張運濤

【摘 要】文章從基礎(chǔ)理論談起，論述數(shù)據(jù)損壞丟失的起因，解決方案，以及常見數(shù)據(jù)損壞情況的恢復(fù)措施。對于解決企業(yè)信息系統(tǒng)運維管理中出現(xiàn)的相關(guān)問題具有積極意義。

【關(guān)鍵詞】存儲介質(zhì)；數(shù)據(jù)恢復(fù)；文件系統(tǒng)；邏輯損壞；物理損壞

中圖分類號： TP307 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）09-0118-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.055

0 引言

隨著存儲技術(shù)的發(fā)展，存儲介質(zhì)的容量、接口速度等性能參數(shù)都有大幅度的增長，隨之而來的是，保存數(shù)據(jù)的風險也會增加，介質(zhì)故障會導(dǎo)致巨大的數(shù)據(jù)損失。在企業(yè)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全防護工作中，多介質(zhì)備份，異地備份等預(yù)防容災(zāi)措施無疑是非常重要和有效的，然而如果災(zāi)難已經(jīng)發(fā)生，如何結(jié)合理論基礎(chǔ)和各類技術(shù)手段，盡最大努力地從問題介質(zhì)中恢復(fù)可能恢復(fù)的數(shù)據(jù)，減輕或避免損失，亦是重中之重。以下結(jié)合某企業(yè)信息系統(tǒng)實際工作實踐，闡述關(guān)于Windows平臺下數(shù)據(jù)恢復(fù)的若干技術(shù)措施。

1 常用存儲介質(zhì)簡介

現(xiàn)階段我們最常用的可覆寫存儲介質(zhì)有硬盤和閃存。硬盤從應(yīng)用途徑來劃分包括我們常見的家用級硬盤，為7×24小時運行而設(shè)計的企業(yè)級硬盤及磁盤陣列。閃存介質(zhì)中，U盤最為常見，其它還有TF卡，SD卡等用于手機，數(shù)碼相機等數(shù)碼設(shè)備的小型數(shù)字存儲卡，可通過USB讀卡器轉(zhuǎn)接在計算機上使用。

2 數(shù)據(jù)恢復(fù)理論基礎(chǔ)

丟失數(shù)據(jù)有諸多原因，不同存儲介質(zhì)在恢復(fù)數(shù)據(jù)時所使用的技術(shù)也不盡相同，本文闡述的主要是常見存儲介質(zhì)如硬盤和U盤。

在數(shù)據(jù)恢復(fù)工作中，我們最常打交道的莫過于硬盤，磁性存儲技術(shù)的工作原理是通過改變粒子極性狀態(tài)而達到在磁性介質(zhì)上存儲數(shù)據(jù)的目的。讀取數(shù)據(jù)時，磁頭將介質(zhì)上的磁粒子極性轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，并轉(zhuǎn)換成計算機可識別的數(shù)據(jù)形式。寫操作也是如此。要訪問并使用硬盤上保存的數(shù)據(jù)文件，通常需要操作系統(tǒng)所提供的文件系統(tǒng)功能，如Windows下最常見的兩種文件系統(tǒng)為FAT32與NTFS，文件系統(tǒng)維護著存儲介質(zhì)上所有文件的索引。由于系統(tǒng)效率等多方面的考慮，在目前的主流操作系統(tǒng)中，當我們使用操作系統(tǒng)提供的功能刪除文件數(shù)據(jù)時，磁介質(zhì)上的磁粒子極性并不會被清除，操作系統(tǒng)只對文件系統(tǒng)的索引部分進行修改，將被刪除文件進行刪除標記，意味著允許其它數(shù)據(jù)使用被刪除文件所占用的存儲區(qū)域。類似的，對存儲介質(zhì)進行格式化操作時，也不會抹除介質(zhì)上的實際數(shù)據(jù)信號。正是由于操作系統(tǒng)在處理文件數(shù)據(jù)時的這種設(shè)定，為我們進行數(shù)據(jù)恢復(fù)提供了可行性。

需要注意的是，這種恢復(fù)通常只能在數(shù)據(jù)文件刪除之后原存儲區(qū)域未寫入新數(shù)據(jù)的情況下進行。如果有新的數(shù)據(jù)寫入原刪除文件的存儲區(qū)域，磁粒子極性將無法撤銷地改變，原數(shù)據(jù)將被真正意義上清除。因此如發(fā)現(xiàn)誤刪重要文件，應(yīng)盡量立即停止使用計算機，以免操作系統(tǒng)緩存，第三方軟件的臨時文件等不可預(yù)知的寫入操作可能會使用被刪文件所在的存儲區(qū)域。

除了磁性存儲介質(zhì)之外，其它一些類型存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)恢復(fù)也基于同樣的原理，例如U盤、TF卡、SD卡等等。因為這些存儲設(shè)備也和磁盤一樣使用類似扇區(qū)、簇這樣的方式來對數(shù)據(jù)進行管理。

3 數(shù)據(jù)故障原因分析

對數(shù)據(jù)故障原因了解得越清楚，恢復(fù)數(shù)據(jù)的成功率就越高，使用錯誤的恢復(fù)方式不僅無法恢復(fù)數(shù)據(jù)，而且可能會對數(shù)據(jù)造成進一步的破壞，導(dǎo)致無法挽回的損失。

數(shù)據(jù)丟失最常見的原因當屬人為操作不當，如誤刪除文件，編輯文檔時以無用數(shù)據(jù)覆蓋有用數(shù)據(jù)并進行了保存操作。另外存儲設(shè)備本身的故障也占了很大比例。目前商用計算機所配置硬盤均為普通硬盤，其并非為7×24小時工作而設(shè)計，考慮加班的情況，計算機一天之內(nèi)的開啟時間往往達十多個小時，長此以往對計算機整機系統(tǒng)尤其是硬盤是較大的負擔，導(dǎo)致硬盤故障率升高。如果使用者個人的數(shù)據(jù)安全，重要數(shù)據(jù)備份意識較為淡薄，則發(fā)生數(shù)據(jù)損失的機率大大增加。

文件誤刪除與磁盤或分區(qū)的格式化，相對來說較容易處理，因為這些數(shù)據(jù)實際上并沒有從介質(zhì)中被真正清除，通過一些常用數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件通常能夠有較好的恢復(fù)效果。而如果是文件被病毒破壞，文件內(nèi)容被覆蓋并有保存操作，第三方軟件造成的文件損壞，恢復(fù)起來會有一定難度甚至無法被恢復(fù)。另外一旦發(fā)生存儲介質(zhì)損壞的情況，則可能需要借助專用的硬件設(shè)備來執(zhí)行恢復(fù)操作。

因此我們了解到，數(shù)據(jù)故障可分為邏輯損壞與物理損壞。邏輯損壞大多是由于誤操作、系統(tǒng)故障、病毒、升級或安裝軟件錯誤等造成數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)不完整而無法讀取的數(shù)據(jù)。一般表現(xiàn)為存儲介質(zhì)可以被計算機識別，但數(shù)據(jù)無法讀取。而發(fā)生物理損壞時，存儲介質(zhì)大多已經(jīng)不能被計算機識別和讀取。在數(shù)據(jù)恢復(fù)工作中應(yīng)根據(jù)具體情況，采取不同的恢復(fù)手段。

4 數(shù)據(jù)恢復(fù)手段與措施

4.1 介質(zhì)邏輯損壞

邏輯損壞存在多種情況，下面列出常見的一些故障及解決方法。

1）磁盤分區(qū)表損壞可能造成無法正確識別原有分區(qū)，多表現(xiàn)為盤符消失，磁盤顯示為動態(tài)磁盤，文件目錄無法顯示或顯示不全，此時應(yīng)首先嘗試使用分區(qū)表修復(fù)工具如DISKFIX修復(fù)分區(qū)表，單純的分區(qū)表損壞并不會損壞原有的文件目錄結(jié)構(gòu)，修復(fù)分區(qū)表之后，原有文件及目錄可正常讀取。

2）文件系統(tǒng)中的邏輯錯誤，如特定分區(qū)無法打開，特定文件雖然目錄存在但無法讀取，一般都是由于文件系統(tǒng)發(fā)生錯誤導(dǎo)致索引失效造成的，Windows自身即帶有一個命令行工具chkdsk.exe能夠執(zhí)行修復(fù)工作，常用命令格式及參數(shù)設(shè)置為chkdsk x： /f，x為要修復(fù)的磁盤分區(qū)盤符，帶有/f參數(shù)即為修復(fù)存在的錯誤。

3）文件誤刪除及格式化分區(qū)，目前優(yōu)秀并常用的數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件有FinalData，EasyRecovery，RecoverNT等，每一種軟件的具體工作方式不盡相同，有的軟件針對不同的文件系統(tǒng)有不同的版本，如果某個工具無法恢復(fù)的可換用另外的工具嘗試，例如EasyRecovery，針對不同的數(shù)據(jù)丟失原因設(shè)定了不同的恢復(fù)方式，具有明晰的操作界面。需要再次重申的是，一旦發(fā)現(xiàn)誤刪除重要文件，應(yīng)立即停止使用計算機，最好將硬盤取下，掛接到其它計算機上進行恢復(fù)工作，以防原硬盤操作系統(tǒng)或安裝的第三方軟件可能會使用被刪除文件所在的硬盤區(qū)域。

4）常用文件類型修復(fù)

在進行文件修復(fù)時，應(yīng)將原始文件（受損文件）作好備份，以防不正確的修復(fù)手段進一步破壞數(shù)據(jù)。

（1）CAD圖形修復(fù)

科研設(shè)計院所常使用AutoCad作為主要生產(chǎn)工具，生成的圖形文件后綴名為.dwg，dwg文件可能是長時間的工作勞動成果，一旦發(fā)生損壞，會給設(shè)計人員造成時間和精力上的雙重損失，甚至影響團隊的工作進度。Dwg文件的可恢復(fù)性，主要是指文件受到破壞，導(dǎo)致文件頭丟失，文件不完整，但部分圖形數(shù)據(jù)是可用的，可能恢復(fù)部分工作量。因此具有一定實際意義。

修復(fù)DWG文件有以下幾種常見措施：

首先可嘗試能否從AutoCad自身的備份機制中恢復(fù)，找到和原文件同名的擴展名為.bak或者.sv$，更改它們的擴展名為.dwg，有可能可以使用。bak文件一般都和原.dwg文件在同一個文件夾中，.sv$文件為自動保存的文件，它保存在"選項"，"文件"，"自動保存文件"欄下指示的路徑。

AutoCad自身的recover命令，可以修復(fù)部分受損文件。

用插入塊的方法把損壞的圖插入到一個新的圖形中，具體操作步驟為：新建文件，使用ddinsert命令把損壞的文件插入到新圖中。當插入圖形時不要把插入點定位在0，0點，選擇一個任意的點，如果此文件對坐標要求準確的話，可以鍵入1，1作為插入點，在文件修復(fù)后，再重新移動到0，0點。

更換其它版本的AutoCad嘗試打開損壞文件

嘗試用其他軟件如coreldraw、3d max等導(dǎo)入該文件，如操作成功再導(dǎo)出為AutoCad可識別的格式，通常是dxf文件。

第三方軟件修復(fù)，常用的第三方工具如Acme CAD Converter，雖然并非專業(yè)的修復(fù)DWG文件工具，但是在某些情況下可以導(dǎo)入損壞的dwg文件，達到部分修復(fù)的目的。

（2）Word文檔，Excel表格等Office辦公文件

在Office辦公套件中，因意外斷電，非法關(guān)閉等原因?qū)е碌奈募p壞情況，Office自身提供了恢復(fù)機制，再次打開Office時，程序提供最近的緩存文件以供選擇恢復(fù)。如果是文件結(jié)構(gòu)損壞導(dǎo)致Office程序無法識別讀取，可以使用第三方軟件如EasyRecovery，針對性地對Word，Excel等文檔進行修復(fù)，將仍然可用的數(shù)據(jù)恢復(fù)到新文檔中，挽回部分工作量。

4.2 介質(zhì)物理損壞

存儲介質(zhì)故障一般需要較為專業(yè)的設(shè)備來執(zhí)行恢復(fù)工作，如果是控制部分損壞，如控制芯片燒毀等，而存儲數(shù)據(jù)的介質(zhì)本身如磁盤盤片，閃存存儲模塊沒有損壞的話，恢復(fù)的可能性很大。

以硬盤故障為例，恢復(fù)工作要求在具備國際百級要求的無塵凈室中進行，所有操作設(shè)備置于非寫入狀態(tài)，以防破壞數(shù)據(jù)。待處理的硬盤先接入特殊控制板，在禁止硬盤主軸電機啟動的狀態(tài)下拆開外殼。磁頭會被固定，無法接觸磁盤表面，之后再利用高頻示波器、信號分析儀等專業(yè)設(shè)備檢查硬盤受損情況。使用專用讀盤機讀取介質(zhì)。所有讀出的原始數(shù)據(jù)信號由專業(yè)人員還原成可用數(shù)據(jù)文件。

可以看出，專業(yè)級的數(shù)據(jù)恢復(fù)成本較高，而根據(jù)恢復(fù)的數(shù)據(jù)量，價格可能還要高很多。因此是否采用該方式進行恢復(fù)，應(yīng)視數(shù)據(jù)的價值，重要性而定。

5 結(jié)語

我們介紹了各種技術(shù)手段下的數(shù)據(jù)恢復(fù)，然而在數(shù)據(jù)恢復(fù)工作中，沒有方法或手段可以100%地確保恢復(fù)成功，有時甚至需要一點運氣成份，但如果我們能夠深入了解數(shù)據(jù)恢復(fù)的技術(shù)和常見措施，就能夠提高緊急情況下恢復(fù)數(shù)據(jù)的成功率，盡量避免由于數(shù)據(jù)損壞給我們的工作和生活帶來更大的損失。

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