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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読み込むのではなく、 CD-ROMなどの記憶媒体から直接コンピュータのメモリに読み込まれる、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インストールです。ライブCDを使用すると、ユーザーはインストールしたりコンピュータの設定を変更したりすることなく、あらゆる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記憶装置がないコンピュータや、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でも実行できるため、データの復旧が可能です。
CDやDVDドライブが徐々に姿を消していくにつれ、ライブCDの人気は低下し、代わりにライブUSBが登場しました。ライブUSBは、 USBフラッシュドライブに書き込まれた同等のシステムであり、書き込み可能なストレージという利点も備えています。ライブCDの機能は、 USB接続の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は、ファイルをハードドライブやUSBフラッシュドライブに書き込むことで、永続性を確保するオプションを提供しています。
多くのLinux ディストリビューションでは、CD や DVD に書き込むためのISO イメージが提供されています。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などの商用ソフトウェアは使用するため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 フォレンジック、ディスク イメージング、システム復旧、マルウェア駆除に使用されます。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るようにします。[ 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搭載されており、これが記憶媒体からプログラムまたは一連のプログラムをロードし、コンピュータを動作させる。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媒体が初期プログラムのロードに使用されていた。安価な読み書き可能な記憶媒体の登場により、読み書き可能なフロッピーディスクやハードディスクがブート媒体として使用されるようになった。
オーディオコンパクトディスクの登場後、それは大量のコンピュータデータを保存・配布する媒体として利用されるようになった。このデータには、アプリケーションやオペレーティングシステムソフトウェアも含まれ、圧縮形式でパッケージ化されアーカイブされることもある。その後、コンパクトディスクから直接コンピュータを起動することが便利で有用であることが認識され、多くの場合、最小限の動作システムからハードドライブにフルシステムをインストールするようになった。読み書き可能な光ディスクも存在するが、この目的には、大量生産された読み取り専用ディスクまたは書き込み専用ディスクが使用された。
パーソナルコンピュータに搭載された初期の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的に速度が遅すぎました。コンピュータは光ディスクから起動するように設計されていませんでした。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、起動フロッピーディスクまたはCD自体が、ハードドライブにインストールするためだけに起動するようになりました。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ました。[ 4 ] [ 5 ]
Linuxカーネルをベースにしたディストリビューションの初期の開発者やユーザーは、安価な光ディスクや急速に価格が下落していたパーソナルコンピュータ用CDドライブを利用できたものの、LinuxディストリビューションCD、いわゆる「ディストロ」は、一般的に、まずターゲット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のあるインストールパッケージの集合体として扱われていた。
しかし、Linuxカーネルをベース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た。
「ライブCD」という用語は、一般的なPCのRAM容量が十分に大きくなり、52倍速のCDドライブやCDライターがPCユーザーの間で広く普及したことで、ハードディスク上のOSに影響を与えることなく、CDから直接カーネルを起動し、 X11 、ウィンドウマネージャ、GUIアプリケーションを実行することが便利で実用的になったことから生まれた。
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だった。なぜなら、アップデートやアップグレードが非常に速いペースでリリースされ、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、そして何よりもユーザーが自分でCDを焼いていたからだ。
最初のLinuxベースの「ライブCD」は、1992年から1993年にかけてベータ版としてリリースされたYggdrasil Linux （1995年に生産終了）でしたが、当時のCD-ROMドライブの低スループットのため、実際にはその機能は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年に初めてリリースされたLinuxcareブータブル名刺は、システム管理に焦点を当てた最初のライブCDであり、ブータブル名刺の形式で配布された最初のライブCDでした。2023年現在Finnix（2000年春に初リリース）は、現在も生産されているライブCDの中で最も古いものです。それに続いて、DebianベースのLinuxディストリビューションであるKnoppixが2000年秋に初リリースされ、レスキューディスクシステムとしても、それ自体が主要なディストリビューションとしても人気を博しました。
2003年以降、ライブCDの人気は大幅に高まった。これは、Linux Liveスクリプトやremastersysといったツールによって、カスタマイズされたライブシステムを簡単に構築できるようになったことが一因である。現在では、多くの人気LinuxディストリビューションにライブCD版が付属しており、場合によってはインストール媒体として推奨されている。
ライブCDは、さまざまな用途向けに作られています。特定のオペレーティングシステム（通常はLinuxやその他のフリー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」を目的としたものもあります。システム設定に干渉することなく、ソフトウェアをテストしたり、特定の用途にのみ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で正常に動作しないシステム上のデータも利用可能になります。例えば、ウイルス感染が活発なマシンから、ウイルスプロセスがアクティブになってさらなる被害を引き起こすことなくデータを復元したり、ウイルスの駆除に対する防御を回避してウイルスを削除したりできます。
ライブ CD の中には、メモリにロードして光学ドライブを他の用途に解放できるものもありますが、CD-ROM からデータをロードするのは、一般的なハード ドライブからのブートよりも遅いため、大きなライブ CD イメージではデフォルトになることはほとんどありません。しかし、小さなライブ CD イメージでは、ファイルシステムを直接 RAM にロードすることで、パフォーマンスが大幅に向上する可能性があります。これは、RAM がハード ドライブよりもはるかに高速で、消費電力も少ないためです。[ 6 ]オペレーティングシステムの熟練ユーザーは、ライブ CD を使用して、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どの程度互換性があるかを判断したり、購入前にどのコンピュータまたは周辺機器が動作するかを事前に知る方法として使用することもできます。[ 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、より一般的には、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、ユーザーが作成したファイルを 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、以下のようなものがあります。
複数のライブCDは、テーマ別のユーザーコミュニティのニーズに応じて、特定のアプリケーションタイプに特化しています。これらのCDは、一般的な知識、チュートリアル、仕様、試用データなど、対象となるアプリケーションのニーズに合わせて作成されています。
これらのトピックの中には、さらに細分化されたサブトピックが含まれているものもあります。例えば、IT管理はファイアウォール、レスキュー、セキュリティなどといったライブCDの種類に細分化されます。場合によっては、特定のライブDVDが複数のトピックを網羅していることもあります。
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ことは、単一のイメージが実機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、多くの場合有益です。
これにより、開発者は互換性のない複数の仮想マシンイメージ形式をサポートする際に伴う複雑さを回避し、代わりに最小公倍数に集中することができる。
通常、ライブCDからマシンを起動すると、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利用可能なストレージデバイスにインストールされます。
ライブCD ISOイメージ内のファイルには、Microsoft WindowsではDaemon Toolsなどのディスクイメージエミュレータを使用してアクセスできます。また、Unix系OSではループデバイスをマウントすることでアクセスできます。Windowsの最新バージョン（Windows 8以降）および以前のバージョンに対応したソフトウェアでは、ISOイメージ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を起動することなく、ライブCD上のソフトウェアを直接実行できます。
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、ユーザーは通常、起動動作を変更するために1つ以上のブートコードを使用することがあります。これらはディストリビューションによって異なりますが、多くの場合、最初の起動画面でファンクションキーのいずれか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、必要に応じて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、内蔵および/または外付けハードドライブ、フロッピーディスク、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るため、追加のソフトウェアをインストールするには、書き換え可能なメディア (ハード ドライブや CD ライターなど) にコピーするか、完全に再マスタリングする必要があります。ただし、例外もあります。Puppy Linux がオープンな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 (作成されたファイル、インストールされたプログラム、カスタマイズされた設定など) は、ブート メディア[ 11 ]の新しいセッションに書き込まれ、その後のブートでも保持されます。
「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全般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のインストールディスクと修復ディスク、OS/2、ReactOS、NetBSD、OpenBSD、MINIX 3、ベル研究所のPlan 9、MorphOS、OpenSolaris、BeleniX、その他Solarisベースのものなどがあります。CDから起動できるMicrosoft Windowsのメンテナンスバージョンには、 BartPE、Windows PE、Microsoft Diagnostics and Recovery Toolset (DaRT) (以前はEmergency Repair Disk Commander (ERD Commander)として知られていた)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用オペレーティングシステムは、1990 年にAmiga CDTVで CD から起動できたAmigaOSだったかもしれません。ライブ OS の初期の例としては、もちろんフロッピーディスクから使用するオペレーティングシステムがあり、最も広く普及したのはDOSです。
しかし、従来の光ディスクメディア上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することなく実行できるように特別に設計されていました。ライブCDのコンセプトは、Linuxを普及させ、Microsoft Windowsが既にインストールされている一般的なパーソナルコンピュータ上で、この無料のオープンソースオペレーティングシステムの機能を披露することを目的としていました。
PCでは、起動可能なコンパクト ディスクは一般的に1994 年に導入されたEl Torito仕様に準拠しています。多くの Linux ベースのライブ CD は圧縮ファイルシステム イメージを使用しており、多くの場合、cloop圧縮ループバック ドライバまたはsquashfs圧縮ファイルシステムを使用して、アプリケーションの起動は遅くなりますが、実効ストレージ容量は通常 2 倍になります。
その結果、非常に豊富な環境が実現します。典型的なKnoppixシステムには、約1,200も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、高度な自動構成機能とプラグアンドプレイ機能をサポートすることで定評があります。これは、ユーザーがシステムを起動するたびに構成する必要性をなくし、オペレーティングシステムを初めて使うユーザーでも簡単に利用できるようにするために、必然的に生まれたものです。
CD-ROMなどの読み取り専用ファイルシステムには、現在の作業データを保存できないという欠点があります。そのため、読み取り専用ファイルシステムは、RAMディスクの形で一時的な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。Linuxのデフォルトディレクトリ「/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、システムが頻繁に更新するため、多くの場合RAMディスクに保持されます。Puppy Linuxやその他のライブCDでは、設定ファイルや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。
最新のライブCDでは、読み取り専用ファイルシステムがUnionFS、AuFS 、 EWFなどの透過的な技術を用いてRAMドライブと統合されています。syslinuxのようなブートローダーは、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、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）をリアルタイムで検出して使用できる必要があり、多くの場合、Linuxカーネル2.6をベースとした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ます。