笔记本磁盘损坏引入的思考

上周末我的笔记本由于移动过程中的抖动，导致硬盘彻底损坏，BIOS无法正常找到启动盘。通过事件发生过程和结果，我判断这次是磁盘物理损坏了。悲剧的事情发生了，如果没有数据备份，磁盘上的数据可能永远都找不回来了。幸运的是我采用备份软件对笔记本电脑上的数据进行了每日的备份。所以，事情发生后，我不会很紧张，直接找笔记本服务商进行电脑保修。结果给我更换了一块新的磁盘，然后通过备份软件，我恢复了所有的备份数据。事情算是结束了，但是通过这件事情，让我对数据恢复、备份和安全进行了思考。

 

数据恢复

 

首先来看一下数据恢复。上一次由于需要维修一台CISCO交换机的电源，我和同事去了一趟鼎好维修城。走进鼎好我发现很多提供数据恢复的摊位，当时我有点奇怪，我作为一名存储研发的工程师，都觉得数据恢复有难度，为什么在鼎好有如此多的摊位进行数据恢复服务呢？我敢肯定的是，这些服务商只可能采用现成的软件工具对一些坏的不是很彻底的硬盘进行数据恢复，对于物理盘片损坏，数据格式复杂的案例，他们应该会束手无策。

 

其实，数据恢复不是那么容易做，拿RAID来做例子。如果一个客户的RAID6中三块盘出了问题，在没有恢复软件的条件下，想要恢复这个RAID系统，这本身也具有一定的挑战，很多时候是不可能。这主要是因为要想重组这样的一个RAID，我们需要把这些坏盘重新加入到系统中，为此，我们需要了解RAID的元数据信息存储位置及格式。当然，我们针对有些RAID也可以通过重建RAID但不sync数据的方式重构数据。一句话，如果想要恢复RAID上的数据，必须要对这个RAID有一定的了解，深入一点的话，需要了解这个磁盘阵列的元数据及其格式。

 

对于文件系统恢复，例如ext3文件系统，如果用户想要恢复一个误删的文件，在没有恢复软件的基础上，那么需要分析ext3的inode信息，通过对inode数据结构的了解才可能找到对应的数据块。所以，想要恢复丢失的文件必须要了解文件系统的inode、目录项等关键数据结构。如果在一个磁盘上的文件系统数据结构等信息是保密的，那么如何恢复其中的数据？我觉得基本不可能。

 

对于磁盘物理级的损伤，如果仅仅是电路板烧毁等问题，这种案例是比较容易处理的。如果是盘片和磁头被损坏了，那么这种问题就比较棘手了。就像我遇到的问题，这时候只能进行物理级修复了。具体需要将磁盘打开，然后通过纳米材料将盘片上的坏道抹平，更换磁头，所有这种操作需要在无尘环境下完成。目前，国内的SalvationData提供这种物理级修复的工具。这一点还是不错的，有了这种专业设备之后，做这种物理级修复就变得相对容易了。在物理级修复完成之后，又回归到逻辑修复的问题上来了。

 

在存储系统中，特别是企业级专业存储系统中，磁盘之上并不是文件系统或者RAID，而往往会有虚拟化机制的存在。一旦有虚拟化机制的存在，数据块就会有映射，所以这一定给数据恢复带来很大的问题。讲到虚拟化，我想起了SSD。目前，无论在个人电脑领域还是企业级存储，SSD都被大量应用。为了避免SSD寿命等问题，SSD的Firmware都会提供一种类似于虚拟化的机制，在SSD中存在逻辑地址与物理地址之间的映射。那么一旦有这种映射，不仅数据恢复变得困难，而且降低了数据恢复率。一旦管理映射的元数据全毁，那么无论用什么方法，都无法恢复用户数据。另外，SSD是存半导体存储器，所以，如果位于SSD内部的Nand Flash烧毁了，我们该怎么办？所以，从数据恢复的角度看，磁盘比SSD还是有优势的。

 

数据备份

 

数据备份系统是存储链上的最后一道关口，其存储系统必须可靠。如果备份系统出了问题，那么用户数据将会彻底消失。所以，对于备份系统的研发人员而言，可靠性应该是第一位的，比IO性能等其他指标更加关键！通过这次事件，我彻底领悟到了这一点。从这一点来看，EMC-DataDomain的备份系统的设计的确非常出色，设计的RAID充分考虑了数据的安全性，在RAID6的配置下，如果3块磁盘出问题，RAID还可以轻而易举的恢复出数据，并且运行在RAID之上的Dedupe文件系统也在一定的时间窗口对数据做snapshot。很多这样的处理虽然降低了性能，但是换来了足够的可靠性。成为数据存储链的坚强后盾。

 

在公司内部我们很多人都可以享受到备份带来的数据安全优越感。但是，对于普通家庭用户该如何保障数据呢？其实，我觉得在云存储大力发展得今天，可以提供家庭备份的业务，像Avamar这样的软件使用非常的方便，用户可以在无需花费精力的情况下将自己的数据备份到云端。

 

数据安全

 

另外一个问题是我考虑的数据安全的问题。我的硬盘被笔记本服务商拆卸之后直接拿走了，我在磁盘上的数据会不会泄密？这是个很实际的问题，如果我的磁盘被卖给了第三方，然后通过物理级修复获取磁盘上的数据，这就很容易将个人数据泄密了。如何应对这个问题？其实，很多公司早就考虑了这个问题，并且基本都采用safeboot的解决方案。Safeboot提供了数据加密的解决方案，现已被McAfee收购。该解决方案采用AES算法对用户数据进行加密存储，所以，如果系统没有私钥，是无论如何都无法解密的。所以，这种加密存储解决方案可以保证我们数据的安全性。

 

信息量日益膨胀的今天，计算机依赖性日益严重的今天，我们的确需要花时间考虑一下我们数据的安全性。一旦数据丢失，对我们的工作、生活都会带来严重打击。