Raid磁碟陣列資料恢復原理是什麼呢?

時間 2021-06-21 19:48:33

1樓:嗨格式資料恢復大師

磁碟陣列技術可以詳細地劃分為若干個級別0-5 RAID技術,並且又發展了所謂的 RAID Level 10, 30, 50的新的級別。RAID是廉價冗餘磁碟陣列(Redundant Array of Inexpensive Disk)的簡稱。用RAID的好處簡單的說就是:

安全性高,速度快,資料容量超大。

某些級別的RAID技術可以把速度提高到單個硬碟驅動器的400%。磁碟陣列把多個硬碟驅動器連線在一起協同工作,大大提高了速度,同時把硬碟系統的可靠性提高到接近無錯的境界。這些「容錯」系統速度極快,同時可靠性極高。

由磁碟陣列角度來看

磁碟陣列的規格最重要就在速度,也就是CPU的種類。我們知道SCSI的演變是由SCSI 2 (Narrow, 8 bits, 10MB/s), SCSI 3 (Wide, 16bits, 20MB/s), Ultra Wide (16bits, 40MB/s), Ultra 2 (Ultra Ultra Wide, 80MB/s), Ultra 3 (Ultra Ultra Ultra Wide, 160MB/s),在由SCSI到Serial I/O,也就是所謂的 Fibre Channel (FC-AL, Fibre Channel - Arbitration Loop, 100 – 200MB/s), SSA (Serial Storage Architecture, 80 – 160 MB/s), 在過去使用 Ultra Wide SCSI, 40MB/s 的磁碟陣列時,對CPU的要求不須太快,因為SCSI本身也不是很快,但是當SCSI演變到Ultra 2, 80MB/s時,對CPU的要求就非常關鍵。一般的CPU, (如 586)就必須改為高速的RISC CPU, (如 Intel RISC CPU, i960RD 32bits, i960RN 64 bits),不但是RISC CPU, 甚至於還分 32bits, 64 bits RISC CPU 的差異。

586 與 RISC CPU 的差異可想而知 ! 這是由磁碟陣列的觀點出發來看的。

由伺服器的角度來看

伺服器的結構已由傳統的 I/O 結構改為 I2O ( Intelligent I/O, 簡稱 I2O ) 的結構,其目的就是為了減少伺服器CPU的負擔,才會將系統的 I/O 與伺服器CPU負載分開。Intel 因此提出 I2O 的架構,I2O 也是由一顆 RISC CPU ( i960RD 或I960RN ) 來負責 I/O 的工作。試想想若伺服器內都已是由 RISC i960 CPU 來負責 I/O,結果磁碟陣列上卻仍是用 586 CPU,速度會快嗎 ?

由作業系統的角度來看

SCO OpenServer 5.0 32 bits

MicroSoft Windows NT 32 bits

SCO Unixware 7.x 64 bits

MicroSoft Windows NT 2000 32 bit 64 bits

SUN Solaris 64 bits ……..其他作業系統

在作業系統都已由 32 bits 轉到 64 bits,磁碟陣列上的CPU 必須是 Intel i960 RISC CPU才能滿足速度的要求。586 CPU 是無法滿足的!

磁碟陣列的功能

磁碟陣列內的硬碟連線方式是用SCA-II整體後背板還是只是用SCSI線連的?在SCA-II整體後背板上是否有隔絕晶元以防硬碟在熱插拔時所產生的高/低電壓,使系統電壓回流,造成系統的不穩定,產生資料丟失的情形。我們一定要重視這個問題,因為在磁碟陣列內很多硬碟都是共用這同一SCSI匯流排

乙個硬碟熱插拔,可不能影響其它的硬碟!要麼是熱插拔或帶電插拔?硬碟有分熱插拔硬碟,80針的硬碟是熱插拔硬碟,68針的不是熱插拔硬碟,有沒有熱插拔,在電路上的設計差異就在於有沒有保護線路的設計,同樣的硬碟拖架也是一樣有分真的熱插拔及假的熱插拔的區別。

磁碟陣列內的硬碟是否有順序的要求?也就是說硬碟可否不按次序地插回陣列中,資料仍能正常的訪問?很多人認為不是很重要,不太會發生,但是可能會發生的,我們就要防止它發生。

假如您用六個硬碟做陣列,在最出初始化時,此六個硬碟是有順序放置在磁碟陣列內,分為第

一、第二…到第六個硬碟,是有順序的。

如果您買的磁碟陣列是有順序的要求,則您要注意了:有一天您將硬碟取出,做清潔時一定要以原來的擺放順序插回磁碟陣列中,否則您的資料可能因硬碟順序與原來的不苻,磁碟陣列上的控制器不認而資料丟失!因為您的硬碟的SCSI ID號亂掉所致。

現在的磁碟陣列產品都已有這種不要求硬碟有順序的功能,為了防止上述的事件發生,都是不要求硬碟有順序的。

硬碟資料跨盤(Spanning)

資料跨盤技術使多個硬碟像乙個硬碟那樣工作,這使使用者通過組合已有的資源或增加一些資源來廉價地突破現有的硬碟空間限制。

4個300兆位元組的硬碟驅動器鏈結在一起,構成乙個SCSI系統。使用者只看到乙個有1200兆位元組的C盤,而不是看到C, D, E, F, 4個300兆位元組的硬碟。在這樣的環境中,系統管理員不必擔心某個硬碟上會發生硬碟安全檢空間不夠的情況。

因為現在1200兆位元組的容量全在乙個卷(Volume)上(例如硬碟C上)。系統管理員可以安全地建立所需要的任何層次的檔案系統,而不需要在多個單獨硬碟環境的限制下,計畫他的檔案系統。

硬碟資料跨盤本身並不是RAID,它不能改善硬碟的可*性和速度。但是它有這樣的好處,即多個小型廉價硬碟可以根據需要增加到硬碟子系統上。

2樓:喻淑文

··raid磁碟陣列為伺服器提供安全的、可靠的、可申縮的外部儲存空間。,使得很多伺服器的使用者受到一種「raid不會出現故障」的錯誤引導。因此在伺服器的使用過程中忽視了raid磁碟陣列的潛在風險,對伺服器資料的備份或者應急預案不足,一旦伺服器出現故障將為企業帶來極大的影響。

Raid磁碟陣列出現故障的原因通常可以歸結為如下幾點:

Raid控制器出現故障導致raid失效

突然斷電導致raid資訊故障

Raid5一塊硬碟出錯,系統管理員未及時更換硬碟的情況下另一塊硬碟出錯導致raid5失效。

壹基比小喻將為讀者介紹伺服器磁碟陣列中raid1、raid0、raid5三種raid形式出現故障時的資料恢復思路和方法。

1.raid1陣列資料恢復

··Raid1是所有raid陣列中最為簡單的一種陣列形式,raid1中兩塊硬碟互為映象,所有資料都是完全一樣的。如果因為raid控制器故障或者raid資訊出錯導致raid1磁碟陣列資料無法訪問,只需要將兩塊硬碟中的其中一塊硬碟從伺服器上拆卸下來後作為單獨的硬碟掛載到計算機上即可讀取資料。

··如果raid1中其中一塊硬碟出現故障時是不會影響伺服器的正常執行的,此時需要將故障硬碟更換為正常硬碟即可。如果伺服器一塊硬碟故障時未能及時更換硬碟另一塊硬碟也出現故障,則raid1磁碟陣列失效。此時想要進行資料恢復需要利用後出現故障的那一塊硬碟進行資料恢復即可。

2.raid0磁碟陣列資料恢復思路

··Raid0是所有磁碟陣列中最脆弱的磁碟陣列形式,raid0磁碟陣列沒有任何冗餘效能,陣列中只要有一塊硬碟故障則伺服器資料就會丟失,所以是乙個風險極大的陣列形式。通過下圖可以看出,raid0的資料是分布到每一塊磁碟上的,如果伺服器中任何一塊硬碟出現故障都會導致伺服器的資料不完整。

··對於raid0磁碟陣列的資料恢復要求資料恢復工程師對陣列中的所有資料進行重組,又由於raid0陣列已不可用,所以只能將硬碟從raid控制器中取出來作為單塊硬碟進行分析和資料恢復。

如上圖所示,對於單塊硬碟1來說,其中的資料為A/E/I/M,硬碟2中的資料為B/F/J/N,都只是部分資料,只有把陣列中的所有硬碟資料按照A/B/C/D/E/F/G/H····這樣的順序拼接好,才能真正恢復raid0陣列中的資料。

··那麼應該怎麼按照順序拼接這raid0陣列中的所有硬碟資料呢,這裡需要注意兩個因素,乙個是raid0磁碟陣列中每個資料塊的大小,也就是A或者B這些資料塊所占用的扇區數;另乙個因素是raid0陣列中的硬碟排列順序,也就是說需要確定哪一塊硬碟是陣列中的第一塊硬碟,哪一塊是第二塊、第三塊····

··以上圖中的raid0磁碟陣列為例,我們假設資料塊的大小為16個扇區,硬碟的順序就以圖中的為例,那麼我們在進行資料恢復時只需要在硬碟1中提取0~15扇區的資訊,再到硬碟2中提取0~15扇區資訊,再到硬碟3中提取0~15個扇區的資訊,再到硬碟4中提取0~15個扇區的資訊,再返回到硬碟1中提取16~31扇區的資訊····以此類推,就可以將這個raid0陣列裡的所有資料提取出來了。

3.raid5磁碟陣列資料恢復原理

··Raid5陣列中資料的分布與raid0陣列類似,與之不同的是raid5中每個平行的資料塊中總有乙個資料塊是校驗塊,如下圖中的p1/p2/p3/p4。Raid5支援在一塊硬碟掉線的情況下保證資料的正常訪問,但是如果有兩塊或者兩塊以上的硬碟同時離線,陣列便會失效,需要對磁碟陣列進行資料重組了。Raid5的資料重組方式與raid0也是相同的,只需要將硬碟中的資料按照順序拼接好即可

··由於raid5陣列中的每一塊硬碟中都有校驗資訊,所以分析raid5陣列時需要比raid0陣列多分析乙個校驗塊的位置和方向。也就是說raid5陣列分析有3個因素,分別是硬碟排列順序、每個資料塊所佔的扇區數、陣列中每個資料塊的大小。

··以上圖中的raid5陣列為例,假設該raid5陣列的資料塊大小為32個扇區,盤序如圖所示,那麼在提取資料時只需要按照從1~4的順序分別提取0~31扇區的資訊(硬碟4中0~31扇區的資訊為校驗塊,跳過不取),然後再返回到硬碟1中提取32~63扇區資訊,以此類推,即可把所有提取出來的資料組成乙個完整的raid5陣列映象檔案。

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