Loop device

Ein loop device ist allgemein ein Gerät, das auf sich selbst zurück zeigt.

Es werden folgende loop devices unterschieden:

• in der Netzwerktechnik eine Netzwerkschnittstelle, die alle über sie versendeten Pakete direkt wieder als empfangene Pakete an den Netzwerkstack des Systems zurückgibt, ohne sie über physische Netzwerkverbindungen zu übertragen. In IPv4 sind die Adressen im Netz 127.0.0.0/8 für Loopback-Schnittstellen reserviert. Für weitere Informationen siehe Artikel Loopback.
• unter Linux ein Blockgerät, das keinem physischen Gerät entspricht, sondern als zugrundeliegenden Speicher eine Datei nutzt. Da der Kernel nur Dateisysteme mounten kann, die sich auf Blockgeräten befinden, werden Loop-Geräte in der Regel genutzt, um als Dateien vorliegende Dateisystem-Abbilder zu mounten.

Beispiele

Das Einhängen einer Festplattenabbild Datei in den Dateibaum erfordert zwei Schritte:

1. Die Datei wird mit einem Geräteknoten (device node) im Spezialverzeichnis /dev verknüpft (Kommando losetup).
2. Dieses spezielle Gerät (loop device) wird unterhalb eines Verzeichnisses in den Dateibaum eingehängt (Kommando mount).

Diese beiden Schritte können entweder getrennt erfolgen oder durch spezielle Optionen beim Aufruf des Dienstprogrammes mount in einem Schritt durchgeführt werden. Der erste Schritt kann mit dem Kommando losetup^[1] unter Linux oder lofiadm^[2] unter SunOS ausgeführt werden. Wenn beispiel.img eine normale Datei ist, die ein Dateisystem enthält und /mnt/verzeichnis ein Verzeichnis auf einem Linux-Computer ist, kann der Systemverwalter (Super user) folgende Kommandos ausführen:

losetup /dev/loop0 beispiel.img
mount /dev/loop0 /mnt/verzeichnis

Das erste Kommando verknüpft den Loop-Geräteknoten /dev/loop0 mit der normalen Datei beispiel.img. Das zweite Kommando hängt dieses Pseudogerät an der Stelle /mnt/verzeichnis in den Dateibaum ein, so als wäre /dev/loop0 eine ganz normale Festplatte oder ein Festplattenabschnitt (Partition).

Anwendungen

Nützlich ist dieses Verfahren überall dort, wo echte Festplatten, CD- oder DVD-Laufwerke simuliert werden sollen, weil die Benutzung echter physisch vorhandener Geräte zu teuer, zu umständlich, zu langsam oder aus anderen Gründen nicht sinnvoll ist.

Ein Beispiel:

Das Zusatzdienstprogramm partimage erzeugt komprimierte Abbilder von Festplatten-Partitionen zur Datensicherung kompletter Betriebssystem-Installationen. Wenn später einzelne Dateien aus so einem Abbild heraus gelöst werden sollen, ohne dass ein kompletter Computer zum Wiederherstellen des Abbildes zur Verfügung steht, kann ein solches Abbild in einen mit dem Loop device geschaffenen Pseudo-Festplatten-Bereich gespeichert werden.

Erweiterungen

Über Loop-Geräte ist es möglich, Datenträger zu verschlüsseln (cryptoloop). Die ursprünglich eingesetzten Algorithmen waren XOR (sehr unsicher) und DES (sehr langsam und ebenfalls unsicher). Die Erzeugung der Unterschlüssel für die einzelnen Festplattenblöcke ist allerdings anfällig für Wasserzeichenangriffe. Cryptoloop wird allerdings nicht mehr weiterentwickelt. Es gibt mit dm-crypt eine sichere Alternative, die allerdings kein Blockgerät in einer Datei anlegen kann (wohl aber auf ein oder mehrere loop devices zugreifen kann).

Für Betriebssystem Live-CDs und Ähnliches (z.B. Knoppix) existiert eine Erweiterung namens cloop, die ein speziell komprimiertes Abbild des Blockdevices enthält.

Andere Betriebssysteme

Für Windows existiert das Open source-Tool WinCDEmu oder die proprietäre Freeware Daemon Tools. Diese emuliert ausschließlich CD- bzw. DVD-Laufwerke. Es werden keine beliebigen Massenspeicher wie Festplatten oder USB-Sticks emuliert. Die Daten können allerdings in verschiedenen Image-Formaten vorliegen, etwa wie sie von verschiedenen Windows-Brennprogrammen erzeugt werden.

Ab Windows 7 können in der Datenträgerverwaltung Festplattenabbilder im VHD-Format ohne zusätzliche Hilfsprogramme eingebunden werden. Mittels des Hilfsprogramms "VHD tool"^[3] können Rohdatenabbilder in das VHD-Format konvertiert werden.

Weblinks

• fbk - File Emulates Blockdevice, die älteste Implementierung einer Blockdevice-Emulation von Jörg Schilling (1988)
• Setting up the loop device from the cryptoloop HOWTO.
• Mounting a disk image using the loop device aus dem Benutzerhandbuch zu Bochs

Referenzen

1. ↑ losetup manual page
2. ↑ lofiadm, Sun System Administration Command manual
3. ↑ http://code.msdn.microsoft.com/vhdtool