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某财政局Sun Storage 7110磁盘阵列存储故障恢复成功

ZFS文件系统数据恢复

故障描述:

Sun Storage 7110存储阵列插满16个硬盘,在一次突然断电的时候,由于UPS电源没有起作用,重新供电的时候发现,所有的硬盘亮黄灯,阵列配置信息混乱,导致存储瘫痪。

数据恢复分析:

Sun Storage 7110存储逻辑结构非常复杂,采用ZFS文件系统,ZFS文件系统是新型128位文件系统,即结构比较复杂。这个案例采用RAID-Z 存储池配置,恢复难点有两个:第一是Raid组合问题,第二是ZFS文件系统数据恢复问题。

数据恢复结果:

通过技术人员的分析,首先解决了Raid组合算法问题,把数据先组合出来。组合出来以后,研究攻破了ZFS文件系统底层逻辑结构,直接写程序把数据提取出来,最后100%恢复出用户的数据。

额外技术知识:

RAID-Z 存储池配置

 

除了镜像存储池配置外,ZFS 还提供了 RAID-Z 配置。RAID-Z 与 RAID-5 类似。

 

所有与 RAID-5 类似的传统算法(例如 RAID-4、RAID-5、RAID-6、RDP 和 EVEN-ODD)都存在称为“RAID-5 写入漏洞”的问题。如果仅写入了 RAID-5 条带的一部分,并且在所有块成功写入磁盘之前断电,则奇偶校验将永远与数据不同步,因此是无用的,除非后续的完全条带化写操作将其覆写。在 RAID-Z 中,ZFS 使用可变宽度的 RAID 条带,即“variable-width RAID stripes”技术,以便所有写操作都是完全条带化写操作。这是唯一可行的设计,因为 ZFS 通过以下方式将文件系统和设备管理集成在一起:文件系统的元数据包含有关基础数据冗余模型的足够信息以处理可变宽度的 RAID 条带。RAID-Z 是世界上针对 RAID-5 写入漏洞的第一个仅使用软件的解决方案。

 

一个 RAID-Z 配置包含 N 个大小为 X 的磁盘,其中有 P 个奇偶校验磁盘,该配置可以存放大约 (N-P)*X 字节的数据,并且在破坏数据完整性之前容许有 P 个设备出现故障。单奇偶校验 RAID-Z 配置至少需要两个磁盘,双奇偶校验 RAID-Z 配置至少需要三个磁盘。例如,如果一个单奇偶校验 RAID-Z 配置中有三个磁盘,则奇偶校验数据占用的空间与其中一个磁盘的空间相等。除此之外,创建 RAID-Z 配置无需任何其他特殊硬件。

 

从概念上讲,包含三个磁盘的 RAID-Z 配置与以下内容类似:

 

raidz c1t0d0 c2t0d0 c3t0d0

 

从概念上讲,更复杂的 RAID-Z 配置与以下内容类似:

 

raidz c1t0d0 c2t0d0 c3t0d0 c4t0d0 c5t0d0 c6t0d0 c7t0d0 raidz c8t0d0 c9t0d0 c10t0d0 c11t0d0 c12t0d0 c13t0d0 c14t0d0

 

如果要创建包含许多磁盘的 RAID-Z 配置,则最好将包含 14 个磁盘的 RAID-Z 配置拆分为两个包含 7 个磁盘的分组。若 RAID-Z 配置包含的分组中的磁盘数目为一位数 (1-9),则该配置的性能应该更好。

 

ZFS还支持RAID-Z2,每个Raidz组允许坏两块盘而数据不会受到破坏

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