摘要：以黑箱方式完全依賴工具來進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)押桃，所需時間和恢復(fù)的結(jié)果都難以估計。以專家或者專業(yè)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)导犹，技能和成本又太高唱凯。那么羡忘，數(shù)據(jù)恢復(fù)有沒有較為合適的簡易方案呢？我們以處理過的實際案例作答磕昼。
數(shù)據(jù)恢復(fù)有沒有簡易方案卷雕？
IT工程師一般都知道如何操作和使用文件和目錄。但是票从，對于系統(tǒng)如何構(gòu)建出漫雕、抽象出文件和目錄，一般就不熟悉了峰鄙。至于更下層的概念浸间，可能大家知道最多的就是驅(qū)動了。所以吟榴，為了規(guī)避這點魁蒜，可行的簡易方案之一，就是以黑箱方式使用testdisk等工具吩翻，在我們在對底層了解不多甚至一無所知的情況下兜看，進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)（商業(yè)工具，恢復(fù)效果估計更好狭瞎，當(dāng)然商業(yè)工具的價格也更好）细移。但是，對于工程師而言脚作，多數(shù)時候葫哗，僅僅以黑箱方式依賴某些工具進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)是不夠的。
數(shù)據(jù)恢復(fù)球涛，經(jīng)常是突發(fā)事故響應(yīng)中關(guān)鍵而又耗時的一步劣针。多數(shù)情況下，工程師往往并非專司數(shù)據(jù)恢復(fù)亿扁，操作環(huán)境往往是生產(chǎn)環(huán)境捺典，趁手工具難以部署，執(zhí)行操作要遵循種種約束从祝，加之業(yè)務(wù)中斷的壓力襟己。這種情形下，工程師很可能還需要推定數(shù)據(jù)恢復(fù)的結(jié)果/耗時等信息牍陌，提供數(shù)據(jù)供決策者使用擎浴。很明顯，如果你準(zhǔn)備考驗一下自己的細(xì)致毒涧、耐心贮预、知識和技能，數(shù)據(jù)恢復(fù)將是個不錯的課題。當(dāng)然仿吞，有一點是明確的滑频，只是以黑箱方式使用testdisk等工具進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，解決以上問題是不可能的唤冈。那么峡迷，有沒有其他簡易方案呢？
這里你虹，我們以一個實際的case為例绘搞，討論一下，在只使用UNIX常見工具（dd/grep/strace等）的情況下售葡，如何簡單看杭、快捷的恢復(fù)數(shù)據(jù)。
預(yù)先準(zhǔn)備
工具
我們要用到以下工具
工具功能示例
bc計算器echo 'ibase=2^3;i=0107000;ibase=2^3+2;i/512' | bc -l
dd檢查或者拷貝磁盤/分區(qū)的內(nèi)容挟伙，可以是幾個扇區(qū)楼雹，也可以是幾個字節(jié)dd if=/dev/sdb bs=1 count=64 skip=64 2>/dev/null | od -v -tx1
grep搜索制定字符串
od把二進(jìn)制內(nèi)容以ASCII或者16進(jìn)制顯示出來，搭配dd使用可以代替二進(jìn)制編輯器dd if=/dev/sdb bs=1 count=64 skip=64 2>/dev/null | od -v -tx1
strace追蹤應(yīng)用的執(zhí)行路徑和對數(shù)據(jù)處理的流程strace ps
排查和診斷就是數(shù)據(jù)處理
如果對數(shù)據(jù)處理了解不多尖阔，請參考OSEMN
obtaining data/獲取數(shù)據(jù)
crubbing data/清洗數(shù)據(jù)
exploring data/探索數(shù)據(jù)
modeling data/建模數(shù)據(jù)
interpreting data/解釋數(shù)據(jù)
測試環(huán)境
使用Virtualbox贮缅，基于CentOS/Fedora/debian/Ubuntu搭建Linux實驗環(huán)境。只需要學(xué)會strace工具和如下系統(tǒng)調(diào)用介却，就足以追蹤系統(tǒng)如何處理諸如LVM物理卷元數(shù)據(jù)這樣過的問題谴供。
name功能
open打開一個文件，返回一個文件描述符供后續(xù)讀寫操作使用
dup/dup2復(fù)制文件描述符
lseek將讀寫指針移動到指定位置齿坷，后續(xù)操作從此指定位置讀寫
close關(guān)閉文件描述符
read讀操作
數(shù)據(jù)恢復(fù)的原理和流程
什么是元數(shù)據(jù)桂肌？
我們以大家都熟悉的磁盤作為存儲設(shè)備的例子。
現(xiàn)代操作系統(tǒng)都會在磁盤上建立多個分層結(jié)構(gòu)來管理和控制磁盤永淌。比如崎场，磁盤分區(qū)，分區(qū)上建立物理卷遂蛀，物理卷上建立卷組谭跨，卷組上建立邏輯卷，邏輯卷上建立文件系統(tǒng)李滴，就是這樣的一個例子螃宙。如果你不熟悉LVM，請參考Logical Volume Manager所坯。
這些分層的結(jié)構(gòu)都是很類似的谆扎。以磁盤分區(qū)為例。所謂分區(qū)芹助，以大家最為熟悉的MBR: Master Boot Record結(jié)構(gòu)為例燕酷。其實是第一個扇區(qū)記錄了各個分區(qū)的起始扇區(qū)籍凝，大小和類型。系統(tǒng)需要時苗缩，比如啟動過程中，系統(tǒng)只要從磁盤的第一個扇區(qū)讀取這些數(shù)據(jù)即能拿到各個分區(qū)的數(shù)據(jù)声诸。
具體看看分區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)酱讶。以fdisk為例，分區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義為
structdos_partition {unsignedcharboot_ind;/* 0x80 - active */unsignedcharbh, bs, bc;/* begin CHS */unsignedcharsys_ind;unsignedchareh, es, ec;/* end CHS */unsignedcharstart_sect[4];/* 分區(qū)開始扇區(qū) */unsignedcharnr_sects[4];/* 分區(qū)包含的扇區(qū)數(shù)量 */} __attribute__((packed));
我們看看具體分區(qū)的例子彼乌，驗證一下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
分區(qū)使得磁盤上的扇區(qū)有了差別泻肯。第一個扇區(qū)（其實其編號是0），因分區(qū)數(shù)據(jù)記錄其上而扮演特殊角色慰照。明顯灶挟，對系統(tǒng)而言，管理和操作分區(qū)實際上就是讀寫第一扇區(qū)上的對應(yīng)記錄而已毒租。
類似分區(qū)信息這種系統(tǒng)用以管理某層資源的數(shù)據(jù)就是元數(shù)據(jù)稚铣。
系統(tǒng)在磁盤上建立的各個分層結(jié)構(gòu)，都有類似分區(qū)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)墅垮。以LVM結(jié)構(gòu)為例惕医，我們可以把磁盤記錄和LVM工具報告的數(shù)據(jù)做一對比。LVM數(shù)據(jù)的從第2個扇區(qū)開始算色，卷組數(shù)據(jù)在第8個扇區(qū)中抬伺，可以用dd命令提取相關(guān)扇區(qū)來驗證LVM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
下面是一份完整的LVM元數(shù)據(jù)信息灾梦，有興趣者可以逐一清點各個對象峡钓。
[root@pusf ~]# pvdisplay;vgdisplay;lvdisplay--- Physical volume ---? PV Name? ? ? ? ? ? ? /dev/sda2? VG Name? ? ? ? ? ? ? cl? PV Size39.00GiB /notusable3.00MiB? AllocatableyesPE Size4.00MiB? Total PE9983Free PE1Allocated PE9982PV UUID? ? ? ? ? ? ? TIcs1T-Jksu-HKrn-fKqK-QF4K-ao1S-3PVBGI? --- Volume group ---? VG Name? ? ? ? ? ? ? cl? System ID? Format? ? ? ? ? ? ? ? lvm2? Metadata Areas1Metadata Sequence No5VG Access? ? ? ? ? ? read/write? VG Status? ? ? ? ? ? resizable? MAX LV0Cur LV2Open LV2Max PV0Cur PV1Act PV1VG Size39.00GiB? PE Size4.00MiB? Total PE9983Alloc PE / Size9982/38.99GiB? Free? PE / Size1/4.00MiB? VG UUID? ? ? ? ? ? ? KTVFwl-2QRE-ehf3-3dJb-bIfG-bpn0-8FnH7l? --- Logical volume ---? LV Path? ? ? ? ? ? ? ? /dev/cl/swap? LV Name? ? ? ? ? ? ? ? swap? VG Name? ? ? ? ? ? ? ? cl? LV UUID? ? ? ? ? ? ? ? Kc14dR-vFda-qdWJ-zUYo-lsDl-4oKq-RjjrBb? LV Write Access? ? ? ? read/write? LV Creation host, time localhost,2017-04-1813:23:08+0800LV Status? ? ? ? ? ? ? available# open? ? ? ? ? ? ? ? 2LV Size2.00GiB? Current LE512Segments1Allocation? ? ? ? ? ? inherit? Read ahead sectors? ? auto? - currently setto8192Block device253:1--- Logical volume ---? LV Path? ? ? ? ? ? ? ? /dev/cl/root? LV Name? ? ? ? ? ? ? ? root? VG Name? ? ? ? ? ? ? ? cl? LV UUID? ? ? ? ? ? ? ? PWaI2g-t2Kq-h3aa-HgMC-cBp1-FjBp-dmaGeR? LV Write Access? ? ? ? read/write? LV Creation host, time localhost,2017-04-1813:23:09+0800LV Status? ? ? ? ? ? ? available# open? ? ? ? ? ? ? ? 1LV Size36.99GiB? Current LE9470Segments1Allocation? ? ? ? ? ? inherit? Read ahead sectors? ? auto? - currently setto8192Block device253:0[root@pusf ~]# dd if=/dev/sda2 bs=512 count=16 skip=1 2>/dev/null | od -tc0000000L? A? B? E? L? O? N? E001\0\0\0\0\0\0\00000020270177251K\0\0\0L? V? M20010000040T? I? c? s1T? J? k? s? u? H? K? r? n? f? K0000060q? K? Q? F4K? a? o1S3P? V? B? G? I0000100\0\0360277\t\0\0\0\0\0020\0\0\0\0\00000120\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\00000140\0\0\0\0\0\0\0\0\0020\0\0\0\0\0\00000160\0360017\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\00000200\0\0\0\0\0\0\0\0002\0\0\0001\0\0\00000220\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0*0007000252314344w? ? ? L? V? M2x? [5A? %? r00070200N? *? >001\0\0\0\0020\0\0\0\0\0\00007040\0360017\0\0\0\0\0\0026\0\0\0\0\0\00007060027005\0\0\0\0\0\0026G205374\0\0\0\00007100\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0*0010000c? l? ? ? {\ni? d? ? ? ="? K? T? V? F? w
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元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)損壞分類
系統(tǒng)把磁盤的扇區(qū)分成兩種來支持分區(qū)：第一扇區(qū)和所有其他非第一扇區(qū)。并且在第一個扇區(qū)上記錄分區(qū)信息若河，即元數(shù)據(jù)能岩。而其他非第一扇區(qū)則供分區(qū)層使用，從磁盤的視角看牡肉，其他非第一扇區(qū)則是數(shù)據(jù)部分捧灰。我們逐層考察下磁盤、分區(qū)和LVM結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)啟動時统锤，會逐層讀取各層元數(shù)據(jù)毛俏，創(chuàng)建各層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如果某一層元數(shù)據(jù)損壞或者丟失饲窿，那么系統(tǒng)就沒有辦法完成創(chuàng)建各層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的任務(wù)煌寇。這種情況下，從客戶角度看逾雄，很可能就是數(shù)據(jù)損壞了阀溶。比如腻脏，如果你把第一個扇區(qū)用\0覆蓋一遍，那么系統(tǒng)就識別不到分區(qū)內(nèi)容了银锻。當(dāng)然這種情況下分區(qū)層以上的內(nèi)容永品，比如物理卷信息，系統(tǒng)也無法處理了击纬。因此鼎姐，對于數(shù)據(jù)恢復(fù)任務(wù)而言，如果元數(shù)據(jù)損壞更振，則修復(fù)元數(shù)據(jù)總是必須的炕桨，而且往往是第一步。
當(dāng)然肯腕，如果數(shù)據(jù)損壞了献宫，即使元數(shù)據(jù)完好無缺，那么數(shù)據(jù)也是損壞了实撒。比如姊途，你誤刪了一個文件，那么奈惑，分區(qū)結(jié)構(gòu)再完好對于文件被刪也于事無補吭净。
基于以上分析，我們可以把數(shù)據(jù)損壞簡單分三類類：元數(shù)據(jù)損壞肴甸、數(shù)據(jù)損壞或者前面兩種損壞類型的混合型損壞寂殉。
元數(shù)據(jù)修復(fù)可以簡易處理
以基于磁盤的分區(qū)、LVM以及文件系統(tǒng)為例原在。分層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)格式都有嚴(yán)格的格式（比如分區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是一個C的struct）友扰，出現(xiàn)位置也固定（有關(guān)分區(qū)的元數(shù)據(jù)記錄在第一個扇區(qū)的446～462字節(jié)之間），而且這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往都帶有魔數(shù)(比如庶柿，分區(qū)的類型83)村怪，而且常用的分層結(jié)構(gòu)，也不外乎分區(qū)浮庐、LVM以及文件系統(tǒng)等幾種甚负。因此，對于元數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)如何處理元數(shù)據(jù)审残，我們都容易追蹤和檢查梭域。因此，可以預(yù)期搅轿，修復(fù)元數(shù)據(jù)病涨，有簡易方案。
原理
如果有數(shù)據(jù)損壞璧坟，那么除非有日志既穆、備份赎懦，或者數(shù)據(jù)本身有邏輯可供使用，否則數(shù)據(jù)是不能恢復(fù)了幻工。比如励两，通常的文件刪除操作，系統(tǒng)只是解除了文件名稱和文件內(nèi)容相關(guān)間的聯(lián)系而已会钝。文件本身的內(nèi)容還是記錄再磁盤上伐蒋。這種情況下，只要重建文件名稱和文件內(nèi)容間的聯(lián)系即可恢復(fù)文件迁酸。
相對而言，簡單情形的是元數(shù)據(jù)損壞俭正。如果只是元數(shù)據(jù)損壞奸鬓，而且我們知道正確的元數(shù)據(jù)。因為元數(shù)據(jù)操作掸读，不會觸及數(shù)據(jù)部分串远，因此，我們只要重建元數(shù)據(jù)部分即可恢復(fù)數(shù)據(jù)儿惫。如果涉及到多層澡罚，則逐層恢復(fù)即可。以分區(qū)丟失為例肾请。
比如我們有一塊數(shù)據(jù)盤留搔，整盤我們只是用fdisk分了一個區(qū)，現(xiàn)在分區(qū)丟失了铛铁。這種情形下隔显，只要用fdsik，按照默認(rèn)情形饵逐，重新分區(qū)就能恢復(fù)分區(qū)括眠。
就這種情形，我們給出一個可用的分析流程倍权。
癥狀和初步排查
癥狀
客戶反饋
降配重啟后掷豺，系統(tǒng)無法啟動
排查發(fā)現(xiàn)客戶一邏輯卷無法掛載導(dǎo)致重啟失敗。在/etc/fstab中注釋掉邏輯卷的掛載配置薄声，系統(tǒng)啟動成功当船。
但是客戶的邏輯卷上有重要數(shù)據(jù)。此邏輯卷在數(shù)據(jù)盤上奸柬，數(shù)據(jù)盤大小是2TB生年。此磁盤全部2TB全部分配給一個分區(qū)，此分區(qū)上創(chuàng)建有LVM結(jié)構(gòu)廓奕。
分區(qū)數(shù)據(jù)如下
[root@localhost ~]# fdisk -l -u /dev/vdbDisk /dev/vdb: 2199.0 GB,2199023255552bytes5 heads,3sectors/track,286331153cylinders, total4294967296sectorsUnits = sectors of1*512=512bytesSector size (logical/physical):512bytes /512bytesI/O size (minimum/optimal):512bytes /512bytesDisk identifier: 0xde220917? Device Boot? ? ? Start? ? ? ? End? ? ? Blocks? Id? System/dev/vdb1204842949672942147482623+83Linux[root@localhost ~]#
初步排查
首先確定分區(qū)上是否有數(shù)據(jù)抱婉，通過查看一些扇區(qū)档叔，我們就會有很大的概率確認(rèn)這一點。當(dāng)然也可以逐扇區(qū)確認(rèn)蒸绩。
逐扇區(qū)確認(rèn)衙四，可以用如下命令辦理。假設(shè)磁盤是/dev/vdb患亿。
max_sector_to_check=nrsectorforiin$(seq0${max_sector_to_check});doddif=/dev/vdbbs=512count=1skip=${i}2>/dev/null| sha256sum;done |sort -n| uniq;
當(dāng)然传蹈，也可以通過抽樣檢查來確認(rèn)。這種方法通常是檢查磁盤分區(qū)的前面一部分扇區(qū)步藕。比如惦界，下面的例子，通過檢查前面幾十個扇區(qū)咙冗，我們可以確認(rèn)磁盤上確有數(shù)據(jù)沾歪。
[root@localhost ~]# dd if=/dev/vdb1 bs=512count=602>/dev/null | od -tx1000000000000000000000000000000000000000*0007000f9800000f9800100f9800200f98003000007020f9800400f9800c00f9800d00f98018000007040f9802800f9803e00f9807900f980ab000007060f9803801f9806c01f9804504f980b0040007100f9801a06f980d00c f980841e00000000000712000000000000000000000000000000000*0017000fa800000fa800100fa800200fa8003000017020fa800400fa800c00fa800d00fa8018000017040fa802800fa803e00fa807900fa80ab000017060fa803801fa806c01fa804504fa80b0040017100fa801a06fa80d00c fa80841e00000000001712000000000000000000000000000000000*0027000fb800000fb800100fb800200fb8003000027020fb800400fb800c00fb800d00fb8018000027040fb802800fb803e00fb807900fb80ab000027060fb803801fb806c01fb804504fb80b0040027100fb801a06fb80d00c fb80841e00000000002712000000000000000000000000000000000*0037000fc800000fc800100fc800200fc8003000037020fc800400fc800c00fc800d00fc8018000037040fc802800fc803e00fc807900fc80ab000037060fc803801fc806c01fc804504fc80b0040037100fc801a06fc80d00c fc80841e00000000003712000000000000000000000000000000000*0047000fd800000fd800100fd800200fd8003000047020fd800400fd800c00fd800d00fd8018000047040fd802800fd803e00fd807900fd80ab000047060fd803801fd806c01fd804504fd80b0040047100fd801a06fd80d00c fd80841e00000000004712000000000000000000000000000000000*0057000fe800000fe800100fe800200fe8003000057020fe800400fe800c00fe800d00fe8018000057040fe802800fe803e00fe807900fe80ab000057060fe803801fe806c01fe804504fe80b0040057100fe801a06fe80d00c fe80841e00000000005712000000000000000000000000000000000*0067000ff800000ff800100ff800200ff8003000067020ff800400ff800c00ff800d00ff8018000067040ff802800ff803e00ff807900ff80ab000067060ff803801ff806c01ff804504ff80b0040067100ff801a06ff80d00c ff80841e00000000006712000000000000000000000000000000000*0074000[root@localhost ~]#
接下來使用testdisk工具恢復(fù)數(shù)據(jù)。嘗試數(shù)次雾消，testdisk工具總是在掃描到2%時停滯灾搏，處理過程不能繼續(xù)。
初次恢復(fù)嘗試
分區(qū)還在立润，但是LVM結(jié)構(gòu)丟失狂窑，經(jīng)檢查，由LVM工具鏈維護的備份數(shù)據(jù)/etc/lvm/backup/vg_xxxxxx文件還在桑腮。因此泉哈，這種情形下，按照我們的恢復(fù)流程到旦，只要在分區(qū)之上旨巷，嘗試重建LVM和文件系統(tǒng)，應(yīng)該就可以解決問題添忘。
[root@localhost~]# pvdisplay /dev/vdbFailedtofind deviceforphysical volume"/dev/vdb".[root@localhost~]# ls /etc/lvm/backup/vg_xxxxxx/etc/lvm/backup/vg_xxxxxx[root@localhost~]#
根據(jù)備份數(shù)據(jù)恢復(fù)LVM結(jié)構(gòu)采呐，可以參考Recovering Physical Volume Metadata「槠铮可惜的是斧吐，我們第一步就折戟沉沙了。
[root@localhost ~]# pvcreate --uuid "X1cHlO-kdFk-RZIM-1L12-qHit-0QA5-C1fZxm" --restorefile /etc/lvm/backup/vg_xxxxxx /dev/vdb1WARNING: Device /dev/vdb1 has sizeof4294965247sectors whichissmaller than corresponding PV sizeof4294966977sectors. Was device resized?? Oneormore devices usedasPVsinVG vg_xxxxxx have changed sizes.? Can't initialize physical volume"/dev/vdb1"ofvolume group"vg_xxxxxx"without-ff[root@localhost ~]#
看樣子仲器，分區(qū)的數(shù)據(jù)有些地方出錯了煤率。根據(jù)上面命令報錯的信息，對比LVM的備份數(shù)據(jù)和分區(qū)數(shù)據(jù)乏冀，很快我們就發(fā)現(xiàn)了問題〉矗現(xiàn)有分區(qū)記錄的其擁有的扇區(qū)數(shù)目，少于其上LVM卷組記錄的扇區(qū)數(shù)量辆沦。
問題出在哪里昼捍？
因為種種原因识虚，我們不能確認(rèn)分區(qū)信息和LVM備份數(shù)據(jù)為何不一致。但是妒茬，我們可以進(jìn)一步從磁盤上提取担锤、分析數(shù)據(jù)。因為有關(guān)分區(qū)的元數(shù)據(jù)在（分區(qū)在）乍钻，所以我們進(jìn)一步檢查磁盤上還有沒有有關(guān)LVM的元數(shù)據(jù)肛循？這只要使用下面的命令行
ddif=/dev/vdb1 bs=512count=1282>/dev/null| od -tc
結(jié)果及其結(jié)果分析如下
所以，磁盤上還有有關(guān)LVM的元數(shù)據(jù)银择，但是為什么系統(tǒng)沒有憑借這些數(shù)據(jù)構(gòu)建出LVM結(jié)構(gòu)呢多糠？我們創(chuàng)建一個測試環(huán)境，用strace追蹤下系統(tǒng)處理LVM物理卷元數(shù)據(jù)的執(zhí)行路徑浩考。如下命令即可
strace-s512pvdisplay
當(dāng)然熬丧，更好的辦法是把strace記錄放置到文件中，以備仔細(xì)檢查
starce -o path_to_strace_log-s512-f-ff pvdisplay
我們組合使用strace和grep命令來確認(rèn)系統(tǒng)默認(rèn)的LVM物理卷位置怀挠。如果你沒有耐心分析下面的數(shù)據(jù)，請?zhí)^直接看后面的截圖
strace -o /tmp/pvdisplay-strace.log-s512pvdisplaygrep -E'^open|^lseek|^read'/tmp/pvdisplay-strace.log
數(shù)據(jù)清洗結(jié)果如下害捕。如果沒有耐心分析绿淋，請?zhí)^直接看下面的分析截圖
[root@localhost ~]# grep -E '^open|^lseek|^read|^close' /tmp/pvdisplay-strace.log…close(4)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? =0open("/dev/vdb1", O_RDONLY|O_DIRECT|O_NOATIME) =4close(4)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? =0open("/dev/vdb1", O_RDONLY|O_DIRECT|O_NOATIME) =4lseek(4,21037056, SEEK_SET)? ? ? ? ? ? =21037056read(4,"…",512) =512lseek(4,21118976, SEEK_SET)? ? ? ? ? ? =21118976read(4,"…",512) =512lseek(4,0, SEEK_SET)? ? ? ? ? ? ? ? ? =0read(4,"…",512) =512lseek(4,4096, SEEK_SET)? ? ? ? ? ? ? ? =4096read(4,"\26\326\216\333 LVM2 x[5A%r0N*>\1\0\0…",512) =512close(4)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? =0…[root@localhost ~]#
很明顯，系統(tǒng)預(yù)期LVM元數(shù)據(jù)是在分區(qū)的第8個扇區(qū)尝盼，但是在需要做數(shù)據(jù)恢復(fù)的磁盤上吞滞，LVM的元數(shù)據(jù)卻是在第71個扇區(qū)，而分區(qū)的起始扇區(qū)是2048盾沫，因此裁赠，LVM數(shù)據(jù)根本不在分區(qū)內(nèi)。這就是為什么磁盤上還有LVM元數(shù)據(jù)赴精，系統(tǒng)卻沒有識別出來LVM的原因佩捞。
既然系統(tǒng)是因為有關(guān)LVM的元數(shù)據(jù)所在扇區(qū)不對而導(dǎo)致系統(tǒng)無法識別LVM結(jié)構(gòu)，設(shè)想通過重新分區(qū)蕾哟，我們把有關(guān)LVM元數(shù)據(jù)調(diào)整到分區(qū)的第8個扇區(qū)一忱。稍加計算，就會發(fā)現(xiàn)谭确，只要把分區(qū)的起始扇區(qū)從第2048個扇區(qū)調(diào)整到第63個扇區(qū)即可帘营。不僅如此，通過調(diào)整分區(qū)大小逐哈，我們同樣也解決了磁盤分區(qū)扇區(qū)數(shù)不足的問題
數(shù)據(jù)恢復(fù)
較新的fdisk工具芬迄，不允許起始扇區(qū)小于2048，因此昂秃，我們用parted工具來調(diào)整分區(qū)的起始扇區(qū)禀梳。
調(diào)整過程是先刪掉扇區(qū)杜窄，而后再創(chuàng)建之。而結(jié)果正如我們所預(yù)期的出皇，分區(qū)調(diào)整完成羞芍，客戶的數(shù)據(jù)立刻恢復(fù)了。物理卷郊艘、卷組荷科、邏輯卷、文件系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)纱注，都完好無損畏浆。
結(jié)語
從處理這個實際case可以看出，如果知道如何識別各層元數(shù)據(jù)狞贱，比如分區(qū)刻获，LVM和文件系統(tǒng)；能夠追蹤系統(tǒng)處理各層元數(shù)據(jù)的邏輯瞎嬉，那么蝎毡，組合使用UNIX常用的dd、od等工具氧枣，足以簡單有效的處理元數(shù)據(jù)損壞的情形沐兵，快速恢復(fù)數(shù)據(jù)。如果掌握了常見的系統(tǒng)調(diào)用便监，并且掌握了strace工具扎谎，那么對于如何識別元數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)如何處理元數(shù)據(jù)，完全可以通過簡單分析strace輸出拿到相應(yīng)答案烧董。
除了易學(xué)毁靶、簡單、快捷逊移、高效预吆，元數(shù)據(jù)修復(fù)方案還有一個優(yōu)點，就是可以確保不會破壞數(shù)據(jù)螟左。這可能是這個方案的最大亮點啡浊。
參考
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