服務器數據備份和恢復研究

張國生

摘 要：從服務器數據備份、恢復著手，詳細介紹了服務器RAID-1常見故障及相關處理方式。

關鍵詞：服務器；數據備份；數據恢復；軟件故障

中圖分類號：TP309.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.079

1 RAID基本知識介紹

1.1 概述

RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks），直譯為“獨立冗余磁盤陣列”，也簡稱為“磁盤陣列”，通俗的說，RAID就是通過將多個磁盤按照一定的形式和方案組織起來，通過這樣的形式能夠獲取比單個硬盤更高的速度、更好的穩定性、更大的存儲能力的存儲解決方案，用戶不必關心磁盤陣列究竟由多少塊硬盤組成，使用中，整個陣列就如同一塊硬盤一樣。

1.2 RAID技術的優越性

1.2.1 提供更大的存儲空間

使用RAID技術，就可以把多塊硬盤組成一個更大的存儲空間供用戶使用。比如，利用RAID-0技術把5塊2 TB的硬盤組織起來，能夠提供10 TB的存儲空間。

1.2.2 提供更快的傳輸速度

著名的摩爾定律告訴我們，CPU的處理速度以幾何數量級迅猛增長，CUP的性能每隔18個月就會提高1倍，可見其速度增長之快。然而，硬盤作為計算機中最重要的存儲設備，在容量飛速增長的同時，速度卻提高緩慢，已經成為計算機速度發展的瓶頸。如果采用RAID技術，可以讓很多硬盤同時傳輸數據，而這些硬盤在邏輯上又表現為一塊硬盤，所以使用RAID可以達到單個硬盤幾倍，甚至幾十倍的速率。

1.2.3 提供更高的安全性

RAID可以通過數據校驗提供容錯功能，在很多RAID模式中都有較為完備的冗余措施，甚至是直接相互的鏡像備份，從而大大提高了RAID系統的容錯性，讓系統的穩定性更好、安全性更高。

1.3 如何實現RAID

一般有兩種方法可以實現RAID，一種是使用RAID控制器組建RAID，稱為硬RAID；另外一種是直接用程序創建RAID，稱為軟RAID。

2 RAID-1技術詳解

RAID-1又被稱為磁盤鏡像，需要兩個物理盤共同構建。使用磁盤鏡像（Disk Mirroring）技術，方法是在工作磁盤（Working Disk）之外再加一額外的備份磁盤（Backup Disk），兩個磁盤所儲存的數據完全一樣，數據寫入工作磁盤的同時也寫入備份磁盤，也就是將一塊物理盤的內容完全復制到另一塊物理盤上，所以兩塊物理盤所構成的RAID-1陣列，其容量僅等于一塊硬盤的容量。

RAID-1是磁盤陣列中單位成本最高的，但提供了很高的數據安全性和可用性。當一個物理盤失效時，系統可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數據。

3 服務器故障處理

服務器在使用過程中，經常會遇到一些與RAID相關的常見故障，這也使得RAID-1在給我們帶來高冗余的同時，帶來了很多難以估計的數據風險。

3.1 常見RAID故障及可恢復性分析

3.1.1 軟件故障

軟件故障主要有：①突然斷電造成RAID磁盤陣列卡信息丟失數據的恢復；②重新配置RAID陣列信息所導致的數據丟失恢復；③如果磁盤順序出錯，將會導致系統不能識別數據；④誤刪除、誤格式化、誤分區、誤克隆、文件解密、命毒損壞等數據恢復工作。

3.1.2 硬件損壞

硬件損壞情況主要有以下幾種：①RAID一般都會有幾塊硬盤，其中某一塊硬盤出現損壞，數據將無法讀取；②RAID出現壞道，導致數據丟失，這種恢復成功率比較大；③如果硬盤同時出現2塊以上的損壞，恢復工作非常復雜，成功率也比較低。

其中，RAID-1邏輯盤丟失或不可訪問，導致RAID-1故障的原因主要有以下幾種：①RAID控制器出現物理故障。RAID控制器如果出現物理故障，將不能被計算機識別，也就無法完成對RAID-1中各個物理成員盤的控制。在這種情況下，通過RAID控制器虛擬出來的邏輯盤自然就不存在了。②RAID信息出錯。RAID信息出錯就是指該RAID-1的配置信息出現錯誤，導致RAID程序不能正確地組織管理RAID-1中的成員盤，從而導致RAID-1邏輯盤丟失或不能訪問。③RAID-1成員盤出現物理故障。RAID-1可以允許其中一塊成員盤離線，如果RAID-1中的某一塊成員盤出現物理故障，比如電路損壞、磁頭損壞、固件損壞、出現壞扇區等，該成員盤就不能正常使用，但剩下的一塊成員盤中的數據完好無損，RAID-1還不會崩潰。④人為誤操作。如果誤將RAID-1中的兩塊成員盤都拔出，或不小心刪除了RAID-1的配置信息等，都會造成RAID-1崩潰。

3.2 RAID-1數據恢復思路

RAID-1是所有RAID中最簡單的一種，RAID-1中兩塊硬盤互為鏡像，所有數據都是完全一樣的，如果是RAID控制器故障或RAID信息出錯導致RAID-1的數據無法訪問，只要將兩塊物理盤中的一塊從服務器上拆下來，作為單獨的硬盤接在一臺計算機上，就很容易恢復數據。

如果RAID-1中一塊硬盤出現故障，則不會影響服務器的運行，只要把故障硬盤更換為一塊好的硬盤就可以了。如果沒有及時更換，導致第二塊硬盤也出現故障，這時，RAID-1就會失效，因為先出現故障的硬盤中的數據已經不完整，所以不能以第一塊硬盤為基準進行數據恢復，而應該用后出現故障的硬盤進行數據恢復，一般情況下，都能夠完全恢復出所有的數據。

3.3 RAID故障注意事項

RAID故障注意事項主要有：①數據丟失后，用戶千萬不要對硬盤進行任何操作，而要將硬盤按順序卸下來，用鏡像軟件將每塊硬盤做成鏡像文件，也可以交給專業數據恢復中心進行；②不要對RAID卡進行Rebuild操作，否則會加大恢復數據的難度；③標記好硬盤在RAID卡上面的順序；④一旦出現問題，可以撥打專業數據恢復中心的咨詢電話找專業工程師，切忌盲目修復。

4 結束語

服務器的運行方式、狀態、故障類型對備份與恢復有著決定性的影響。數據備份是保障服務器數據安全運行的最后一道屏障，也是最至關重要的。