磁盤陣列數據恢復

更新時間:2023-04-19 03:54:43 閱讀：評論：0

關于秋天的詩句-陽光燦爛的日子里

2023年4月19日發(作者：計劃管理)磁盤陣列的數據恢復探析

摘要：隨著電子政務、電子商務及全球信息化的發展，企業級服務器
正在國家職能部門、企事業單位等得到普及。而這些服務器大多采用
了磁盤陣列技術，一旦磁盤陣列發生故障，如何能快速地恢復該服務
器中的數據至關重要。就針對磁盤陣列的工作原理、技術規范、恢復
方法、恢復工具等方面作了簡要的探討。
關鍵詞：磁盤陣列；工作原理；恢復方法
1磁盤陣列（RAID）
1.1磁盤陣列的原理
磁盤陣列原理就是利用數組方式將多塊硬盤組合成磁盤組，并當
作一個磁盤驅動器來使用，配合數據分散排列的設計，以提升數據的
安全性。磁盤陣列主要針對硬盤在容量及速度上無法跟上CPU及內
存的發展而提出的改善方法，目的是提高系統的存儲能力及容錯能
力。
1.2磁盤陣列的技術規范
根據數據組織的方式，目前業界公認的可將磁盤陣列分為8個級
別（RAID0Win10屏幕亮度怎么調～RAID7），它們的側重點各不相同。每個RAID等級分
別針對速度、保護或兩者設計的結合而設計，各個級別的簡單定義見
表1。
此外，磁盤陣列還有RAID1+0、5+0、JBOD等模式。其中JBOD
（無冗余模式）嚴格上來講不屬于磁盤陣列范疇，只是現在很多計算

機主板上帶有這種功能。由表1可知，RAID5集合了RAID2、RAID3、
RAID4的優點，因此應用最廣泛，同時也淘汰了前大紅袍茶葉 3種RAID技術，
RAID6是RAID5的擴充，進一步增強了數據的可靠性，但效率低且
成本高。RAID7雖然增強了數據的可靠性但成本過高故而很少使用，
除非是在安全性極高的場合。
1.3RAID5的數據存儲原理
RAID5是目前應用最為廣泛的RAID技術，其數據存儲原理是將
多塊獨立硬盤進行條帶化分割，相同帶區進行奇偶校驗（異或運算），
校驗數據平均分布在每塊硬盤上，這樣任何一塊硬盤上的數據丟失均
可以通過校驗數據推算出來，并且以N塊硬盤構建RAID5陣列用戶
可以有N-1塊硬盤的容量，存儲空間利用率非常高，讀寫數據的速度
也快。雖然，RAID5提供了一定的冗余性（支持一塊硬盤掉線仍可
繼續工作），但一旦掉盤后，運行效率將會大幅下降。
由于奇偶校驗數據是均勻分布在每塊磁盤上，因此，存在著數據
條帶的順序和校驗塊的位置方向的問題，普通用戶可能不在意，但對
數據恢復來說卻非常重要。不同的廠家在設計RAID5時有不同的組
織方式，下面列出幾種常見的組織方式。
（1微信取名大全）左異步（Adaptec反向奇偶校驗，Backward321）。其中“左”
指的是校驗塊的移動方向是向左循環，即陣列的條帶0的校驗塊位于
陣列最后一個磁盤（即4號盤）的0號塊，條帶1的校驗塊位于倒數
第二個磁盤（即3號盤）的1號塊，條帶2的校驗塊位于第三塊磁盤
（即2號盤）的2號塊，條帶3的校驗塊位于磁盤0的3號塊，這時

即完成一個整循環，再回至3號盤的4號塊??，類似由右向左旋轉
而下；“異步”是指在每個條帶內數據塊的寫入都是由低號盤開始寫
入，寫滿一個塊后轉向高號盤，繼續寫入，完全不用考慮校驗塊的位
置。具體數據組織方式如圖1。
（2）左同步（AMI反向動態奇偶校驗）。其中，“同步”是指一
個條帶內的第一個數據塊總是跟在本條帶內的校驗塊之后。具體組織
方式如圖2。
（3）右異步（正向奇偶校驗）。其中，“右”與上面的“左”相
對應，具體是指校驗塊的走博覽群書造句關于春節的介紹向是“自左向右”，右異步數據組織方式
如圖3。
（4）右同步（正向動態奇偶校驗）數據組織方式如圖4。
在實際工作中，還可能會遇到其它的數據組織方式，需要讀取不
同的陣列卡說明書或其它方法來判斷。在做RAID5的磁盤陣列數據
恢復前，必須要知道它的配置參數，這是數據恢復的關鍵。很多卡配
置時不會給出組織方式，需要用戶自己去摸索試探。RAID5的關鍵
參數主要有：一是盤序，即每塊硬盤的組織順序，在拆卸前應做好標
記；二是塊大小，分割數據塊進行存儲時的大小單位，可能是十幾
KB或上百KB；三是組織方式，指的是數據塊和奇偶校驗塊存放的
方式；四是起始位置，即第一塊奇偶校驗塊的起始位置。
2磁盤陣列RAID5的數據恢復
由RAID5的數據組織方式可知RAID5系統本身有一定的容錯功
能，如果故障處理得好的話，在大多數情況下數據還是可以被恢復的。

2.1磁盤陣列RAID5的數據恢復工具R-ST花木蘭簡筆畫 UDIO簡介
在磁盤陣列RAID5做數據恢復時，支持RAID恢復的工具軟件
是必不可少的。目前比較出名的支持RAID分析的工具有Winhex和
R-STUDIO。其中，R-STUDIO在恢復RAID方面功能更為強大。這
里介紹使用R-STUDIO工具進行常規的RAID數據恢復方法。
R-STUDIO是功能超強的數據恢復、反刪除工具，采用全新恢復
技術，為使用FAT12/16/32、NTFS、Ext2FS分區的磁盤提供完整數
據維護解決方案。同時對本地和網絡磁盤提供支持，此城市名單外還提供大量
的參數設置讓高級用戶獲得最佳恢復效果。其具體功能有：采用
Windows資源管理器操作界面；通過網絡恢復遠程數據；能夠重建損
毀的RAID陣列；為磁盤、分區、目錄生成鏡像文件；恢復刪除分區
上的文件、加密文件、數據流；恢復Fdisk或其它磁盤工具刪除過的
數據、病毒破壞的數據、MBR破壞后的數據；識別特定文件名；將
數據保存到任何磁盤；瀏覽、編輯文件或磁盤內容等。
2.2磁盤陣列RAID5的數據恢復案例
某單位的HP服務器，外置的磁盤陣列柜配4塊73G盤、一塊熱
備、3塊做成一組Raid5。在客戶端操作數據時出現問題，管理員在
RAID卡管理界面中發現RAID5顯示為Fail狀態。服務器Win2003
系統中，原有陣列中的盤符全部丟失。經售后工程師電話服務解決后
的現象是，Raid卡管理介面中，0號盤Dead狀態、1-2盤為Offline
狀態；盤柜中1、2號盤有信息燈警示；服務器Win2世界羽毛球錦標賽 003系統不能識
別盤陣。考慮到客戶在盤陣中有重要數據，因此建議請專業數據恢復

人員提供服務。任務分析：數據恢復工程師上門對每塊盤的數據進行
檢測，檢測結果為0號盤物理損壞，3號盤為熱備盤頂替了0號盤，
但由于1、2號盤有壞扇區，引起1、2號盤離線，因此RAID5不能
工作。根據上述故障現象提供的恢復方案是先對1～3號硬盤做鏡像，
用鏡像文件代替原始硬盤，再用RAID重組技術，對原始的1、2、3
號盤（缺0號盤）3盤塊虛擬重組為一個RAID5，導出用戶數據。
操作方法與步驟：
（1）首先制作硬盤的鏡像文件，可以用R-STUDIO、MTL、Winhex
或其它工具。
（2）然后打開R-STUDIO軟件，并在該工具中通過菜單
Drive/OpenImageFile打開備份的鏡像文件，如圖5。
（3）接著選擇RAID陣列重組類型見圖6。有4種類型可供選
擇：VirtualVolumeSet虛擬卷集、VirtualMirror虛擬鏡象、
VirtualVolumeStripeSet虛擬條帶卷、VolumeRaid5虛擬RAID5。在這
里選擇創建虛擬RAID5。
（4）接著在左邊窗口中選擇“VolumetsandRAIDs”下選中剛
才創建的VirtualRAIDs，并將1、2、3個Img文件依次拖入右邊Parents
框內，再通過右下選項卡的Preperties（特性）進行RAID參數設置。
主要是RAIDBlockSize、RAIDBlocksOrder校驗方向的設置。本例設
置為16K、左同步（Standard）。
（5）在參數設置完成后，在VirtualRAIDs中虛擬磁盤陣列上點
右鍵，并選擇Scan（掃描）。在掃描完成后，即可在該目錄下以綠色

字體顯示找到的所有有效分區。
（6）接著打開綠色有效分區，即可以看到正常的目錄。此時，
可以根據客戶的需要選擇要恢復的目錄，并導出數據。至此，即完成
了磁盤陣列的用戶數據恢復了。
在此案例的數據恢復過程中，由于2號盤和1號盤同時離線，故
而僅需做故障盤的全盤鏡像，然后利用鏡像文件來恢復數據即可；倘
若是分別離線，則需要分析離線時間，去掉先離線的盤，用剩下的兩
塊盤來恢復數據。
事實表明，在做磁盤陣列恢復之前，需要注意兩點：一是正確地
判斷出故障情況，具體可通過觀察、詢問和經驗判斷的方法來分析故
障的形成原因及過程，然后再選擇正確的恢復手段。一般來說磁盤陣
列故障往往不是單一原因造成，常規的故障恢復手段只能恢復陣列狀
態，而不能恢復陣列數據，即使讓磁盤陣列恢復到正常使用狀態，但
這些操作往往會導致陣列底層數據的徹底損壞。因此，必須根據具體
情況制訂相應的解決方案，切不可貿然實施陣列恢復；二是要弄清楚
硬盤組的盤序，切不可弄錯。同時要設定好RAID5的組織方式，比
如正向校驗等。如果客戶忘記了組織方式，可以根據磁盤上數據塊的
大小和內容來分析、判斷。有一些軟件可以自動幫助分析，如Winhex，
但效果都比不上有豐富經驗的技術人員。在組織方式確定下來后，起
始位置和數據塊大小也可以確定了，至此，RAID數據恢復就至少成
功了一半。
參考文獻：

[1]何歡，何倩.數據備份與恢復[M].北京：機械工業出版社，2012.
[2]蔡平.磁盤陣列的數據安全隱患與數據修復[C].第二十一次全
國計算機安全學術交流會論文集，2006.

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