使用 dd 命令向 VPS 中复制磁盘镜像

2021 年 2 月 10 日

前言

由于在网上搜索 dd vps 或 dd 教程，搜索结果几乎全部是关于一键 dd 脚本的下载和使用教程，而难以找到自己使用 dd 命令复制磁盘镜像的相关指引，遂本人将实践作为记录，以供中文参考。如有错漏之处，敬请指正，多谢。

需求场景和依赖环境

向 VPS 中克隆式安装新系统，或恢复旧的备份
VPS 为 KVM 虚拟化方式
VPS 提供 Rescue mode，或提供从其他磁盘、内存、光驱启动的操作系统而不需要从目标磁盘（需要写入的磁盘）启动，该系统内 dd 命令可用

生成镜像

首先生成需要克隆的磁盘镜像。我在本地的 KVM 虚拟机中安装好 Fedora 33 的最小化安装系统（并作了一些修改，如修改 SSH 端口），准备将该系统复制到 Virmach 的 VPS 中以达到自定义安装 Fedora 的目的。

登陆本地的虚拟机

$ ssh -p 10086 'root@192.168.122.241'

列出块设备，找到需要克隆的块设备名称

$ lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0     11:0    1 1024M  0 rom  
zram0  251:0    0  485M  0 disk [SWAP]
vda    252:0    0    5G  0 disk 
├─vda1 252:1    0    1G  0 part /boot
└─vda2 252:2    0    4G  0 part /

需要克隆的块设备名称是 vda，在文件系统中的路径为 /dev/vda

$ ls /dev/vda
/dev/vda

登出虚拟机

$ logout
Connection to 192.168.122.241 closed.

将块设备的数据写入到本地的镜像文件

$ ssh -p 10086 'root@192.168.122.241' 'dd bs=4096 if=/dev/vda' | gzip | dd of=f33-min.img.gz status=progress

或者

$ ssh -p 10086 'root@192.168.122.241' 'dd bs=4096 if=/dev/vda' | gzip | pv > f33-min.img.gz

ssh 命令的最后一个参数 dd bs=4096 if=/dev/vda 是在虚拟机内进行的，但会输出到本地

dd 命令的参数 bs=4096 表示设置每次读写 4096 字节，参数 if=/dev/vda 表示从 /dev/vda 读取数据，未设置参数 of= 故输出到 STDOUT

无参数的 gzip 命令对 STDIN 输入数据进行压缩并输出到 STDOUT 。由于除文件所在的磁盘扇区外大多为空数据，我们对数据进行压缩能得到一个较小的镜像文件，否则将得到一个和磁盘容量相等的镜像文件

若 dd 命令未设置参数 if= 则从 STDIN 读取数据，参数 of=f33-min.img.gz 表示输出到当前目录下的 f33-min.img.gz 文件当中（无则创建），参数 status=progress 表示将周期性的传输统计信息打印到 STDERR

pv 是一个命令行管道工具，可以实时打印管道的传输速率，可以配合重定向代替 dd status=progress of=/path/to/output

最后我们将在本地的当前目录下得到一个镜像文件的压缩文件 f33-min.img.gz

复制镜像

Virmach 、 RackNerd 等 VPS 商家提供的 SolusVM 面板能够很轻松的进入 Rescue mode，

密码等信息给出后，需要等待数分钟。Rescue mode 系统载入并开机后，用给出信息 SSH 登陆系统

$ ssh 'root@your_vps_ip'

Virmach 提供的 Rescue mode 其实是一个 Debian 9 （可能是一个从母鸡中分配出的 Ramdisk），登陆后先把元数据和包都升级一遍

$ apt update
$ apt upgrade

如果你的系统比较精简，需要安装一些必要的软件包，比如 dd 命令在 Debian 9 的 coreutils 包中，还有用于解压缩的 gzip

检查需要写入的磁盘的块设备名称和文件目录，然后登出

$ lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0     11:0    1 1024M  0 rom  
vda    254:0    0   15G  0 disk 
├─vda1 254:1    0    1G  0 part 
└─vda2 254:2    0   14G  0 part 
vdb    254:16   0  1.1G  0 disk 
└─vdb1 254:17   0  1.1G  0 part /
$ ls /dev/vda
/dev/vda
$ logout
Connection to your_vps_ip closed.

然后上传镜像文件并写入 VPS 的块设备

使用 SSH 连接进行上传和写入比较简单，在本地执行

$ dd if=f33-min.img.gz status=progress | ssh 'root@your_vps_ip' 'gzip -d | dd bs=4096 of=/dev/vda'

命令 gzip -d 表示对 STDIN 输入数据进行解压并输出到 STDOUT

或者也可以将镜像文件上传至 Rescue mode 系统能访问到的互联网位置，再从 Rescue mode 系统下载并写入到磁盘。比如我将镜像文件上传至我的一个 http 服务器，可以通过 http://my.server.domain/files/f33-min.img.gz 访问和下载

登陆 Rescue mode 系统

$ ssh 'root@your_vps_ip'

安装 curl

$ apt install curl

即使无视网络环境，对磁盘进行 5.0 GiB 的写操作也需要很长时间，建议使用 screen 或 tmux 、 pm2 等工具，将进程挂至后台，以免 SSH 连接断开和中断操作

创建新的 screen 会话，名称为 dd

$ screen -S dd

使用 curl 从远端下载镜像，并同时用 dd 写入磁盘

$ curl -C - http://my.server.domain/files/f33-min.img.gz | gzip -d | dd of=/dev/vda status=progress

使用 screen 创建的会话，SSH 连接断开后并不会中断。可以在 screen 会话中按 Ctrl + A + D 组合键主动跳出当前会话，用 screen -r <会话名或会话pid> 命令回到会话，比如我创建的会话 "dd" 可以用 screen -r dd 恢复

curl 的参数 -C/--continue-at <offset> 代表从 <offset> 处恢复连接，而 -C - 代表自动从断开处恢复连接，也就是我们常说的“断点续传”。我之前尝试用 curl 完成 dd ，经常出现 gzip: unexpected end of file 的错误，添加该参数之后不再出现错误

完成后登出 SSH 会话

$ logout
Connection to your_vps_ip closed.

扩展磁盘

由于 VPS 的磁盘空间可能大于镜像的磁盘（可大于不可小于），我们可能需要在写入镜像后扩展块设备和磁盘文件系统的空间

A. 如果系统分区是 `ext` 系列文件系统

登陆 Rescue mode 系统

$ ssh 'root@your_vps_ip'

扩展块设备

$ e2fsck -f /dev/vda
$ resize2fs /dev/vda
# 若提示找不到命令，可能需要先从 `apt` 安装相应的文件系统工具包

然后方可关闭 Rescue mode 从磁盘启动

B. 如果系统分区是 `Btrfs` 文件系统

如果是 Btrfs 文件系统，我们可以在进入系统后完成扩盘操作，不必依赖 Rescue mode

关闭 Rescue mode ，从磁盘启动系统

和启用 Rescue mode 一样，切回自己的磁盘引导并启动、开机需要等待数分钟

登陆 VPS

此时的 VPS 已是克隆的操作系统，除 IP 地址外，SSH 信息和本地虚拟机的基本一致

$ ssh -p 10086 'root@your_vps_ip'

用 cfdisk 等工具更改磁盘分区大小至最大，写入，并退出

$ cfdisk /dev/vda

此时用 lsblk 命令查看块设备已扩展到最大可用空间，但用 df -h 命令查看文件系统大小尚未改变

$ lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0     11:0    1 1024M  0 rom  
zram0  251:0    0  485M  0 disk [SWAP]
vda    252:0    0   15G  0 disk 
├─vda1 252:1    0    1G  0 part /boot
└─vda2 252:2    0   14G  0 part /
$ df -h
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs        472M     0  472M    0% /dev
tmpfs           486M     0  486M    0% /dev/shm
tmpfs           195M  508K  194M    1% /run
/dev/vda2       4.0G  1.7G  1.9G   47% /
/dev/vda1      1014M  152M  863M   15% /boot
tmpfs           486M  4.0K  486M    1% /tmp
tmpfs            98M     0   98M    0% /run/user/0

此时只需使用如下命令：

$ btrfs filesystem resize max /

挂载到 / 的 Btrfs 文件系统就将扩展到最大可用空间：

$ df -h
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs        472M     0  472M    0% /dev
tmpfs           486M     0  486M    0% /dev/shm
tmpfs           195M  512K  194M    1% /run
/dev/vda2        14G  1.7G   12G   13% /
/dev/vda1      1014M  152M  863M   15% /boot
tmpfs           486M  4.0K  486M    1% /tmp
tmpfs            98M     0   98M    0% /run/user/0

参考资料

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