Linux dd命令详解：数据备份、转换与磁盘操作的终极工具

1. 概述

Data Duplicator是Linux中一个​​底层数据操作工具​​，用于读取、转换并输出数据。

dd 可从文件、设备或标准输入中读取数据，根据指定的格式来转换数据，再输出到文件、设备或标准输出，适用于备份、磁盘克隆、启动盘制作等高危操作。其强大性伴随着风险，使用时需格外谨慎。

2. 命令说明

基本语法：

dd if=<输入文件> of=<输出文件> [选项]

• if=文件名：输入文件名，默认为标准输入。即指定源文件。
• of=文件名：输出文件名，默认为标准输出。即指定目的文件。

选项说明：

• count=blocks：仅拷贝blocks个块，块大小等于ibs指定的字节数。
• ibs=bytes：一次读入bytes个字节，即指定一个块大小为bytes个字节。
  obs=bytes：一次输出bytes个字节，即指定一个块大小为bytes个字节。
  bs=bytes：同时设置读入/输出的块大小为bytes个字节。
• cbs=bytes：一次转换bytes个字节，即指定转换缓冲区大小。
• skip=blocks：从输入文件开头跳过blocks个块后再开始复制。
• seek=blocks：从输出文件开头跳过blocks个块后再开始复制。
• conv=<关键字>，关键字可以有以下11种：
  • conversion：用指定的参数转换文件。
  • ascii：转换ebcdic为ascii
  • ebcdic：转换ascii为ebcdic
  • ibm：转换ascii为alternate ebcdic
  • block：把每一行转换为长度为cbs，不足部分用空格填充
  • unblock：使每一行的长度都为cbs，不足部分用空格填充
  • lcase：把大写字符转换为小写字符
  • ucase：把小写字符转换为大写字符
  • swap：交换输入的每对字节
  • noerror：出错时不停止
  • notrunc：不截短输出文件
  • sync：将每个输入块填充到ibs个字节，不足部分用空（NUL）字符补齐。
• --help：显示帮助信息
• --version：显示版本信息

3. 示例

3.1 ​​制作U盘启动盘

dd if=ubuntu.iso of=/dev/sdb bs=4M status=progress

3.2 ​​磁盘克隆与备份

​​全盘备份​​：

dd if=/dev/sda of=/backup.img bs=4M conv=noerror,sync

恢复备份​​：

dd if=/backup.img of=/dev/sda bs=4M

​​3.3 文件格式转换​​

大小写转换​​：

dd if=source.txt of=upper.txt conv=ucase  # 转大写

由标准输入设备读入字符串，并将字符串转换成大写后，再输出到标准输出设备：

dd conv=ucase  #if默认为标准输入、of默认为标准输出

输入以上命令后按回车键，输入字符串，再按回车键，按组合键Ctrl+D 退出，出现以下结果：

dd conv=ucase 
Hello Linux! #输入字符串后按回车键  
HELLO LINUX! #按组合键Ctrl+D退出，转换成大写结果  
记录了0+1 的读入  
记录了0+1 的写出  
13字节（13 B）已复制，12.1558 秒，0.0 KB/s 

​​3.4 生成测试文件

生成大文件：

dd if=/dev/zero of=test bs=1G count=10   #快速生成10G的大文件

生成一个 1GB 的随机数据文件：

dd if=/dev/urandom of=randfile bs=1M count=1024 status=progress

随机生成1000个1K的小文件：

seq 1000 | xargs -i dd if=/dev/zero of={}.dat bs=1024 count=1  #随机生成指定大小

3.5 磁盘性能测试​​

测试磁盘写能力:

time dd if=/dev/zero of=testw.dbf bs=4k count=100000 

of文件只用于写，所以这个命令相当于测试磁盘的写能力。

测试磁盘读能力:

time dd if=/dev/sdb of=/dev/null bs=4k 

因为/dev/sdb是一个物理分区,对它的读取会产生IO,/dev/null是伪设备,相当于黑洞,of到该设备不会产生IO，所以这个命令的IO只发生在/dev/sdb上,也相当于测试磁盘的读能力。

同时测试读写能力:

time dd if=/dev/sdb of=/root/testrw.dbf bs=4k

在这个命令下,一个是物理分区,一个是实际的文件,对它们的读写都会产生IO（对/dev/sdb是读，对testrw.dbf是写），假设它们都在一个磁盘中，这个命令就相当于测试磁盘的同时读写能力。

测试纯写入性能:

dd if=/dev/zero of=test bs=8k count=10000  oflag=direct

测试纯读取性能:

dd if=/data/test of=/dev/null  bs=8k count=10000  iflag=direct

执行读写测试时，加上oflag=direct参数，因为没有这个参数，dd 命令有时会显示从内存中传输数据的结果速度，而不是从硬盘，无法测试出真实速度。

关键参数​​：

/dev/null和/dev/zero的区别：

**/dev/null：**它是空设备，也称为位桶（bit bucket）、回收站、无底洞，可以向它输出任何数据。任何写入它的输出都会被抛弃。如果不想让消息以标准输出显示或写入文件，那么可以将消息重定向到位桶。

**/dev/zero：**是一个输入设备，可用它来初始化文件。该设备无穷尽地提供0，可以使用任何需要的数目------设备提供的要多的多。它可以用于向设备或文件写入字符串0。

4. 性能优化

4.1 调整块大小（bs选项）

选择合适的块大小可以显著提高dd的性能。块大小太小会导致系统调用频繁，增加开销；块大小太大会浪费内存。一般来说，较大的块大小（如 4MB 或 8MB）通常能提高传输速度。

dd if=/dev/sda of=/path/to/backup.img bs=4M status=progress

4.2 使用直接 I/O（oflag=direct选项）

使用直接 I/O 选项可以绕过操作系统的缓存，提高大文件复制的性能。这对于磁盘备份和恢复尤其有效。

dd if=/dev/sda of=/path/to/backup.img bs=4M oflag=direct status=progress

4.3 异步 I/O（oflag=dsync 或 iflag=dsync 选项）

异步 I/O 可以在写入数据时不等待 I/O 操作完成，这样可以提高数据传输效率。dsync选项可以保证数据完整性。

dd if=/dev/sda of=/path/to/backup.img bs=4M oflag=dsync status=progress

4.4 禁用错误检测（conv=noerror,sync 选项）

在复制过程中，如果遇到错误，默认情况下dd会停止。使用noerror选项可以忽略错误，继续复制。sync选项可以填充错误的块，使输出文件和输入文件大小一致。

dd if=/dev/sda of=/path/to/backup.img bs=4M conv=noerror,sync status=progress

4.5 调整输入输出缓冲区大小（ibs 和 obs选项）

可以分别设置输入和输出的块大小，以优化特定设备的读写性能。例如，输入块大小为 1MB，输出块大小为 4MB：

dd if=/dev/sda of=/path/to/backup.img ibs=1M obs=4M status=progress

4.6 设置进度显示（status=progress 选项）

虽然这不会直接提高性能，但 status=progress 选项可以实时显示进度，使你能够监控dd的执行情况，有助于识别和优化性能瓶颈。

dd if=/dev/sda of=/path/to/backup.img bs=4M status=progress

5. 总结

dd是Linux系统管理的​​双刃剑​​，牢记：

1. ​​三查原则​​：查输入、查输出、查参数；

2. ​​进度监控​​：必加 status=progress；

3. ​​替代方案​​：文件复制用 cp，磁盘擦除用 shred。

参考：https://www.cnblogs.com/kongzhongqijing/articles/9049336.html