Effiziente Sicherung gegen den Defekt eines Notebooks oder Datenträgers

Stellen Sie sich vor Ihr Notebook oder PC startet nicht mehr, da der primäre Datenträger, auf welchem sich Ihr Windows oder Linux Betriebssystem befindet, defekt oder kompromittiert ist. Nun heißt es sich einen neuen Datenträger zu beschaffen, einzubauen und Windows bzw. Linux neu zu installieren. Anschließend kommt das Zeitraubendste, Sie müssen all Ihre Anwendungen neu installieren und so einstellen das Sie wie gewohnt mit diesen arbeiten können. Final spielen Sie noch Ihre aktuellen Arbeitsdaten aus einem Backup auf. Wer ein paar Tage Zeit hat, kann sich an dieses Unterfangen begeben. Doch z.B. Selbstständige können sich so eine Zwangspause kaum leisten.

Stellen Sie sich nun vor Sie haben eine 1:1 Kopie Ihres primären Datenträgers direkt vorliegen, sozusagen einen Klon. Sie entfernen den defekten Datenträger, setzen den Klon ein und starten Ihren PC. Annehmend das Sie nicht jeden Tag einen Klon anfertigen, spielen Sie noch die aktuellen Arbeitsdaten aus einem Backup ein. Das war es schon, mehr als einen halben Tag nimmt die Prozedur nicht in Anspruch.

Oder ein etwas anderes Szenario. Ihr Notebook ist essentiell für Ihre Tätigkeit. Um im Falle eines Defektes so gut wie möglich gerüstet zu sein haben Sie vorsorglich ein zweites baugleiches Notebook angeschafft. Mit Hilfe eines geklonten Datenträgers können Sie jetzt dieses in extrem kurzer Zeit in Betrieb nehmen.

Der folgende Artikel beschreibt detaillierter wie Sie einen Klon zur Absicherung gegen einen Defekt anfertigen können. Des Weiteren ein paar Sachverhalte welche es dabei zu beachten gibt.

Notiz: Dieser Artikel beschreibt das Klonen eines Datenträgers zum Zweck der Sicherung. Das Klonen eines Datenträgers um z.B. von einer HDD-Festplatte zu einer SSD zu wechseln oder für andere Zwecke, ist nicht Umfang dieses Artikels

Notiz: Bitte beachten Sie das Sie über das Klonen hinaus Sicherheitskopien Ihrer Arbeitsdaten anlegen sollten. Ein geklonter Datenträger kann nur ein Baustein eines Sicherungskonzeptes sein.

Notiz: Dieser Artikel hat wenig Bezug zur Netzwerktechnik. Er findet sich aber hier, da ich denke das Sie von den Gedanken und Erfahrungen profitieren können.

Das Klonen eines Datenträgers in der Übersicht

Vorab die Voraussetzungen und Schritte für das Klonen eines Datenträgers in der Übersicht. Mehr Details gibt es dann in den folgenden Abschnitten.

1. Der Datenträger zur Speicherung der Daten vom zu klonenden Datenträger
   
2. Ein USB-Gehäuse für den externen Datenträger
   
3. Ein Programm für das Klonen eines Datenträgers
   
4. Der eigentliche Klonvorgang
   
5. Testen der Funktion des geklonten Datenträgers
   
6. Erfahrungsbericht
   
7. Klonen und Datenträgerverschlüsselung

Der Klon-Datenträger zur Speicherung der Daten vom primären Datenträger

Um einen Klon anzufertigen und diesen bei Bedarf einfach auszutauschen, sollte der Datenträger für den Klon so nah wie möglich an dem zu klonenden Datenträger sein.

Was bedeutet das ?

Die Speicherkapazität sollte gleich oder größer des zu klonenden Datenträgers sein. Man kann zwar unter Umständen auch einen Klon auf einem kleineren Datenträger anfertigen, doch es wird schlicht einfacher und man erspart sich potentielle Probleme, wenn die Größe ausreichend ist.

Der Formfaktor und die Schnittstelle müssen sich gleichen. Wird z.B. in Ihrem PC eine NVMe-SSD im M.2 Formfaktor verwendet, dann sollte der Datenträger für den Klon ebenfalls eine NVMe-SSD im M.2 Formfaktor sein. Dabei müssen Sie sich noch vergewissern, dass die bauliche Größe passt. So gibt es M-2 Datenträger in unterschiedlichen Längen und Breiten. Ferner werden die Steckerleisten von M.2 Datenträgern noch mit einem Key versehen (Aussparung an der Steckerleiste), damit diese nur mit kompatiblen Fassungen betrieben werden können (Quelle 1). Doch auch hier lauert noch ein Fallstrick. Manche SSDs sind sowohl mit einem B als auch einem M-Key versehen. Diese passen somit in die meisten Fassungen. Die eigentliche Schnittstelle ist dann jedoch PCIe mit zwei Lanes bzw. SATA (bis ca. 600MB/s). Eine SSD mit reinem M-Key wird über PCIe mit vier Lanes betrieben (bis ca. 3900MB/s). Falls Sie also derzeit eine SSD in Ihrem Gerät betreiben, welche nur einen M-Key aufweist (PCIe x 4), dann sollten Sie diese auch nur mit einer SSD mit reinem M-Key ersetzen. Eine SSD mit kombinierten B und M-Key wäre deutlich langsamer.

Idealerweise wird für den Klon-Datenträger exakt der gleiche Hersteller und der gleiche Typ verwendet. Der Grund ist, dass es sonst sehr selten zu Kompatibilitätsproblemen kommen kann, wenn man einen Datenträger durch einen Klon austauscht. Es ist aber nicht immer einfach diese Anforderung zu erfüllen, somit ist diese Empfehlung wirklich nur ein Ideal. Ein Datenträger eines anderen Herstellers oder Typs wird meist auch funktionieren.

Eine andere Überlegung ist die Zuverlässigkeit des Datenträgers. So können SSDs nicht beliebig oft beschrieben werden. Hersteller geben hierfür einen sogenannten TBW (Terra-Bytes-Written) Wert für Ihre Produkte an. Bis zu diesem Wert sollen die Produkte zuverlässig funktionieren, darüber erhöht sich die Wahrscheinlichkeit von Defekten. Als Beispiel soll jetzt die Samsung SSD 980 mit 500GByte Kapazität dienen. Für diese wird ein TBW Wert von 300 angegeben. Wenn Sie jetzt einmal pro Woche die vollen 500GByte klonen, dann ist der TBW-Wert in 600 Wochen erreicht, also in mehr als 10 Jahren. Im Klartext, Sie sollten eine entsprechende Rechnung für Ihren individuellen Fall durchführen, werden aber wahrscheinlich auf ein Ergebnis kommen, wo auch der Einsatz günstiger Datenträger absolut ausreichend ist.

Notiz: Die Website „Computerbase” unterhält lesenswerte Seiten zu SSDs und einen Leistungsvergleich (Quelle 2)

USB-Gehäuse für den externen Datenträger

Für den regelmäßigen Gebrauch ist es zweckmäßig einen Datenträger einfach mit dem PC/Notebook verbinden zu können und danach den Klonvorgang durchzuführen. Ferner ist es ratsam den Datenträger separat zu lagern, um zusätzliche Sicherheit zu erlangen. So kann z.B. ein extern gelagerter Datenträger nicht direkt zusammen mit einem PC gestohlen werden oder die Daten durch einen Schädling (z.B. Ransomware) manipuliert werden.

Da es USB-Gehäuse sowohl für SATA-Festplatten als auch NVMe-SSDs gibt, liegt eine Verwendung nahe. Achten Sie bei dem Erwerb auf die verfügbaren USB-Schnittstellen an Ihrem Gerät. Da eine Menge Daten kopiert werden sollte die USB-Variante so schnell wie möglich sein. Um die Geschwindigkeit auch wirklich zu erreichen, empfiehlt es sich tendenziell auf höher qualitative Produkte zurück zu greifen, als rein auf den Preis zu schauen.

Stellen Sie sicher, dass das USB-Gehäuse bezüglich Formfaktor und der internen Schnittstelle zu dem Datenträger passt.

Ein weiterer Punkt welchen man bei NVMe-SSDs beachten muss, ist die Wärmeableitung der NVMe-SSD über das Gehäuse. In der Regel werden dafür Wärmeleitpads verwendet. Werden diese aber verklebt, dann kann es schwierig werden die SSD wieder auszubauen und in einem Notebook einzusetzen. Es gibt aber USB-Gehäuse wo die Wärmeleitpads rein über Adhäsion eine Verbindung mit der NVMe-SSD und dem Gehäuse eingehen. Diese sind zu bevorzugen.

Notiz: Externe USB-Gehäuse besitzen interne einen Controller, um die USB-Schnittstelle auf die Schnittstelle des Datenträgers zu wandeln. Dieser Controller ist eine potentielle Fehlerquelle. Manchmal arbeiten Betriebssysteme oder auch die Software für das Klonen, nicht mit einem bestimmten Produkt zusammen. Hier hilft nur sich zu informieren, zu probieren und sich im Notfall ein anderes USB-Gehäuse zu beschaffen.

Programm für das Klonen eines Datenträgers

Es gibt eine Vielzahl von Programmen welche das Klonen eines Datenträgers beherrschen, bzw. ein entsprechendes Versprechen abgeben. Folgend eine nicht vollständige Liste:

• Clonezilla
  
• Acronis True Image
  
• Aomei Backupper
  
• EaseUS Disk Copy
  
• Paragon Drive Copy
  
• Macrium Reflect

Irgendwie beherrschen die Programme alle das gleiche, im Detail gibt es aber Unterschiede. So mag sich ein Programm etwas schwerer damit tun NVMe- Datenträger zu klonen oder ein anderes ist umständlicher wenn es darum geht einen Windows-Datenträger zu klonen, welcher mit Bitlocker verschlüsselt ist. So wirklich kompliziert wird es wenn es darum geht, ob ein Programm auch frei verwendet werden kann oder ob es nur eine Testversion für x Tage gibt und welcher Funktionsumfang mit welcher Version einhergeht. Ferner können sich auch die Installationsroutinen deutlich unterscheiden. Das ein oder andere Programm möchte gerne viel von Ihnen wissen, bevor man es installiert, andere sind sehr intransparent was evtl. sonst noch so mit installiert wird.

Der Klonvorgang

Schließen Sie das USB-Gehäuse mit eingesetztem Datenträger an einen USB-Port an. Am besten an den USB-Port welcher die höchste Geschwindigkeit bietet.

Starten Sie das von Ihnen gewählte Programm, für das Klonen eines Datenträgers und führen Sie den Klonvorgang durch.

Der Vorgang kann je nach Umfang der zu kopierenden Daten, der Geschwindigkeit der USB-Verbindung und der Leistung des Datenträgers von ca. 15 Minuten bis zu mehreren Stunden dauern.

Wie üblich liegt aber der Teufel im Detail. Dieses „Detail” kann nun sehr individuell sein. So wird evtl. das USB-Gehäuse mit dem Datenträger für den Klon nicht erkannt. Oder die Geschwindigkeit des Klonvorganges ist extrem langsam. Oder eine Fehlbedienung des Programmes für das Klonen führt zu Datenverlust.

Ein Patentrezept um Fehler zu vermeiden kann ich Ihnen nicht nennen, außer wirklich achtsam vorzugehen.

Testen der Funktion des Klon-Datenträger

Es empfiehlt sich dringend die Funktionsfähigkeit des angefertigten Klon-Datenträger zu prüfen, wenn Sie diesen zum ersten Mal angefertigt haben. Zu einem spielen Sie damit die Prozedur schon einmal durch, welche Sie auch im Ernstfall durchführen müssten. Zum anderen erwähnte ich eben etwas von Teufel und Detail. Es kann eine Vielzahl von Gründen geben, warum der geklonte Datenträger eventuell nicht direkt funktioniert. Wenn man das aber erst erfährt, wenn man den Klon-Datenträger braucht, dann ist es zu spät.

Hier eine universelle Beschreibung des Testvorganges.

1. Der PC oder das Notebook wird geöffnet
2. Vorsichtige Entnahme des geklonten Datenträgers
   
3. Vorsichtige Entnahme des Klon-Datenträger aus dem USB-Gehäuse
   
4. Einsetzen des Klon-Datenträger
   
5. Start des Computers und prüfen ob dieser startet, die Arbeitsumgebung und Daten zur Verfügung stehen
   
6. Wiedereinbau des ursprünglichen Datenträgers in den PC oder das Notebook
   
7. Wiedereinbau des Klon-Datenträger in das USB-Gehäuse

Wer das Risiko für potentielle Probleme weiter senken möchte, der führt solch einen Test nicht nur einmalig sondern regelmäßig durch. Welches Intervall man bevorzugt hängt ganz von Ihnen und dem individuellen Sicherheitsbedürfnis ab.

Erfahrungsbericht

Die bisherigen Abschnitte beschrieben universell die Vorbereitungen und Überlegungen, um einen Datenträger zu klonen. Dieser Abschnitt schildert welche konkreten Lösungen ich gewählt habe. Das soll Ihnen eine zusätzliche Hilfestellung für Ihr eigenes Vorhaben geben.

Die Auswahl der Produkte

Bei dem zu klonenden Datenträger handelt es sich um eine NVMe-SSD im M-2 Format, Hersteller Samsung, der exakte Typ „Samsung SSD 960EVO 500GB”. Das physische Format ist somit 22 x 80 mm (B x H), die Schnittstelle unterstützt nur PCIe mit vier Lanes. Entsprechend verfügt die SSD über eine reine M-Key Kerbung.

Der Computer, in dem der Datenträger eingesetzt wird, ist ein Desktop-PC, mit Windows-10 Betriebssystem. Es ist relativ leicht das Gehäuse zu öffnen und den Datenträger zu tauschen. TPM (Trusted Platform Module) und UEFI sind aktiviert, Secure-Boot ist deaktiviert. Die Daten auf dem Datenträger sind nicht verschlüsselt.

Die leistungsfähigste USB-Schnittstelle an dem PC ist USB 3.1 Gen2 nach alter Terminologie, bzw. USB 3.2 Gen2 nach neuer.

Da eine exakt gleiche SSD nur noch gebraucht erhältlich ist, um potentielle Probleme selbst zu erfahren, aber auch aus preislichen Gründen habe ich mich für eine „WD SN570 500GB” als Klon-Datenträger entschieden. Diese bietet die gleichen, bzw. bezüglich Schreib-/Leserate ähnliche Leistungsdaten wie die derzeitige SSD von Samsung.

Die Wahl des Adapters war etwas herausfordernder. Der schlichte Grund, die Auswahl an potentiell geeigneten Produkten ist riesig. Am Ende wurde ein USB-Gehäuse, vom Typ IB-1817M-C31. vom Hersteller Icy Box selektiert. Rein von den Leistungsdaten sollte das Produkt geeignet sein. Von den beim Internet-Händler abgegebenen Bewertungen war das Produkt ok. Den Ausschlag gab am Ende die in einer Antwort erhaltene Information, dass das Wärmeleitpad rein per Adhäsion aufgebracht und nicht verklebt wird. Diese Information war in den meisten Produkten nicht vorhanden, bzw. es ergab sich der Eindruck, dass das Wärmeleitpad per Kleber aufgebracht wird.

Unten eine Übersicht über den Einbau der NVMe-SSD in das USB-Gehäuse.

1. Die NVMe-SSD ist nur locker auf die Platine des USB-Gehäuses mit der M-2 Fassung gelegt.
   
2. Die eingesteckte und mit einer Schraube fixierte NVMe-SSD.
   
3. Die mit einem Kühlkörper versehene Platine und NVMe-SSD, beim einschieben in das USB-Gehäuse.
   
4. Das verschlossene USB-Gehäuse mit integrierter NVMe-SSD.

Als Programm für den eigentlichen Klonvorgang wurde auf Macrium-Reflect-Free zurückgegriffen (Quelle 3). Die Funktion des Klonens ist auf Dauer für nicht-kommerzielle Zwecke frei zu verwenden und funktioniert sowohl für SATA als auch NVMe Datenträger. Ferner war die Installation wenig aufdringlich. Ein Nachteil, die Benutzeroberfläche ist nicht sehr intuitiv.

Notiz: Bei der Installation von Macrium-Reflect-Free: Man kann getrost das Häkchen vor der Option „ViBoot” entfernen. Es wird für die Funktion des Klonens nicht benötigt.

Der Klonvorgang

Nach dem Verbinden des USB-Gehäuses mit dem PC, wurde der enthaltene Datenträger direkt erkannt. Da dieser aber noch nicht initialisiert war konnte man das nicht über den Datei-Explorer ersehen, sondern über die Datenträgerverwaltung. Auch Macrium-Reflect-Free erkannte den per USB angeschlossenen Datenträger im nicht initialisiertem Zustand.

Unter Macrium-Reflect-Free förderte ein klick auf den zu klonenden Datenträger die Option „Clone this disk …” zu Tage.

Danach kam die Abfrage, welches den der Datenträger für den Klon sein soll. Hier ist noch erwähnenswert, dass sich die Ansicht bei der ersten Auswahl und späteren Vorgängen unterscheiden kann. Bei der ersten Auswahl handelt es sich um einen noch nicht initialisierten Datenträger. Entsprechend ist die Ansicht für den Datenträger leer. Später finden sich hier die gleichen Partitionen, wie für den zu klonenden Datenträger, da dieser ja schon einmal geklont wurde.

Macrium-Reflect-Free bietet die Möglichkeit den Klonvorgang zu terminieren. Wenn z.B. der Vorgang über die Mittagspause erfolgen soll, dann könnte man das hier entsprechend einstellen. Da ich den Klonvorgang direkt starten wollte, habe ich einfach auf „Next” geklickt.

Final könnte man noch die vorgenommenen Einstellungen sichern, um in Zukunft den gleichen Klonvorgang schneller zu starten. Mit einem klick auf „ok”, startete der Klonvorgang.

Der anschließende Klonvorgang dauerte ca. 20 Minuten. Der Datenträger war ca. zur Hälfte beschrieben, es wurden also um die 250GByte an Daten kopiert.

Der Test

Nach erfolgreicher Rückmeldung von Macrium-Reflect-Free, dass das Klonen erfolgreich abgeschlossen wurde, war es Zeit zu testen ob der PC mit dem Klon klaglos startet.

Der PC wurde geöffnet, die bisherige NVMe-SSD entfernt und die neue eingesetzt. Durch die offene Bauweise des Desktop-PCs ein unkomplizierter Vorgang. Auch der Ausbau des Klons aus dem USB-Gehäuse gestaltete sich einfach. Die Leiterplatte, mit der NVMe-SSD, konnte mit Hilfe einer kleinen Zange aus dem USB-Gehäuse gezogen werden. Das Wärmeleitpad befand sich relativ lose auf der SSD und wurde einfach mit der Hand entfernt. Final wurde dann der Klon-Datenträger in den PC eingebaut.

Der PC startete, erkannte den Klon und versuchte Windows zu booten. Nach ungefähr einer Minute kam die Fehlermeldung „Inaccessible Boot Device”. Danach startete der PC erneut und beendete den Startvorgang wieder mit der gleichen Fehlermeldung. Das ganze insgesamt drei mal.

Danach wurden mir mehrere Optionen offeriert, den PC wieder flott zu bekommen. Darunter auch eine automatisierte Erkennung von potentiellen Startproblemen und deren Beseitigung. Eine Ausführung dieser Funktion brachte aber keine Besserung. Eine Recherche im Web förderte einen Artikel zu Tage, in welchem jemand ein ähnliches Problem beschrieb (Quelle 4). Dort wurde empfohlen die Startdateien zu erneuern. Die benötigten Kommandos können über ein Kommandozeilenfenster abgegeben werden, welches eine der möglichen Reparatur-Optionen war.

So konnte ich mittels der Kommandos diskpart und dann list volume die einzelnen Partionen auf dem Klon identifizieren. Das Kommando bcdboot e:\windows erneuerte dann die benötigten Startdateien. „e:” war dabei der vorher ermittelte Laufwerksbuchstabe der Windows-Partition.

Ein erneuter Versuch den PC zu starten funktionierte nun ohne weitere Probleme und ich fand mich in meiner gewohnten Windows-Umgebung wieder.

Achtung, dass die Problembehebung relativ unkompliziert war, lag unter anderem daran das mein System UEFI und entsprechend aktuelle Startfunktionen verwendet. Verwenden Sie die angegebenen Kommandos nicht blind, sondern bedenken Sie sorgfältig ob diese auch für Ihren Fall passend sind.

Nach dem der geklonte Datenträger erfolgreich startete, gab es noch ein interessantes Phänomen. Manche Programme, welche lokal ein Passwort speicherten, verlangten dieses nun erneut. Das deutet darauf hin, dass es vorkommen kann das hin- und wieder ein Programm sich die Hardware-Konfiguration eines PC oder wenigstens die Hardware des Datenträgers merkt und darauf reagiert.

Diese Schilderung zeigt auch schön, dass es auf jeden Fall gerechtfertigt ist, einmal zu testen ob ein Klon auch funktioniert. Bei mir war es nicht der Fall. Das Problem konnte aber behoben werden. Ferner konnte ein Weg gefunden werden, wie das Problem zuverlässig auch für zukünftige Klon-Versionen beseitigt werden kann.

Notiz: Falls Sie, wie in meinem Fall, auf Probleme stoßen und einen Weg der Behebung gefunden haben, dann machen Sie sich darüber Notizen. Am besten tatsächlich auf einem Blatt Papier und fügen Sie dieses dem USB-Gehäuse mit dem geklonten Datenträger bei. Jeder vergisst Details im Laufe der Zeit und man sollte im Ernstfall zügig eine Lösung an der Hand haben und nicht wieder anfangen danach zu suchen.

Klonen und Datenträgerverschlüsselung

Wer seinen Daten auf einem Datenträger verschlüsselt, muss sich Gedanken machen wie sich die Verschlüsselung auf das Klonen und den späteren Austausch auswirkt.

Wichtig ist hierbei wie die Verschlüsselung von statten geht.

So gibt es Systeme welche die Daten rein auf dem Datenträger verschlüsseln (z.B. VeraCrypt). Hier reicht es wenn die für das Klonen verwendete Software einfach alle Daten von Datenträger A nach B kopiert. Da das kopieren von allen Daten sozusagen die Essenz vom Klonen ist, sind hier keine Probleme zu erwarten.

Andere Systeme fertigen eine separate Partition auf dem Datenträger für die Verschlüsselungfunktion an und verknüpfen ferner die Verschlüsselung mit dem TPM-Modul des PCs/Notebooks. Als Beispiel dient hier BitLocker. Hier empfiehlt es sich dringend beim Hersteller der verwendeten Klon-Software nach zu lesen, welche Optionen und Möglichkeiten existieren. Für diesen Artikel führt das allerdings zu weit.

Manche SSDs haben direkt eine reine Hardware-Verschlüsselung integriert. Diese kann man dann z.B. im BIOS/UEFI aktivieren. Das Entsperren des Datenträgers erfolgt nun bei jedem Neustart des PCs/Notebooks durch Eingabe eines Passworts. Für das weitere Arbeiten am Computer liegen die Daten auf dem Datenträger unverschlüsselt vor. Ein Klon kann entsprechend einfach gefertigt werden, ist selbst aber ebenfalls unverschlüsselt.

ich hoffe Sie werden den geklonten Datenträger niemals wirklich brauchen,

Matthias (19.01.2022)

Quelle [1]: https://www.delock.de/infothek/M.2/M.2.html
Quelle [2]: https://www.computerbase.de/thema/ssd/rangliste/
Quelle [3]: https://www.macrium.com/reflectfree
Quelle [4]: https://faststorage.eu/how-to-clone-windows-10-from-sata-ssd-to-m-2-ssd-fix-inaccessible-boot-device/