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디스크 복제

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목차

1. 개요

디스크 복제는 소스 드라이브의 내용을 다른 저장 매체로 복사하는 과정이다. USB, NVMe, SATA 등 다양한 유형의 저장 장치에서 수행할 수 있으며, 하드웨어 또는 소프트웨어 복제기를 사용한다. 디스크 복제는 시스템 배포 및 관리, 데이터 백업 및 복구, 시스템 마이그레이션, 디지털 포렌식 등 다양한 분야에서 활용되며, 운영 체제 실행 중인 드라이브 복제 시 데이터 일관성을 유지하는 것이 기술적인 과제이다. 복제 속도를 향상시키기 위해 멀티스레딩 기술 등이 사용된다.

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디스크 복제
디스크 복제
디스크 복제
디스크 복제 과정의 예
개요
정의디스크 복제는 디지털 저장 드라이브에 있는 모든 데이터의 복사본을 만드는 프로세스이다.
목적드라이브를 새 드라이브로 업그레이드
여러 컴퓨터를 동일한 구성으로 설정
백업 목적으로 드라이브의 이미지를 생성
방법드라이브를 다른 드라이브로 복제
드라이브의 이미지를 파일로 생성
응용 분야컴퓨터 포렌식
데이터 복구
시스템 관리
기술적 측면
작동 원리디스크 복제 소프트웨어는 일반적으로 섹터별 복사를 수행한다.
장점모든 데이터, 운영 체제, 응용 프로그램 및 설정을 포함하는 드라이브의 정확한 사본을 생성한다.
단점시간이 오래 걸릴 수 있으며, 대상 드라이브의 크기가 원본 드라이브보다 크거나 같아야 한다.
데이터 무결성디스크 복제는 원본 드라이브의 데이터를 변경하지 않고 보존한다.
유형
섹터별 복제드라이브의 모든 섹터를 복사한다.
파일별 복제드라이브의 파일만 복사한다.
응용 프로그램
컴퓨터 포렌식원래 증거를 변경하지 않고 연구 목적으로 드라이브의 정확한 복사본을 생성하는 데 사용된다.
데이터 복구손상되거나 실패한 드라이브에서 데이터를 복구하는 데 사용된다.
시스템 배포여러 컴퓨터를 동일한 구성으로 신속하게 설정하는 데 사용된다.
고려 사항
라이선스일부 디스크 복제 소프트웨어는 상업용 라이선스가 필요할 수 있다.
호환성디스크 복제 소프트웨어가 운영 체제 및 하드웨어와 호환되는지 확인해야 한다.
보안디스크 복제 프로세스가 안전하고 무단 액세스로부터 보호되는지 확인해야 한다.

2. 동작 원리

디스크 복제는 소스 드라이브의 내용을 섹터 단위로 읽어 대상 드라이브에 동일하게 기록하는 방식으로 작동한다. 이 과정에서 파일 시스템, 파티션 정보, 운영 체제, 응용 소프트웨어 등 모든 데이터가 복제된다.

2. 1. 기본 절차

일반적으로 디스크 복제 소프트웨어를 사용하지 않고 컴퓨터 하드 디스크를 준비하려면, 각 컴퓨터에 다음 단계를 적용해야 한다.

# 하나 이상의 디스크 파티션을 만든다.

# 각 파티션을 포맷하여 파일 시스템을 해당 파티션에 만든다.

# 운영 체제를 설치한다.

# 특정 하드웨어를 위해 장치 드라이버를 설치한다.

# 응용 소프트웨어를 설치한다.

그러나 디스크 복제를 이용하면 다음과 같이 간단해진다.

# 위와 같이 컴퓨터를 설치한다.

# 하드 디스크 이미지를 만든다. (선택 사항)

# 첫 번째 디스크나 디스크 이미지를 나머지 컴퓨터에 복제한다.

이러한 방법은 복구 디스크로도 이용된다.

2. 2. 복제 방식

디스크 복제는 소스 드라이브의 내용을 복사하여 수행된다. "디스크 복제"라고 불리지만, USB, NVMe, SATA 등 컴퓨터에 연결되는 모든 유형의 저장 매체가 복제될 수 있다. 소량의 데이터가 컴퓨터의 메모리에 저장된 후, 다른 대상 드라이브 또는 디스크 이미지에 직접 기록된다.

일반적으로 대상 드라이브는 컴퓨터에 연결된다. ('''그림 1''' 참고) 연결되면 디스크 복제기를 사용하여 복제를 수행한다. 컴퓨터가 필요 없는 하드웨어 기반 드라이브 복제기를 사용할 수 있다.[5] 그러나 소프트웨어 복제기는 원치 않는 데이터를 복제에서 제외하여 복제 시간을 줄일 수 있어 더 큰 유연성을 제공한다. 예를 들어, 소프트웨어는 파일 시스템 및 파티션 크기를 조정하여 사용된 총 공간과 같거나 더 큰 드라이브로 데이터를 복제할 수 있다. 대부분의 하드웨어 기반 복제기는 공간의 일부만 사용하더라도 대상 드라이브가 소스 드라이브와 동일한 크기여야 한다.[5] 일부 하드웨어 복제기는 사용된 공간만 복제할 수 있지만 훨씬 더 비싼 경향이 있다.

'''그림 1''': 드라이브 복제(소스 드라이브)를 다른 드라이브(대상 드라이브)로 복제하기 위해 두 개의 드라이브를 컴퓨터에 연결하는 모습


디스크 복제의 가장 일반적인 응용 분야 중 하나는 디지털 포렌식 목적이다.[6] 이는 나중에 분석할 수 있도록 데이터를 획득한 시점에 보존하는 것을 목표로 한다.[7] 포렌식 목적으로 디스크를 복제하는 기술은 다른 목적으로 드라이브를 복제하는 것과는 다르다. 일반적으로 복제 프로세스 자체가 데이터에 간섭해서는 안 된다. 시스템에 소프트웨어를 설치할 수 없기 때문에, 일반적으로 하드웨어 기반 복제기를 사용하여 데이터를 다른 드라이브 또는 이미지로 복제한다.[1] 또한 하드웨어 기반 복제기는 쓰기 차단 기능을 갖추고 있어 드라이브에 데이터가 기록되는 것을 방지하기 위해 쓰기 명령을 가로챈다.[7]

3. 활용 분야

디스크 복제는 다음과 같은 다양한 분야에서 활용된다.


  • 다시 시동과 복원: 컴퓨터를 초기 상태로 되돌리는 데 사용된다.
  • 새로운 컴퓨터 준비: 새 컴퓨터에 운영 체제 및 프로그램을 빠르게 설치할 수 있다.
  • 하드 드라이브 업그레이드: 더 큰 용량이나 빠른 속도의 하드 드라이브로 교체할 때 사용된다.
  • 완전한 시스템 백업: 시스템 전체를 백업하여 데이터 손실에 대비한다.
  • 시스템 복원: 시스템 오류 발생 시 이전 상태로 복원하는 데 사용된다.
  • 다른 사용자로의 전송: 다른 사용자에게 컴퓨터를 양도할 때 개인 정보를 삭제하고 초기화하는 데 사용된다.

3. 1. 시스템 배포 및 관리

기업, 학교, PC방 등에서 하드웨어가 유사한 여러 대의 컴퓨터를 동일한 구성으로 복제하여 빠르게 설정할 수 있다. 특히 교육 기관에서는 학생들이 컴퓨터를 자유롭게 실험하고 학습할 수 있도록 디스크 복제를 통해 컴퓨터를 깨끗하게 유지하고 올바르게 구성한다.[12] 운영 체제 설치는 빠르지만, 프로그램 설치 및 일관된 구성을 유지하는 데 시간이 오래 걸리므로, 디스크 복제는 이러한 관리 작업을 줄이는 데 도움이 된다.

3. 2. 데이터 백업 및 복구

디스크 복제는 복제 시작 시점의 데이터 복사본을 생성하여 백업 솔루션으로 사용할 수 있다.[8] 이 복제본은 손상된 데이터베이스와 같은 손상된 파일을 복원하는 데 사용할 수 있다. 최신 소프트웨어 솔루션에서는 디스크 복제 기술과 디스크 이미지 기술을 결합하여 백업 솔루션을 만드는 것이 드물지 않다.

3. 3. 시스템 마이그레이션

더 크거나 빠른 드라이브로 업그레이드하는 경우, 기존 드라이브를 시스템에 설치된 새 드라이브로 복제하면 쉽게 수행할 수 있다. 이렇게 하면 응용 프로그램, 드라이버 및 운영 체제를 수동으로 다시 설치할 필요가 줄어든다.[9] 이 절차는 기계식 하드 디스크 드라이브에서 솔리드 스테이트 드라이브로 마이그레이션할 때 사용할 수 있다.[10] 최신 복제 소프트웨어는 일반적인 인터페이스를 통해 저장 장치와 통신하는 경향이 있으므로, 모든 저장 장치를 복제하고 마이그레이션할 수 있다. 때로는 대상 드라이브에서 부팅에 실패하여 새 복제본을 부팅 가능하게 만들기 위해 컴퓨터의 UEFI 또는 BIOS에서 조정을 해야 할 수도 있다.[11]

3. 4. 디지털 포렌식

디지털 포렌식은 디지털 증거를 수집하고 분석하는 과정에서 원본 데이터의 무결성을 보장하기 위해 디스크 복제를 활용한다.[6] 이는 데이터를 획득한 시점에 보존하여 나중에 분석할 수 있도록 하기 위함이다.[7]

포렌식 목적으로 디스크를 복제하는 기술은 다른 목적으로 복제하는 것과는 다르다. 일반적으로 복제 과정 자체가 데이터에 영향을 주면 안 되기 때문에, 시스템에 소프트웨어를 설치하는 대신 하드웨어 기반 복제기를 사용하여 데이터를 다른 드라이브나 이미지 파일로 복제한다.[1] 하드웨어 기반 복제기는 쓰기 차단 기능을 갖추고 있어 드라이브에 데이터가 기록되는 것을 방지한다.[7]

4. 기술적 과제

드라이브 복제를 계획할 때 고려해야 할 몇 가지 기술적인 과제가 있다.

4. 1. 사용 중인 드라이브 복제

운영 체제가 실행 중인 드라이브를 복제할 때, 파일 복제를 시도하면 데이터 손상이 발생할 수 있다. 따라서 드라이브 복제기는 소스 드라이브의 데이터가 읽는 시점에 일관된 상태를 유지하도록 해야 한다.

CloneZilla와 같은 소프트웨어는 리눅스 기반 운영 체제에서 부팅하여 드라이브를 복사하거나 덮어쓰는 방식으로 사용 중인 드라이브를 복제한다.[12][13] 그러나 이 방법은 정기적으로 종료할 수 없는 서버에는 적합하지 않으며,[14] 리눅스 기반 운영 체제가 시스템 하드웨어에 적합한 드라이버를 제공해야 한다.

일부 서버 기반 운영 체제는 시스템이 실행되는 동안 드라이브를 안전하게 백업할 수 있는 메커니즘을 통합하여 이러한 문제를 해결한다. 예를 들어, 윈도우 서버 2003(및 이후 버전)에는 볼륨 섀도 서비스(VSS)가 포함되어 있다.[14][15] VSS는 드라이브의 스냅샷을 생성하여 변경 사항이 스냅샷에 기록되지 않도록 한다.[16] 이 스냅샷은 소프트웨어에서 백업(또는 복제)되는 섀도 볼륨이라는 가상 드라이브를 생성한다.

4. 2. 복제 속도

디스크 복제는 시간이 오래 걸릴 수 있으며, 특히 대용량 디스크의 경우 더욱 그렇다. 왜냐하면 진정한 복제는 대부분의 데이터가 할당되지 않은 드라이브 공간에 있더라도 디스크의 모든 데이터를 복사해야 하기 때문이다.[1] 소프트웨어 솔루션은 사용 중인 공간을 파악하여 사용된 데이터만 복사하여 드라이브 복제에 필요한 시간을 줄일 수 있다. 일부 드라이브 복제 도구는 멀티스레딩을 사용하여 복제 작업을 더욱 빠르게 수행한다.[1]

5. 관련 도구

디스크 복제 관련 도구에 대한 정보가 제공되지 않아, 이전 답변과 동일하게 내용을 작성할 수 없습니다. 원본 소스(`source`)가 있어야 관련 도구 섹션을 작성할 수 있습니다.

참조

[1] 서적 The 8th Electrical Engineering/ Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI) Association of Thailand - Conference 2011 2011
[2] 간행물 Comparative study of restoration tools by cloning using LSP me-thod 2018
[3] 서적 A Practical Guide to Computer Forensics Investigations Pearson Education
[4] 간행물 Kadeploy3: Efficient and Scalable Operating System Provisioning for Clusters https://hal.inria.fr[...] 2013-02-01
[5] 웹사이트 Everything You Should Know About Hard Drive Duplicators https://www.minitool[...] 2023-01-09
[6] 서적 2007 40th Annual Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS'07) 2007
[7] 간행물 Deleting collected digital evidence by exploiting a widely adopted hardware write blocker https://digitalcommo[...] 2016-08-07
[8] 간행물 BEST PRACTICE FOR COMPUTER IMAGING AND MAINTAINING A DATABASE https://digitalcommo[...] 2018-03-02
[9] 웹사이트 How to Clone Hard Drive on Windows 10 without Reinstalling https://www.diskpart[...] 2023-01-09
[10] 웹사이트 How to Upgrade HDD to SSD without Reinstalling Windows https://www.diskpart[...] 2023-01-09
[11] 웹사이트 Fixed: Cloned Hard Drive or SSD Won't Boot https://www.diskpart[...] 2023-01-09
[12] 서적 2015 IEEE 21st International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME) 2015
[13] 간행물 Self-support computer science lab https://www.research[...] 2011
[14] 서적 Chapter 8 - MCSE 70-293: Planning, Implementing, and Maintaining a High-Availability Strategy https://www.scienced[...] Syngress 2023-01-09
[15] 웹사이트 Volume Shadow Copy Service https://learn.micros[...] 2022-12-07
[16] 문서 Shadow volume trash: $ Recycle. Bin forensics for Windows 7 and Windows Vista shadow volumes https://redirect.cs.[...] 2010


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