Creación de Imágenes de Software

Creación de Imágenes de Software

• Esta unidad de trabajo cubrirá los conceptos de software de salvaguarda, recuperación, backups y restauración de sistemas y datos.
• Aprenderás cómo funcionan estas aplicaciones para mantener la seguridad de los datos frente a fallos, daños o vandalismo.

Objetivos de la Unidad

• Conocer los formatos de particiones de discos.
• Crear imágenes de respaldo en Windows y Linux.
• Recuperar imágenes.
• Conocer los sistemas de backups y restauración de datos.
• Entender las estrategias de salvaguarda de sistemas y datos.

Particionado de Discos

• Durante la instalación de un sistema operativo, la imagen para el sistema de particiones puede ser GPT o MBR.
• Esto puede causar incompatibilidades al modificar el arranque.
• Es útil crear una partición para datos de usuario separada del sistema operativo.
• NTFS se usa para Windows y ext4 para Linux, y el acceso depende de GPT o MBR.

Conceptos y Utilidades

• Una partición de disco es una división física de almacenamiento con su propio sistema de archivos.
• Los sistemas operativos interpretan particiones como discos físicos distintos.
• Prácticamente todos los dispositivos de almacenamiento masivo se pueden particionar.

Particiones MBR

• El Master Boot Record (MBR) comienza el disco con un sector de arranque para los procesos de arranque.
• Este modelo es de BIOS Legacy ya en desuso

Tipos de Particiones MBR

• Primaria: Autoarrancable, contiene el master boot record u ocupa los primeros 512 bytes.
• Su información incluye:
• 446 bytes: código máquina para gestor de arranque o Boot Manager.
• 64 bytes: tabla de particiones.
• 2 bytes: firma de unidad arrancable ("055AAh" en hexadecimal).
• Extendida: Partición solo para almacenamiento, sin autoarranque
• Lógica: Unidades o volúmenes dentro de una partición extendida, solo para almacenamiento, no autoarrancables.
• Se pueden crear muchas unidades lógicas.
• Los sistemas operativos están normalmente ubicados en particiones primarias.

Restricciones en Dispositivos de Almacenamiento Masivo (MBR)

• Máximo 4 particiones primarias por disco.
• Las particiones extendidas cuentan como primarias.
• Solo puede haber una partición extendida.
• Dentro de una partición extendida, puede haber varias lógicas.

Particiones GPT

• GPT es un nuevo estándar para colocar particiones en el disco, diferente de MBR y adoptado por las BIOS UEFI.

Características de la Tabla de Particiones GPT

• La estructura de la tabla de particiones está duplicada al final del disco como sistema de prevención.
• Los bloques lógicos están apuntados a través de la tabla con la entrada LBA.
• Hay 32 LBA, y cada uno localiza cuatro entradas de particiones, por lo tanto, se pueden tener 128 particiones.
• LBA 0 y LBA 1 están reservados; LBA 1 se usa cuando la partición ocupa todo el tamaño del disco.
• Usa un código de comprobación CRC32 para verificar que todo es correcto.
• Del LBA 2 al 32 se almacenan las entradas a las particiones sucesivas.
• Cada entrada o partición se identifica con un GUID de 16 bytes.

Ventajas de GPT sobre MBR

• Permite particiones de más de 2 terabytes.
• Se admiten 128 particiones primarias sin extendidas ni secundarias.
• Mayor seguridad frente a fallos.
• Las particiones usan un número identificativo del estilo EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7 tanto para Linux como para Windows.

Sistema de Archivos FAT

• FAT son las siglas en inglés de File Allocation Table, traducido como Tabla de Localización de Archivos o Tabla de Asignación de Ficheros.
• Los tipos de Sistemas FAT son FAT, FAT16, FAT32 (VFAT).
• Un volumen formateado con el sistema de archivos FAT se divide en clústeres.
• El tamaño del clúster viene determinado por el tamaño del volumen.
• Para el sistema de archivos FAT, el número de clúster debe caber en 16 bits y debe ser un número una potencia de dos.

Estructura Interna de los Sistemas FAT

• PARTITION BOOT SECTOR: Contiene información para acceder al volumen o partición.
• FAT: Se llama así por el método de organización, a través de la tabla de localización, al comienzo del volumen o partición.
• Para proteger el volumen, se mantienen copias de la tabla.
• FAT ROOT FOLDER: La carpeta raíz contiene una entrada por cada archivo y carpeta, estando en un lugar fijo y tiene un tamaño fijo (512 entradas máximo para discos duros).
• FAT FOLDER STRUCTURE: Las carpetas o directorios contienen entradas de 32 bytes para cada archivo y subcarpeta.

Información incluido en la entrada de la carpeta

• Nombre (ocho más tres caracteres).
• Atributo byte (8 bits de valor informativo).
• Creación de tiempo (24 bits).
• Fecha de creación (16 bits).
• Última fecha de acceso (16 bits).
• Última fecha de modificación (16 bits).
• Número de clúster en la tabla de asignación de archivos (16 bits).
• Tamaño del archivo (32 bits).
• FAT32 FEATURES: Soporta unidades con más de 2 GB y se utilizan pequeños clusters en grandes unidades FAT16.

Características de FAT32

• El archivo más grande para una unidad de FAT32 es de aproximadamente 4 GB (exactamente 4 GB menos 2 bytes).
• El sistema de archivos FAT32 incluye cuatro bytes por clúster en la tabla de asignación de archivos.
• Los 4 bits más significativos se reservan y no forman parte del número de clúster

Sistema de Archivos NTFS

• El New Technology File System (NTFS) es un sistema de archivos de alto rendimiento y auto-recuperación propiedad de Windows XP, Vista 2003, 2000 NT y Windows 7.
• NTFS apoya la seguridad a nivel de archivo, la compresión y la auditoría.
• Soporta grandes volúmenes y soluciones de almacenamiento a gran alcance, como RAID 0.

Organización del Sistema de Archivos NTFS

• Partition boot sector: Describe el sector de arranque de un volumen con formato NTFS.
• Master file table: Cada archivo está representado por un registro en la "tabla maestra de archivos", con los primeros 16 registros reservados.
• System files: Archivos de sistema ocultos utilizados para almacenar metadatos.
• File area: Utiliza atributos que localizan datos con información, omitiendo grandes volúmenes de ceros.
• Los datos no localizados se devuelven, por defecto, como ceros.

Sistema de Archivos Ext2

• El espacio en ext2 está dividido en bloques y organizados en grupos, similar a los sistemas de archivos Unix.
• Se utiliza para reducir la fragmentación y minimizar la búsqueda de disco.
• Cada bloque contiene un grupo superbloque, el grupo de bloques de mapa de bits y mapa de bits i-nodo, y bloques de datos reales.
• El superbloque contiene información crucial para el arranque.
• El grupo descriptor almacena valores para bitmaps, inodos y el comienzo de la tabla de inodos.

Información en Cada Inodo (ext2)

• Número de i-nodo.
• Tipo de fichero.
• Propietario del fichero.
• Permisos del fichero.
• Fecha de creación

Sistema de Archivos Ext3

• Es un sistema de archivos con registro por diario (journaling).
• Funciona como un sistema de archivos ext2 y utiliza un árbol binario balanceado e incorpora el asignador de bloques de disco Orlov.
• Un sistema con journaling asegura la integridad de los datos grabando las modificaciones de la meta-información de los ficheros primero en un registro cronológico.

Niveles de Journaling

• Diario (riesgo bajo): Metadatos y ficheros de contenido copiados al diario.
• Pedido (riesgo medio): Solo metadatos registrados en el diario, pero con contenido del archivo asegurado.
• Reescritura (riesgo alto): Solo metadatos registrados en el diario; contenido no.

ReiserFS

• Es un sistema de archivos para el kernel de Linux que almacena metadatos sobre los ficheros, entradas de directorio y listas de i-nodos en un único árbol B+.
• Es más rápido que ext2 y ext3 para archivos menores de 4 KB, pero su continuidad está en duda.

Funcionalidades

• Journaling: Previene la corrupción del sistema de archivos.
• Reparticionamiento: Aumentar el tamaño del sistema de ficheros montado y desmontado (online y offline).

Ventajas de usar LVM

• Permite añadir espacio adicional volúmenes ya creados de manera transparente y simple.
• Las particiones nuevas para un sistema GNU/Linux, generalmente requieren computos complejos de espacio, haciendo este proceso difícil

Ext4

• Fue lanzado como un sistema de archivos completamente funcional y estable en Linux 2.6.28 y se usa en distribuciones modernas.
• Ext4 ahora soporta volúmenes de hasta 1024 Petabytes, donde 1 Petabyte = 1015 bytes.

Los Extents

• Extent es la capacidad de reservar un área contigua para un archivo, minimizando la fragmentación.
• Reemplaza el esquema de bloques de ext2/3.
• El extent simple es capaz de mapear hasta 128 Mb de espacio contiguo con un tamaño de bloque igual a 4Kb.
• Ext4 soporta alojar multibloques en una sola llamada, en lugar de una llamada por bloque, evitando sobrecargas de proceso y la comprobación más rápida del sistema de archivos

Partición Swap

• En Linux, se usa esta partición como espacio de intercambio, como RAM adicional.
• Guarda imágenes de procesos no mantenidos en la RAM.
• En Windows, usa un archivo (pagefile.sys) como memoria virtual, mientras que Linux usa una partición separada.

Cantidad de Swap

• Menos de 1 GB de RAM: igual cantidad de swap.
• Entre 2 y 4 GB de RAM: la mitad de swap.
• Más de 4 GB de RAM: 2 GB de swap como máximo.

Esquema de Particiones en Windows 10

• EFI: 100 MB, obligatorio para sistemas con BIOS UEFI, sistema de archivos FAT32
• MSR: Reservada por Microsoft para información de particiones y discos, 16 MB.
• Windows: Al menos 20 GB, sistema de archivos NTFS.
• Recuperación: Herramientas de recuperación, 500 MB.

Esquema de Particiones en Ubuntu 18

• El esquema de particiones no incluye MSR y recuperación, sino una partición SWAP.
• Por defecto, Ubuntu se instala en el directorio raíz "/", pero se pueden crear particiones separadas para el arranque ("/boot") o el directorio de usuario ("/home").

Herramientas de Particionado

• Una utilidad de particionado permite manipular las particiones en el disco duro, lo cual es necesaria si se desea instalar diferentes sistemas operativos en el ordenador
• Deben ser capaces de crear, copiar, borrar o cambiar el tamaño de las particiones.
• Se debe realizar un backup de los datos antes de particionar un disco duro, y estudiar un manual para comprender la operaciones del sistema operativo y como realizar backups

Aplicaciones de particionado

• Windows: Administrador de discos
• Linux: Gparted
• Linux o Windows: Fdisk

Opciones de las aplicaciones de particionado

• Crear partición, qué tipo, qué tamaño.
• Redimensionar una partición.
• Copiar una partición.
• Crear una MBR partición primaria.
• Eliminar la partición.

El Administrador de Discos de Windows

• Sirve para dividir el disco duro en particiones de forma arbitraria
• Para ordenar todos los datos, en otros discos duros.
• Requiere un reinicio el ordenador par aplicar cambios.
• Tiene carencia de funcionalidades para formatear las particiones que no sean propiedad de windows.
• Un inconveniente que se encuentra en este software, es la falta de funcionalidad para crear y mantener particiones que no sean propiedad de Windows (FAT y NTFS).

Gparted

• Permite realizar las tareas vistas con la herramienta de particionado para la plataforma Windows, añadir otras herramientas.
• Permite crear, eliminar, redimensionar y copier particiones de una forma sencilla.
• Incluida en muchas distribuciones Gnu/Linux, no quiere decir que no podamos usarla para nuestras particiones en Windows.

Fdisk

• Permite crear particiones de cualquier tipo o formato con gran flexibilidad y seguridad.
• Es necesario un disco de arranque diferente del que pudiera tener el disco duro.

Operaciones que permite Fdisk

• Creación de una partición
• Establecer la partición Activa
• Mostrar la información de las particiones
• Cambiar la unidad actual del disco duro

Imágenes de Respaldo

• Permite realizar una duplicación de todo o parte del sistema, Entendiendo completa o parte del sistema todo aquello que se encuentra en el sistema de archivos de un ordenador específico.
• Permite restaurar un ordenador a un estado operacional después de un desastre, restaurar un pequeño número de ficheros después de ser borrados o dañados accidentalmente y evitar ser sancionado por los órganos de control en materia de protección de datos.

Tipos de Copias de Seguridad

• Total o completa: Es la realización de una copia fiel de toda la información almacenada en el sistema en un medio de almacenamiento aparte, en donde incluye también el propio sistema operativo así como las aplicaciones instaladas.
• Incremental: Consiste en copiar todos los elementos que han sido modificados desde la última copia de seguridad concentrando específicamente en los archivos modificados , requiriendo menos espacio de almacenamiento.
• Diferencial: Se centra exclusivamente, en los archivos o ficheros que han sido modificados desde la última copia de seguridad completa, lo que hace que esta copia de seguridad sea más lenta y costosa en cuanto a espacio de almacenamiento que la copia de seguridad incremental pero a su vez es más fiable.

Consejos para la realización de copias de seguridad

• Realizar copias de seguridad continua controlando los tiempos de backup.
• Verificar o validación de los respaldos hacienda una validación de los respaldos generados.
• Las copias deben ser comprobadas y etiquetadas.
• Mantener copias en ubicaciones diferentes al lugar de origen de los datos.
• Intentar, en todo momento, automatizar el proceso.

Estrategias de Copia de seguridad

• Recuperación en caso de desastre: Estrategias diseñadas para ayudarnos a recuperar nuestros datos en caso de que un suceso espontáneo ocurra

• Para la idea principal es tener una "imagen" lo más actualizada posible de todos los datos contenidos en nuestro equipo para poder migrarlos a un equipo secundario y tener todos los servicios y datos disponibles de nuevo a la mayor brevedad posible.

• Respaldos de archivo histórico: Estrategias diseñadas para ayude a recuperar información histórica contenidas en nuestros esquemas de datos.

• Estrategia ideal de generación de respaldos debe ser una combinación de ambas.