Восстановление данных. Практическое руководство

Восстановление удаленных файлов на разделах UFS

Файловая система UNIX (UNIX File System, UFS) — это основная файловая система для систем BSD, устанавливаемая по умолчанию. Многие коммерческие варианты UNIX также используют либо UFS в чистом виде, либо одну из файловых систем, созданных на ее основе и очень на нее похожих. В отличие от ext2fs, хорошо документированной и изученной вдоль и поперек, UFS в доступной литературе описана крайне поверхностно. Единственным источником информации становятся исходные тексты, в которых не так-то просто разобраться! Существует множество утилит, восстанавливающих уничтоженные данные (или, во всяком случае, пытающихся это делать), но на практике все они оказываются неработоспособными. Это, в общем-то, и неудивительно, поскольку автоматическое восстановление удаленных файлов под UFS невозможно в принципе. Тем не менее, файлы, удаленные с разделов UFS, вполне возможно восстановить вручную, если, конечно, знать как это делается.

Исторический обзор

UFS ведет свою историю от файловой системы s5. Это — самая первая файловая система, написанная для UNIX в далеком 1974 году. Файловая система s5 была крайне простой и неповоротливой (по некоторым данным, ее производительность составляла от 2 до 5 процентов от "сырой" производительности "голого" диска). Тем не менее, понятия суперблока (super-block), файловых записей (inodes) и блоков данных (blocks) в ней уже существовали.

В процессе работы над дистрибутивом 4.2 BSD, вышедшим в 1983 году, оригинальная файловая система была несколько усовершенствована. Были добавлены длинные имена файлов и каталогов, символические ссылки и т.д. Так родилась UFS.

В 4.3 BSD, увидевшей свет уже в следующем году, улучшения носили намного более радикальный, можно даже сказать — революционный — характер. Появились концепции фрагментов (fragments) и групп цилиндров (cylinder groups). Быстродействие файловой системы существенно возросло, что и позволило разработчикам назвать ее быстрой файловой системой (Fast File System, FFS).

Все последующие версии линейки 4.x BSD прошли под знаменем FFS, но в 5.x BSD файловая система вновь изменилась. Для поддержки дисков большого объема ширину всех адресных полей пришлось удвоить: 32-битная нумерация фрагментов уступила место 64-битной. Были внесены и другие, менее существенные усовершенствования.

Таким образом, на практике мы имеем дело с тремя различными файловыми системами, не совместимыми друг с другом на уровне базовых структур данных. Тем не менее, некоторые источники склонны рассматривать FFS как надстройку над UFS. Например, документ "Little UFS2 FAQ" (http://sixshooter.v6.thrupoint.net/jeroen/faq.html) утверждает, что UFS и UFS2 определяют раскладку данных на диске, причем FFS реализована как надстройка над UFS/UFS2 и отвечает за структуру каталогов и оптимизацию операций доступа к диску. Однако если заглянуть в исходные тексты файловой системы, можно обнаружить два подкаталога — /ufs и /ffs. В /ffs находится определение суперблока (базовой структуры, отвечающей за раскладку данных), а в /ufs — определения inode и структуры каталогов, что опровергает данный тезис, с точки зрения которого все должно быть с точностью "до наоборот".

Чтобы не увязнуть в болоте терминологических тонкостей, под UFS мы будем понимать основную файловую систему 4.5 BSD, а под UFS2 — основную файловую систему 5.x BSD.

Структура UFS

В целом, UFS очень похожа на ext2fs — те же inode, блоки данных, файлы, каталоги. Тем не менее, есть между этими файловыми системами и различия. В ext2fs имеется только одна группа индексных дескрипторов (inodes), и только одна группа блоков данных для всего раздела. В отличие от ext2fs, UFS делит раздел на несколько зон одинакового размера, называемых группами цилиндров. Каждая зона имеет свою группу индексных дескрипторов и свою группу блоков данных, независимых ото всех остальных зон. Иначе говоря, индексные дескрипторы описывают блоки данных той и только той зоны, к которой они принадлежат. Это повышает быстродействие файловой системы, так как головка жесткого диска совершает более короткие перемещения. Кроме того, такая организация упрощает процедуру восстановления при значительном разрушении данных, поскольку, как показывает практика, обычно гибнет только первая группа индексных дескрипторов. Случаи, когда гибнут все группы, встречаются крайне редко. Предполагаю, что для того, чтобы умышленно этого добиться, диск потребуется положить под гидравлический пресс.