Imagen de disco

Una imagen de disco es una instantánea de la estructura y los datos de un dispositivo de almacenamiento que normalmente se almacenan en uno o más archivos de computadora en otro dispositivo de almacenamiento. Tradicionalmente, las imágenes de disco eran copias bit a bit de cada sector en un disco duro, a menudo creadas con fines forenses digitales, pero ahora es común copiar solo los datos asignados para reducir el espacio de almacenamiento. La compresión y la deduplicación se usan comúnmente para reducir el tamaño del conjunto de archivos de imagen. La creación de imágenes de disco se realiza para una variedad de propósitos, incluidos el análisis forense digital, la computación en la nube, la administración del sistema, como parte de una estrategia de copia de seguridad y la emulación heredada como parte de una estrategia de preservación digital. Las imágenes de disco se pueden hacer en una variedad de formatos dependiendo del propósito. Las imágenes de disco virtual (como VHD y VMDK) están destinadas a la computación en la nube, las imágenes ISO están destinadas a emular medios ópticos y las imágenes de disco RAW se utilizan con fines forenses. El software de creación de imágenes de disco suele utilizar formatos propietarios. A pesar de los beneficios de las imágenes de disco, los costos de almacenamiento pueden ser altos, la administración puede ser difícil y su creación puede llevar mucho tiempo.

Antecedentes

Las imágenes de disco se usaban originalmente (a fines de la década de 1960) para realizar copias de seguridad y clonar discos de medios de disco de mainframe. Los primeros eran tan pequeños como 5 megabytes y tan grandes como 330 megabytes, y el medio de copia era la cinta magnética, que llegaba a los 200 megabytes por carrete. Las imágenes de disco se hicieron mucho más populares cuando los medios de disquete se hicieron populares, donde la replicación o el almacenamiento de una estructura exacta era necesaria y eficiente, especialmente en el caso de disquetes protegidos contra copias.

La creación de imágenes de disco se denomina creación de imágenes de disco y, a menudo, requiere mucho tiempo, incluso con una computadora rápida, porque se debe copiar todo el disco. Por lo general, la creación de imágenes de disco requiere un programa de creación de imágenes de disco de terceros o un software de copia de seguridad. El software requerido varía según el tipo de imagen de disco que se necesita crear. Por ejemplo, RawWrite y WinImage crean archivos de imágenes de disquetes para MS-DOS y Microsoft Windows. En Unix o sistemas similares, el programa dd se puede usar para crear imágenes de disco sin formato. Apple Disk Copy se puede usar en los sistemas Classic Mac OS y macOS para crear y escribir archivos de imagen de disco.

El software de creación para CD/DVD, como Nero Burning ROM, puede generar y cargar imágenes de disco para medios ópticos. Una grabadora de disco virtual o grabadora virtual es un programa informático que emula un dispositivo de creación de discos real, como una grabadora de CD o de DVD. En lugar de escribir datos en un disco real, crea una imagen de disco virtual. Una grabadora virtual, por definición, aparece como una unidad de disco en el sistema con capacidades de escritura (a diferencia de los programas de creación de discos convencionales que pueden crear imágenes de discos virtuales), lo que permite que el software que puede grabar discos cree discos virtuales.

Usos

Informática forense

La creación de imágenes forenses es el proceso de creación de una copia bit a bit de los datos del disco, incluidos archivos, metadatos, información de volumen, sistemas de archivos y su estructura. A menudo, estas imágenes también se procesan para verificar su integridad y que no hayan sido alteradas desde que se crearon. A diferencia de las imágenes de disco para otros fines, las aplicaciones forenses digitales toman una copia bit a bit para garantizar la solidez forense. El objetivo de generar imágenes del disco no es solo descubrir pruebas conservadas en información digital, sino también examinar el disco para recopilar pistas sobre cómo se cometió el delito.

Computación en la nube

En la computación en la nube, la creación de una imagen de disco de medios ópticos o una unidad de disco duro generalmente se realiza para que el contenido esté disponible para una o más máquinas virtuales. Las máquinas virtuales emulan una unidad de CD/DVD leyendo una imagen ISO. Esto también puede ser más rápido que leer desde el medio óptico físico. Además, hay menos problemas de desgaste. Una unidad de disco duro o una unidad de estado sólido en una máquina virtual se implementa como una imagen de disco (es decir, el formato VHD utilizado por Hyper-V de Microsoft, el formato VDI utilizado por VirtualBox de Oracle Corporation, el formato VMDK utilizado para las máquinas virtuales de VMware o el formato QCOW utilizado por QEMU). Las imágenes del disco duro virtual tienden a almacenarse como una colección de archivos (cada uno de los cuales suele tener un tamaño de 2 GB) o como un solo archivo. Las máquinas virtuales tratan el conjunto de imágenes como una unidad física.

Administración del sistema

Implementación rápida de sistemas clónicos

Las instituciones educativas y las empresas a menudo pueden necesitar comprar o reemplazar sistemas informáticos en grandes cantidades. La creación de imágenes de disco se usa comúnmente para implementar la misma configuración en todas las estaciones de trabajo. Por lo general, el software de creación de imágenes de disco (como Ghost o Clonezilla) se usa para crear una imagen de un sistema completamente configurado. Luego, esta imagen se escribe en el disco duro de una computadora, lo que a veces se describe como restaurar una imagen. Esta restauración a veces se realiza a través de una red informática mediante multidifusión o BitTorrent a dispositivos que necesitan restaurar su configuración. Esto reduce la necesidad de mantener y actualizar los sistemas individuales manualmente. La generación de imágenes también es más fácil que los métodos de configuración automatizados porque un administrador no necesita tener conocimiento de la configuración anterior para copiarla. La creación de imágenes de disco requiere que todos los dispositivos sean idénticos y no proporciona flexibilidad para ajustar la configuración.

La implementación de imágenes basadas en la red generalmente usa un servidor PXE para iniciar un sistema operativo mínimo a través de la red que contiene los componentes necesarios para generar imágenes o restaurar medios de almacenamiento en una computadora. Esto generalmente se usa junto con un servidor DHCP para automatizar la configuración de los parámetros de red, incluidas las direcciones IP. Por lo general, la multidifusión, la transmisión o la unidifusión se utilizan para restaurar una imagen en muchas computadoras a la vez, pero estos enfoques no funcionan bien si una o más computadoras experimentan un problema como la pérdida de paquetes UDP. Como resultado, algunas soluciones de imágenes utilizan el protocolo BitTorret para transferir los datos.

Estrategia de copia de seguridad

Una imagen de disco contiene todos los archivos, replicando fielmente todos los datos, incluidos los atributos del archivo y el estado de fragmentación del archivo. Por este motivo, también se utiliza para realizar copias de seguridad de medios ópticos (CD, DVD, etc.), y permite la recuperación exacta y eficiente después de experimentar con modificaciones en un sistema o máquina virtual. Por lo general, la creación de imágenes de disco se puede utilizar para restaurar rápidamente un sistema completo a un estado operativo después de un desastre.

Preservación digital

Por lo general, se requiere que las bibliotecas y los museos archiven y conserven digitalmente la información sin alterarla de ninguna manera. Los emuladores suelen utilizar imágenes de disco para emular disquetes que se han conservado. Esto suele ser más sencillo de programar que acceder a una unidad de disquete real (particularmente si los discos están en un formato no compatible con el sistema operativo host) y permite administrar una gran biblioteca de software. La emulación también permite que las imágenes de disco existentes se pongan en un formato utilizable aunque los datos contenidos en la imagen ya no se puedan leer sin la emulación.

Limitaciones

Las imágenes de disco a veces pueden ser más lentas que leer directamente desde el disco debido a una sobrecarga de rendimiento. Otras limitaciones pueden ser la falta de acceso al software necesario para leer el contenido de la imagen. Por ejemplo, antes de Windows 8, se requería software de terceros para montar imágenes de disco. La creación de imágenes de disco requiere mucho tiempo y los requisitos de espacio son elevados. Cuando se crean imágenes de varias computadoras con solo diferencias menores, se duplican muchos datos innecesariamente, lo que desperdicia espacio.

Velocidad y fracaso

La generación de imágenes del disco puede ser lenta, especialmente para los dispositivos de almacenamiento más antiguos. Un DVD típico de 4,7 GB puede tardar una media de 18 minutos en duplicarse. Los disquetes leen y escriben mucho más lento que los discos duros. Por lo tanto, a pesar de su pequeño tamaño, puede llevar varios minutos copiar un solo disco. En algunos casos, la creación de imágenes del disco puede fallar debido a sectores defectuosos o al desgaste físico del dispositivo de origen. Las utilidades como dd no están diseñadas para reconocer o hacer frente a fallas. Por lo tanto, cualquier falla resulta en la imposibilidad de crear una imagen de la unidad.