陳小娟

【摘 要】并行計算機(jī)系統(tǒng)的組成與半導(dǎo)體工藝技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，各種高性能計算機(jī)計算速度也快到了千萬億次的量級，而與之對應(yīng)的外圍存儲容量也實(shí)現(xiàn)了PB量級。以我國目前的技術(shù)，最大但磁盤的容量是1TB，以此為例，總的容量是PB外部保存設(shè)備中千萬級的磁盤數(shù)量。磁盤屬于一種機(jī)電磁整體化設(shè)備，一般生產(chǎn)廠家標(biāo)表示在使用過程中有十萬個小時以上的無故障運(yùn)行時間，但是真正的使用過程中并不如何順暢，可靠性比CPU、主存等一些純電子結(jié)構(gòu)更低。所以一些性能等級較高的計算機(jī)系統(tǒng)，其磁盤存儲系統(tǒng)可靠性在較大程度上直接決定了這個系統(tǒng)的有效性。

【關(guān)鍵詞】RAID5 數(shù)據(jù)安全 修復(fù)

一、引言

使用磁盤陣列技術(shù)做數(shù)據(jù)的保存，一般就是把多個磁盤當(dāng)成是一個磁盤驅(qū)動設(shè)備使用，特點(diǎn)為大容量、快速度、可靠安全等，因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)而成為了大型信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)保存的最佳選擇。特別是級別為RAID5的磁盤陣列，用奇偶檢驗(yàn)技術(shù)做多余數(shù)據(jù)信息的供應(yīng)，不論這個磁盤陣列當(dāng)中的任何一塊磁盤出現(xiàn)問題，其能夠完全使用分布于其他磁盤中的數(shù)據(jù)信息重新合成一個完整的RAID5數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)使用的安全性與可靠性，而成為人們使用頻率最高的磁盤陣列數(shù)據(jù)存儲模式[1]。

二、RAID5磁盤陣列數(shù)據(jù)組成

RAID5數(shù)據(jù)的安全性特點(diǎn)和其他的RAID系列磁盤陣列相比，高出許多，陣列之中的任何一塊物理磁盤出現(xiàn)問題時，都能夠在不停機(jī)的情況下更換磁盤的熱插拔，以確保此功能能夠連續(xù)運(yùn)行。RAID5之所以具備高安全性與高可靠性的特點(diǎn)，是因?yàn)槠渚邆涠嘤鄶?shù)據(jù)使用和奇偶校驗(yàn)算法功能。多余數(shù)據(jù)生成中的算法多種多樣，RAID5陣列所用的計算方式是奇偶校驗(yàn)算法，以下用四個磁盤構(gòu)成的RAID5作為研究案例，對奇偶校驗(yàn)算法生成多余數(shù)據(jù)的處理原理和處理過程中介紹，并且簡單描述了RAID5數(shù)據(jù)之所以更安全可靠的促成因素。

舉個例子，三個數(shù)據(jù)塊當(dāng)中的，一個相同位置的字節(jié)分別是01000110，0101110，01000110，這樣的對應(yīng)到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)塊便是11010111。分析了這個運(yùn)算之后結(jié)果后得出，四個數(shù)當(dāng)中隨意的三個奇偶數(shù)校驗(yàn)運(yùn)算數(shù)值都是其第四個數(shù)值，這樣的話這四個數(shù)中不管哪一個被破壞了，都可以使用其他完好的三個數(shù)重新找回。以上闡述的是RAID5常數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，如果構(gòu)成這個存儲硬盤中4個當(dāng)中的2個出現(xiàn)故障，就難以通過奇偶校驗(yàn)運(yùn)算的方式找回了。

三、保證磁盤陣列中的磁盤組成順序

在RAID5的組成過程中不能少于三塊磁盤，具備超大容量的RAID5更是會有用到十幾塊甚至幾十塊磁盤的可能性。磁盤順序的排列的過程中，不能將磁盤固有的次序弄亂，這是因?yàn)镽AID5數(shù)據(jù)塊與數(shù)據(jù)奇偶校驗(yàn)塊，其在系統(tǒng)之中的位置，是早先就設(shè)定好的，之后也是不會有變化的，非特殊情況的話，磁盤陣列會自動移動到磁盤固有位置上進(jìn)行數(shù)據(jù)塊的依次閱讀，要是磁盤的次序不是之前設(shè)定好的那個順序的話，位置顛倒的磁盤陣列就失去了準(zhǔn)確數(shù)據(jù)讀取的功能。

每個磁盤陣列對應(yīng)的磁盤型號都是一樣的，要是發(fā)生磁盤順序被打亂的情況，單從外表是找不出任何差別的，因此最好也是最簡單的方式便是在RAID5使用前，現(xiàn)在磁盤上做好順序標(biāo)記，這樣往往最簡單的方式便是最有效的方式。磁盤順序打亂之后，不要單純的靠運(yùn)氣把磁盤放在陣列柜中嘗試開機(jī)，這樣不一定能解決問題，正確率只有1/2的幾率，很有可能造成數(shù)據(jù)的損壞。因此一旦出現(xiàn)問題，需要將其交給專業(yè)的數(shù)據(jù)修復(fù)人員，按照文件的系統(tǒng)表現(xiàn)特征，找出正確的順序。雖然說技術(shù)更新的同時，有些磁盤陣列產(chǎn)品有自動磁盤順序的識別功能，可是不能保準(zhǔn)萬一情況不會出現(xiàn)，因此最簡單的貼標(biāo)簽形式是最直觀有效的。

四、磁盤陣列的數(shù)據(jù)修復(fù)

RAID5發(fā)展至數(shù)據(jù)修復(fù)的階段，表示數(shù)據(jù)安全此時正處于最緊要的一個環(huán)節(jié)，這是因?yàn)镽AID5通常都是在兩塊磁盤中發(fā)生物理障礙，此時的信息數(shù)據(jù)已經(jīng)不能夠按照正常的標(biāo)準(zhǔn)做數(shù)據(jù)讀取，因此才會被送去做數(shù)據(jù)修復(fù)。

磁盤陣列的數(shù)據(jù)修復(fù)相比單獨(dú)一個的磁盤數(shù)據(jù)修復(fù)，工作內(nèi)容多了一項(xiàng)，即奇偶校驗(yàn)運(yùn)算數(shù)據(jù)的合并，數(shù)據(jù)的合并結(jié)果屬于磁盤陣列數(shù)據(jù)修復(fù)效果優(yōu)劣的決定性因素。而對于數(shù)據(jù)合并之前所開展的任意磁盤硬件修復(fù)，包含數(shù)據(jù)合并以后邏輯數(shù)據(jù)盤的數(shù)據(jù)軟件修復(fù)都和單盤數(shù)據(jù)的修復(fù)方式類似。以兩塊故障盤發(fā)生故障之后要開展的數(shù)據(jù)修復(fù)會經(jīng)歷后果為例，兩塊數(shù)據(jù)盤的數(shù)據(jù)修復(fù)，無法確保的是RAID5之上的數(shù)據(jù)達(dá)到百分百修復(fù)作用，可如果這塊都達(dá)不到修復(fù)的效果，必然RAID5上的數(shù)據(jù)也會出現(xiàn)疏漏偏差。

磁盤陣列的RAID5數(shù)據(jù)修復(fù)過程中，RAID恢復(fù)工具軟件是不可或缺的?，F(xiàn)下比較有名的支持RAID分析工具包括Winhex與R-STUDIO。R-STUDIO修復(fù)功能更強(qiáng)，其使用的資源操作管理界面是Windows資源管理器，從網(wǎng)絡(luò)空間內(nèi)做遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)修復(fù)，對損壞的RAID陣列做數(shù)據(jù)修復(fù)工作，為磁盤、分區(qū)和目錄形成配套的鏡像文件，將刪除區(qū)內(nèi)的文件、加密文件和數(shù)據(jù)流做恢復(fù)，恢復(fù)所用Fdisk與其余磁盤工具曾經(jīng)刪除過的數(shù)據(jù)和被病毒破壞掉的數(shù)據(jù)，因?yàn)镸BR受到外力侵害破壞后的數(shù)據(jù)也也能被修復(fù)。將修復(fù)完成的數(shù)據(jù)保存至其他任何磁盤內(nèi)，執(zhí)行磁盤內(nèi)容的瀏覽和編輯。

五、結(jié)語

因?yàn)榇疟P陣列的容量較大，數(shù)據(jù)讀取速度快，且安全性高，因此磁盤陣列技術(shù)的使用十分全面。磁盤陣列技術(shù)的使用，能夠在短時間內(nèi)找出存儲系統(tǒng)中的漏洞和隱患，能夠在事前找到故障預(yù)警信息，并且做故障修復(fù)，能夠有利于使用者的數(shù)據(jù)信息保護(hù)操作開展，對用戶的數(shù)據(jù)安全保護(hù)、保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性、提升磁盤陣列有效性有重要作用。未來安全預(yù)警技術(shù)發(fā)展后，可以更有效的使用多種磁盤檢驗(yàn)方式，在存儲系統(tǒng)中構(gòu)建一個故障信息采集板塊，獲得有效的故障預(yù)警信息，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息保護(hù)的作用，強(qiáng)化整個存儲系統(tǒng)的安全性與可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛波. 盤陣列的數(shù)據(jù)布局技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)，2010.

[2] 楊華. 磁盤陣列的安全問題分析[A]. 全國火電200MW級機(jī)組協(xié)作會第22屆年會論文集[C]. 2004

[3] 秦海權(quán)，余彥峰，郭志博. 計算機(jī)取證中的數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)研究[A]. 全國計算機(jī)安全學(xué)術(shù)交流會論文集（第二十三卷）[C]. 2008