RAID磁盤陣介紹及RAID5數(shù)據(jù)恢復(fù)

1、RAID磁盤陣介紹及RAID5數(shù)據(jù)恢復(fù)軟RAID(software-basedRAID)是基于軟件的RAID。它可能是最普遍的被使用的RAID陣列，這是由于現(xiàn)在的很多服務(wù)器操作系統(tǒng)都集成了RAID功能。比如MicrosoftWindowsNT，Windows2000，Windows2003，NovellNetware和Linux。軟件RAID集成于操作系統(tǒng)，有比較低的始投資，但是它的CPU占用率非常高，并且只有非常有限的陣列操作功能。由于軟件RAID是在操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)RAID，軟RAID不能保護(hù)系統(tǒng)盤。亦即系統(tǒng)分區(qū)不能參與實(shí)現(xiàn)RAID。有些操作系統(tǒng)，RAID的配置信息存在系統(tǒng)信息中，而不是存在

2、硬盤上；當(dāng)系統(tǒng)崩潰，需重新安裝時(shí)，RAID的信息也會(huì)丟失。尤其是軟件RAID5是CPU的增強(qiáng)方式，會(huì)導(dǎo)致30%40%1/0功能的降低，所以不建議使用軟件RAID在增強(qiáng)的處理器服務(wù)器中。硬RAID(這里只討論基于總線的RAID)是由內(nèi)建RAID功能的主機(jī)總線適配器(Hostbusadapter)控制，直接連接到服務(wù)器的系統(tǒng)總線上的。總線RAID具有較軟RAID更多的功能但是又不會(huì)顯著的增加總擁有成本。這樣可以極大節(jié)省服務(wù)器系統(tǒng)CPU和操作系統(tǒng)的資源。從而使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的性能獲得很大的提高。支持很多先進(jìn)功能如：熱插拔，熱備盤，SAFTE，陣列管理，等等。并且其價(jià)格價(jià)格相對(duì)較低。它的缺點(diǎn)是要占用PCI

3、總線帶寬，所以PCII/O可能變成陣列速度的瓶頸HostRAID是一種把初級(jí)的RAID功能附加給SCSI或者SATA卡而產(chǎn)生的產(chǎn)品。它是基于硬和軟RAID之間的一種產(chǎn)品。它把軟件RAID功能集成到了產(chǎn)品的固件上，從而提高了產(chǎn)品的功能和容錯(cuò)能力。它可以支持RAID0和RAID1。Raid定義RAID(RedundantArrayofIndependentDisk獨(dú)立冗余磁盤陣列)技術(shù)是加州大學(xué)伯克利分校1987年提出，最初是為了組合小的廉價(jià)磁盤來代替大的昂貴磁盤，同時(shí)希望磁盤失效時(shí)不會(huì)使對(duì)數(shù)據(jù)的訪問受損失而開發(fā)出一定水平的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。RAID就是一種由多塊廉價(jià)磁盤構(gòu)成的冗余陣列，在操作系統(tǒng)下是

4、作為一個(gè)獨(dú)立的大型存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)。RAID可以充分發(fā)揮出多塊硬盤的優(yōu)勢(shì)，可以提升硬盤速度,增大容量,提供容錯(cuò)功能夠確保數(shù)據(jù)安全性，易于管理的優(yōu)點(diǎn)，在任何一塊硬盤出現(xiàn)問題的情況下都可以繼續(xù)工作，不會(huì)受到損壞硬盤的影響。二、RAID的幾種工作模式1、RAID0即DataStripping數(shù)據(jù)分條技術(shù)。RAID0可以把多塊硬盤連成一個(gè)容量更大的硬盤群，可以提高磁盤的性能和吞吐量。RAID0沒有冗余或錯(cuò)誤修復(fù)能力，成本低，要求至少兩個(gè)磁盤，一般只是在那些對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求不高的情況下才被使用。(1)、RAID0最簡(jiǎn)單方式就是把x塊同樣的硬盤用硬件的形式通過智能磁盤控制器或用操作系統(tǒng)中的磁盤驅(qū)動(dòng)程序以軟件的

5、方式串聯(lián)在一起，形成一個(gè)獨(dú)立的邏輯驅(qū)動(dòng)器，容量是單獨(dú)硬盤的x倍,在電腦數(shù)據(jù)寫時(shí)被依次寫入到各磁盤中，當(dāng)一塊磁盤的空間用盡時(shí)，數(shù)據(jù)就會(huì)被自動(dòng)寫入到下一塊磁盤中，它的好處是可以增加磁盤的容量。速度與其中任何一塊磁盤的速度相同，如果其中的任何一塊磁盤出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)受到破壞，可靠性是單獨(dú)使用一塊硬盤的1/n。(2)、RAID0的另一方式是用n塊硬盤選擇合理的帶區(qū)大小創(chuàng)建帶區(qū)集，最好是為每一塊硬盤都配備一個(gè)專門的磁盤控制器，在電腦數(shù)據(jù)讀寫時(shí)同時(shí)向n塊磁盤讀寫數(shù)據(jù)，速度提升n倍。提高系統(tǒng)的性能。2、RAID1RAID1稱為磁盤鏡像：把一個(gè)磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個(gè)磁盤上，在不影響性能情況下最大限度的保

6、證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性上，具有很高的數(shù)據(jù)冗余能力，但磁盤利用率為50%,故成本最高，多用在保存關(guān)鍵性的重要數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。RAID1有以下特點(diǎn)：、RAID1的每一個(gè)磁盤都具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的鏡像盤，任何時(shí)候數(shù)據(jù)都同步鏡像，系統(tǒng)可以從一組鏡像盤中的任何一個(gè)磁盤讀取數(shù)據(jù)。、磁盤所能使用的空間只有磁盤容量總和的一半，系統(tǒng)成本高。、只要系統(tǒng)中任何一對(duì)鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數(shù)量的硬盤出現(xiàn)問題時(shí)系統(tǒng)都可以正常運(yùn)行。、出現(xiàn)硬盤故障的RAID系統(tǒng)不再可靠，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的更換損壞的硬盤，否則剩余的鏡像盤也出現(xiàn)問題，那么整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。、更換新盤后原有數(shù)據(jù)會(huì)需要很長(zhǎng)時(shí)間同步鏡像，外界對(duì)數(shù)據(jù)的訪問不會(huì)

7、受到影響，只是這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的性能有所下降。、RAID1磁盤控制器的負(fù)載相當(dāng)大，用多個(gè)磁盤控制器可以提高數(shù)據(jù)的安全性和可用性。3、RAID0+1把RAID0和RAID1技術(shù)結(jié)合起來，數(shù)據(jù)除分布在多個(gè)盤上外，每個(gè)盤都有其物理鏡像盤，提供全冗余能力，允許一個(gè)以下磁盤故障，而不影響數(shù)據(jù)可用性，并具有快速讀/寫能力。RAID0+1要在磁盤鏡像中建立帶區(qū)集至少4個(gè)硬盤。4、RAID2電腦在寫入數(shù)據(jù)時(shí)在一個(gè)磁盤上保存數(shù)據(jù)的各個(gè)位，同時(shí)把一個(gè)數(shù)據(jù)不同的位運(yùn)算得到的海明校驗(yàn)碼保存另一組磁盤上，由于海明碼可以在數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤的情況下將錯(cuò)誤校正，以保證輸出的正確。但海明碼使用數(shù)據(jù)冗余技術(shù)，使得輸出數(shù)據(jù)的速率取決于驅(qū)動(dòng)

8、器組中速度最慢的磁盤。RAID2控制器的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。5、RAID3:帶奇偶校驗(yàn)碼的并行傳送RAID3使用一個(gè)專門的磁盤存放所有的校驗(yàn)數(shù)據(jù)，而在剩余的磁盤中創(chuàng)建帶區(qū)集分散數(shù)據(jù)的讀寫操作。當(dāng)一個(gè)完好的RAID3系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)，只需要在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)盤中找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀取操作即可。但當(dāng)向RAID3寫入數(shù)據(jù)時(shí)，必須計(jì)算與該數(shù)據(jù)塊同處一個(gè)帶區(qū)的所有數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)值，并將新值重新寫入到校驗(yàn)塊中，這樣無形雖增加系統(tǒng)開銷。當(dāng)一塊磁盤失效時(shí)，該磁盤上的所有數(shù)據(jù)塊必須使用校驗(yàn)信息重新建立，如果所要讀取的數(shù)據(jù)塊正好位于已經(jīng)損壞的磁盤，則必須同時(shí)讀取同一帶區(qū)中的所有其它數(shù)據(jù)塊，并根據(jù)校驗(yàn)值重建丟失的數(shù)據(jù)，這使系統(tǒng)減慢。當(dāng)

9、更換了損壞的磁盤后，系統(tǒng)必須一個(gè)數(shù)據(jù)塊一個(gè)數(shù)據(jù)塊的重建壞盤中的數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)的性能會(huì)受到嚴(yán)重的影響。RAID3最大不足是校驗(yàn)盤很容易成為整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸，對(duì)于經(jīng)常大量寫入操作的應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致整個(gè)RAID系統(tǒng)性能的下降。RAID3適合用于數(shù)據(jù)庫(kù)和WEB服務(wù)器等。6、RAID4RAID4即帶奇偶校驗(yàn)碼的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)，RAID4和RAID3很象，它對(duì)數(shù)據(jù)的訪問是按數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的,也就是按磁盤進(jìn)行的，每次是一個(gè)盤，RAID4的特點(diǎn)和RAID3也挺象，不過在失敗恢復(fù)時(shí)，它的難度可要比RAID3大得多了，控制器的設(shè)計(jì)難度也要大許多，而且訪問數(shù)據(jù)的效率不怎么好。7、RAID5RAID5把校驗(yàn)塊分散到所有的數(shù)據(jù)盤中。

10、RAID5使用了一種特殊的算法，可以計(jì)算出任何一個(gè)帶區(qū)校驗(yàn)塊的存放位置。這樣就可以確保任何對(duì)校驗(yàn)塊進(jìn)行的讀寫操作都會(huì)在所有的RAID磁盤中進(jìn)行均衡，從而消除了產(chǎn)生瓶頸的可能。RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問效率不錯(cuò)。RAID5提高了系統(tǒng)可靠性，但對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿行越鉀Q不好，而且控制器的設(shè)計(jì)也相當(dāng)困難。RAID5數(shù)據(jù)恢復(fù)：雖然復(fù)雜的raid系統(tǒng)有著特定的結(jié)構(gòu)保護(hù)你的數(shù)據(jù)，但由于誤操作和硬件故障引起的數(shù)據(jù)丟失還是頻繁地發(fā)生。大多數(shù)raid用戶看重的就是raid的容錯(cuò)功能，然而很多誤導(dǎo)宣傳也使用戶誤以為raid是不容易出故障或出現(xiàn)故障時(shí)raid本身有處理容錯(cuò)的應(yīng)變機(jī)制，所以沒有

11、認(rèn)真地作備份，因而忽視了raid潛在危險(xiǎn)，所以每當(dāng)raid故障時(shí)都是一場(chǎng)大的災(zāi)難。raid系統(tǒng)在出現(xiàn)故障是如果處理得當(dāng)，在大多數(shù)情況下數(shù)據(jù)都是可以恢復(fù)的。在這里向大家介紹一種raid的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法。為此我先介紹兩個(gè)非常好用的工具軟件，它們是runtimesoftware公司的getdatabxk和raidreconstructor,其中g(shù)etdataback用于恢復(fù)數(shù)據(jù)，raidreconstructor用于恢復(fù)raid5的磁盤陣列。下面我就向大家介紹一種恢復(fù)raid5磁盤陣列的數(shù)據(jù)的方法。我們以一個(gè)只有3塊硬盤的raid5陣列為例。下面是raidreconstructor的用戶界面：runt

12、ime的raidreconstructor幫助我們從損壞的raid5陣列中恢復(fù)數(shù)據(jù).即使我們不知道raid參數(shù)，比如磁盤次序，塊大小和旋轉(zhuǎn)方向，raidreconstructor能自動(dòng)分析和確定正確的值，然后使我們能夠重新構(gòu)造一個(gè)raid鏡像文件或物理驅(qū)動(dòng)器的拷貝。一旦我們建立了一個(gè)鏡像文件，就可以使用runtime的getdataback或其它數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件進(jìn)行處理.如果我們把這個(gè)鏡像建立在一個(gè)物理驅(qū)動(dòng)器上，我們既可以用數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件處理它，也有可能直接從它上面啟動(dòng)系統(tǒng)。因?yàn)閞aid5冗余性，如果原陣列里的磁盤數(shù)為n，raidreconstructor通過n-1個(gè)磁盤也能重新計(jì)算出原來的數(shù)據(jù)。使

13、用raidreconstructor的三個(gè)簡(jiǎn)單的步驟：規(guī)定raid陣列的組合輸入原始raid5陣列的硬盤數(shù)然后我們輸入raid的每個(gè)物理硬盤或硬盤鏡像文件。如果你使用物理硬盤名，這些硬盤必須是可以訪問的。我們可以使用鏡像文件代替物理硬盤(這個(gè)鏡像文件可以runtime的getdataback或diskexplorer建立。注意:如果在物理驅(qū)動(dòng)器上有壞扇區(qū)，建立磁盤的鏡像文件將是我們的首選方法。如果我們不知道raid參數(shù)，保留這個(gè)值，不改變塊長(zhǎng)度和奇偶校驗(yàn)的旋轉(zhuǎn)方向。例如raid5陣列由3塊硬盤組成，掛在我們的計(jì)算機(jī)上作為獨(dú)立的物理硬盤hd130:,hd131:,hd132:又例如：raid5陣

14、列由3個(gè)鏡像文件組成，它預(yù)先建立在我們的邏輯驅(qū)動(dòng)器e上：drivel.img,drive2.img,drive3.img.我們也可以混合選擇物理硬盤和鏡像文件單擊opendrives選擇的每個(gè)硬盤或鏡像的容量會(huì)顯示在右邊，同時(shí)raid的總?cè)萘繉@示在下面：注意：我們輸入的硬盤個(gè)數(shù)可以小于陣列的長(zhǎng)度在這個(gè)例子中#drives仍然是3，但可以保留一個(gè)空的驅(qū)動(dòng)器分析raid結(jié)構(gòu)，確定正確的磁盤次序、塊大小和旋轉(zhuǎn)方向.如果我們知道正確的參數(shù)，則把它們直接填寫在輸入框里就可以了，并可以跳過分析否則單擊analyze.這時(shí)屏幕上會(huì)彈出一個(gè)窗口，讓我們選擇一些測(cè)試組合。我們可以參考raid控制器的設(shè)置手動(dòng)改

15、變某些選項(xiàng)。大多數(shù)值已經(jīng)用缺省方式選擇了。如果需要,我們可以輸入多個(gè)定制的塊長(zhǎng)度.但塊的長(zhǎng)度必須2的幕數(shù)如：(16,32,64,.).numberofsectorstoprobe確定動(dòng)態(tài)測(cè)試多少扇區(qū)，缺省是100000,但如果需要的話你可以根據(jù)塊的大小增加這個(gè)值，例如，500000或1000000.單擊next.根據(jù)硬盤個(gè)數(shù)、檢查條件組合數(shù)和測(cè)試的扇區(qū)數(shù)，測(cè)試分析時(shí)間可能從幾秒鐘到數(shù)小時(shí)。當(dāng)分析完成后將生成下面的列表：最有可能的參數(shù)組合列在該表的前端，通常我們都選擇推薦的第一項(xiàng)在上述例子里我們看見每種可能的排列都有3行顯示數(shù)據(jù)，它們代表的意思如下：硬盤次序(driveorder)可能的情況是(

16、1-2-3),(1-3-2),(2-1-3),(2-3-1),(3-1-2)或(3-2-1),共有6種可能的組合.塊長(zhǎng)度(blocksize)選擇了4種可能的組合16,32,64或128.奇偶校驗(yàn)塊的旋轉(zhuǎn)方向(parityrotationstoprobe):有向前(forward)、向后(backward)2種情況。所以在列表上一共列出了48(6*4*2)種可能的組合。如果結(jié)果數(shù)據(jù)有意義，每個(gè)組合都將被檢測(cè).每個(gè)檢測(cè)都有一個(gè)平均值，這個(gè)值叫entropy(平均值).著個(gè)值越小表示越接近正確的raid參數(shù)值。os:的值在05之間，1到4代表的意義如下：os:1）扇區(qū)63有一個(gè)boot記錄標(biāo)記（x

17、aa55）.os:2）扇區(qū)63是一個(gè)合法的ntfs、fat32或fat16boot扇區(qū).os:3）ntfs:第一個(gè)mft項(xiàng)被成功裝入，fat:找到fatl.os:4）ntfs:前16個(gè)mft項(xiàng)被成功裝入，fat:發(fā)現(xiàn)fat2,并且fat2的第一個(gè)扇區(qū)和fatl的一個(gè)扇區(qū)相同選擇上面描述的項(xiàng)（最有可能的是第一項(xiàng)）并單擊完成finish這樣就把我們選擇的參數(shù)拷貝到主屏幕。拷貝raid現(xiàn)在我們就準(zhǔn)備把raid拷貝到另一個(gè)鏡像文件或另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器上，當(dāng)然目標(biāo)設(shè)備必須有足夠的空間來容納這個(gè)raid。在目的target框中輸入要拷貝得文件名和路徑.它可以是物理驅(qū)動(dòng)器名（如hd132:）,也可以是鏡像文件名（如e:raid.img）.在缺省的情況下普通鏡像文件的擴(kuò)展名是.img,壓縮鏡像文件的擴(kuò)展名是.imc.如果我們?cè)趍ultifile選擇框中打勾，則鏡像文件就會(huì)被分割成若干個(gè)文件，每個(gè)650mb.這對(duì)某些系統(tǒng)（例如windows98/95）來