上のすべてのデータをコピーする必要があるためです。[ 1 ]ソフトウェアソリューションは、使用中の領域を特定し、使用済みのデータのみをコピーすることで、ドライブのクローン作成に必要な時間を短縮できます。一部のドライブクローナーは、マルチスレッドを使用してクローン作成操作をさらに高速化します。[ 1 ]