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磁盘阵列数据恢复探析 　　摘要：随着电子政务、电子商务及全球信息化的发展，企业级服务器正在国家职能部门、企事业单位等得到普及。而这些服务器大多采用了磁盘阵列技术，一旦磁盘阵列发生故障，如何能快速地恢复该服务器中的数据至关重要。就针对磁盘阵列的工作原理、技术规范、恢复方法、恢复工具等方面作了简要的探讨。 　　关键词：磁盘阵列；工作原理；恢复方法 　　中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1672-7800（2012）010-0132-02 　　作者简介：蔡向阳（1974-），女，硕士，湖北黄冈职业技术学院电子信息学院副教授，研究方向为网络管理与维护、信息安全。 　　1磁盘阵列（RAID） 　　1.1磁盘阵列的原理 　　磁盘阵列原理就是利用数组方式将多块硬盘组合成磁盘组，并当作一个磁盘驱动器来使用，配合数据分散排列的设计，以提升数据的安全性。磁盘阵列主要针对硬盘在容量及速度上无法跟上CPU及内存的发展而提出的改善方法，目的是提高系统的存储能力及容错能力。 　　1.2磁盘阵列的技术规范 　　根据数据组织的方式，目前业界公认的可将磁盘阵列分为8个级别（RAID0～RAID7），它们的侧重点各不相同。每个RAID等级分别针对速度、保护或两者设计的结合而设计，各个级别的简单定义见表1。 　　此外，磁盘阵列还有RAID1+0、5+0、JBOD等模式。其中JBOD（无冗余模式）严格上来讲不属于磁盘阵列范畴，只是现在很多计算机主板上带有这种功能。由表1可知，RAID5集合了RAID2、RAID3、RAID4的优点，因此应用最广泛，同时也淘汰了前3种RAID技术，RAID6是RAID5的扩充，进一步增强了数据的可靠性，但效率低且成本高。RAID7虽然增强了数据的可靠性但成本过高故而很少使用，除非是在安全性极高的场合。 　　1.3RAID5的数据存储原理 　　RAID5是目前应用最为广泛的RAID技术，其数据存储原理是将多块独立硬盘进行条带化分割，相同带区进行奇偶校验（异或运算），校验数据平均分布在每块硬盘上，这样任何一块硬盘上的数据丢失均可以通过校验数据推算出来，并且以N块硬盘构建RAID5阵列用户可以有N-1块硬盘的容量，存储空间利用率非常高，读写数据的速度也快。虽然，RAID5提供了一??的冗余性（支持一块硬盘掉线仍可继续工作），但一旦掉盘后，运行效率将会大幅下降。 　　由于奇偶校验数据是均匀分布在每块磁盘上，因此，存在着数据条带的顺序和校验块的位置方向的问题，普通用户可能不在意，但对数据恢复来说却非常重要。不同的厂家在设计RAID5时有不同的组织方式，下面列出几种常见的组织方式。 　　（1）左异步（Adaptec反向奇偶校验，Backward321）。其中“左”指的是校验块的移动方向是向左循环，即阵列的条带0的校验块位于阵列最后一个磁盘（即4号盘）的0号块，条带1的校验块位于倒数第二个磁盘（即3号盘）的1号块，条带2的校验块位于第三块磁盘（即2号盘）的2号块，条带3的校验块位于磁盘0的3号块，这时即完成一个整循环，再回至3号盘的4号块……，类似由右向左旋转而下；“异步”是指在每个条带内数据块的写入都是由低号盘开始写入，写满一个块后转向高号盘，继续写入，完全不用考虑校验块的位置。具体数据组织方式如图1。 　　（2）左同步（AMI反向动态奇偶校验）。其中，“同步”是指一个条带内的第一个数据块总是跟在本条带内的校验块之后。具体组织方式如图2。 　　（3）右异步（正向奇偶校验）。其中，“右”与上面的“左”相对应，具体是指校验块的走向是“自左向右”，右异步数据组织方式如图3。 　　（4）右同步（正向动态奇偶校验）数据组织方式如图4。 　　在实际工作中，还可能会遇到其它的数据组织方式，需要读取不同的阵列卡说明书或其它方法来判断。在做RAID5的磁盘阵列数据恢复前，必须要知道它的配置参数，这是数据恢复的关键。很多卡配置时不会给出组织方式，需要用户自己去摸索试探。RAID5的关键参数主要有：一是盘序，即每块硬盘的组织顺序，在拆卸前应做好标记；二是块大小，分割数据块进行存储时的大小单位，可能是十几KB或上百KB；三是组织方式，指的是数据块和奇偶校验块存放的方式；四是起始位置，即第一块奇偶校验块的起始位置。 　　2磁盘阵列RAID5的数据恢复 　　由RAID5的数据组织方式可知RAID5系统本身有一定的容错功能，如果故障处理得好的话，在大多数情况下数据还是可以被恢复的。 　　2.1磁盘阵列RAID5的数据恢复工具R-STUDIO简介 　　在磁盘阵列RAID5做数据恢复时，支持RAID恢复的工具软件是必不可少的。目前比较出名的支持RAID分析的工具有Winhex和R-STUDIO。其中，R-STUDIO在恢复