假设我有一个 128GB 大小的磁盘。该磁盘仅使用了 12GB。磁盘的 116GB 是包含全零 (0x00) 的空白空间。
我想拍摄磁盘的精确快照，以便将来可以按照当前状态精确重建它。为了节省压缩图像的空间，我将通过快速压缩算法（如lz4或 ）将其传递zstd。
我可以使用 或类似的工具来完成此操作dd，pv如下所示：
pv /dev/sdb | lz4 > disk.image.lz4
现在我有一个磁盘映像文件，大小约为 10GB，但实际上包含完整的 128GB 映像，其中包含零 - 零只是被压缩了。
现在我想把这个图像写回磁盘。我自然可以这样做：
lz4 -d -c disk.image.lz4 > /dev/sdb
然而，这里的问题是，将图像写回磁盘可能需要很长时间，因为它将所有内容写回磁盘 - 甚至是零。
假设以下两件事之一：要么我不关心副本上曾经为零的块是否仍然为零，要么如果它是 SSD，我可能只是blkdiscard在写入图像之前丢弃 SSD 上的所有块，实际上在几秒钟内将磁盘清零。
问题：有没有一种工具可以逐块读取源图像，检测零点，并且简单地跳过在输出设备上写入这些块？
例如，如果我们使用 1MB 块，我理想的工具将读取 1MB 数据，检查是否全部为 0x00，如果不是，则将其写入目标上的相同位置。如果该块确实全是 0x00，则完全跳过写入。
这就是为什么这将是一个优势：
- 将所有块写入目标磁盘可能需要很长时间。特别是当我们使用大小 >2TB 但仅包含相对少量实际数据的旋转硬盘时。
- 当驱动器中只有相对较小的部分可能包含我们关心的数据时，用完 SSD 写入周期将 0x00 写入整个驱动器是相当浪费的。
- 由于图像在写入时被解压缩，因此不会对源设备强加任何额外的读取 I/O。
我正在考虑编写一个简单的工具来完成此任务（如果它尚不存在），但如果已经有一种方法可以做到这一点，那么它是什么？
编辑：为了提供更多细节，一个示例用例是备份包含激活的软件许可证的硬盘分区。根据激活方案，简单的文件副本甚至文件系统感知的分区映像都不太可能正确恢复。 （例如，如果授权方案将数据存储在未分配的空间中、文件表中故意标记为坏的扇区（即使它们不是坏扇区）、NTFS 上的 MFT 本身中等）。因此，需要对所有非全零的内容进行逐位复制，以确保恢复分区仍会产生有效的许可证。
答案1
对于未压缩的（可能本身是稀疏的）源文件，只需使用 (GNU)cp --sparse=always sourcefile /dev/sdX就足够了：
--sparse=WHEN控制稀疏文件的创建。见下文
默认情况下，通过粗略启发式检测稀疏源文件，并且相应的目标文件也变得稀疏。这就是 所选择的行为
--sparse=auto。指定--sparse=always只要 SOURCE 文件包含足够长的零字节序列就创建稀疏 DEST 文件。用于--sparse=never禁止创建稀疏文件。
创建稀疏文件只需通过查找而不是写入来完成。在块设备上，这正是 OP 所寻求的（双关语）。
同样也lz4有稀疏的支持：
--[no-]sparse稀疏模式支持（默认：在文件上启用，在标准输出上禁用）
lz4 -d -c --sparse disk.image.lz4 > /dev/sdX
这也可以工作（可能甚至不必指定--sparse），但会首先警告有关覆盖文件的信息：
lz4 -d --sparse /tmp/src.img.lz4 /dev/sdX
最后，对于其他情况（GNU？）dd本身支持稀疏：
sparse尝试寻找而不是写入全 NUL 输出块
lz4 -d -c disk.image.lz4 | dd conv=sparse of=/dev/sdX
（我可能还会设置bs=类似于 SSD 擦除块大小的大小，可能约为 1M，而不是保留默认的 512 字节）。
答案2
是的 - 看看 Clonezilla。
它不会将文件系统中未使用的未使用部分复制到备份映像（或磁盘的未分配部分）。但是如果你的数据稀疏 文件文件系统将其视为一个大分配，那么无论内容如何，它都将被视为一大分配。
Clonezilla 还通过压缩程序传递选定的输出，有很多可供选择，包括并行 gzip。
如果您有某种“原始”磁盘访问权限，那么您可以读取或写入您喜欢的内容，但您必须发明一种方法来指示丢失的零块在哪里。您可以以压缩方式存储文件，“即时”解压缩。我相信 20 多年前就有一款 DOS 产品可以做到这一点；它不太擅长处理错误。