2024年3月31日发(作者：)

第１１卷第１Ｏ期　

２０１２，｛：１０月　

软什导刊　

Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｇｕｉｄｅ　

ＶＯｌ　１　ｌ　Ｎ０．１Ｏ　

Ｏｃｔ　２Ｏｌ２　

磁盘阵列的数据恢复探析　

蔡向阳　

（湖北黄冈职业技术学院电子信息学院，湖北黄冈４３８００２）　

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　

幅下降。　

１磁盘阵列（ＲＡＩＤ）　

１．１磁盘阵列的原理　

表１　ＲＡＩＤ的各个级别　

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（ＲＡＩＤＯ～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。　

１．３　ＲＡＩＤ５的数据存储原理　

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。　

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　

（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　

推算出来，并且以Ｎ块硬盘构建ＲＡＩＤ５阵列用户可以有　

Ｎ—ｌ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提供了一定的冗余性（支持一块　

号块，条带１的校验块位于倒数第二个磁盘（即３号盘）的　

ｌ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　

硬盘掉线仍可继续工作），但一旦掉盘后，运行效率将会大　

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。　

第１０期　蔡向阳：磁盘阵列的数据恢复探析　・１３３・　

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。　

磁盘１　磁盘２　磁盘　磁盘４　磁盘１　磁盘２　磁盘　磁盘４　

ＤＡＴＡ４　ｌＤＡＴＡ５ｌ校验Ｐ１　ｌＤＡＴＡ６　

ＤＡＴＡ５　ｌＤＡＴＡ６Ｉ校验Ｐ１　ＩＤＡＴＡ４　

ＤＡＴＡ７　ｌ校验Ｐ２　ｌ　ＤＡ．Ｔ．Ａｋ８　Ｉ　ＤＡＴＡ９　ＤＡＴ＿Ａ９　Ｉ校验Ｐ２　ｌ　ＤＡＴＡ７ｌ　ＤＡＴＡ８　

图１左异步　图２左同步　

磁盘１　磁盘２　磁盘　磁盘４　磁盘１　磁盘２　磁盘　磁盘４　

，一—、　／一—、　／一—、　

、　

————

—

／　、

．．—

一／　、　—．一／　、——一／　

校ＮＰＯ　ＤＡＴＡ１　ＤＡ１ｌＡ２　ＤＡ１＿Ａ３　

ＤＡ１ｌＡ４　校验Ｐ１　ＤＡＴＡ５　ＤＡＴＡ６　

，　——、

ＤＡＴＡ７　ＤＡＴＡ８

　——、

　校验Ｐ２　ＤＡ＿

　，＿——、

ｒＡ９　

　

—

／　

图３右异步　图４右同步　

（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。ＲＡＩＤＳ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—ＳＴＵＤ１０。其中，Ｒ—ＳＴＵＤ１０　

在恢复ＲＡＩＤ方面功能更为强大。这里介绍使用Ｒ—ＳＴＵ—　

ＤＩＯ工具进行常规的ＲＡＩＤ数据恢复方法。　

Ｒ＿ＳＴＵＤ１０是功能超强的数据恢复、反删除工具，采　

用全新恢复技术，为使用ＦＡＴ１ｚ／１６／３２、ＮＴＦＳ、Ｅｘｔ２ＦＳ　

分区的磁盘提供完整数据维护解决方案。同时对本地和　

网络磁盘提供支持，此外还提供大量的参数设置让高级用　

户获得最佳恢复效果。其具体功能有：采用Ｗｉｎｄｏｗｓ资　

源管理器操作界面；通过网络恢复远程数据；能够重建损　

毁的ＲＡＩＤ阵列；为磁盘、分区、目录生成镜像文件；恢复　

删除分区上的文件、加密文件、数据流；恢复Ｆｄｉｓｋ或其它　

磁盘工具删除过的数据、病毒破坏的数据、ＭＢＲ破坏后的　

数据；识别特定文件名；将数据保存到任何磁盘；浏览、编　

辑文件或磁盘内容等。　

２．２磁盘阵列ＲＡＩＤ５的数据－恢复案例　

某单位的ＨＰ服务器，外置的磁盘阵列柜配４块７３Ｇ　

盘、一块热备、３块做成一组Ｒａｉｄ５。在客户端操作数据时　

出现问题，管理员在ＲＡＩＤ卡管理界面中发现ＲＡＩＤ５显　

示为Ｆａｉｌ状态。服务器Ｗｉｎ２００３系统中，原有阵列中的　

盘符全部丢失。经售后工程师电话服务解决后的现象是，　

Ｒａｉｄ卡管理介面中，０号盘Ｄｅａｄ状态、１—２盘为Ｏｆｆｌｉｎｅ状　

态；盘柜中１、２号盘有信息灯警示；服务器Ｗｉｎ２００３系统　

不能识别盘阵。考虑到客户在盘阵中有重要数据，因此建　

议请专业数据恢复人员提供服务。　

任务分析：数据恢复工程师上门对每块盘的数据进行　

检测，检测结果为０号盘物理损坏，３号盘为热备盘顶替　

了０号盘，但由于１、２号盘有坏扇区，引起１、２号盘离线，　

因此ＲＡＩＤ５不能工作。根据上述故障现象提供的恢复方　

案是先对１～３号硬盘做镜像，用镜像文件代替原始硬盘，　

再用ＲＡＩＤ重组技术，对原始的１、２、３号盘（缺０号盘）３　

盘块虚拟重组为一个ＲＡＩＤ５，导出用户数据。　

操作方法与步骤：　

（１）首先制作硬盘的镜像文件，可以用Ｒ—ＳＴＵＤＩＯ、　

ＭＴＬ、Ｗｉｎｈｅｘ或其它工具。　

（２）然后打开Ｒ—ＳＴＵＤＩＯ软件，并在该工具中通过菜　

单Ｄｒｉｖｅ／Ｏｐｅｎ　Ｉｍａｇｅ　Ｆｉｌｅ打开备份的镜像文件，如图５。　

（３）接着选择ＲＡＩＤ阵列重组类型见图６。有４种类　

型可供选择：Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｖｏｌｕｍｅ　Ｓｅｔ虚拟卷集、Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｍｉｒｒｏｒ　

虚拟镜象、Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｖｏｌｕｍｅ　Ｓｔｒｉｐｅ　Ｓｅｔ虚拟条带卷、Ｖｏｌｕｍｅ　

Ｒａｉｄ５虚拟ＲＡＩＤ５。在这里选择创建虚拟ＲＡＩＤ５。　

（４）接着在左边窗口中选择“Ｖｏｌｕｍｅ　ｓｅｔｓ　ａｎｄ　ＲＡＩＤｓ”　

下选中刚才创建的Ｖｉｒｔｕａｌ　ＲＡＩＤｓ，并将１、２、３个Ｉｍｇ文　

件依次拖入右边Ｐａｒｅｎｔｓ框内，再通过右下选项卡的　

Ｐｒｅｐｅｒｔｉｅｓ（特性）进行ＲＡＩＤ参数设置。主要是ＲＡＩＤ　

Ｂｌｏｃｋ　Ｓｉｚｅ、ＲＡＩＤ　Ｂｌｏｃｋｓ　Ｏｒｄｅｒ校验方向的设置。本例设　

置为１６Ｋ、左同步（Ｓｔａｎｄａｒｄ）。　

（５）在参数设置完成后，在Ｖｉｒｔｕａｌ　ＲＡＩＤｓ中虚拟磁　

盘阵列上点右键，并选择Ｓｃａｎ（扫描）。在扫描完成后，即　

可在该目录下以绿色字体显示找到的所有有效分区。　

（６）接着打开绿色有效分区，即可以看到正常的目录。　

此时，可以根据客户的需要选择要恢复的目录，并导出数　

据。至此，即完成了磁盘阵列的用户数据恢复了。　

在此案例的数据恢复过程中，由于２号盘和１号盘同　

时离线，故而仅需做故障盘的全盘镜像，然后利用镜像文　

件来恢复数据即可；倘若是分别离线，则需要分析离线时　

间，去掉先离线的盘，用剩下的两块盘来恢复数据。　

第ｌ１卷第１Ｏ期　

软件导刊　

ｓ０ｆｔｗａｒｅ　Ｇｕｉｄｅ　

Ｖｏ１．１１　Ｎｏ　１Ｏ　

２０１２年ｌｏ月　

０ｃｔ　２０ｌ２　

基于ＸＭ　Ｌ的异构数据交换系统的研究与设计　

陈惠敏，姜攀　

（武汉商业服务学院，湖北武汉４３００５６）　

摘　要：实现异构数据库系统之间的数据共享和数据互访，是信息化发展迫切需要解决的问题之一。探讨了利用　

ＸＭＩ　技术实现异构数据库之间的数据交换，提出了异构数据交换系统的模型。　

关键词：异构数据；数据交换；ＸＭＩ　

中图分类号：ＴＰ３９２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２　７８００（２０１２）０１０—０１３４—０３　

之一。　

０　引言　

ｌ　ＸＭＬ与异构数据　

目前，信息化建设渗透到各个领域，已经成为政府机　

构和企事业单位发展的重要手段和战略选择。由于初期　

阶段，信息化未得到统一规划和统筹安排，各个职能领域　

的管理平台或系统相对独立，系统间的数据流通困难，相　

１．１　ＸＭＬ简介　

可标记扩展语言ＸＭＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ　Ｍａｒｋｕｐ　Ｌａｎ—　

ｇｕａｇｅ）是由Ｗ３Ｃ的ＸＭＬ工作组制订的，它是一种通用的　

标记语言，是特别设计的一组定义语义标记的规则。　

ＸＭＩ　适用于异构数据的交换，它具有如下特点：　

当数量的政府机构和企事业单位都积累了大量的基于不　

同平台和数据库管理系统的数据以及众多的非结构化数　

据，造成了多数据库并存的异构问题，严重阻碍了信息化　（１）ＸＭＩ　具有自描述性，可以不预先规定数据结构，非　

常适用于不同应用间的数据库交换，在数据交换中使用　

的深化及数据的使用。如何实现异构数据库系统之间的　

数据共享和数据互访，是信息化发展迫切需要解决的问题　

ＸＭＬ，开发人员可以方便地使用自定义的标记来描述数据。　

确的恢复手段。一般来说磁盘阵列故障往往不是单一原　

因造成，常规的故障恢复手段只能恢复阵列状态，而不能　

恢复阵列数据，即使让磁盘阵列恢复到正常使用状态，但　

这些操作往往会导致阵列底层数据的彻底损坏。因此，必　

须根据具体情况制订相应的解决方案，切不可贸然实施阵　

列恢复；二是要弄清楚硬盘组的盘序，切不可弄错。同时　

要设定好ＲＡＩＤ　５的组织方式，比如正向校验等。如果客　

图５选择打开镜像文件　

户忘记了组织方式，可以根据磁盘上数据块的大小和内容　

来分析、判断。有一些软件可以自动帮助分析，如Ｗｉｎ—　

ｈｅｘ，但效果都比不上有丰富经验的技术人员。在组织方　

式确定下来后，起始位置和数据块大小也可以确定了，至　

此，ＲＡＩＤ数据恢复就至少成功了一半。　

参考文献：　

图６创建虚拟ＲＡＩＤ５　

［１］何欢，何倩．数据备份与恢复［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１２．　

［２］蔡平．磁盘阵列的数据安全隐患与数据修复Ｉｔ］．第二十一次全国　

计算机安全学术交流会论文集，２００６．　

（责任编辑：余晓）　

事实表明，在做磁盘阵列恢复之前，需要注意两点：一　

是正确地判断出故障情况，具体可通过观察、询问和经验　

判断的方法来分析故障的形成原因及过程，然后再选择正　

作者简介：陈惠敏（１９７８一），女，武汉商业服务学院讲师，研究方向为计算机软件开发；姜攀（１９８１一），男，武汉商业服务学院助教，研　

究方向为计算机软件开发。