PDF de programación - ¿Recuperación De Archivos A Través Del Virtual File System De Linux?

¿Recuperación De Archivos A Través Del

Virtual File System De Linux?

Víctor Mejía - Diego Guerrero

Directora: Ingeniera Claudia P. Santiago

Resumen: Este artículo explica en
primera instancia el por que el Virtual
File System de Linux se puede llegar a
considerar una opción para hacer la
recuperación de archivos de forma
genérica; y en segundo lugar se darán
razones de peso que permitan
responder la pregunta ¿Es posible
hacer la recuperación de archivos de
forma genérica a través del Virtual File
System?.
This article primarily
Abstract:
explains the reason why Virtual File
System of Linux can be consider as an
option to recuperate files in a general
form. Consequently substantial reasons
will be given to answer the question, is
it possible to recuperate files in a
general form thru Virtual File System?;
Therefore, the principal VFS data
structures are analyzed, and at the end
of the article the future work is
enunciated and the conclusions about
the analysis are written.

I. INTRODUCCIÓN

crimen

Teniendo en cuenta el gran valor que la
información tiene hoy en día para las
diferentes entidades y que por ésta se ha
convertido en uno de los blancos mas
apetecidos del
(crimen
cibernético), el cual se manifiesta de
diferentes formas, una de ellas es
borrando información, que por un lado
puede ser valiosa para alguien o bien,
contiene evidencia incriminatoria sobre
algún evento delictivo; violando de ésta
forma el principio de disponibilidad de

la información en la seguridad
informática.

importante


que



contar
realicen

Dada la gravedad de esta situación se
hace
con
herramientas
la
recuperación de la información después
de un evento de borrado de la misma
sobre un medio de almacenamiento, ya
que en la mayoría de los casos resulta
muy costoso e impracticable tener una
seguridad que garantice que el borrado
de información es imposible sin una
previa autorización.

Actualmente, Linux actualmente cuenta
con un buen número de herramientas
para la recuperación de archivos
basándose en el sistema de archivos,
algunas de ellas de licencia GPL; sin
embargo, hasta donde se conoce,
ninguna de ellas hace la recuperación
sobre cualquier sistema de archivos
manejado por Linux. Por esta razón
puede resultar de interés construir una
herramienta que funcione de manera
genérica sobre cualquier sistema de
archivos; tarea complicada o incluso
imposible con lo que en la actualidad
ofrece Linux en el manejo de sistemas
de archivos. Con este artículo se
pretende dar a conocer un componente
de software con el que cuenta el kernel
de Linux, que seguramente será un de
las posibilidades que se tendrán en
cuenta en el momento de tratar de
encontrar la forma de construir la
herramienta descrita anteriormente, nos
estamos refiriendo al Sistema Virtual de
Archivos de Linux (Virtual File System

enfocándonos en

las
o VFS),
características que nos puedan ayudar a
la hora de
implementar dicha
herramienta.

II. PROBLEMÁTICA

Si estamos en la tarea de construir una
herramienta para recuperación de
archivos, y conocemos de una forma
básica el VFS, podemos pensar
intuitivamente que la solución, para el
problema de dar la portabilidad a la
herramienta de forma genérica sobre los
diferentes sistemas de archivos
manejados por Linux, es por medio del
VFS.

En este artículo se pretende dar
respuesta a la pregunta de si es o no
viable construir una herramienta que
recupere archivos sobre cualquier
sistema de archivos soportado por
Linux (Ext2, Ext3, ReiserFS, XFS, etc.)
y que se base en sus sistema virtual de
archivos (VFS).

Es claro que, de darse una respuesta
negativa,
es importante descartar
posibilidades de trabajo en el problema
de construir una herramienta de
recuperación de archivos, que funcione
de manera genérica sobre cualquier
sistema de archivos manejado por
Linux, ya que esto ahorrará muchas
horas de trabajo tratando de entender
algo que definitivamente no nos llevará
a cumplir con nuestro objetivo; y por
otro lado, de obtener una respuesta
positiva solo queda profundizar sobre el
tema y empezar a desarrollar la
herramienta de recuperación de
archivos.

III. MARCO TEÓRICO

Para el manejo de archivos Linux
provee una herramienta muy potente, la
cual fue diseñada con el fin de dar
soporte a varios sistemas de archivos.

Esta herramienta es la que se conoce
como Sistema de Archivos Virtual
(VFS Virtual File System). El VFS
presenta una interfaz para que los
procesos puedan trabajar con archivos;
en este se definen abstracciones sobre
las características y funciones de los
sistemas de archivos particulares e
implementa las funciones comunes. Se
puede ver al VFS como un
intermediario entre los procesos de los
usuarios y los sistemas de archivos
reales como los son Ex2, Ex3, XFS,
entre otros.
La siguiente figura describe a grandes
rasgos este comportamiento:

Proceso de

Usuario

Interface de

llamadas al sistema

VFS

Ext2

IBM JFS

XFS

Ext3

ReiserFS

Caché de
Páginas

Drivers

En términos de la programación
orientada a objetos, se puede decir que
el VFS es una clase abstracta que
implementa funciones generales, delega
funciones específicas a los sistemas de
archivos particulares y provee una serie
de interfaces para que los procesos
puedan acceder a dichas funciones.

El sistema virtual de archivos de Linux
es el software encargado de manejar
todas
sistema
relacionadas con el sistema de archivos.

llamadas al

las

Su principal fortaleza es proveer un
grupo de interfaces para una gran
cantidad de tipos de sistemas de
archivos.

Los sistemas de archivos soportados por
el sistema virtual de archivos se pueden
clasificar en tres clases:

• Disk-based filesystems
• Network filesystems
Special filesystems
•

Para el tema que nos ocupa en este
documento solo hablaremos del primero
de la clase Disk-based filesystems, la
cual se encarga de manejar el espacio de
memoria disponible en una partición de
un disco o en algún medio de
almacenamiento. Normalmente realiza
el almacenamiento por medio de
bloques en el dispositivo de hardware.

IV. DESARROLLO DE LA

PROPUESTA

El VFS para su funcionamiento usa tres
objetos o estructuras de datos
principales, las cuales a su vez usan
otras estructuras de datos que se
clasifican por su objetivo; entonces, de
estas últimas estructuras tenemos:

• Estructuras de datos que
contienen las operaciones que
se pueden realizar sobre la
estructura principal que los
contiene.

• Estructuras que contienen
información importante, para la
correcta administración de los
archivos y para mantener la
compatibilidad con los sistemas
de archivos concretos (Ext3,
Ext2, JFS, etc.).
• Por último

las
estructuras que tienen como
objetivo mejorar el rendimiento
del
operativo.
Básicamente se trata de cachés,

tenemos



sistema



que ayudan a evitar el exceso de
transacciones con operaciones
de E/S al dispositivo de
almacenamiento.

Dado que el rendimiento no es el tema
de interés para este artículo, se omitirá
hablar del manejo de cachés del VFS y
nos centraremos, para cada una de las
tres estructuras principales del VFS, en
las estructuras de datos que ellos
manejan y cuyos objetivos caen en los
dos primeros descritos anteriormente.

Comenzaremos hablando del objeto o
estructura superbloque. Esta estructura
posee la información concerniente a
cada sistema de archivos particular
registrado en el VFS; dicha información
incluye:

• Un apuntador a una lista de
superbloques, en donde cada
superbloque de esta lista
representa un sistema de
archivos específico.

• El tamaño del bloque en bytes y
en bits que usa el sistema de
archivos específico.

• El tipo del sistema de archivos
Network o

(Disk-based,
Special).

• Banderas y Semáforos de

control.

• Una lista de los inodos
modificados en memoria que no
han sido actualizados en disco.

• Una lista de los objetos File que
se están usando en el momento.
• Un apuntador al bloque inicial o
el punto de montaje del sistema
de archivos.

• El dispositivo donde fue

montado el sistema de archivo

• Un apuntador a una estructura
que tiene las operaciones que se
pueden realizar sobre el
superbloque

• Una unión (en el sentido del
lenguaje C), donde cada sistema

de archivos almacena una
información específica de él.

De toda esta información se podría
considerar de interés para el tema que
nos ocupa el tamaño de los bloques, que
sería útil para nuestro fin si tuviéramos
la certeza que los bloques usados por
todos los sistemas de archivos tienen la
misma estructura, algo no ocurre.

En cuanto a el conjunto de métodos
definidos para el superbloque se tienen
de dos tipos; el primero maneja métodos
que operan sobre los inodos tales como
lectura y escritura, que variarán
dependiendo del tipo de inodo (si es
inodo raíz o un inodo común), también
se puede revisar el estado de un inodo
(si fue modificado o no) y vario