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磁盘阵列数据安全与数据修复分析 　　摘要：由于RAID5磁盘阵列具有很多优越的安全性能，因此得到了广泛的应用。但在实际工作过中，RAID5阵列还是会产生故障。本研究在分析RAID5磁盘阵列基础数据结构的基础上，具体分析了RAID5系统产生故障的原因，并就每个原因提出了有针对性的预防措施，最后作者介绍了磁盘阵列数据修复的实用方法。 　　关键词：磁盘阵列 数据存储 数据安全 数据修复 　　中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)01-0186-02 　　 　　由于磁盘阵列具有容量大、数据存取速度快、安全性高等特点，磁盘阵列技术得到了广泛的运用。尤其是采用RAID5技术的磁盘阵列，由于其采用了奇偶校验技术提供数据冗余信息，大幅提高了系统和数据的安全性，成为了人们首选的磁盘阵列技术。虽然RAID5模式的安全级别较高，但在实际运用中磁盘阵列上的数据还是会发生的损坏和丢失的情况。究其原因，这些隐患主要来自于RAID5系统运行和维护过程。为了使广大系统维护人员能加深对RAID5磁盘阵列的安全隐患的认识，本文在分析了RAID5磁盘阵列的数据结构的基础上，提出了做好磁盘阵列数据安全管理的意见和建议。 　　1、RAID5磁盘阵列的数据结构 　　RAID5的数据安全性较其他RAID系列的磁盘阵列要高很多，当阵列中的一块物理磁盘出现障时，允许在不停机的情况下对磁盘进行热插拔更换，保证应用系统的持续运行。RAID5的高安全可靠性主要来自两个技术要点，即冗余数据应用和奇偶校验算法。 　　冗余数据的生成有多种算法，RAID5采用的是奇偶校验算法。下面以4个磁盘组成的RAID5为例来说明利用奇偶校验算法生成冗余数据原理和过程，并介绍RAID5数据安全可靠性的原因。 　　如图1所示，假设在这个由四块磁盘做成的一个逻辑磁盘上12个连续存放的数据块，这些数据块以0，l，……，11命名。 　　图中每块磁盘由上往分为4层，每层包括3个数据块及一个它们的数据奇偶校验块。数据奇偶校验块中的每个字节是同层中的3个数据块块中相同位置的3个字节的奇偶校验值。例如，这3个数据块其中相同位置的一个字节的分别01101ll0那么校验数据块中的相应字节的值???为110101ll。 　　通过运算我们可以发现，这四个数中任意3个的奇偶校验运算值等于第四个数，因此，当这4个数中的任意一个被破坏了，还可以利用求出其他3个数的奇偶校验运算值来恢复。同理，同一数据层的4个数据块之间、组成RAID5的4个物理硬盘之间都存在这种数值关系，当其中任意一个硬盘损坏后，都能通过对其他3个硬盘上的数据进行奇偶校验运算进行数据恢复。以上就是RAID5的常的数据结构基础，当组成RAID5的4块硬盘中有2块以上出现故障，则无法通过奇偶校验运算进行数据恢复。 　　2、RAID5系统产生故障的主要原因及预防措施 　　RAID5系统在运行和维护中存在着数据安全的隐患。我们首先要分析产生这些隐患的原因，再根据每项影响因素采取有针对性的预防和补救保护措施，具体分析如下： 　　2.1 组成RAID5的磁盘有具有相近的使用寿命 　　RAID5能够确保在任意一块物理磁盘故障的情况系统和数据的安全，但在实际工作中，组成RAID5的可能是一批型号、批次、使用期限、性能相同的磁盘，当其中一块出现故障，其他几块也可能接近使用寿命，因此在第一块磁盘故障后，在短时间内可能会有第二块，甚至第三块、第四块磁盘发生故障，在这种情况下，可能系统维护人员还没来的及处理好第一块磁盘带来的故障，整个RAID5阵列的数据就已经无法读取了。 　　预防措施之一是制定严格的管理制度，设立专人定时值班，对重要数据实施定期备份；二是做好两块以上磁盘同时产生故障时的数据恢复预案，这样一旦故障来临，也能有序从容地应对。 　　2.2 在维护时弄乱磁盘阵列中的磁盘顺序 　　构建RAID5时起码要3块以上的磁盘，有的甚至有几十块。RAID5的中数据块和数据奇偶校验块是按系统设定的顺序存储的，且前后位置是固定不变的，因此磁盘顺序不能搞错。一旦磁盘顺序搞错，系统还会按原来的顺序读取磁盘上的数据，但由于更换后的磁盘上的数据已不是准确的数据，从而导致数据丢失。 　　系统维护人员在对阵列中的磁盘进行管理和维护时常会发生以上事故：当对磁盘进行卫生清理，将多个磁盘拔下，重新装回时可能会搞乱顺序；为了保护磁盘，在搬动磁盘阵列时拔下磁盘，再装回时也有可能搞混磁盘的顺序；在对磁盘阵列扩容而增加硬盘时，也容易弄乱磁盘顺序。 　　为了预防这些情况的发生，可以采取以下预防措施：首先是采用简单的方法，在型号或外观相似的磁盘上贴上标签，这样就能降低发生低级错误的概率；其次是一旦磁盘顺序