磁盘阵列智能存储数据恢复技术研究

发布时间：2015-08-23 09:19:23     发布者：技佳数据恢复中心     --转载请注明出处--

1、传统Raid数据恢复的局限性
       Raid全称Redundant Arrays of Independent Disks，即“独立冗余磁盘阵列”，是用多块硬盘通过一定手段组合成一个完整硬盘来使用的技术。常见的Raid组合手段有以下几种：

Raid级别	Raid-0	Raid-1	Raid-10	Raid-5	Raid-6
别名	条带	镜像	镜像条带	分布式奇偶校验条带	分布式双校验条带
容错性	无	有	有	有	有
冗余类型	无	复制	复制	奇偶位	奇偶位
所需磁盘数	至少2块	有且只有2块	至少4块	至少3块	至少3块
可用容量	磁盘总容量	磁盘总容量的50%	磁盘总容量的50%	(N-1)/N的磁盘总容量	(N-2)/N的磁盘总容量

      Raid出现故障时，通常由于阵列中的一块或几块硬盘出现物理损坏而离线，导致Raid机制丧失，从而造成数据丢失。针对Raid阵列进行数据恢复，最常用的传统手段是：
      第一步：将阵列上全部成员盘按顺序取下，并一一编号，对离线硬盘进行特殊标记；
      第二步：检测并处理离线硬盘故障，对其进行完整的磁场克隆；
      第三步：用完好的成员盘与故障硬盘的克隆盘一起虚拟重组，将数据提取至事先准备好的数据拷贝盘中。
      这种恢复方式的局限性在于：
      （1）仅适用于非智能存储。传统存储模式由于存储效率和稳定性存在瓶颈，IBM、惠普等存储厂商已推出多种智能存储，以提升存储的效率及稳定性，而智能存储的存储机理完全不同于传统模式，传统恢复手段中采用的虚拟重组技术也就失效了。
      （2）仅适用于小容量存储。目前智能存储的容量动辄几十TB甚至上百TB，很难找到匹配容量的数据拷贝介质。另一方面，即使可以通过传统方式进行恢复，数据拷贝过程也需要耗时几周甚至几个月，而数据恢复是一项应急服务，恢复周期越长，数据的价值就越低。
      （3）仅适用于磁盘数量较少的存储。智能存储中，硬盘数量通常为几十个，大型存储可达上百个，以目前的恢复设备，难以同时接入如此数量的硬盘，数据恢复也就无从谈起。
2、大数据推动智能存储的普及
      互联网已进入“云时代”，“云”的核心是海量数据的存储和管理，所以它需要配置容量巨大、性能优异的大型存储，这是传统存储达无法实现的。为了推动云的发展，惠普、IBM等存储厂商已推出多种智能型存储，目前，大型智能存储已广泛应用在科研、军事、医疗、网站等大数据行业和领域。
3、存储算法更新换代
      相比于传统存储，智能存储模式更加灵活、容灾机制也更完善，同时，为了提高运行效率，智能存储还引入了“存储池”、“虚拟磁盘Mdisk”等概念。图1为传统存储和智能存储的区别，由图可见，二者有着完全不同的数据存储结构，数据经由智能存储的存储池后，结构已经发生变化，最终存储到磁盘里的数据已无规律可循，依照传统方式进行恢复是不可行的。  
      理论上，存储是通过磁盘的SN号、微码程序等信息来关联每一个成员盘，如果此时将其中某一块硬盘替换，存储会将其标记为“外来硬盘”而拒绝让其加入Raid中，而存储所依据的标准就是磁盘的SN信息。当存储中某一成员盘发生故障，存储会记录该硬盘的信息并将其置为离线状态，如果通过将故障硬盘克隆至同型号新硬盘中，并研究某种技术手段来修改新硬盘相关的硬件信息，将其“伪装”成原硬盘，然后在存储中强制上线，那么理论上，存储就能重新正常工作了。这一理论一旦实现，将极大提高Raid数据恢复的效率和成功率。