磁盤映像

磁盤映像（Disk image）是計算機領域中的一個計算機文件，其包含一個磁盤卷或數據存儲設備的內容和結構，包括但不限於硬盤、軟盤、磁帶、光盤、閃存盤等。磁盤映像通常是按照原介質的扇區級複製，從而完全複製存儲設備文件系統的結構和內容。根據磁盤映像的格式不同，一個映像可能表現為一個或多個計算機文件。
磁盤映像的文件格式可能是開放標準，例如用於光盤映像的ISO映像格式；但也可能是特定應用程序的專有標準。
因為磁盤映像包含整個磁盤的內容，所以它們通常體積龐大。部分磁盤映像工具可以識別和忽略源介質中未使用的空間的空間，或者壓縮映像內容以減少存儲所需空間。

**歷史**
磁盤映像最早（1960年代末）是用於大型機磁盤介質的備份和磁盤克隆，小至5兆字節，大至330兆字節，拷貝介質是磁帶，每卷可存入200兆字節。磁盤映像在軟盤介質開始流行時變得更加流行，複製與存儲精準的結構是必要和有用的，尤其是對存在複製保護的軟盤。

**使用**
磁盤映像在複製包括DVD、藍光等光學媒體時被大量使用，並也用於製作完美的硬盤克隆。
虛擬磁盤可以模擬任何類型的物理驅動器，例如硬盤、磁帶機、閃存盤、軟盤、CD/DVD/BD/HD DVD、網絡共享等幾乎所有介質；當然，因為它不是物理上存在的，這需要虛擬一個適合它的讀取設備。虛擬設備可以在內存（RAM）或硬盤上創建，在內存上創建可以獲得更高的讀寫速度，也稱內存盤。虛擬設備的典型應用包括CD和DVD磁盤映像的掛載，以及掛載虛擬硬盤做到運行中磁盤加密（OTFE）。
包括Linux和Mac OS X等一些操作系統內置了虛擬設備功能（例如/dev/loop loop設備），而Microsoft Windows需要額外的軟件。Windows 8包含原生的虛擬設備功能，其被稱為Hyper-V。
典型的虛擬驅動器是隻讀的，會將現有的磁盤映像掛載為不可修改的虛擬驅動器。但也有一些軟件提供可以生成新磁盤映像的虛擬CD/DVD驅動器；此類虛擬驅動器有多個名稱，例如虛擬刻錄機（virtual burner）。

**增強**
在虛擬驅動器中使用磁盤映像可以使用戶轉移數據所用的存儲技術，例如將CD光盤的數據轉移到硬盤。這可以提供更快的速度、更低的噪聲（硬盤驅動器通常比光驅快四五倍、更安靜和不易磨損，固態硬盤還可以更加耐物理衝擊）。此外這樣可以降低功耗，因為將只需要一個設備（硬盤）而不是兩個（硬盤+光驅）。
虛擬驅動器還可用作仿真一整臺計算機（即虛擬機） 。

**軟件分發**
隨著寬帶網絡的普及，CD和DVD映像已變為Linux分發的一個常見方式。適用於Mac OS X的應用程序通常在線提供為一個蘋果磁盤映像，裡面包含著一個文件系統，而該文件系統中包含該應用程序、該應用程序的文檔等文件。部分商業軟件公司也會為客戶提供聯機數據與可啟動恢復CD的鏡像。
磁盤映像也可能用於在公司網絡或便攜式媒介上分發軟件。有多種軟件用於將軟件分發到大量聯網的計算機，同時減少或消除對用戶的中斷。有些還可安排為僅在夜間更新，從而完全避免對工作期間的計算機造成干擾。這些技術減少了對最終用戶的影響，同時大幅減少了確保企業環境安全性所需的時間和人力成本。同時也增加了效率，因為這減少了人工操作出錯的幾率。磁盤映像還可用於將軟件轉移到沒有相關物理設備或接口的機器。
對於運行Mac OS X的計算機來說，磁盤映像是軟件下載中最常見的類型，通常使用網頁瀏覽器下載。這通常壓縮為蘋果磁盤映像（以.dmg為後綴）。它們通常被直接掛載而打開，而不需要一個真正的磁盤。與其他一些技術（例如ZIP和RAR壓縮文件）相比，這不需要額外的磁盤空間存儲未被壓縮的數據。
面向Windows的軟件包有時也會使用磁盤映像為形式，例如ISO映像。在Windows 7原生提供將磁盤映像掛載到文件系統之前，有多款第三方軟件可提供此功能。參見磁盤映像軟件比較。

**安全**
諸如FreeOTFE和TrueCrypt等軟件會以提供虛擬硬盤作為即時加密（OTFE）方式，一個磁盤會以“加密”的映像為形式存儲在計算機上。在輸入正確的磁盤密碼後，磁盤映像會被掛載，並在計算機上呈現為一個新的可用卷。寫入虛擬驅動器的文件會被寫入加密的映像，不會以明文方式存儲。
使一個計算機磁盤可用的過程被稱為“掛載”（mounting），移除它的過程可被稱為“解除掛載”或“卸載”；對加密的磁盤映像，上述用詞無區別。

**虛擬化**
硬盤映像可以被虛擬機監視器解釋為一個系統的硬盤驅動器。信息技術管理員和軟件開發人員使用內置或第三方的工具以離線操作管理它們。在命名方面，特定的虛擬機監視器都有特有的文件類型擴展名，例如用於VMware VMDK的.vmdk、用於Xen和微軟Hyper-V的.vhd，以及用於Oracle VM VirtualBox的.vdi。
硬盤映像主要用在以下幾個應用領域：
原始磁盤可以映射以供虛擬機使用，它可以用下列的兩種模式之一映射：
 虛擬模式
 映射的磁盤將呈現為客戶機操作系統的邏輯卷或虛擬磁盤文件，並且隱藏其真實硬件特性。在此模式下，文件鎖定機制將隔離併發更新從而保護數據；寫入操作將製成副本以允許快照。虛擬模式還提供跨存儲硬件的可移植性，因為它將虛擬磁盤文件呈現為一致的行為。
 物理模式
 在這種模式下，虛擬機監視器繞過I/O虛擬化層，並將所有I/O命令直接傳遞到設備。底層硬件的所有物理特性都暴露給客戶機操作系統。沒有文件鎖定機制提供數據保護。

**系統備份**
部分備份程序只備份用戶文件。操作系統的啟動程式信息和鎖定的文件可能無法被正常備份。而磁盤映像會包含所有文件，忠實地複製所有數據。就此原因，它也被用於備份CD和DVD。

**快速部署克隆系統**

**舊款硬件模擬**
目前為止，許多的操作系統已經基本不再支持舊的硬件，舊硬件在新的操作系統上有可能會發生無法識別甚至是兼容性也會受到極大影響，而此時利用磁盤映像並在虛擬機或模擬器裡安裝舊的操作系統便可以解決此類問題

**傳統硬件仿真**
仿真器經常使用磁盤映像來模擬被仿真計算機的軟盤驅動器。這通常比訪問真正的軟盤驅動器更容易編程（尤其是如果磁盤是主機操作系統不支持的格式），並且更易於較大軟件庫的管理。

**規避複製保護**
“迷你映像”是一種光盤映像文件格式，它是為仿造出能繞過CD/DVD複製保護的磁盤內容。
相較於原始光盤的完整大小和內容，迷你映像很小巧，一般只有幾KB，僅包含繞過光盤檢查的必要信息。因此，迷你映像是一種免光盤破解形式，用於無授權或合法副本的遊戲。迷你映像不包含常見映像文件那樣的實際數據，只有滿足光盤檢查的必需代碼。它不能向計算機程序提供CD或DVD提供的，例如遊戲數據或視頻文件。

**創建**
創建磁盤映像可以使用一個合適的程序完成。不同的映像程序有著不同的功能，它們可能不同程度著重於硬盤（包括硬盤驅動器備份、恢復和回滾）或光學媒體（CD/DVD/BD）的映像。
“虛擬光驅軟件”是一種可以模擬計算機上存在光盤的軟件。它的作用不寫入數據到實際的光盤，而是創建一個虛擬的光盤映像。虛擬光驅軟件的創建是在系統上呈現為一個可以寫入的光盤驅動器（這不同於創建虛擬磁盤映像的光盤製作程序），從而允許刻錄光盤的軟件來創建虛擬光盤。

**文件格式**
在大多數情況下，一種文件格式會捆綁到特定軟件。軟件本身經常會定義和使用自己專屬的映像格式。但也有某些格式已按開放標準廣泛支持，幾乎所有光學媒體軟件都會支持這些格式。

**實用工具**
RawWrite和WinImage是適用於MS-DOS和Microsoft Windows的軟盤映像創建工具。它們可以創建軟盤，的原始映像文件，以及將這種映像文件的內容寫入一個軟盤。
在Unix和類似系統中，dd程序可以用來創建磁盤映像及將映像內容寫入到特定磁盤，並還可以掛載到/dev/loop loop設備並訪問它們的塊。
在Mac OS系統上可以創建和寫入磁盤映像文件。
諸如Nero Burning ROM等軟件可以生成和加載光碟的映像文件。

**參見**
 啟動映像- 存儲卡映像- ROM映像- 光盤映像軟件比較- 硬盤克隆- El Torito (CD-ROM標準)- Loop設備- Mtools- 免光盤破解- 受保護區域運行時接口擴展服務（PARTIES）- 軟件破解

**參考資料**

**外部鏈接**
  Software repository including RAWRITE2 date=20170503101524