Linux磁盘克隆方法

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最近公司的一台 CentOS 服务器需要克隆一下，以便在另一台服务器或者虚拟机上运行，因此，研究了一下Linux的磁盘克隆方法。

基本常识

UEFI 与 BIOS 区别

UEFI引导与BIOS引导在结构上的区别：

  • BIOS引导的结构相对简单，由3个部分组成：BIOS程序、MBR（主引导记录）和操作系统引导程序。其中BIOS程序是由计算机制造商预装在ROM芯片中的，MBR是位于磁盘的名列前茅个扇区，用于存储操作系统引导程序的位置信息，操作系统引导程序则是由用户安装的操作系统自带的。

  • UEFI引导的结构相对复杂，由多个部分组成：UEFI固件、GPT（GUID分区表）、EFI系统分区、操作系统引导程序。其中UEFI固件是由计算机制造商预装在主板上的，GPT是磁盘分区表，EFI系统分区是用于存储操作系统引导程序和其他UEFI应用程序的特殊分区，操作系统引导程序则是由用户安装的操作系统自带的。

MBR (Master Boot Record,主引导记录)

主引导扇区是硬盘的第一扇区。它由三个部分组成，主引导记录MBR、硬盘分区表DPT和硬盘有效标志。在总共512字节的主引导扇区里MBR占446个字节，偏移地址0000H–0088H），它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序；第二部分是Partition table区（DPT分区表），占64个字节；第三部分是Magic number，占2个字节。

GPT 分区格式

GPT分区格式包含传统MBR（主引导记录）、分区表头、分区表、备份分区表头、备份分区表以及数据区。

使用工具

  • fdisk, 查看磁盘分区情况，或者用于磁盘分区，注意 fdisk 只支持 MBR 分区格式，只支持 2T 以下的磁盘

  • lsblk, 查看磁盘分区情况

  • blkid, 获取分区 UUID ，用于编辑 /etc/fstab 永久挂在分区

  • parted, 查看磁盘分区情况，或者用于磁盘分区，支持 MBR 或者 GPT 分区格式，支持 2T 以上的磁盘

  • mkfs.ext4, 用于分区后的磁盘文件系统格式化

  • mount, 挂载磁盘分区

  • dd, 磁盘克隆的工具

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# 读取硬盘的mbr扇区
dd if=/dev/sdb of=mbr.bin bs=512 count=1 | hexdump
dd if=/dev/sdb of=mbr.bin bs=1 count=512 | hexdump

以上命令的使用方法请参考：

解决方案

目标磁盘大于原磁盘

需要磁盘克隆的服务器，其硬盘有4T大小，但只使用了不到512G，用于克隆的目标磁盘同样有4T大小。因此考虑先生成原磁盘的镜像文件，再向目标磁盘克隆。具体步骤如下：

  • 挂载目标磁盘，GPT分区，并ext4格式化。
  • 生成原磁盘的镜像文件
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# /media/nvme1n1 为目标磁盘挂载目录
dd if=/dev/nvme0n1 status=progress bs=32M | gzip -c -9 > /media/nvme1n1/nvme0n1.dd.gz
  • 将生成的原磁盘镜像文件复制到原磁盘的 root 目录
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mv /media/nvme1n1/nvme0n1.dd.gz /root
  • 使用原磁盘的镜像文件克隆磁盘
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gzip -dc /root/nvme0n1.dd.gz | dd of=/dev/nvme1n1

目标磁盘小于原磁盘

如果目标磁盘小于原磁盘，就不能简单的使用dd命令进行全盘克隆了。好在原磁盘实际使用的空间不大，因此，采用的步骤如下：

  • 在目标磁盘安装同样的CentOS操作系统
  • 使用 dd 命令克隆 root 分区

对于 home 分区，应根据不同情况不同处理：

  • 如果 home 分区文件系统占有空间相对较小，可使用 tar 命令压缩 home 分区的文件，然后解压到目标磁盘的 home 分区，并更改 home 分区文件夹的所有者。
  • 如果 home 分区文件系统占用空间相对很大，那干脆用 dd 命令克隆 home 分区更省事。
  • 如果 home 分区为 ext 文件系统，可考虑使用 resize2f 缩小文件系统，在缩小文件系统后，在使用 fdsik 或者 parted 缩小 home 分区大小，没有问题后，考虑使用 dd 命令克隆 home 分区。
  • 如果 home 分区为 xfs 文件系统，由于 xfs 文件系统不支持缩小，可以考虑使用 xfsdump 备份，等缩小 home 分区后，使用 xfsrestore 还原 home 分区。

参考链接

  1. linux下使用fdisk进行磁盘分区详解,by 人生的哲理.
  2. fdisk 管理磁盘分区,by gnu.
  3. UEFI是什么意思？UEFI和BIOS的区别是什么？,by 小橙7.
  4. UEFI是什么？与BIOS的区别在哪？,by 平凡而伟大(心之所向).
  5. 装机、做系统必备：秒懂MBR和GPT分区表,by 张伟.
  6. GPT 磁盘分区格式简介及解析示例,by 一柯.
  7. GUID Partition Table (GPT) Disk Layout,by uefi.
  8. Linux下使用dd命令备份硬盘,by zuyunfei.
  9. How to gzip and keep original file on Unix or Linux command line,by Vivek Gite .
  10. BIOS 与 UEFI 引导流程,by LARRY1024.
  11. LVM原理与实现,by 戴思达.
  12. CentOS 7 调整 XFS 格式的 LVM 分区大小,by Tom Ma.
  13. CentOS 8 逻辑卷管理LVM详解（扩容、快照等）,by 把倒立的世界腾空.
  14. resize2fs 缩小根分区 linux缩小根分区大小,by 编程小匠人.
  15. Linux下对LVM逻辑卷分区大小调整 [针对xfs和ext4文件系统],by 散尽浮华.
  16. Linux无损调整分区大小,by anuoua.
  17. 无损扩容Linux磁盘分区容量,by orchidflower.