ライブCD

ライブ CD (ライブDVD、ライブ ディスク、ライブ オペレーティング システムとも呼ばれる) は、ハード ディスク ドライブからロードするのではなく、 CD-ROMまたは類似のストレージ デバイスからコンピューターのメモリに直接実行されるオペレーティング システムを含む、完全な起動可能なコンピューター インストールです。ライブ CD を使用すると、ユーザーはオペレーティング システムをインストールしたり、コンピューターの構成を変更したりすることなく、任意の目的でオペレーティング システムを実行できます。ライブ CD は、ハード ディスク ドライブなどの二次ストレージがないコンピューターでも、またはハード ディスク ドライブやファイル システムが破損しているコンピューターでも実行できるため、データの回復が可能です。

CD ドライブと DVD ドライブが徐々に廃止されるにつれて、ライブ CD の人気は低下し、ライブ USB に取って代わられました。ライブ USBは、同等のシステムをUSB フラッシュ ドライブに書き込んだもので、書き込み可能なストレージという利点もあります。ライブ CD の機能は、 USB で接続された外付けハード ディスク ドライブでも利用できます。多くのライブ CD では、ハードドライブまたは USB フラッシュ ドライブにファイルを書き込むことで 永続化できるオプションが提供されています。

多くのLinux ディストリビューションでは、 ISO イメージをCD または DVD に書き込むことができます。オープンソースのオペレーティング システムは無料で使用できますが、Windows To Goなどの一部の商用ソフトウェアでは使用にライセンスが必要です。多くのライブ CD は、データ復旧、コンピューター フォレンジック、ディスク イメージング、システム復旧、マルウェア除去に使用されます。Tailsオペレーティング システムは、ユーザーのプライバシーと匿名性を保護することを目的としており、コンピューターのハード ドライブに記録を残さずに機密文書を操作できます。^{[1] [2]}

初期のデジタル コンピュータを除くすべてのコンピュータには、何らかの最小限の組み込みローダーが組み込まれており、ストレージ メディアからプログラムまたは一連のプログラムをロードして、コンピュータを操作します。当初は、パンチ テープやパンチ カードなどの読み取り専用メディアが、最初のプログラム ロードに使用されていました。安価な読み書き可能なストレージが導入されると、読み書き可能なフロッピーディスクとハード ディスクがブート メディアとして使用されるようになりました。

オーディオ コンパクト ディスクの導入後、それは大量のコンピュータ データを保存および配布するための媒体として使用されるようになりました。このデータには、圧縮形式でパッケージ化およびアーカイブされたアプリケーションおよびオペレーティング システム ソフトウェアも含まれる場合があります。後に、最小限の動作システムでコンピュータをコンパクト ディスクから直接起動し、ハード ドライブに完全なシステムをインストールすることが便利で有用であることがわかりました。読み取り/書き込み可能な光ディスクもありますが、この目的では大量生産された読み取り専用ディスクまたは書き込み可能なディスクが使用されました。

パーソナルコンピュータに最初に搭載されたコンパクトディスクドライブは、複雑なオペレーティングシステムを実行するには一般に遅すぎた。コンピュータは光ディスクから起動するようには設計されていなかった。オペレーティングシステムがコンパクトディスクで配布されるようになると、起動フロッピーまたはCD自体が、ハードドライブにインストールするためにのみ起動するようになった。CD-ROMから直接起動できるオペレーティングシステムの初期の例としては、FM Towns OS ^[3]とVMSのDesktop-VMSディストリビューションがあり、どちらも1989年に初めてリリースされた。^{[4] [5]}

Linux カーネル上に構築されたディストリビューションの初期の開発者とユーザーは、安価な光ディスクと、急速に値下がりしているパーソナル コンピュータ用 CD ドライブを活用できましたが、Linux ディストリビューションCD または「ディストリビューション」は、一般的に、最初に対象マシンのハード ディスクに永続的にインストールする必要があるインストール パッケージのコレクションとして扱われていました。

しかし、Linux カーネル上に構築されたこれらのディストリビューションの場合、既存のオペレーティング システムのインストールと並行してハード ディスクに追加のパーティションをインストールすることに伴う困難さ、労力、およびリスクが認識されていたため、無料のオペレーティング システムは消費者市場で抵抗に遭っていました。

「ライブ CD」という用語は、一般的な PC の RAM が十分に大きくなり、52 倍速の CD ドライブと CD バーナーが PC 所有者の間で普及した後、ハード ディスク上の OS を妨げずにカーネルを起動し、X11、ウィンドウ マネージャー、および GUI アプリケーションを CD から直接実行することが最終的に便利で実用的になったために作られました。

これは Linux にとって他のオペレーティング システムとは異なる新しい状況でした。更新やアップグレードが非常に迅速にリリースされ、さまざまなディストリビューションやバージョンがオンラインで提供され、特にユーザーが独自の CD を作成していたためです。

最初のLinuxベースの「ライブ CD」は、1992～1993 年にベータ版として最初にリリースされたYggdrasil Linuxでした (1995 年に生産中止)。ただし、当時の CD-ROM ドライブのスループットが低かったため、実際には機能が制限されていました。1998 年にリリースされたDemoLinuxは、ライブ CD として特別に設計された最初の Linux ディストリビューションでした。1999年に最初にリリースされたLinuxcareブー ​​ト可能名刺 は、システム管理に焦点を当てた最初のライブ CD であり、ブート可能な名刺フォーム ファクタで配布された最初のものでした。2023 年の時点で^{[アップデート]}、Finnix (2000 年に最初にリリース) は、まだ生産されている最も古いライブ CD です。Debian派生の Linux ディストリビューションであるKnoppix は、2003 年にリリースされ、レスキュー ディスクシステムとして、またそれ自体が主要なディストリビューションとして人気を博しました。

2003 年以降、ライブ CD の人気は大幅に高まりました。これは、カスタマイズされたライブ システムの構築が非常に簡単になったLinux Live スクリプトとremastersys の登場によるところが大きいです。現在、人気のLinux ディストリビューションのほとんどにはライブ CD のバリエーションが含まれており、場合によっては、インストール メディアとして好まれることもあります。

ライブ CD は、さまざまな用途のために作成されています。特定のオペレーティング システム (通常は Linux または他の無料またはオープン ソースのオペレーティング システム) のデモや「試用」用に設計されたものもあります。ソフトウェアは、システム セットアップに干渉することなく、特定の 1 回の用途でテストしたり実行したりできます。オペレーティング システムやソフトウェアの問題により正常に機能していないシステム上のデータを利用できるようになります。たとえば、ウイルス感染が活発なマシンから、ウイルス プロセスが活発になってさらに損害を与えることなくデータを回復したり、ウイルスの除去に対する防御を回避してウイルスを除去したりすることができます。

一部のライブ CD はメモリにロードして光学ドライブを他の用途に使用できるようにできますが、CD-ROM からデータをロードするのは、通常のハード ドライブのブートよりも遅いため、大きなライブ CD イメージではこれがデフォルトになることはほとんどありません。ただし、小さなライブ CD イメージでは、RAM はハード ドライブよりもはるかに高速で、消費電力も少ないため、ファイル システムを RAM に直接ロードすると、パフォーマンスが大幅に向上します。^[6]オペレーティング システムの熟練ユーザーは、特定のオペレーティング システムまたはバージョンが特定のハードウェア構成および特定の周辺機器と互換性があるかどうか、またどの程度互換性があるかを判断するためにライブ CD を使用する場合もあります。また、購入前にどのコンピューターまたは周辺機器が動作するかを事前に知る手段としても使用できます。 ^[6]ライブ CD は、特にハード ドライブが故障した場合のハードウェアのトラブルシューティングに使用できます。また、一般的には、問題が発生した場合のリカバリ ディスクとして使用できます。一部のライブ CD は、Windows パーティション、USB ドライブ、ネットワーク ドライブ、またはその他のアクセス可能なメディアにユーザーが作成したファイルを保存できます。ライブ バックアップ CD は、開いているファイルや不整合なセットによる問題なく、ドライブのイメージを作成し、ファイルをバックアップできます。

その他の用途としては、次のものがあります。

• Linuxディストリビューションをハードドライブにインストールする
• コンピューターフォレンジック
• ウイルススキャンとマルウェア除去^[7]
• システムの修復と復元
• ソフトウェアの新バージョンのテスト
• ハードウェアのリストとテスト^[8]
• インターネットキオスクや公共のコンピュータは、再起動することで元の状態に戻すことができます。
• ゲストのための高いセキュリティ/非侵入的な環境
• パスワードのクラッキング、盗難、変更
• ネットワークセキュリティテスト
• あらゆるコンピュータのプライマリまたはバックアップオペレーティングシステムであること
• コンピュータの迅速かつ簡単なクラスタリング^[9]
• ビデオゲームをプレイしたり、別のオペレーティングシステムを必要とするアプリケーションを実行したりする
• 重要なファイルが永久に変更されない安全なサーバープラットフォームを提供する
• インターネットバンキングなどの脆弱性の高いタスクを実行するための安全で信頼性の高いプラットフォームを提供する。
• ペアレンタルコントロールやその他の制限を回避する

テーマ別のユーザー コミュニティの要件に応じて、特定の種類のアプリケーション専用のライブ CD がいくつかあります。これらの CD は、一般知識、チュートリアル、仕様、試用データなど、主題のアプリケーションのニーズに合わせて調整されています。

これらのトピックの一部はサブトピックをカバーしています。たとえば、IT 管理はファイアウォール、レスキュー、セキュリティなどに分類されます。ライブ CD のタイプによって異なります。場合によっては、特定のライブ DVD で複数のトピックがカバーされることもあります。

ソフトウェア アプライアンスをインストール可能なライブ CD またはライブ ISO として パッケージ化すると、単一のイメージを実際のハードウェアとほとんどの種類の仮想マシンの両方で実行できるため、多くの場合メリットがあります。

これにより、開発者は複数の互換性のない仮想マシンイメージ形式のサポートに伴う複雑さを回避し、代わりに最も共通する要素に集中できるようになります。

通常、ライブ CD からマシンを起動した後、アプライアンスは非永続的なデモ モードで実行されるか、ユーザーの要求に応じて使用可能なストレージ デバイスに自動的にインストールされます。

ライブ CD ISO イメージ上のファイルは、Microsoft WindowsではDaemon Toolsなどのディスク イメージ エミュレーターを使用して、Unixバリアントではループ デバイスをマウントしてアクセスできます。Windows の以降のバージョン (Windows 8 以降) および以前のバージョンで使用可能なソフトウェアでは、ISO をボリュームとしてマウントできます。

ライブ CD のファイルシステムをマウントした後、マウントされたファイルシステムに chroot することで、ライブ CD 上のソフトウェアを起動せずに直接実行できます。

ライブCD ISOイメージは、 VirtualBoxやVMware Workstationなどの仮想マシンソフトウェアでマウントすることも、 SYSLINUXを使用してライブUSBに変換することもできます。特別なツールを使用すると、このプロセスを自動化できます。^[10]

ライブ CD の初期化中に、ユーザーは通常、1 つ以上のブート コードを使用してブート動作を変更します。これらはディストリビューションごとに異なりますが、ほとんどの場合、最初のブート画面でファンクション キーの 1 つを使用してアクセスできます。

一部のライブ CD には、デスクトップ アイコンから起動できるインストール ユーティリティが付属しており、オプションでシステムをハード ドライブまたはUSB フラッシュドライブにインストールできます。ほとんどのライブ CD は、内部および/または外部ハード ドライブ、ディスケット、および USB フラッシュ ドライブ 上の情報にアクセスできます。

ライブCDは通常、読み取り専用メディアで配布され、追加のソフトウェアをインストールするには、再書き込み可能なメディア（ハードドライブまたはCDライター）にコピーするか、完全にリマスターする必要がありますが、例外もあります。Puppy Linuxがオープンマルチセッションメディアに記録されている場合、使用中に行われた変更（ファイルの作成、プログラムのインストール、設定のカスタマイズなど）は、ブートメディアの新しいセッションに書き込まれ、^[11]以降のブートまで保持されます。

「ライブ CD」という用語は、ホスト コンピュータにインストールせずに実行できるオペレーティング システムとソフトウェアを含む CD を指すようになりました。ライブで使用できるオペレーティング システムには、AmigaOS 4、Amithlon、AROS、FreeBSD、FreeDOS、クラシック Mac OS、macOS、Microsoft Windowsインストールおよび修復ディスク、OS/2、ReactOS、NetBSD、OpenBSD、MINIX 3、Bell Labs の Plan 9、MorphOS、OpenSolaris、BeleniX 、およびSolarisベースのその他のオペレーティング システムがあります。CD から起動可能な Microsoft Windows のメンテナンス バージョンには、 BartPE、Windows PE、および以前は Emergency Repair Disk Commander (ERD Commander) と呼ばれていた Microsoft Diagnostics and Recovery Toolset (DaRT)などがあります。

CD 上で「ライブ」操作をサポートする最初のパーソナル コンピュータ オペレーティング システムは、おそらくAmigaOSでしょう。これは、1990 年にAmiga CDTVで CD から起動できました。^{[引用が必要]}。ライブ OS の初期の例としては、もちろんフロッピーから使用されるオペレーティング システムがあり、最も広く普及しているのはDOSです。

しかし、光メディア上の以前のオペレーティング システムとは異なり、Linux と OS/2 の「ライブ CD」は、ハード ディスク ドライブなどの他のメディアにインストールしなくても実行できるように特別に設計されました。ライブ CD のコンセプトは、Linux を宣伝し、Microsoft Windows が既にインストールされている従来のパーソナル コンピュータ上で、無料のオープン ソースオペレーティング システムの能力を紹介することを目的としていました。^{[引用が必要]}

PCでは、起動可能なコンパクト ディスクは一般に、1994 年に導入されたEl Torito仕様に準拠しています。Linux ベースのライブ CD の多くは、圧縮されたファイル システム イメージを使用します。多くの場合、 cloop圧縮ループバック ドライバー、またはsquashfs圧縮ファイル システムが使用されます。これにより、有効なストレージ容量が一般に 2 倍になりますが、アプリケーションの起動は遅くなります^{[引用が必要]}。

結果として得られる環境は非常に充実しており、典型的なKnoppixシステムには約 1,200 個の個別のソフトウェア パッケージが含まれています。ライブ CD は、高度な自動構成とプラグ アンド プレイ機能をサポートしていることで定評があります。これは、ユーザーが起動するたびにシステムを構成する必要がないようにし、オペレーティング システムを初めて使用するユーザーでも簡単に使用できるようにするために必要になったものです。

CD-ROM などの読み取り専用ファイル システムには、現在作業中のデータを保存できないという欠点があります。このため、読み取り専用ファイル システムは、RAM ディスクの形式で一時的に書き込み可能なファイル システムと統合されることがよくあります。多くの場合、デフォルトの Linuxディレクトリ" /home" (ユーザーの個人ファイルと設定ファイルを含む) と " /var" (変数データを含む) は、システムによって頻繁に更新されるため、ramdisk に保存されます。Puppy Linux やその他のライブ CD では、設定ファイルと追加ファイルを書き込んで、後のセッションで使用することができます。

最近のライブ CD では、 UnionFS、AuFS、EWFなどの透過的な技術を使用して、読み取り専用ファイル システムがRAM ドライブと統合されています。syslinux などのブート ローダーは、USB メモリ デバイスから ISO ファイルを起動できます。

ライブ CD は、Linux カーネル 2.6に基づくすべてのディストリビューションに共通するudev 、hotplug、hal、udisk などの機能を使用して、さまざまなハードウェア (ネットワーク カード、グラフィック カードなどを含む) をリアルタイムで検出して使用できる必要があります。

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