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硬盤損壞和數據恢復的技術分析

2017-12-06 08:37



    近日,備受社會關注的紅黃藍幼兒園事件有了進一步的進展,據警方對紅黃藍新天地幼兒園事件調查結果的通報,經調取涉事班級監控視頻存儲硬盤,發現已有損壞。經專業公司技術檢測,系多次強制斷電所致。在鑒定部門的工作下,已恢復約 113 小時視頻。

  涉及到警方取證的重要環節,監控視頻是關鍵性證據。監控視頻的存儲硬盤真的會因為幾次斷電就損壞嗎?損壞的數據真的就不能完全恢復嗎?本文將從IT技術的角度,對于硬盤損壞和數據恢復進行一些技術性分析。

  硬盤的主要類型

  常見的硬盤主要有固態硬盤(SSD硬盤)和機械硬盤(HDD硬盤),SSD采用閃存顆粒來存儲,HDD采用磁性碟片來存儲,固態硬盤價格較為昂貴,容量較低,性價比較低。機械硬盤則成本低廉,存儲容量較大,使用壽命更長,目前仍然是一種主流的存儲設備。

  機械硬盤的主要品牌有:西部數據,希捷等。其中西部數據對于不同的使用場景推出了不同的硬盤產品,主要類型有:藍盤、綠盤、紅盤、紫盤、黑盤。

  藍盤:普通家用硬盤,價格低;紅盤:針對NAS的硬盤,功耗較低、噪音較小、能夠適應長時間的連續工作;綠盤:節能盤,發熱量更低、更安靜、更環保。紫盤:用于視頻監控的硬盤,類似綠盤,耗電低,發熱低;黑盤:適用于企業,高性能,大緩存,速度快。

  普通的電腦用戶一般使用的是性價比較高的藍盤,視頻監控使用的一般是紫盤,兩者具有較大區別,紫盤的功耗低,能夠24× 7 不間斷運行,平均故障間隔時間 100 萬小時,專門用做監控盤。

  斷電是否會損壞硬盤

  機械硬盤的物理結構主要包括前置控制電路、磁頭及其驅動器件、磁盤及主軸組件等主要部件構成。機械硬盤在工作時,磁片會由主軸電機帶動呈高速旋轉狀態,在高速軸承支持下機械磨損很小,這也使得磁盤可以長時間的連續工作。而磁頭則是讀取磁盤數據和將數據寫入磁盤的關鍵。

硬盤損壞和數據恢復的技術分析

  在沒有數據讀寫的時候,磁頭是會停在等待區,而不是盤片上,在沒有數據讀寫時斷電,對于盤片和磁頭的損傷是很小的。但是在有數據讀寫時,強行斷電,則可能會對傳輸中的數據造成損害,導致數據不完整或者文件損壞。

  不過,現代的硬盤技術已經非常成熟,尤其是在電源自動管理上,通常監控設備都會有較為成熟的電源管理技術,能夠讓硬盤安全回位,專用監控硬盤上的電源監控電路也會自動偵測到供電中斷而使讀寫磁頭歸位,使得硬盤在突然斷電時也不會受到損壞。

  因此,對于全日值守型監控環境中的專用監控硬盤,多次斷電有一定幾率會導致部分讀寫數據或文件損壞,但造成大量數據丟失的可能性不大。

  只要硬盤沒有物理性損壞,斷電引起的硬盤損壞大不了就是幾個磁道損壞了,硬盤大部分數據都是可以恢復的,對于視頻文件來說,也就是幾分鐘數據錯誤而已,或者某個文件被損壞,不會影響太大,數據遇到不可恢復的損壞是非常罕見的,除非惡意對硬盤進行物理性破壞。

  硬盤數據如何恢復

  即使斷電真的導致硬盤數據損壞,那么也可以通過工具軟件對損壞硬盤進行數據修復,對于懂技術的人來說,并不算難。

  數據損壞主要有兩種可能性:

  一種是文件損壞,對于監控視頻文件來說其實很簡單,只要將未損壞的文件復制出去即可。對于損壞的視頻文件,也可以通過扇區復制的方式,將可讀部分的扇區復制出去,另存為一個文件,這樣,通常只會丟失極小部分的視頻數據,大部分數據都可恢復。

  另一種情況就比較復雜,就是硬盤的系統分區表被損壞,極端情況下,操作系統都不會認磁盤,這種情況下的數據恢復就比較麻煩。

  我有一次就遇到過硬盤分區表損壞的情況,當時的情況是,硬盤分區表嚴重損壞,操作系統不認盤,使用磁盤工具進行扇區復制時,一讀硬盤分區表就死鎖,即使是這樣的硬盤,我都可以通過一些技巧來恢復幾乎所有的數據。整個硬盤數據恢復的過程雖然漫長,但非常有效。

  對于這樣的硬盤損壞,恢復數據的關鍵在于,損壞的硬盤絕對不要進行寫操作,第一時間使用扇區復制工具將損壞硬盤全部扇區復制到一個容量相同的空白硬盤上,然后在新硬盤里折騰,這是硬盤恢復數據的最基本思路,如果在原有硬盤上折騰的話,很有可能不但無法恢復數據,還會造成數據永久性丟失。

  具體的恢復方法是,找兩塊同樣大小的新硬盤,將整個硬盤進行扇區復制,復制的時候使用“逆向復制”,就是從后往前復制,這樣可以避開頭部的壞損扇區,然后在新硬盤里重建一個完全相同的分區表,使用查找丟失分區功能進行分區查找,然后使用查找丟失文件功能,找到了硬盤里的文件,最后將找回的文件復制到另一個硬盤就可以了。

  總結

  就算硬盤的日常使用與維護再好,時間長了都有可能產生壞道,一旦硬盤出現了壞道,不必驚慌,如果硬盤上有重要文件,需要將硬盤的數據進行恢復。對于損壞的硬盤,切勿進行寫操作,例如安裝軟件、操作系統、重新分區、切勿磁盤整理等操作,硬盤恢復軟件不要直接在故障盤上操作,而要在另一個磁盤上運行。數據恢復需要更多存儲空間,因此要準備好原有硬盤兩倍左右的存儲空間進行數據恢復。

  如果資金充裕,可以使用磁盤陣列(RAID)技術,通過磁盤數據鏡像實現數據冗余,在成對的獨立磁盤上產生互為備份的數據,這樣即使一個磁盤的數據損壞,我們依舊可以讀取所有的數據。


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