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数据恢复
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电子数据恢复是指通过技术手段，将保存在台式机硬盘、笔记本硬盘、服务器硬盘、存储磁带库、移动硬盘、U盘、数码存储卡、Mp3等等设备上丢失的电子数据进行抢救和恢复的技术。
数据存储及恢复的基本原理
现实中很多人不知道删除、格式化等硬盘操作丢失的数据可以恢复，以为删除、格式化以后数据就不存在了。事实上，上述简单操作后数据仍然存在于硬盘中，懂得数据恢复原理知识的人只需几下便可将消失的数据找回来，不要觉得不可思议，在了解数据在硬盘、优盘、软盘等介质上的存储原理后，你也可以亲自做一回魔术师。
数据存储及恢复第一步--分区
硬盘存放数据的基本单位为扇区，我们可以理解为一本书的一页。当我们装机或买来一个移动硬盘，第一步便是为了方便管理--分区。无论用何种分区工具，都会在硬盘的第一个扇区标注上硬盘的分区数量、每个分区的大小，起始位置等信息，术语称为主引导记录（MBR），也有人称为分区信息表。当主引导记录因为各种原因（硬盘坏道、病毒、误操作等）被破坏后，一些或全部分区自然就会丢失不见了，根据数据信息特征，我们可以重新推算计算分区大小及位置，手工标注到分区信息表，“丢失”的分区回来了。
数据存储及恢复第二步--文件分配表
为了管理文件存储，硬盘分区完毕后，接下来的工作是格式化分区。格式化程序根据分区大小，合理的将分区划分为目录文件分配区和数据区，就像我们看得小说，前几页为章节目录，后面才是真正的内容。文件分配表内记录着每一个文件的属性、大小、在数据区的位置。我们对所有文件的操作，都是根据文件分配表来进行的。文件分配表遭到破坏以后，系统无法定位到文件，虽然每个文件的真实内容还存放在数据区，系统仍然会认为文件已经不存在。我们的数据丢失了，就像一本小说的目录被撕掉一样。要想直接去想要的章节，已经不可能了，要想得到想要的内容（恢复数据），只能凭记忆知道具体内容的大约页数，或每页（扇区）寻找你要的内容。我们的数据还可以恢复回来。
数据存储及恢复第三步--格式化与删除
我们向硬盘里存放文件时,系统首先会在文件分配表内写上文件名称、大小，并根据数据区的空闲空间在文件分配表上继续写上文件内容在数据区的起始位置。然后开始向数据区写上文件的真实内容，一个文件存放操作才算完毕。
删除操作却简单的很,当我们需要删除一个文件时,系统只是在文件分配表内在该文件前面写一个删除标志,表示该文件已被删除,他所占用的空间已被"释放", 其他文件可以使用他占用的空间。所以，当我们删除文件又想找回他（数据恢复）时，只需用工具将删除标志去掉，数据被恢复回来了。当然，前提是没有新的文件写入，该文件所占用的空间没有被新内容覆盖。
格式化操作和删除相似，都只操作文件分配表，不过格式化是将所有文件都加上删除标志，或干脆将文件分配表清空，系统将认为硬盘分区上不存在任何内容。格式化操作并没有对数据区做任何操作，目录空了，内容还在，借助数据恢复知识和相应工具，数据仍然能够被恢复回来。
数据存储及恢复第四步--理解覆盖
数据恢复工程师常说：“只要数据没有被覆盖，数据就有可能恢复回来”。
因为磁盘的存储特性，当我们不需要硬盘上的数据时，数据并没有被拿走。删除时系统只是在文件上写一个删除标志，格式化和低级格式化也是在磁盘上重新覆盖写一遍以数字0为内容的数据，这就是覆盖。
一个文件被标记上删除标志后，他所占用的空间在有新文件写入时，将有可能被新文件占用覆盖写上新内容。这时删除的文件名虽然还在，但他指向数据区的空间内容已经被覆盖改变，恢复出来的将是错误异常内容。同样文件分配表内有删除标记的文件信息所占用的空间也有可能被新文件名文件信息占用覆盖，文件名也将不存在了。
当将一个分区格式化后,有拷贝上新内容,新数据只是覆盖掉分区前部分空间,去掉新内容占用的空间,该分区剩余空间数据区上无序内容仍然有可能被重新组织,将数据恢复出来。
同理，克隆、一键恢复、系统还原等造成的数据丢失，只要新数据占用空间小于破坏前空间容量，数据恢复工程师就有可能恢复你要的分区和数据。
数据存储及恢复第五步--硬件故障数据恢复
硬件故障占所有数据意外故障一半以上，常有雷击、高压、高温等造成的电路故障，高温、振动碰撞等造成的机械故障，高温、振动碰撞、存储介质老化造成的物理坏磁道扇区故障，当然还有意外丢失损坏的固件BIOS信息等。
硬件故障的数据恢复当然是先诊断，对症下药，先修复相应的硬件故障，然后根据修复其他软故障，最终将数据成功恢复。
电路故障需要我们有电路基础,需要更加深入了解硬盘详细工作原理流程。机械磁头故障需要100级以上的工作台或工作间来进行诊断修复工作。另外还需要一些软硬件维修工具配合来修复固件区等故障类型。
数据存储及恢复第六步--磁盘阵列RAID数据恢复
磁盘阵列的存储原理这里不作讲解，可参看本站阵列知识文章，其恢复过程也是先排除硬件及软故障，然后分析阵列顺序、块大小等参数，用阵列卡或阵列软件重组，重组后便可按常规方法恢复数据。
RAID知识扩展：
什么是RAID？
如何增加磁盘的存取速度,如何防止数据因磁盘的故障而丢失及如何有效的利用磁盘空间，一直是电脑专业人员和用户的困扰，而大容量磁盘的价格非常昂贵，对用户形成很大的负担。磁盘阵列技术的产生一举解决了这些问题。
过去十几年来，CPU的处理速度增加了五十多倍，内存的存取速度也大幅增加，而数据储存装置--主要是磁盘--的存取速度只增加了三、四倍，形成电脑系统的瓶颈，拉低了电脑系统的整体性能，若不能有效的提升磁盘的存取速度，CPU、内存及磁盘间的不平衡将使CPU及内存的改进形成浪费。
磁盘阵列中针对不同的应用使用的不同技术，称为RAID 等级。RAID是Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写，而每一等级代表一种技术。目前业界最经常应用的RAID等级是RAID 0~RAID 5。这个等级并不代表技术的高低，RAID 5并不高于RAID 3。至于要选择那一种RAID 等级的产品，纯视用户的操作环境及应用而定，与等级的高低没有必然的关系。
RAID级别的划分？
目前业界最经常应用的RAID等级是RAID 0~RAID 5。下面将简单描述一些常用的RAID等级，澄清一些应用的问题：
RAID 0（Striped Disk Array without Fault Tolerance）
RAID 0是把所有的硬盘并联起来成为一个大的硬盘组。其容量为所有属于这个组的硬盘的总和。所有数据的存取均以并行分割方式进行。由于所有存取的数据均以平衡方式存取到整组硬盘里，存取的速度非常快。越是多硬盘数量的RAID 0阵列其存取的速度就越快。容量效率方面也是所有RAID格式中最高的，达到100%。但RAID 0有一个致命的缺点–就是它跟普通硬盘一样没有一点的冗余能力。一旦有一个硬盘失效时，所有的数据将尽失。没法重组回来！一般来讲，RAID 0只用于一些已有原数据载体的多媒体文件的高速读取环境。如视频点播系统的数据共享部分等。RAID 0只需要两个或以上的硬盘便能组成。如下图所示：
RAID 1（Mirroring）
RAID 1是硬盘镜像备份操作。由两个硬盘所组成。其中一个是主硬盘而另外一个是镜像硬盘。主硬盘的 数据会不停的被镜像到另外一个镜像硬盘上。由于所有主硬盘的数据会不停地镜像到另外一个硬盘上， 故RAID 1具有很高的冗余能力。达到最高的100%。可是正由于这个镜像做法不是以算法操作，故它的容量效率非常的低，只有50%。RAID 1只支持两个硬盘操作。容量非常有限，故一般只用于操作系统中。如下图所示：
RAID 0+1（Mirroring and Striping）
RAID 0+1即由两组RAID 0的硬盘作RAID 1的镜像容错。虽然RAID 0+1具备有RAID 1的容错能力和RAID 0的容量性能。但RAID 0+1的容量效率还是与RAID 1一样只有50%，故同样地没有被普及使用。如下图所示：
RAID 3（Striping with dedicated parity）
RAID 3在安全方面以奇偶校验（parity check）做错误校正及检测，只需要一个额外的校检磁盘（parity disk）。奇偶校验值的计算是以各个磁盘的相对应位作XOR的逻辑运算，然后将结果写入奇偶校验磁盘， 任何数据的修改都要做奇偶校验计算。如某一磁盘故障，换上新的磁盘后，整个磁盘阵列（包括奇偶校验 磁盘）需重新计算一次，将故障磁盘的数据恢复并写入新磁盘中，如奇偶校验磁盘故障，则重新计算奇偶 校验值，以达容错的要求。如下图所示：
RAID 5（Striping with distributed parity）
RAID 5也是一种具容错能力的RAID 操作方式，但与RAID 3不一样的是RAID 5的容错方式不应用专用容错硬盘，容错信息是平均的分布到所有硬盘上。当阵列中有一个硬盘失效，磁盘阵列可以从其他的几个硬盘的对应数据中算出已掉失的数据。由于我们需要保证失去的信息可以从另外的几个硬盘中算出来，我们就需要在一定容量的基础上多用一个硬盘以保证其他的成员硬盘可以无误地重组失去的数据。其总容量为(N-1)x最低容量硬盘的容量。从容量效率来讲，RAID 5同样地消耗了一个硬盘的容量，当有一个硬盘失效时，失效硬盘的数据可以从其他硬盘的容错信息中重建出来，但如果有两个硬盘同时失效的话，所有数据将尽失。如下图所示：
RAID级别的对比
NAS的概念
网络存储服务器NAS（Network Attached Storage），是一个专用为提供高性能、低拥有成本和高可靠性的数据保存和传送产品。NAS设备是为提供一套安全，稳固的文件和数据保存，容易使用和管理而设计，其定义为特殊的独立的专用数据存储服务器，内嵌系统软件，可以提供 NFS、SMB/CIFS 文件共享。NAS是基于IP协议的文件级数据存储，支持现有的网络技术，比如以太网、FDDI等。NAS设备完全以数据为中心，将存储设备与服务器彻底分离，集中管理数据，从而有效释放带宽，大大提高了网络整体性 能，也可有效降低总拥有成本，保护用户投资。把文件存放在同一个服务器里让不同的电脑用户共享和集合网络里不同种类的电脑正是NAS网络存储的主要功能。正因为NAS网络存储系统应用开放的，工业标准的协议，不同类型的电脑用户运行不同的操作系统可以实现对同一个文件的访问。所以已经不再在意到底是Windows 用户或UNIX用户。他们同样可以安全地和可靠地使用NAS网络存储系统中的数据。
NAS的特点
NAS以其流畅的机构设计，具有突出的性能：
·移除服务器 I/O 瓶颈：
NAS是专门针对文件级数据存储应用而设计的，将存储设备与服务器完全分离，从而将服务器端数据 I/O瓶颈彻底消除。服务器不用再承担向用户传送数据的任务，更专注于网络中的其它应用，也提高了 网络的整体性能。
·简便实现 NT与UNIX下的文件共享：
NAS支持标准的网络文件协议，可以提供完全跨平台文件混合存储功能。不同操作系统下的用户均可将数据存储一台NAS设备中，从而大大节省存储空间，减少资源浪费。
·简便的设备安装、管理与维护：
NAS设备提供了最简便快捷的安装过程，经过简单的调试就可以流畅应用。一般基于图形界面的管理系 统可方便进行设备的掌控。同样，网络管理员不用分别对设备进行管理，集中化的数据存储与管理， 节省了大量的人力物力。
·按需增容，方便容量规划：
NAS设备可以提供在线扩容能力，大大方便了网络管理员的容量设计。即使应付无法预见的未来存储容 量增长，也显得异常轻松自如。而且，这种数据容量扩充的时候，不用停顿整个网络的服务，这将极大的减少因为停机造成的成本浪费。
·高可靠性：
除了刚才我们提到的因为移除服务器端I/O瓶颈而大大提高数据可用性外，NAS设备还采用多种方式提高数据的可用性、可靠性，比如RAID技术的采用、冗余部件（电源、风扇等）的采用以及容错系统的设计等，当然对于不同的设备，可能也会采用其他更高性能的方式或解决方案。
·降低总拥有成本：
NAS有一个最吸引用户的地方，就是具有极低的总拥有成本.
SAN的概念
SAN（Storage Area Network，存储区域网），被定义为一个共用的高速专用存储网络，存储设备集中在服务器的后端，因此SAN是专用的高速光纤网络。架构一个真正的SAN，需要接专用的光纤交换机和集线器。存储区域网络是网络体系结构中一种相对新的概念，也是链接服务器和独立于工作网络的在线存储设备的网络。虽然，网络依然在发展过程中，但最重要的 SAN 技术似乎是用于 SCSI 总线连接的光纤通道改进功能。
SAN的优势
SAN的优势可以表现在一下几个方面：
·高数据传输速度：
以光纤为接口的存储网络SAN提供了一个高扩展性、高性能的网络存储机构。光纤交换机、光纤存储阵列 同时提供高性能和更大的服务器扩展空间，这是以SCSI为基础的系统所缺乏的。同样，为企业今后的应用提供了一个超强的可扩展性。
·加强存储管理：
SAN 存储网络各组成部分的数据不再在以太网络上流通从而大大提高以太网络的性能。正由于存储设备与 服务器完全分离，用户获得一个与服务器分开的存储管理理念。复制、备份、恢复数据趋向和安全的管理 可以中央的控制和管理手段进行。加上把不同的存储池 (Storage Pools)以网络方式连接，企业可以以任 何他们需要的方式访问他们的数据，并获得更高的数据完整性。
·加强备份/还原能力的可用性：
SAN的高可用性是基于它对灾难恢复，在线备份能力和对冗余存储系统和数据的时效切换能力而来。
·同种服务器的整合：
在一个SAN系统中，服务器全连接到一个数据网络。全面增加对一个企业共有存储阵列的连接，高效率和 经济的存储分配可以通过聚合的和高磁盘使用率中获得。
综合SAN的优势，它在高性能数据备份/恢复、集中化管理数据及远程数据保护领域得到广泛的应用。
SAN与NAS的比较
SAN和NAS是目前最受人瞩目的两种数据存储方式，对两种数据方式的争论也在一直进行着，即使继续发展其他的数据存储方式，也或多或少的和这两种方式存在联系。NAS和SAN有一个共同的特点，就是实现了数据的集中存储与集中管理，但相对于一个存储池来讲，SAN和NAS还是有很大差别的。NAS是独立的文件服务器，存储操作系统不停留在通用服务器端，因此可以实现同一存储池中数据的独享与共享，而SAN中的数据是基于块级的传输，文件系统仍在相应的服务器上，因此对于一个混合的存储池来讲，数据仍是独立存在的，或者说是服务器在独享存储池中的一部分空间。这两个存储方案的最大分别是在于他们的访问方法。SAN存储网络系统是以块(Block)级的方式操作而NAS网络存储系统是以文件(File)级的方式表达。这意味着NAS系统对于文件级的服务有着更高效和快速的性能，而应用数据块(Block)的数据库应用和大数据块(Block)的I/O操作则以SAN为优先。基于SAN和NAS的很大不同，很多人将NAS和SAN绝对的对立起来，就目前的发展观点来看，这一绝对的对立是不能被市场接受的，相反更多的数据存储解决方案趋向于将NAS和SAN进行融合，这是因为：
·一些分散式的应用和用户要求访问相同的数据
·对提供更高的性能，高可靠性和更低的拥有成本的专有功能系统的高增长要求
·以成熟和习惯的网络标准包括TCP/IP, NFS和CIFS为基础的操作
·一个获得以应用为基础而更具商业竞争力的解决方案欲望
·一个全面降低管理成本和复杂性的需求
·一个不需要增加任何人员的高扩展存储系统
·一套可以通过重构划的系统以维持目前拥有的硬件和管理人员的价值
由于在一个位置融合了所有存储系统，用户可以从管理效率、使用率和可靠性的全面提高中获得更大的好处。SAN已经成为一个非常流行的存储集中方案，因为光纤通道能提供非常庞大的设备连接数量，连接容易和存储设备与服务器之间的长距离连接能力。同样地，这些优点在NAS系统中也能体验出来。一套会聚SAN和NAS的解决方案全面获得应用光纤通道的能力，从而让用户获得更大的扩展性，远程存储和高性能等优点。同样这种存储解决方案全面提供一套在以块(Block)和文件(File)I/O为基础的高效率平衡功能从而全面增强数据的可用性。应用光纤通道的SAN和NAS，整个存储方案提供对主机的多层面的存储连接、高性能、高价值、高可用和容易维护等优点，全由一个网络结构提供。
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RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写，中文简称为廉价磁盘冗余阵列。RAID就是一种由多块硬盘构成的冗余阵列。
虽然RAID包含多块硬盘，但是在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。利用RAID技术于存储系统的好处主要有以下三种：
1. 通过把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能
2. 通过把数据分成多个数据块（block）并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度
3. 通过镜像或校验操作提供容错能力
最初开发RAID的主要目的是节省成本，当时几块小容量硬盘的价格总和要低于大容量的硬盘。目前来看RAID在节省成本方面的作用并不明显，但是RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势，实现远远超出任何一块单独硬盘的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外，RAID还可以提供良好的容错能力，在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作，不会受到损坏硬盘的影响。
RAID技术分为几种不同的等级，分别可以提供不同的速度，安全性和性价比。根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。常用的RAID级别有以下几种：NRAID，JbOD，RAID0，RAID1，RAID0+1，RAID3，RAID5等。目前经常使用的是RAID5和RAID（0+1）。
总结
这只是让大家基本了解数据存储和数据恢复的基本原理，不是给那些数据恢复高手看的。目的是让大家不再感觉到数据恢复的神秘，懂得一点数据恢复的知识和数据恢复原理，可以最大限度的拯救遭遇意外的数据，避免更大的损失。真正的原理和数据恢复工作要稍微复杂一些。
注意：当数据出现问题时请勿自行操作以免造成数据覆盖无法恢复，切记！！！
常用数据恢复软件：
PC-3000、Final Data、 Easy Recovery、PTDD、WinHex、R-STUDIO、DiskGenius、RAID Reconstructor、易我数据恢复向导等。
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