 |
|
|
|
Файловые системы пространства пользователя
Файловые системы пространства пользователя Сегодня администраторы и пользователи сталкиваются со многими новыми технологиями, на изучение которых требуется время. При этом полученные ранее навыки работы и привычные инструменты могут не пригодиться или показаться неудобными. «Синтетические» файловые системы, работающие в пространстве пользователя, позволяют скрыть разницу в работе конкретных протоколов и применять для всех задач одни и те же инструменты. Все является файлами – ключевая концепция UNIX-систем. Файлами является даже периферийное оборудование компьютера, разделы жесткого диска. При этом для приложений доступ к файлу устройства или отправка данных другому процессу практически не отличима от доступа к обычному текстовому файлу, что позволяет пользователю применять одни и те же команды для вывода текстового файла на консоль, печати файла, вывода звука через /dev/dsp и пр. Синтетические файловые системы, работающие в пространстве пользователя, реализуют аналогичный подход к самым разнообразным источникам информации. Файлами является все, с чем приходится иметь дело пользователю такой файловой системы – почтовые ящики, веб-страницы и ftp-серверы, защищенные SSH-соединения, архивы и другие локальные данные… Работа вне ядра:
Например, в настоящее время существуют проекты SULF – Stackable User-Level Filesystem (http://pobox.com/~vgough/fuse-csharp.html) и FUSE-J (http://www.cl.cam.ac.uk/~Etdm25/fuse-j). Первый позволяет написать свою файловую систему на C, второй на Java. Интерфейс спроектирован так, чтобы обеспечить простую, эффективную и прозрачную работу с поддержкой привычной семантики. Первоначально разработанный для поддержки AVFS (http://www.inf.bme.hu/~mszeredi/avfs), FUSE (http://fuse.sourceforge.net) вскоре стал отдельным проектом и на сегодня имеет приличный список файловых систем, использующих его наработки. Совсем недавно код FUSE включен в дерево ядра -mm Эндрю Мортона (Andrew Morton). К сожалению, второй подобный проект, LUFS – Linux Userland FileSystem (http://lufs.sourceforge.net/lufs) несмотря на надпись на сайте «Actively maintained» обновлялся в последний раз в конце 2003 года, поэтому уже можно говорить о прекращении работ. Принцип работы такой системы ясен из рис. 1.
Рисунок 1. Модуль ядра перехватывает запросы к VFS и создает для пользователя иллюзию работы с обычной файловой системой Модуль ядра перехватывает запросы к VFS и создает для пользователя иллюзию работы с обычной файловой системой, на которой эмулируется специальное дерево каталогов, отвечающее семантике хранимых в ней данных. Теперь для работы с этими файлами можно применять привычные утилиты, например, для копирования файлов через защищенное ssh-соединение достаточно воспользоваться cp. Модуль ядра и библиотека связываются через дескриптор специального файла /proc/fs/fuse/dev, через который и происходит взаимодействие. Реализации файловых систем для защиты информации На сайте проекта FUSE можно найти только небольшую программу – пример, демонстрирующую возможности, основной же интерес представляют собой сторонние разработки, список которых можно найти на http://fuse.sourceforge.net/filesystems.html. На момент написания статьи список насчитывал 22 проекта, большая часть из которых еще не достигла состояния релиза и стабильная работа не гарантируется в том числе и самими разработчиками, к тому же их не всегда возможно откомпилировать без проблем. Поэтому весь список перечислять не буду, остановлюсь только на некоторых самых интересных. EncFS – Encrypted Filesystem (http://pobox.com/~vgough/encfs.html) реализует зашифрованную файловую систему. Как и другие подобные файловые системы, основное назначение EncFs – защита персональных данных, резервных копий. Работа отличается от «loopback» систем, работающих в режиме ядра. При этом в EncFs размер файловой системы может динамично изменяться. Некоторые метаданные остаются видимыми, что позволяет программе резервирования определить количество файлов, их размер, приблизительно количество знаков в имени (само имя шифруется) , т.е. узнать изменившиеся файлы. Но програма резервирования не может их расшифровать, таким образом, резервные копии можно сделать без расшифровки. Работать с такой файловой системой можно как с локального, так и удаленного узла, а также сменных носителей вроде CD-ROM. Проверим ее в работе. Первым делом требуется установить fuse. Здесь ничего сложного. # tar -xzvf fuse-2.2.1.tar.gz # cd fuse-2.2.1 # ./configure && make # make install # /sbin/modprobe fuse Проверяем загружен ли соответствующий модуль: # /sbin/lsmod | grep fuse
Новая файловая система должна быть в списке известных ФС. # cat /proc/filesystems | grep fuse
Все работает. Для примера работы можно зайти в подкаталог fuse-2.2.1/example/ и запустить тестовую программу. #./fusexmp /mnt/fuse/ -d
Теперь, глядя на содержимое каталога /mnt/fuse/, можно обнаружить дерево основной файловой системы. Настала очередь EncfFS. Для работы, кроме архива с самой файловой системой, требуется наличие библиотек OpenSSL и Rlog (http://rlog.sourceforge.net). Устанавливается EncfFS обычным образом, после компиляции будут доступны два исполняемых файла – еncfs и encfsctl. При помощи первой можно создать или примонтировать зашифрованную файловую систему. # encfs ~/.crypt ~/crypt
Как видите, при создании новой файловой системы доступно два предустановленных режима standard и paranoia (шифр AES, размер ключа 256, размер блока – 512), а также режим expert, при использовании которого можно выбрать все параметры самому (половина вопросов при этом будет задана по-русски). Теперь можно проверить работу вновь созданной ФС: # cd crypt/ # echo «Это зашифрованное сообщение» > testfile # cat testfile Это зашифрованное сообщение Размонтируем и смотрим, что в каталоге: # fusermount -u ~/crypt # ls ./.crypt/
Также невозможно прочитать содержимое файлов. Кроме того, можно задать дополнительные параметры, которые позволяют автоматически размонтировать файловую систему в случае неактивности в течение какого-то промежутка времени, организовать доступ нескольким пользователям и некоторые другие. При помощи утилиты encfsctl можно проверить параметры файловой системы или сменить пароль. Например: # encfsctl ./.crypt
Для использования в военных, правительственных и других организациях, в которых уделяется особое внимание режиму секретности, разработана файловая система Phonebook (http://www.freenet.org.nz/phonebook), использующая технологию, получившую название «Deniable Encryption technology». Её разработчики пытаются учесть «человеческий фактор», являющейся основной причиной многих проблем, возникающих при защите информации. Суть этой технологии заключается в использовании нескольких слоев кодирования, каждый со своим паролем, поэтому чтобы получить доступ, необходимо знать уже два параметра: название слоя и пароль. В случае ошибки набора будет создан новый слой, никакого сообщения об ошибке выведено не будет. При этом есть возможность создать несколько слоев с одним именем, но разными паролями, в случае взлома будет раскрыта информация только в одном из них. Все файлы шифруются индивидуально (256-Blowfish, CFB-режим, плюс SHA1 хеш), в случайном порядке изменяется и время доступа к файлу. Файлы могут быть записаны на CD-ROM или доступ к ним можно получить через сеть (например, NFS). SSH через файловый менеджер Следующая интересная файловая система shfs – (Secure) SHell FileSystem (http://shfs.sourceforge.net), использующая FUSE, позволяет монтировать удаленные системы, используя ssh-соединения и работать с ними как с обычной локальной системой. После стандартной установки пользователю будут доступны две утилиты shfsmount и shfsumount. В общем случае строка запуска выглядит так: shfsmount[user@]host:[dir]] mountpoint [options] Далее: # mount -t shfs sergej@somewhere.com: /mnt/local
Если теперь посмотреть в /mnt/local, то в нем обнаружатся файлы, расположенные на удаленном компьютере. По умолчанию монтируется домашний каталог пользователя, при необходимости можно указать на конкретный каталог, порт отличный от принятого по умолчанию и прочие параметры соединения. Для удобства можно создать символическую ссылку и вызывать команду привычным образом. # ln-s /sbin/mount.shfs /sbin/shfsmount # mount -t shfs sergej@somewhere.com: /mnt/local Практически такими же возможностями обладает пакет sshfs-fuse, доступный для закачки с сайта проекта fuse (http://prdownloads.sourceforge.net/fuse/sshfs-fuse-1.1.tar.gz?download). Работа с ним отличается только используемой командой. # sshfs sergej@somewhere.com:/tmp /mnt/local # mount | grep shfs
Сетевые ресурсы в окне МС Подобным образом можно смонтировать и SMB-ресурсы Windows машин. Проект SMB for Fuse (http://hannibal.lr-s.tudelft.nl/~vincent/fusesmb) позволяет монтировать не только отдельные ресурсы, как это делается обычным способом при помощи smbclient и smbmount, но и полностью всю рабочую группу или компьютер. Затем к ресурсам можно обращаться из любого приложения, как к локальным файлам. Кэширование при помощи скрипта fusesmbcache ускоряет просмотр доступных ресурсов. Этот скрипт необходимо запускать при помощи cron. # crontab –e
И теперь мониторим ресурсы. # mkdir ~/net # fusermount ~/net fusesmb & В указанном каталоге появится дерево каталогов, соответствующих рабочим группам, входящим в них компьютерам и доступным ресурсам. Не менее интересной является разработка еще одного Open Source проекта FunFS – Fast User Network FileSystem (http://www.luminal.org/wiki/index.php/FunFS/FunFS), цель которого – полноценная замена NFS. Особое внимание было уделено повышению надежности и безопасности соединений. К сожалению, на данный момент FunFS находится в состоянии альфа-версии, поэтому о сколько-нибудь серьезном его применении пока говорить еще рано. Практически аналогична ситуация с проектом fusedav (http://0pointer.de/lennart/projects/fusedav), позволяющим монтировать WebDAV (http://www.webdav.org) ресурсы. Разработки идут вяло, хотя версия 0.1, доступная в настоящее время на сайте, в принципе функциональна. Впрочем, и AVFS (http://sourceforge.net/projects/avf) позволяет также просматривать удаленные ресурсы (ftp, http, dav), и кроме того монтирует архивы (tar, tar.gz, zip) в дерево файловой системы. Контроль версий файлов Wayback (User-level Versioning File System for Linux, http://wayback.sourceforge.net) позволяет сохранять старые версии текстовых файлов, независимо от их количества, и каталогов, в которых они располагаются. Работает wayback на любом блочном устройстве с любой файловой системой. Для отката такая система ведет файл журнала, в котором описываются все изменения. Монтируется новая файловая система при помощи скрипта mount.wayback. # ./mount.wayback ~/wayback/ /mnt/disk
Скрипт пытается загрузить модуль fuse. Если он раннее был загружен, то появится такое сообщение. Поэтому для работы его необходимо первоначально выгрузить. # /sbin/rmmod fuse # ./mount.wayback ~/wayback/ /mnt/disk # mount | grep fuse
# echo «test» > /mnt/disk/test # ls /mnt/disk/
Смотрим содержимое: # ls ~/wayback/
# echo «test2» >> /mnt/disk/test # echo «test3» >> /mnt/disk/test # ls ~/wayback/
Отмечается более быстрая работа с файлами по сравнению с CVS. Но если все таки необходим доступ именно к системе CVS, то некоторые, возможно, предпочтут использовать довольно удобную cvsfs (http://sourceforge.net/projects/cvsfs), позволяющую смонтировать CVS и работать с ней как с локальной файловой системой. При этом пользователю будут доступны изменения, без необходимости закачки всего дерева каталогов. В данный момент пользователь ограничен только самым последним релизом, использовав знаки ‘@@’ в имени файла (например filename@@1.1) можно получить доступ к любой версии файла. Второй вариант lufs_unionfs (http://alumnus.caltech.edu/~muresan/projects/lufs_unionfs.html), которая основана на LUFS. Такая система имеет два каталога, основной работает в режиме «только для чтения» (некий образ, содержимое которого остается постоянным), а в дополнительный будут занесены все изменения и новые файлы (идея взята с проекта unionfs (http://www.fsl.cs.sunysb.edu/project-unionfs.html). В точке монтирования это будет выглядеть, как обычная файловая система, но всегда можно будет вернуться в исходное состояние. Работа с e-mail, bluetooth и устройствами Для пользователей почтового сервиса Gmail доступна файловая система GmailFS – Gmail Filesystem (http://richard.jones.name/google-hacks/gmail-filesystem/gmail-filesystem.html). Это написанное на Python приложение, использующее библиотеку libgmail (http://libgmail.sourceforge.net) для связи с Gmail. Позволяет монтировать почтовый аккаунт как обычную файловую систему и пользоваться в дальнейшем обычными командами вроде ls, rm, cp, grep и другими утилитами, позволяющими быстро разобраться с 1 Гб информации. Не менее интересны файловые системы, позволяющие получить доступ к различным устройствам. Среди них btfs – Bluetooth FileSystemMapping (http://www.mulliner.org/bluetooth/btfs.php), при помощи которой можно узнать обо всех доступных bluetooth-устройствах просто использовав команду ls. # ls -la /OPUSH /OPUSH/SE_T630 /OPUSH/myPalm Для пересылки файлов – ср. # cp file.txt /OPUSH/myPalm К сожалению, в данный момент получить файлы от устройств таким образом невозможно. Аналогично, если вы считаете, что специализированные утилиты, предназначенные для работы с цифровыми фотокамерами вроде gtkam, не удобны и предпочитаете использовать для этого стандартные инструменты, попробуйте gphoto2-fuse-fs (http://www.hep.phy.cam.ac.uk/~lester/gphoto2-fuse-fs). Используя эту файловую систему, можно смонтировать в режиме «только для чтения» фотокамеру и просматривать изображения. Для доступа к памяти в мобильных телефонах Siemens разработана файловая система SieFS (http://chaos.allsiemens.com/siefs), которая в настоящее время работает с телефонами 45, 55 и 65 серий. Проблему доступа к данным и настройкам во время выполнения программы (что особенно актуально для встроенных устройств) пытаются решить разработчики проекта RTA – Run Time Access (http://www.runtimeaccess.com), представляющего специализированный постоянно загруженный интерфейс к внутренним данным работающего приложения. Используя его, можно получить доступ ко всем структурам выполняющейся программы через Postgres-интерфейс, информация которого теперь будет видна пользователю как таблицы базы данных или как дерево файловой системы. И теперь к ним можно получить доступ любым удобным способом (консоль, веб-интерфейс, SNMP и др.). Это не все разработки, использующие FUSE. Остальную информацию можно найти на сайте проекта. Но как видите, подобные файловые системы заметно упрощают работу пользователя. К сожалению, большинство разработок находятся еще в состоянии альфа-версии, так что окончательное решение придется принимать на свой страх и риск. |
Комментарии отсутствуют
| Добавить комментарий |
|
Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи |
|
