Ghost Imaging (Disk Imaging)

Was ist ein Ghost Image?

In der Informatik ist Ghost Imaging, auch Disk Imaging genannt, ein Datensicherungsprozess, bei dem ein Abbild (Image) der Festplatte (HDD), des Solid-State-Laufwerks (SSD) oder einer der Partitionen des Laufwerks erstellt wird. Das Abbild enthält eine exakte Kopie des gesamten Inhalts der Festplatte oder Partition. Der Inhalt kann das Betriebssystem (OS), die Konfigurationseinstellungen, den Master Boot Record, Anwendungen und deren Daten sowie Benutzerdaten umfassen – alles, was benötigt wird, um den ursprünglichen Zustand der Festplatte oder Partition wiederherzustellen oder auf ein anderes System zu replizieren.

Ein Ghost Image wird in der Regel als eine einzige komprimierte Datei gespeichert, die auch verschlüsselt sein kann. In einigen Fällen wird das Abbild zur einfacheren Speicherung in mehrere Dateien aufgeteilt oder es wird nicht komprimiert. In der Regel wird es jedoch als eine einzige komprimierte Datei erstellt, um die Arbeit mit dem Image zu erleichtern und verschiedene Anwendungsfälle zu unterstützen. Da die Image-Datei so groß sein kann, wird sie häufig auf einem Dateiserver oder einem externen Speichergerät gespeichert.

Ghost-Imaging und Disaster Recovery

Ghost-Imaging wird häufig zur Sicherung einer Festplatte verwendet, damit diese im Falle eines Ausfalls oder einer anderen Katastrophe problemlos zu einem bestimmten Zeitpunkt wiederhergestellt werden kann. Ein ladbares Image für ein bestimmtes Laufwerk oder eine Partition macht das Disaster Recovery (DR) einfacher und effizienter.

Wenn beispielsweise ein Rechner aus irgendeinem Grund ausfällt, kann ein Ghost-Image verwendet werden, um die Umgebung des Benutzers auf diesem Computer oder einem neuen Computer wiederherzustellen. Das Image enthält das Betriebssystem, die Konfigurationseinstellungen, die Anwendungen und die Benutzerdaten, so dass die Wiederherstellung viel schneller und einfacher ist als der Versuch, das System von Grund auf neu zu konfigurieren. Dasselbe gilt für die Serverebene, mit dem Unterschied, dass das Image auch die Netzwerk- und Sicherheitseinstellungen enthält.

Festplatten-Images werden oft als Teil einer größeren Backup-Strategie erstellt. Wenn ein Computer oder ein System ausfällt, kann ein Backup-Image verwendet werden, um eine Wiederherstellung innerhalb von Minuten und mit minimalem Datenverlust umzusetzen. Wenn das Image auf einen Computer angewendet wird, wird die Festplatte oder Partition zu einem bestimmten Zeitpunkt wiederhergestellt, je nachdem, wann das Image erstellt wurde. Je mehr Zeit zwischen der Erstellung des Abbilds und dem Ausfall des Computers vergeht, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit eines Datenverlusts.

Normalerweise geht man davon aus, dass ein Disk-Image alle Inhalte enthält, die zur Wiederherstellung eines Laufwerks oder einer Partition erforderlich sind. Disk-Imaging-Software kann jedoch oft mehrere Arten von Backups erstellen:

• Vollständiges Image. Das Image enthält den gesamten Inhalt des Laufwerks oder der Partition, zum Beispiel das Betriebssystem, Konfigurationsdateien, Anwendungen und Benutzerdaten. Dies ist die umfassendste Option, aber im Vergleich zu den beiden anderen Optionen dauert es auch länger, das Image zu erstellen und über ein Netzwerk zu übertragen. Außerdem nimmt ein vollständiges Abbild mehr Speicherplatz in Anspruch als die anderen Images.
• Differenzielles Image. Das Abbild speichert nur die Änderungen, die auf dem Laufwerk oder der Partition vorgenommen wurden, seit das letzte vollständige Abbild erstellt wurde. Die Größe des Abbilds wird häufig durch die Zeitspanne bestimmt, die zwischen der Erstellung des differenziellen Sicherungsabbilds und der Erstellung des vollständigen Abbilds vergangen ist. Die Datei ist kleiner als ein vollständiges Image und kann schneller erstellt und übertragen werden.
• Inkrementelles Image. Das Image speichert nur die Änderungen, die auf dem Laufwerk oder der Partition vorgenommen wurden, seit das letzte vollständige oder inkrementelle Image erstellt wurde. Inkrementelle Sicherungsabbilder sind die kleinsten der drei Image-Arten und lassen sich am schnellsten erstellen und übertragen.

Differenzielle und inkrementelle Images werden immer in Verbindung mit vollständigen Abbildern verwendet. Wenn differenzielle und vollständige Images zusammen verwendet werden, sind für eine vollständige Wiederherstellung das aktuelle, zuletzt durchgeführte und vollständige Image und das aktuelle differenzielle Image erforderlich (es sei denn, Sie versuchen, ein System zu einem früheren Zeitpunkt wiederherzustellen). Wenn inkrementelle und vollständige Abbilder zusammen verwendet werden, sind für eine vollständige Wiederherstellung das letzte vollständige Abbild und alle inkrementellen Abbilder seit der Erstellung des vollständigen Abbilds erforderlich. Aus diesem Grund dauert der Wiederherstellungsprozess in der Regel länger als bei den anderen Sicherungsarten.

Ein Ghost-Imaging kann nicht nur fürs Disaster Recovery, sondern auch zum Ersetzen oder Aufrüsten eines Laufwerks verwendet werden. Wenn ein Benutzer beispielsweise von einer HDD auf eine SSD umsteigt, kann er ein Disk-Image erstellen, auf die neue SSD aufrüsten und das Image dann auf das neue Laufwerk anwenden. IT-Administratoren können mit Ghost Imaging auch ein Festplatten-Image erstellen, um dieselbe Desktop-Umgebung auf mehreren Computern bereitzustellen. Auf diese Weise kann ein einziges Image auf allen Computer gleichzeitig angewendet werden, was den Bereitstellungsprozess erheblich vereinfacht.

Ghost-Imaging im Vergleich zum Festplattenklonen

Ghost-Imaging oder Disk-Imaging wird manchmal auch als Disk-Cloning bezeichnet. Die beiden Verfahren unterscheiden sich jedoch in wichtigen Punkten. Obwohl sie beide exakte Kopien eines Laufwerks erstellen können, sind die Kopien selbst nicht dasselbe. Beim Klonen eines Datenträgers wird der Inhalt des Laufwerks dupliziert und auf einem anderen Laufwerk gespeichert, ohne dass eine Abbilddatei erstellt oder der Inhalt komprimiert wird. Das neue Laufwerk ist im Grunde genommen ein Zwilling (Klon) des ursprünglichen Laufwerks.

Da der Inhalt nicht in einer einzigen Datei komprimiert wird, ist die Wiederherstellung eines Laufwerks von einem Klon schneller und einfacher als von einem Disk-Image. Dieser Ansatz kann besonders bei der Aufrüstung eines Laufwerks oder beim Umzug auf ein neues System von Vorteil sein. Allerdings können Benutzer keine einzelnen Partitionen klonen, sondern nur das gesamte Laufwerk. Außerdem können sie nur einen Klon auf dem Ziellaufwerk speichern. Mit Ghost Imaging können sie mehrere Disk-Images auf demselben Laufwerk speichern, und natürlich können Sie auch Partitionen klonen.

Ghost Imaging bietet auch mehr Flexibilität bei der Erstellung von Backups, was die Granularität und die Image-Typen angeht. Außerdem kann das Disk-Image komprimiert werden, um Platz zu sparen und die Übertragung zu beschleunigen, und es kann aus Sicherheitsgründen verschlüsselt werden.

Mit Ghost Imaging können auch mehrere Computer gleichzeitig bereitgestellt werden, selbst wenn es sich um Hunderte oder gar Tausende von Computern handelt. Zur Vorbereitung einer solchen Bereitstellung richten Administratoren in der Regel einen Master-Computer ein und erstellen ein Ghost-Image seiner Festplatte. Anschließend übertragen sie das Abbild auf die Zielcomputer und führen einen Anpassungsprozess durch, der jedem Betriebssystem seine eigene Identität verleiht.

Vor- und Nachteile von Ghost-Imaging

Unternehmen, die mehrere Computer konfigurieren müssen, greifen häufig auf Ghost-Imaging zurück, weil es viel schneller ist als die Einrichtung jedes einzelnen Computers, insbesondere wenn es viele Computer gibt oder die Installation viele Anwendungen umfasst. Ein Disk-Imaging kann im Vergleich zum Laden und Konfigurieren des Betriebssystems und der Anwendungen auf jedem einzelnen Computer Stunden an Einrichtungszeit sparen. Dieser Ansatz reduziert auch die Fehlerquote im Bereitstellungsprozess.

Administratoren müssen jedoch Vorsicht walten lassen, wenn sie Ghost Imaging zur Aktualisierung ihrer verwalteten Computer verwenden (im Gegensatz zur Bereitstellung neuer Systeme). Festplatten-Images können nicht inkrementell auf einen Zielcomputer angewendet werden. Das neue Image ersetzt das gesamte Laufwerk oder die gesamte Partition. Infolgedessen gehen alle Benutzerdaten und Anpassungen verloren, ebenso wie alle Patches oder Software-Updates, die auf diesen Computer angewendet wurden, sofern sie nicht auch auf das Disk-Image angewendet wurden.

Administratoren sollten auch bedenken, dass ein Disk-Image fest an eine bestimmte Hardware-Plattform gebunden ist. Wenn ein Unternehmen viele verschiedene Arten von Zielsystemen verwaltet, wird der Prozess der Erstellung, Verwaltung und Bereitstellung von Images immer komplexer. Je mehr Typen es gibt, desto größer wird die Komplexität.

Trotz dieser Herausforderungen ist Ghost-Imaging immer noch eine wirksame Strategie zur konsistenten und zuverlässigen Rationalisierung umfangreicher Computerimplementierungen. Festplatten-Images lassen sich zwar nicht so einfach wiederherstellen wie geklonte Images, wenn es darum geht, eine einzelne Festplatte zu ersetzen, aber sie bieten einen zuverlässigen Ansatz für System-Backups und DR, insbesondere mit ihrer Unterstützung für Komprimierung und inkrementelle Festplatten-Images. Außerdem bieten sie eine größere Flexibilität als das Klonen, wenn es um die Erstellung der ersten Images geht.

Geschichte des Ghost Imaging

Der Begriff Ghost-Imaging hat sich gegenüber Disk-Imaging als vorherrschende Bezeichnung für diese Art der Sicherung durchgesetzt. Dieser Begriff wird heute von den Anbietern und anderen in der Branche am häufigsten verwendet.

Die Verwendung des Wortes Ghost ist ein Überbleibsel aus der Zeit, als die Technologie erstmals von dem neuseeländischen Unternehmer Murray Haszard eingeführt wurde, als er Mitte der 1990er Jahre das Ghost-Imaging-Tool entwickelte. Der Begriff Ghost war ein Akronym für Allgemeine hardwareorientierte Systemübertragung (General Hardware-Orientated System Transfer). Hersteller Symantec erwarb das Tool 1998, integrierte es in seine Norton-Produktlinie und benannte es später in Symantec Ghost Solution Suite um.

Zu dieser Zeit war Ghost das einzige verfügbare Produkt, mit dem auf einfache Weise ein Abbild einer gesamten Festplatte erstellt werden konnte. Ghost konnte das Abbild entweder als Datei auf einem anderen Laufwerk speichern oder das Abbild auf eine andere Festplatte übertragen, so dass das neue Laufwerk eine exakte Kopie der alten Festplatte war.

Broadcom hat Symantec im Jahr 2019 übernommen und bietet weiterhin die Ghost Solution Suite an. Inzwischen gibt es auch viele andere Alternativen für die Sicherung von Laufwerken und Partitionen.

Beispiele für Ghost-Imaging-Software und Alternativen

Unternehmen gehen bei der Erstellung von Ghost-Images unterschiedlich vor, je nach Anwendungsfall. So benötigen IT-Teams, die zahlreiche Desktops unterstützen – ob Hunderte oder Tausende – ein Imaging-Tool, das Images stapelweise (in Batches) auf den Computern bereitstellen und auch einzelne Wiederherstellungen durchführen kann. Im Gegensatz dazu verwenden Cloud-Anbieter eher die Imaging-Tools, die Teil des Cloud-Software-Stacks sind.

Im Gegensatz zu den Anfängen des Ghost-Imaging gibt es heute viele Produkte zur Erstellung von Festplatten-Images. Wie bereits erwähnt, bietet Broadcom die Ghost Solution Suite an, die manchmal noch als Ghost Solution Suite bezeichnet wird. Die Suite kann nicht nur Festplatten-Images erfassen und bereitstellen, sondern unterstützt auch skriptgesteuerte Betriebssysteminstallationen, die Migration von Benutzer- und Anwendungseinstellungen, die Zuordnung von Treibern zu Geräten sowie die Ausführung und Sequenzierung von Fernaufgaben.

Obwohl die Ghost Solution Suite auf eine lange Geschichte zurückblicken kann, wenden sich IT-Teams auch alternativen Produkten wie den folgenden zu:

• Acronis True Image 2021.
• Macrium Reflect.
• EaseUS Todo Backup.
• StorageCraft Laufwerk-Imaging-Tools.
• NetApp für die schnelle Image-Verteilung.
• Open-Source-Tools wie Clonezilla, Partimage und das Befehlszeilendienstprogramm dd.

Darüber hinaus verfügen Cloud-Plattformen wie OpenStack über Image-Management-Funktionen, während die großen Cloud-Service-Anbieter ihre eigenen Imaging-Tools und -Bibliotheken für die Verwendung auf ihren Plattformen pflegen. Windows, Linux und macOS enthalten ebenfalls Tools zum Erstellen und Wiederherstellen von Festplatten-Images.