CN111400101B - 一种jfs2文件系统数据删除时的数据恢复方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法及系统，其特征在于包括以下步骤：1)读取JFS2文件系统的超级块信息，并搜索JFS2文件系统的超级块结构；2)解析JFS2文件系统的超级块结构，从中获取文件系统的相关参数；3)根据获取到的文件系统的相关重要参数，对被删除的文件或目录进行索引定位，找到被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息；4)根据被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息，对被删除的文件或目录的目录项进行恢复。本发明可以恢复误删的有效文件，可以广泛应用于JFS2文件系统的数据恢复领域。

Description

一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法及系统

技术领域

本发明涉及数据恢复技术领域，尤其是涉及一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法及系统。

背景技术

JFS2(Enhanced Journaled File System)是IBM的AIX操作系统中，默认使用的一种文件系统。JFS2为提高性能提供了基于分区的文件分配(Extent-based allocation)，基于分区的分配是指对一组连续的块而非单一的块进行分配。由于这些块在磁盘上是连续的，其读取和写入的性能就会更好。这种分配的另外一个优势就是可以将元数据管理最小化。按块分配磁盘空间就意味着要逐块更新元数据。而使用分区，元数据则仅需按照分区(可以代表多个块)更新。

然而，当JFS2文件系统中的文件被误删除后，用户无法在系统层面重现被误删的文件。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法及系统，旨在恢复JFS2文件系统中，被用户误删除的有效数据文件。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明的第一个方面，是提供一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法，其包括以下步骤：

1)读取JFS2文件系统的超级块信息，并搜索JFS2文件系统的超级块结构；

2)解析JFS2文件系统的超级块结构，从中获取JFS2文件系统的相关参数；

3)根据获取到的JFS2文件系统的相关参数，对被删除的文件或目录进行索引定位，找到被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息；

4)根据被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息，对被删除的文件或目录的目录项进行恢复。

进一步的，所述步骤1)中，对JFS2文件系统的超级块结构进行搜索时，所采用的关键字为“4A 32 46 53”。

进一步的，所述步骤2)中，所述JFS2文件系统的相关参数包括文件系统大小，数据块大小以及AIT位置信息。

进一步的，所述步骤3)中，具体的定位方法，包括以下步骤：

3.1)根据获取到的数据块大小和AIT位置信息，定位到JFS2文件系统的AIT结构；

3.2)对AIT结构中的16#节点进行解析，获取全部的用户节点表结构；

3.3)对用户节点表中的根目录节点进行解析，获取JFS2文件系统的根目录信息，并定位到根目录的目录块；

3.4)对目录块中的目录项进行解析，获取目录项中的节点编号和文件名信息；

3.5)根据获取的节点编号信息，在用户节点表中定位到相应的节点，获取节点类型信息并进行解析；

3.6)重复上述步骤3.4)～步骤3.5)，根据被删除的文件或目录的目录结构信息，对被删除的文件或目录进行索引定位，直至找到被删除的文件或目录所在的目录项。

进一步的，所述步骤3.5)中，根据节点类型信息对节点类型进行确认，并对节点进行解析时：

若节点类型为文件节点，则对节点进行解析，并获取文件的数据区的索引信息，对文件进行提取；

若节点类型为目录节点，则对节点进行解析，并获取目录的数据区的索引信息，根据该索引信息定位目录块的位置，并返回步骤3.4)，对定位到的目录块中的目录项继续进行解析。

进一步的，所述步骤4)中，对被删除的文件或目录的目录项进行修复时，修复内容包括目录块中的索引项信息以及目录项中的节点信息。

进一步的，所述步骤4)中，对被删除的文件或目录的目录项进行修复后，需恢复被删除的文件或目录，恢复时的顺序依次为目录块的节点信息-目录块-目录项-下一层目录块的节点信息-下一层目录块-下一层目录项，直至根节点。

本发明的第二个方面，是提供一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复系统，其包括：

超级块信息获取模块，用于读取JFS2文件系统的超级块信息，并搜索JFS2文件系统的超级块结构；

文件系统参数获取模块，用于解析JFS2文件系统的超级块结构，从中获取文件系统的相关参数，包括文件系统大小，数据块大小和AIT位置信息；

文件定位模块，用于根据获取到的文件系统的相关参数，对被删除的文件或目录进行索引定位，找到被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息；

文件恢复模块，用于根据被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息，对被删除的文件或目录的目录项进行恢复。

进一步的，所述文件定位模块包括：

AIT结构获取模块，用于根据获取到的数据块大小和AIT位置信息，定位到JFS2文件系统的AIT结构；

用户节点表结构获取模块，用于对AIT结构中的16#节点进行解析，获取全部的用户节点表结构；

目录块获取模块，用于对用户节点表中的根目录节点进行解析，获取JFS2文件系统的根目录信息，定位到根目录的目录块；

节点类型获取模块，用于对目录块中的目录项进行逐层解析，获取目录项中的节点编号和文件名信息；

节点解析模块，用于根据获取的节点编号信息，在用户节点表中定位到相应的节点，获取节点类型信息并解析，并将解析结果发送到节点类型获取模块，直至找到被删除的文件或目录所在的目录项。

进一步的，所述节点解析模块在对节点进行解析时：

若节点为文件节点，则对节点进行解析，获取文件的数据区的索引信息，对文件进行提取；

若节点为目录节点，则对节点进行解析，获取目录的数据区的索引信息，根据该索引信息定位目录块的位置，并将目录块中的目录项信息发送到节点类型获取模块继续解析。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明可完整的解析JFS2文件系统的系统结构。2、本发明可在恢复文件或目录时完整的保留文件和目录的名称和目录结构，而不只是针对文件内容进行恢复。3、本发明的恢复方法支持任何类型的文件恢复。因此，本发明可以广泛应用于数据恢复领域。

附图说明

图1是文件系统的解析流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

在使用JFS2文件系统时，当发生了文件或文件夹被认为误删除的情况，这个时候，JFS2文件系统并不会对被删除的文件相关的文件系统元信息进行清除或者重置，而是只进行标记，将此文件或目录标记为未使用。这个时候，我们就可以利用文件系统的这个特点，对被删除的文件或目录进行数据恢复。

如图1所示，本发明提供的一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法，包括以下步骤：

1)读取JFS2文件系统的超级块信息，使用关键字“4A 32 46 53”来搜索JFS2文件系统的超级块(Super Block)结构。

2)解析JFS2文件系统的超级块结构，从中获取JFS2文件系统的相关参数，包括文件系统大小，数据块大小，AIT(allocate inode table)位置等信息。

3)根据获取到的JFS2文件系统的相关参数，对被删除的文件或目录进行索引定位，找到被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息。

具体的定位方法，包括以下步骤：

3.1)根据获取到的文件系统的数据块大小和AIT位置信息，定位到JFS2文件系统的AIT结构。

其中，AIT为JFS2文件系统的系统节点表，而该系统节点表中的第16#节点，用来索引文件系统的全部用户节点。

3.2)对AIT结构中的16#节点(16#inode)进行解析，获取全部的用户节点表(Userinode table)结构。

3.3)对用户节点表中的根目录节点进行解析，获取JFS2文件系统的根目录信息，并定位到根目录的目录块。

通常，用户节点表中，2#用户节点(2#inode)为根目录节点，通过对2#用户节点进行解析，即可获取JFS2文件系统的根目录(Root Dir)信息，然后定位到根目录的目录块。

3.4)对根目录所在目录块中的目录项进行解析，获取目录项中的节点编号和文件名信息。

3.5)根据获取的节点编号信息，在用户节点表中定位到相应的节点，获取节点类型信息并进行解析。

根据节点类型信息对节点类型进行确认，并对节点进行解析时：

若节点类型为文件节点(节点类型值为：81)，则对节点进行解析，并获取文件的数据区的索引信息，对文件进行提取；

若节点类型为目录节点(节点类型值为：41)，则对节点进行解析，并获取目录的数据区的索引信息，根据该索引信息定位目录块的位置，并返回步骤3.4)，对定位到的目录块中的目录项继续进行解析。

3.6)重复步骤3.4)～步骤3.5)，根据被删除的文件或目录的目录结构信息，对被删除的文件或目录进行索引定位，直至找到被删除的文件或目录所在的目录项。这是因为文件或目录被删除后，其所对应的目录项被标记为未使用，无法直接解析，因此可以通过一层一层的解析对目录结构进行解析，定位到被删除的文件或目录的位置。

4)根据被删除的文件或目录所在的目录项以及节点，对被删除的文件或目录的目录项进行恢复。

对被删除的文件或目录的目录项进行修复时，修复内容包括目录块中的索引项信息以及目录项中的节点信息，修复完成后，恢复被删除的文件或目录，恢复时的顺序依次为目录块的节点信息-目录块-目录项-下一层目录块的节点信息-下一层目录块-下一层目录项，直至根节点。

本发明还提供一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复系统，其包括：超级块信息获取模块，用于读取JFS2文件系统的超级块信息，并搜索JFS2文件系统的超级块结构；文件系统参数获取模块，用于解析JFS2文件系统的超级块结构，从中获取JFS2文件系统的相关参数，包括文件系统大小，数据块大小，AIT位置；文件定位模块，用于根据获取到的JFS2文件系统的相关参数，对被删除的文件或目录进行索引定位，找到被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息；文件恢复模块，用于根据被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息，对被删除的文件或目录的目录项进行恢复。

其中，文件定位模块包括：AIT结构获取模块，用于根据获取到的JFS2文件系统的数据块大小和AIT位置信息，定位到JFS2文件系统的AIT结构；用户节点表结构获取模块，用于对AIT结构中的16#节点进行解析，获取全部的用户节点表结构；目录块获取模块，用于对用户节点表中的根目录节点进行解析，获取JFS2文件系统的根目录信息，并定位到根目录的目录块；节点类型获取模块，用于对目录块中的目录项进行解析，获取目录项中的节点编号和文件名信息；节点解析模块，用于根据获取的节点编号信息，在用户节点表中定位到相应的节点，获取节点类型信息并解析，并将解析结果发送到节点类型获取模块，直至找到被删除的文件或目录所在的目录项。

进一步的，节点解析模块在对节点类型进行解析时：若节点为文件节点，则对节点进行解析，获取文件的数据区的索引信息，对文件进行提取；若节点为目录节点，则对节点进行解析，获取目录的数据区的索引信息，根据该索引信息定位目录块的位置，并将目录块中的目录项信息发送到节点类型获取模块继续解析。

实施例一：

假设JFS2文件系统中，某一文件名为“test.txt”的文件被删除，则数据恢复方法为：

1)使用关键字“4A 32 46 53”来搜索JFS2文件系统的超级块结构，从超级块结构中读取相应的文件系统信息，包括文件系统块大小，AIT位置等。

2)获取AIT信息，并对AIT信息中的16#节点进行解析，获取全部的用户节点表信息。

3)解析用户节点表中的2#节点，获取根目录信息，根据被删除的“test.txt”文件的目录结构，从根目录起始对JFS2文件系统进行解析，获取到“test.txt”文件所在的目录块。

4)从目录块中搜索到“test.txt”文件的目录项，修复“test.txt”文件的目录项，获取“test.txt”文件的节点信息，对文件节点进行解析，获取“test.txt”文件内容。

以上给出一种具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法，其特征在于包括以下步骤：

1)读取JFS2文件系统的超级块信息，并搜索JFS2文件系统的超级块结构；

2)解析JFS2文件系统的超级块结构，从中获取JFS2文件系统的相关参数；

3)根据获取到的JFS2文件系统的相关参数，对被删除的文件或目录进行索引定位，找到被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息；

所述步骤3)中，具体的定位方法，包括以下步骤：

3.1)根据获取到的数据块大小和AIT位置信息，定位到JFS2文件系统的AIT结构；

3.2)对AIT结构中的16#节点进行解析，获取全部的用户节点表结构；

3.3)对用户节点表中的根目录节点进行解析，获取JFS2文件系统的根目录信息，并定位到根目录的目录块；

3.4)对目录块中的目录项进行解析，获取目录项中的节点编号和文件名信息；

3.5)根据获取的节点编号信息，在用户节点表中定位到相应的节点，获取节点类型信息并进行解析；

3.6)重复上述步骤3.4)～步骤3.5)，根据被删除的文件或目录的目录结构信息，对被删除的文件或目录进行索引定位，直至找到被删除的文件或目录所在的目录项；

4)根据被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息，对被删除的文件或目录的目录项进行恢复。

2.如权利要求1所述的一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法，其特征在于：所述步骤1)中，对JFS2文件系统的超级块结构进行搜索时，所采用的关键字为“4A 32 4653”。

3.如权利要求1所述的一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述JFS2文件系统的相关参数包括文件系统大小，数据块大小以及AIT位置信息。

4.如权利要求1所述的一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法，其特征在于：所述步骤3.5)中，根据节点类型信息对节点类型进行确认，并对节点进行解析时：

若节点类型为文件节点，则对节点进行解析，并获取文件的数据区的索引信息，对文件进行提取；

若节点类型为目录节点，则对节点进行解析，并获取目录的数据区的索引信息，根据该索引信息定位目录块的位置，并返回步骤3.4)，对定位到的目录块中的目录项继续进行解析。

5.如权利要求1所述的一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法，其特征在于：所述步骤4)中，对被删除的文件或目录的目录项进行修复时，修复内容包括目录块中的索引项信息以及目录项中的节点信息。

6.如权利要求1所述的一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复方法，其特征在于：所述步骤4)中，对被删除的文件或目录的目录项进行修复后，需恢复被删除的文件或目录，恢复时的顺序依次为目录块的节点信息-目录块-目录项-下一层目录块的节点信息-下一层目录块-下一层目录项，直至根节点。

7.一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复系统，其特征在于其包括：

超级块信息获取模块，用于读取JFS2文件系统的超级块信息，并搜索JFS2文件系统的超级块结构；

文件系统参数获取模块，用于解析JFS2文件系统的超级块结构，从中获取文件系统的相关参数，包括文件系统大小，数据块大小和AIT位置信息；

文件定位模块，用于根据获取到的文件系统的相关参数，对被删除的文件或目录进行索引定位，找到被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息；

所述文件定位模块包括：

AIT结构获取模块，用于根据获取到的数据块大小和AIT位置信息，定位到JFS2文件系统的AIT结构；

用户节点表结构获取模块，用于对AIT结构中的16#节点进行解析，获取全部的用户节点表结构；

目录块获取模块，用于对用户节点表中的根目录节点进行解析，获取JFS2文件系统的根目录信息，定位到根目录的目录块；

节点类型获取模块，用于对目录块中的目录项进行逐层解析，获取目录项中的节点编号和文件名信息；

节点解析模块，用于根据获取的节点编号信息，在用户节点表中定位到相应的节点，获取节点类型信息并解析，并将解析结果发送到节点类型获取模块，直至找到被删除的文件或目录所在的目录项；

文件恢复模块，用于根据被删除的文件或目录所在的目录项以及节点信息，对被删除的文件或目录的目录项进行恢复。

8.如权利要求7所述的一种JFS2文件系统数据删除时的数据恢复系统，其特征在于：所述节点解析模块在对节点进行解析时：

若节点为文件节点，则对节点进行解析，获取文件的数据区的索引信息，对文件进行提取；

若节点为目录节点，则对节点进行解析，获取目录的数据区的索引信息，根据该索引信息定位目录块的位置，并将目录块中的目录项信息发送到节点类型获取模块继续解析。

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