История объединения исследователей в области технологий восстановления данных – HDD Research Group (Группа Исследователей НЖМД) берет свое начало в 2003 г., и в 2018-м ей исполнилось ровно 15 лет. Именно к этому юбилею я и решил приурочить эту заметку, рассказывающую о том, как, кем и почему была организована Группа, какие преследовала цели, чего добилась.
Начало 2000-х – то благословенное время, когда объемы НЖМД прирастали ежегодно минимум в 2 раза. Менялись линейки (семейства) НЖМД, производители держали высокий темп смены накопителей на рынке. Исследования в области восстановления данных становились все более и более трудоемкими и все менее и менее осуществимыми силами одного – двух человек. В таких условиях вполне естественными становятся различного рода объединения исследователей, направленные на облегчение труда их членов. Одним из таких объединений и стала HDD Research Group.
…Зимой 2003 года в Нижний Новгород приехал один из самых сильных в настоящее время специалистов по восстановлению данных в Украине – Роман Зубарев. Целью его приезда было перенять кое-какой опыт у меня, передать кое-какой опыт мне, ну и пообщаться за жизнь :). Итогом бурных обсуждений явилась констатация того факта, что в условиях бурного научно-технического прогресса поспевать за ним в одиночку нереально. Решение этой проблемы: собрать группу единомышленников, способных решить круг поставленных проблем: исследование НЖМД, разработка технологий восстановления данных и внедрение этих технологий. После того, как круг необходимых действий был очерчен, мы решили приступить к их реализации. Как у Романа, так и у меня были знакомые специалисты, страдающие от той же проблемы: отсутствие времени для того, чтобы объять необъятное. Они были приглашены к сотрудничеству с целью создания и реализации технологий восстановления данных; забегая вперед, скажу, что только один человек не принял приглашения – о нем через какое-то время перестали поступать какие-либо новости: очевидно, что он не справился с все расширяющимся информационным потоком и просто сошел с дистанции. Но это – лишь предположение…
Выделив перспективные направления исследований, группа начала активную работу по их реализации. Результатами этой работы в скором времени стали десятки документов «только для HDD Research Group» с описаниями технологий восстановления данных, специализированное ПО для работы с накопителями Seagate, Samsung, Western Digital, описание и чертежи специальных приспособлений и т.п. За каждым из этих документов, за каждой строкой кода в ПО – многие часы, дни, месяцы кропотливой работы, десятки и сотни экспериментов, огромные временные и материальные затраты. Они, без всяких сомнений, совершенно невозможны для одного или двух человек – тут могла справиться только команда.
Технология – вот основной секрет работы специалиста в области восстановления данных. Знания не только системы команд, но и общих принципов функционирования HDD того или иного производителя позволяют быстро и самое главное – качественно достучаться до «поляны». Без этих знаний работа превращается в тупой перебор способов – залить служебку, залить ПЗУ, провести тест сервометок и т.п. Работа над технологией тяжела и кропотлива. Иногда приходится месяцами сидеть и биться всего лишь над комбинацией из 2 — 3 бит, но когда комбинация вычислена, рождается шедевр инженера – технология.
Одним из основных достижений Группы я считаю организацию Первого международного симпозиума специалистов по восстановлению данных в августе 2005 г. В работе этого симпозиума приняли участие почти все члены HDD Research Group, было заслушано несколько докладов, обсуждались перспективные направления исследований, намечались планы. Но главным следствием симпозиума стали не организационные или научно-технические решения, а возможность членам Группы познакомиться друг с другом лично. Персональный контакт не с обезличенным адресом в интернете, а с живым человеком – вот что открыло новые перспективы развития группы. Без преувеличений скажу, что в последующие 2 года по количеству разработок и их реализаций HDD Research Group заняла одно из лидирующих мест на рынке услуг по восстановлению данных СНГ. И продолжает удерживать эти позиции.
Конечно же, без теплых и дружеских отношений между членами Группы многие направления работы не получили бы своего развития. Поэтому мы часто обменивались дружескими визитами, что, естественно, шло на пользу как нам самим (как минимум – расширение кругозора и знакомство с ранее неведомыми городами), так и нашей работе и в конечном итоге – нашим клиентам. Ведь имея непосредственный дружеский контакт с коллегой намного проще решать возникающие проблемы :).
В настоящее время специалисты, входящие в HDD Research Group, работают в России, Кыргызстане, Китае, Украине, Финляндии, США и Беларуси.
HDD Research Group на Первой международной конференции по восстановлению данных и ремонту HDD
Специалисты группы HDD Research Group Специалисты группы HDD Research Group разбирают RAID-массив из 4 дисков, побывавший в пожаре HDD Research Group на Первой международной конференции по восстановлению данных и ремонту HDD
Задача. Восстановить данные с твердотельного диска ADATA SU800 емкостью 256 GB
Описание проблемы. С твердотельного диска удалены данные.
Результаты диагностики. Для диагностики накопителя использован ПАК РС-3000. Выяснено, что при удаении данных в накопителе отработала технология TRIM. Восстановление данных не представляется возможным
Результат.
Восстановление данных невозможно.
Особенности заказа.
Новые операционные системы, оптимизированные для использования SSD, имеют специализированные опции, направленные на продление срока службы твердотельных дисков. Кроме прочих, это технология TRIM, о которой мы уже писали. Принцип прост: чем больше свободного места имеется на SSD, тем более длинной будет его жизнь. Поэтому при удалении данных с дисков, поддерживающих технологию TRIM, даже если в файловых таблицах (MFT, Catalog File и т.п.) остается имя удаленного файла с пометкой «удален», сам файл удаляется перманентно, место, где он находился, полностью очищается (в зависимости от операционной системы, либо с использованием заполнения сигнатурой 00h, либо FFh). В этом случае, естественно, восстановление данных невозможно уже даже в теории, так как переписанные в ячейках памяти NAND-микросхем данные невозможно «откатить» обратно.
Наверное, почти каждому владельцу компьютера знакомы эти словосочетания – «бэд-блоки» или «дефектные сектора». Все их боятся и, когда их находят, обычно начинается паника. В этой статье я расскажу про дефектные сектора, что это такое, нужно ли их бояться и как с ними бороться.
Дефекты – что это?
Поверхность жесткого диска имеет строгую организацию. Основная единица поверхности – сектор; это порция данных, имеющая определенную структуру. Как правило, эта структура включает в себя заголовок, тело (которое, собственно, и несет данные) и контрольную сумму. У некоторых накопителей сектор может также нести служебную информацию (маркер физического адреса, маркер принадлежности к поверхности и т.п.), но для нас это не важно – важны именно заголовок, тело и контрольная сумма. Сектора организованы в треки, или цилиндры, а последние, в свою очередь – в зоны.
Поверхность жесткого диска, хотя и изготавливается в идеальных условиях, ввиду громадного количества единиц хранения данных (секторов) не может быть изготовлена без дефектов. Эти дефекты поверхности могут быть различной природы – от банальных царапин до мест, где нанесение ферромагнитного состава было проведено с ошибками (тоньше или толще чем нужно). Попадающие в эти области сектора, очевидно, не будут нормально работать, и на этом основании исключаются из использования и помечаются как дефектные.
Таким образом, дефектные сектора – это любые проблемы поверхности жесткого диска, SSD или флеш-карты, приводящие к затруднению или невозможности операций чтения и записи.
Какие бывают дефекты?
Дефектные сектора принято разделять по происхождению и по времени возникновения. По происхождению дефекты бывают:
Аппаратные – дефектный сектор образовался в результате физического повреждения поверхности;
Программные – дефектный сектор образовался в результате сбоя программного обеспечения, причем не важно – пользовательская это программа или микропрограмма накопителя.
По времени возникновения дефекты делятся на: заводские и послезаводские.
Заводские дефекты – те, которые были обнаружены и скрыты на заводе-изготовителе.
Послезаводские дефекты – те, которые образовались уже после выпуска устройства с завода и были скрыты в процессе его эксплуатации.
Что такое дефект-менеджмент?
Скрытие дефектных секторов и оперирование скрытыми секторами называется дефект-менеджментом (управление дефектами). Суть его заключается в обеспечении бесперебойной работы диска с использованием только исправных, нормально читающихся и записывающихся областей поверхности. Упрощенно дефект-менеджмент построен по следующей схеме:
1) обработка заводского списка дефектов и построение системы трансляции накопителя с его использованием;
2) обработка растущего списка дефектов и подстройка имеющейся системы трансляции с его использованием;
3) постоянный мониторинг состояния поверхности;
4) добавление в случае необходимости дефектов в растущий список дефектов и перестроение системы трансляции в связи с этим.
Что такое система трансляции (транслятор)? На диске все сектора, и хорошие, и плохие, расположены один за другим; для того, чтобы использовать только хорошие сектора, требуется пропустить плохие. Этим и занимается транслятор: в самом упрощенном представлении это карта поверхности, на которой неисправные области (бэд-блоки) имеют соответствующее обозначение и при работе диска будут пропускаться, а исправные имеют сквозную нумерацию (с пропуском неисправных) и будут использоваться.
Система трансляции в современных дисках учитывает не только сектора, но и другие единицы организации дискового пространства: треки, диапазоны секторов, сервометки и даже зоны. Это особенно важно для дисков с исходно низким качеством поверхности: при большом количестве дефектов (несколько миллионов) «утрамбовывание» их всех в дефект-листы по одному сделает работу системы трансляции слишком громоздкой и может привести к ошибкам. Если же убрать из трансляции целый трек (а это, для некоторых дисков и зон, десятки тысяч секторов), то в дефект-лист попадает не несколько тысяч, а одна запись, и транслятор будет работать гораздо надежнее и оперативнее.
Отдельно следует сказать о том, какой может быть система трансляции. Наиболее широкое распространение получили три типа транслятора: статический, динамический и многоуровневый. Работа статического транслятора обеспечивается особым модулем служебной информации; грубо говоря, все таблицы трансляции поверхности у такого накопителя уже построены и каждый раз загружаются из готового модуля транслятора из служебной зоны. Динамический транслятор работает по другому принципу: таблицы трансляции накопителя строятся в его памяти при каждом его старте с использованием имеющихся таблиц дефектов; отдельно модуля транслятора в служебной зоне таких накопителей нет. Наконец, многоуровневый транслятор подразумевает работу в накопителе нескольких систем трансляции (первого уровня, второго уровня и т.п.), при этом транслятор первого уровня обычно отвечает за физическую систему трансляции, а второго – за логическую. Многоуровневый транслятор разработан для обеспечения высокой скорости уничтожения данных: в случае необходимости одна из таблиц трансляции просто обнуляется (упрощенно при любом запросе диск отдает один и тот же сектор, заполненный нулями).
P-List, G-List и прочая
Непосредственно с дефект-менеджментом связаны таблицы дефектов (дефект-листы). Наиболее известными являются P-List и G-List (заводская и растущая таблицы дефектов); кроме них, в зависимости от производителя, могут иметься и таблицы других дефектов: треков (T-List), серво-разметки (S-List) и пр. Таблицы дефектов хранят в приемлемом для накопителя виде записи о бэд-блоках. Как правило, эти записи включают в себя физический адрес первого дефектного сектора и длину дефектной области (если это один сектор – то, соответственно, длина будет 1).
Потеря некоторых из этих таблиц может привести к недоступности данных пользователя, это крайне важно понимать.
Как проявляют себя диски с дефектами поверхности?
Дефекты поверхности диска – это, прежде всего, невозможность считать какую-то его область. Следовательно, при попытке чтения этой области проблемы с чтением будут сразу же заметны. Файл, который вы пытаетесь прочитать, не будет читаться; данные, которые вы будете пытаться скопировать, не будут копироваться; и т.д. В системе это обычно сопровождается сообщением типа «A read/write error has been detected» или подобной; если для копирования данных вы пользуетесь файловым менеджером, то вы увидите сообщение типа «Невозможно скопировать файл. Невозможно произвести чтение с диска или устройства».
Если область с бэд-блоками попала на какие-то установленные программы, то они либо перестанут запускаться вообще, либо их запуск будет затруднен, либо работа самой программы начнет завершаться с ошибками.
Ну и, наконец, если дефектная область попала на критически важные файлы операционной системы, та перестанет запускаться (как примеры: бесконечный первый экран Windows или «синий экран смерти» с характерными для проблем с жестким диском кодами ошибок: 0x00000010, 0x00000019, 0x00000022, 0x00000026, 0x0000004C, 0x00000051, 0x00000052, 0x00000068, 0x00000073, 0х00000077, 0х0000007А, 0х0000007В, 0х0000009В, 0х000000ED, 0x000000F4, 0xC0000135, 0xC0000218).
В областях с проблемами чтения (сильное замедление доступа к данным в секторе) система может подвисать (фризы), иногда – довольно надолго. Как пример: у вас имеется Word-документ, с которым вам нужно работать. Вы кликаете на этот файл, начинается запуск MS Word, и он продолжается значительно дольше обычного (десятки секунд или даже минуты). Это говорит о том, что медленно читаются сектора либо части программного обеспечения MS Word, либо – в самом документе.
Замедления еще не являются дефектными секторами, но их наличие – четкий сигнал к тому, что вам совершенно необходимо резервное копирование данных и, возможно, замена жесткого диска.
SMART и его атрибуты: как определить, что состояние поверхности критическое?
Для контроля за состоянием диска разработана подсистема микропрограммы, имеющая название SMART (Self Montoring, Analysis and Reporting Technology; технология самомониторинга, анализа и предупреждения). Эта подсистема работает независимо от других частей микропрограммы (хотя в некоторых современных дисках это не так и приводит к проблемам, но это – тема для отдельной статьи), ее работу можно упрощенно описать следующей схемой:
1) В подсистеме выделяются несколько характеристик (которые названы «атрибуты SMART»);
2) По выделенным атрибутам производится сбор «сырых» данных;
3) Собранные «сырые» данные анализируются микропрограммой, в результате этого анализа генерируется число (текущее значение атрибута);
4) На основании комбинации значений атрибутов формируется ответ на вопрос о текущем состоянии диска (Good, OK, Must be replaced и т.п.).
Обычно атрибуты SMART читаются из дисков при старте компьютера, и если с диском начинаются проблемы, Вы узнаете об этом еще до запуска Windows по сообщению примерно такого содержания: Hard Drive SATA0: SMART status BAD. Это означает, что по сумме атрибутов или даже по единственному из них диск «просел» до критических значений и более не может считаться исправным. В таких случаях рекомендуется произвести резервное копирование данных и замену накопителя.
Атрибуты SMART может читать не только операционная система, но и специальные программы, наиболее известные из которых: Victoria for Windows, Hard Disk Sentinel и т.п. Мониторя изменение атрибутов SMART, вы можете примерно предсказать, сколько еще времени отпущено вашему устройству. Например, наблюдая за атрибутом “Relocated sectors count” (счетчик переназначенных секторов; упрощенно – количество записей растущего списка дефектов), вы будете видеть, сколько секторов в день у вашего диска из нормальных превращается в плохие. Наблюдать, однако, я рекомендую не за отдельными атрибутами, а за их комплексом, и причина проста: например, у вашего диска начнет расти атрибут «Spin errors» (или подобный) – это означает, что диск не смог раскрутить шпиндельный двигатель. Как результат – при попытке очередной раскрутки может произойти сбой и головки спровоцируют возникновение дефектного сектора или, еще хуже – застрянут на поверхности. Если же вы вовремя заметили начало роста этого атрибута, то и меры для исправления ситуации с ним тоже примете вовремя: поменяете шлейфы (это наиболее частая причина возникновения таких ошибок) или блок питания.
Для примера приведу анализ нового SSD (ADATA SU800 емкостью 512 Гбайт) и бывшего в употреблении около полугода HDD Seagate Mobile HDD 2 Тбайт. Как мы видим, у SSD прекрасный SMART и график чтения без единой ошибки. А вот с HDD все достаточно грустно: уже есть дефекты, около половины атрибутов SMART уже в желтой зоне, и один атрибут (как раз отвечающий за бэд блоки) – в красной зоне. Данные необходимо резервировать, а накопитель или ремонтировать, или менять.
Состояние SMART твердотельного диска ADATA SU800 емкостью 512 Гбайт Состояние поверхности твердотельного диска ADATA SU800 емкостью 512 Гбайт Состояние SMART жесткого диска Seagate Mobile HDD емкостью 2 Тбайт Дефект поверхности жесткого диска Seagate Mobile HDD емкостью 2 Тбайт
Тестируем на бэд-блоки
Я рекомендую периодически (один раз в 2 – 3 недели) проводить проверку ваших носителей на дефектные сектора. Оптимально делать это следующим образом:
1) Скачать из интернета образ загрузочной флешки (часто называется Live CD), в состав которого входит программа для тестирования дисков (обычно это Victoria);
2) Записать скачанный образ на флешку (я использую для этого программу Rufus);
3) Загрузить ваш компьютер с записанной флешки (указав при загрузке компьютера в качестве загрузочного устройства вашу флешку – это достаточно просто, при запуске на одном из первых экранов вы увидите фразу типа «Boot options – F10” или подобную. Жмите на соответствующую кнопку, и у вас появится меню с возможностью выбора загрузочного устройства.
Экран загрузки, на котором указана функциональная клавиша для активации загрузочного меню Загрузочное меню компьютера, вызванное соответствующей функциональной клавишей
4) После загрузки – запускайте программу для проверки и проверяйте диск на дефекты. Внимание! Важно! При выборе теста никогда не отмечайте галку «запись» — это сотрет все ваши данные. Наилучшим режимом проверки является верификация (verify).
Возможно два варианта – либо вы не обнаружите на диске дефектов, либо – обнаружите. Если обнаружились дефекты, то вам нужно оценить следующие показатели:
1) Сколько нашлось дефектов?
2) К каким типам ошибок относятся дефекты?
3) Как расположены дефекты?
Если дефектов немного (до 100 штук) – то волноваться не стоит и, скорее всего, после описываемых ниже процедур ваш диск продолжит трудиться. Если дефектов много (свыше 100) – скорее всего, диск требует замены. Значение 100 в данном контексте не стоит воспринимать как приговор для диска – все сильно зависит от его объема и условий эксплуатации. Но в любом случае, если количество обнаруженных дефектов многократно превышает 100, диск подходит (если уже не подошел) к своей последней черте.
По типам ошибок наиболее распространены ABR (Abort, Command Aborted) – команда, которую получил диск при обращении к сектору, отвергнута; UNC (Uncorrectable ECC Error) – при чтении диска обнаружена нескорректированная ошибка данных (обычно контрольной суммы сектора); INF (Sector ID Not Found) – не удалось обнаружить идентификатор сектора. Все остальные ошибки встречаются реже и останавливаться на их обсуждении мы не будем. О чем же говорят нам эти ошибки? Если при чтении сектора отвергнута команда, то наиболее вероятная причина этого – ошибка микропрограммы (например, «зависшие» операции журналирования SMART). Скорее всего, при повторном тестировании такой ошибки или не появится вообще, или она выскочит в другом месте.
Ошибки типа INF говорят о тяжелых повреждениях поверхности, связанных с разрушением сервисной информации поверхности (или заголовок сектора, или (чаще) заголовок трека). При обнаружении ошибок такого типа я настоятельно рекомендую подумать о срочной замене накопителя и немедленном резервировании данных. Разрушение поверхности – абсолютно непредсказуемое явление, один диск может прожить с широкой царапиной несколько лет, а другой от почти невидимого следа удара полностью запилиться за пару секунд.
Наконец, ошибки типа UNC могут возникать и как результат аппаратных проблем (непосредственные проблемы с поверхностью), и как результат неправильной работы программ (например, при записи данных не финализирована контрольная сумма сектора). Такие ошибки чаще всего легко «лечатся» и диск продолжает нормально работать годами.
И последнее – это то, как дефекты расположены. Скопления по несколько десятков или сотен дефектов должны вас насторожить – возможно, это небольшая царапина, которая вполне может превратиться в запил. Если дефекты расположены поодиночке, поводов для беспокойства меньше.
Что делать, если обнаружены дефектные сектора?
Первый, и наиболее правильный совет – не паниковать.
Определитесь, имеются ли на вашем начавшем «сыпаться» диске нужные вам данные. Если они есть – немедленно приступите к их резервированию. Любые действия с диском, которые будут описаны ниже, можно проводить только после того, как у вас появится полная резервная копия ваших данных.
Итак, данные зарезервированы. Проверьте еще раз, что вы скопировали в резерв именно те файлы, которые нужны, а также то, что эти файлы работают. Если все нормально, то можно приступать к процедуре лечения диска от дефектных секторов.
Образование дефектов – это нормально. Жесткий или твердотельный диск устроен таким образом, что новообразующиеся дефектные сектора по мере их обнаружения будут скрыты средствами самого накопителя. Если вы обнаружили 1 – 2 бэд-блока, то, скорее всего, накопителю просто не хватило времени на их «ремонт» (скажем, диск обнаружил дефектный сектор и уже собирался приступить к его замещению, как вы выключили компьютер). Вот этот вот принцип (автоматического скрытия дефектного сектора при его обнаружении) мы и будем использовать для лечения диска.
Поменяйте шлейфы (и SATA, и питание) – часто ошибки образуются по причине плохого контакта (любой разъем имеет свойство расшатываться, контакт – ухудшаться). Это обезопасит вас от образования новых программных дефектов и продлит жизнь вашего диска.
Выше я уже описывал, как создать загрузочную флешку для запуска тестирования жесткого диска на выявление дефектов. Нам нужно будет снова использовать эту флешку.
Загружаемся с флешки и запускаем программу для тестирования носителей информации (обычно это Victoria). И теперь начинается самое интересное – лечение. Для того, чтобы излечить диск от дефектов, мы используем только механизмы, заложенные в сам накопитель: программные бэд-блоки (так называемые софт-бэды) уберутся, когда у сектора появится правильная контрольная сумма, а реальные дефекты мы попробуем заставить диск убрать автоматически. Обоих зайцев будем убивать записью.
Настоятельно рекомендую еще раз убедиться в том, что все нужные данные были зарезервированы – после того, как мы прогоним диску запись, данных на нем не будет. Если все хорошо и вы уверены, что все ваши данные надежно сохранены на другом носителе – приступаем к лечению. Для этого в Victoria, после выбора нужного диска, переходим на вкладку тестов и выбираем write (запись). Внимание! Данный тест полностью и безвозвратно стирает данные на физическом уровне!
Нажимаем Start и ждем окончания теста. После того, как он завершился, во вкладке тестов выбираем верификацию (verify) и снова нажимаем Start. После окончания верификации оцениваем график чтения. Он должен стать ровнее, дефекты должны исчезнуть. Если этого не произошло – можно попробовать пройтись записью еще один – два раза. Как правило, в случае с софт-бэдами и небольшим количеством новообразовавшихся дефектов достаточно одного прохода записью. Если их нужно больше – значит, диск работает уже на пределе своих возможностей и остро нуждается в замене. Подумайте, захотите ли вы доверять данные такому накопителю.
Почему я советую провести процедуру лечения записью прежде, чем ставить на диске крест? Если проблемы крылись в программных ошибках или в плохом контакте (расшатанные разъемы, плохое качество шлейфов и т.п.), то замена разъемов/шлейфов и запись их полностью излечит и поверхность диска станет как новая. По нашей статистике не меньше половины дисков с бэд-блоками – это диски, имеющие софт-бэды, с прекрасной (на самом деле) поверхностью. «Заваленный» SMART, провалы в графиках чтения и прочие прелести казалось бы умирающего диска – лишь следствие плохого контакта и программных ошибок, аппаратно диск может быть еще весьма и весьма далек от путешествия в свой битовый рай. Ну а если его можно спасти малой ценой (по два доллара за шлейфы хорошего качества и ночь работы компьютера в режиме записи и верификации) – то почему бы и нет?
Заключение
Как я уже писал выше, образование на диске дефектных секторов — нормальное явление при эксплуатации любого носителя информации, и их микропрограмма приспособлена для того, чтобы в автоматическом режиме решать эту проблему. Поэтому при обнаружении нескольких дефектов особых поводов для беспокойства нет — как только диск их обнаружит, он с ними самостоятельно справится. Если дефектов обнаружилось много, это может уже быть серьезно, и в этом случае я настоятельно рекомендую начать с резервного копирования данных, после которого пробовать описанный выше механизм лечения. Если же он не помог — не пытайтесь использовать диск, «обходя» дефектные области с помощью создания разделов разного размера и расположения. Диск нужно менять — риск того, что дефектная область будет увеличиваться, очень велик, при современных ценах на накопители есть ли смысл так рисковать?
Задача. Восстановить данные с дискового массива из сервера с 14 дисками
Описание проблемы. В работу поступил blade-сервер, в составе которого работает 14 SAS-дисков. При запуске сервер не может распознать дисковые сборки (array), соответственно, пользовательские данные не дступны. Однако сигналов о том, что какие-то диски вышли из строя и массив перешел в degraded-состояние, нет.
Результаты диагностики Произведен анализ массива. Выяснено, что по неизвестной причине (скорее всего, саботаж) дисковый массив удлен. Для восстановления данных требуется сборка массива с использованием специализированного ПО, извлечение данных из собранного массива, создание нового массива средствами сервера и копирование восстановленных данных на вновь созданный массив.
Необходимые для восстановления информации процедуры.
1) Определение параметров массива (в нашем случае оказалось RAID5+0)
2) Сборка массива по определенным параметрам.
3) Извлечение пользовательских данных на наши носители.
4) Создание нового массива средствами сервера.
5) Копирование восстановленных данных в созданный массив.
Результат.
Данные восстановлены полностью.
Особенности массива.
Достаточно стандартная схема построения массива, в которой два подмассива RAID-5 объединены посредством страйпирования. Таким образом, при достаточно высокой надежности RAID-5 получается некоторое увеличение производительности и емкости посредством использования технологии страйпирования (RAID-0). Проблема именно этого пользователя заключалась в том, что к утилите конфигурирования массива сервера имелся доступ у большого количства людей, что и привело к саботажу. Мы рекомендовали использовать встроенные средства безопасности серверного ПО, а именно: сменить пароли доступа в админ-панель серверной ОС, на BIOS RAID-части сервера, к службам управления доменами, и уменьшить количество людей, имеющих доступ к этим инструментам.
Задача. Восстановить данные с SSD Samsung MMCRE64G5MPP
Описание проблемы. Накопитель поступил с жалобой на то, что он не определяется компьютером.
Результаты диагностики. Для диагностики накопителя использованы ПАК РС-3000, цифровой мультиметр и цифровой осциллограф. Выяснено, что электроника накопителя исправна, а причина отказа — невозможность проинициализировать транслятор (циклическая загрузка в память диска одного и того же содержимого, имеющего поврежденную структуру).
Необходимые для восстановления информации процедуры.
1) Запуск накопителя в режиме загрузчика.
2) Загрузка в накопитель модифицированной микропрограммы (загрузчик диска).
3) Построение системы трансляции, применение ее в буферном ОЗУ диска.
4) Подготовка накопителя к вычитыванию данных.
5) Вычитываение накопителя в технологиеском режиме.
6) Извлечение данных из полученного образа.
Результат.
Данные восстановлены полностью.
Особенности накопителя.
Твердотельные накопители, в отличие от жестких дисков, не имеют в своей конструкции движущихся частей. У большинства SSD стандартной проблемой является повреждение или разрушение модулей трансляции, которое можно исправить только с использованием специализированных программно-аппаратных или программных продуктов.
Оснащение лаборатории восстановления данных – дело, которое должно производиться на постоянной основе. Один из важных моментов – это приобретение различных адаптеров и переходников, позволяющих подключить к нашему оборудованию любое устройство. Этому мы уделяем постоянное внимание, отслеживая появление новых устройств, новых типов соединений, новых стандартов. В нашей лаборатории имеется два важных списка: входящие соединения и имеющиеся соединения.
Входящие соединения – это спиcок, в который включаются все перспективные типы коннекторов, на которые нам нужно приобрести адаптер или переходник. Недавно в него добавился новый коннектор для SSD дисков – NF1. Пока ни один производитель не предлагает такого адаптера, но как только он появится в продаже, мы его немедленно приобретем.
Имеющиеся соединения – это те типы адаптеров и переходников, которые уже приобретены для нашей лаборатории. Как вы можете видеть на фотографиях, каждый адаптер или переходник должным образом промаркирован, и мы точно знаем, с каким устройством и какой переходник нам использовать.
В чем преимущество использования переходников? Почему мы уделяем этому так много внимания и инвестируем в это наши средства?
Все очень просто. Конечно, можно взять спецификацию коннектора и, припаяв необходимые провода, создать временное соединение для вычитывания данных. Однако у такого метода работы есть четыре очень важных минуса:
1) Возможность совершить ошибку и, как результат, электрически сжечь устройство. От ошибок не застрахован абсолютно никто, и их происхождение бывает различным, начиная от банальной невнимательности (к примеру, когда специалиста отвлекли во время работы) и заканчивая неправильной интерпретацией цвета провода (так, я припаял сюда коричневый провод, значит, и сюда нужно коричневый; а по факту у вас темно-коричневый и светло-коричневый проводники, и перепутав их, вместо 5 вольт вы подали на схему 12 – итог плачевен).
2) Паразитные токи. При работе с проводниками большой длины (а для современных высокочастотных соединений большой длиной может оказаться уже 5 – 6 см) возникают паразитные токи, которые будут искажать проходящие сигналы и продуцировать ошибки. Это неизбежно приведет к неправильной интерпретации приходящих на интерфейс данных и, как следствие – к большому количеству некорректируемых ошибок. При этом само устройство будет работать прекрасно и ошибок продуцировать не будет.
3) Малая оперативность. Для организации соединения напайкой проводников требуется время, иногда – довольно значительное, что негативно сказывается на общем времени проведения работ. Среднее время, за которое специалист, не знакомый со спецификациями коннектора, может организовать соединение методом напайки проводников, составляет примерно 1 – 2 часа. При использовании адаптера время организации соединения составит 10 – 15 секунд. И нам не придется каждый раз тратить драгоценное время для того, чтобы напаяться на разъем и получить доступ к данным, мы сделаем это быстро, безопасно и очень качественно.
4) Гарантийный обмен. Следы пайки, конечно, можно скрыть, особенно если паяет профессионал. Но скрыть их полностью все равно не получится, и дотошный гарантийный отдел их обязательно увидит и гарантированно откажет вам в гарантии (простите за каламбур). Другое дело – адаптер. Вы включаете накопитель в его штатный разъем, без каких-либо изменений для самого устройства, и совершенно спокойно, после завершения всех работ, можете обменять его по гарантии.
Задача. Восстановить данные с жесткого диска Toshiba MQ01ABD075
Описание проблемы. Накопитель поступил в работу с посторонники звуками из гермозоны (стук, щелчки).
Результаты диагностики. Для диагностики накопителя проверены плата электроники (методом установки заведомо исправной); обнаружено, что оригинальная плата электроники исправна. Произведено исследование гермоблока накопителя в чистой зоне (класс 100); обнаружено, что верхняя головка неисправного накопителя в блоке магнитных головок (БМГ) сорвана. Требуется замена головок.
Необходимые для восстановления информации процедуры.
1) Подбор и адаптация донорского устройства.
2) Замена блока магнитных головок.
3) Запуск накопителя в технологическом режиме.
4) Подготовка накопителя к вычитыванию данных.
5) Вычитываение накопителя в технологиеском режиме.
6) Извлечение данных из полученного образа.
Результат.
Данные восстановлены с минимальными (менее 1%) потерями.
Особенности накопителя.
Диски Toshiba линейки АBD не имеют каких-либо существенных отличий от других дисков форм-фактора 2.5 дюйма этого производителя.
Уничтожение данных – важная проблема современного IT-сообщества. Ситуации, при которых может потребоваться полное и безвозвратное уничтожение данных, различны, и не будут нами здесь обсуждаться. Мы поговорим о том, как можно уничтожить данные с различных типов носителей.
1. Флеш-накопители
В различных флеш-накопителях носителем информации является чип флеш-памяти, или несколько таких чипов. Как правило, они работают под управлением контроллера – микросхемы, организующей логическое транслирование банков и страниц памяти для оперционной системы. Надежно уничтожить данные с флеш-накопителя возможно следующими способами
— Стирание накопителя. Физически реализуется как запись определенного паттерна в каждый сектор такого носителя. При этом восстановление данных абсолютно невозможно. Реализовать можно как коммерческим, так и свободно распространяемым ПО (MHDD, Victoria и т.д.) для тестирования накопителей данных.
— Термическое воздействие на чип памяти. Микросхемы флеш-памяти весьма чувствительны к воздействию высоких температур. При нагревании их до 370° С в течение 2 минут внутри таких микросхем могут появляться bad blocks (нечитаемые сектора), нагревание до 400° С в течение 2 минут обязательно приведет к появлению таких секторов, нагревание свыше 500°С за тот же период времени может разрушить уже значительную часть секторов (а следовательно, и данных). Сжигание, таким образом, надежно уничтожит данные с такого устройства.
— Микроволновая деструкция. Чипы памяти флеш-устройств включают в себя большое число металлических элементов. Помещение их в интенсивное микроволновое излучение приведет к многочисленным разрушениям этих элементов, что сделает чип памяти абсолютно непригодным к эксплуатации. Оптимальным вариантом такого уничтожения данных являются направленные микроволновые излучатели, однако можно использовать и обычную бытовую микроволновую печь – при этом вы должны осознавать, что последняя может выйти из строя в результате ваших экспериментов.
— Механическое разрушение. Возможно, как и для любого другого устройства. Однако не всегда применимо в силу того, что требуется достаточно сильное механическое воздействие для того, чтобы физически разрушить чип памяти.
Мгновенное и гарантированное разрушение данных с флеш-устройств возможно только с использованием микроволнового излучения. Все остальные методы требуют определенного времени.
2. Оптические носители
Оптические носители (CD, DVD, BD) – один из самых удобных вариантов для уничтожения данных, так как имеют определенное количество слабых мест, делающих уничтожение данных быстрой и дешевой процедурой.
— Механическое разрушение. Возможно как просто переломить диск пополам (практически моментально; однако при этом возникает риск того, что диск лопнет, и от него отлетят осколки, которые могут вас ранить, поэтому настоятельно рекомендую ломать диски в защитных перчатках или рукавицах и с защитными очками на глазах), так и зацарапать его снизу (со стороны подложки; метод не слишком надежен, так как данные при этом не уничтожаются, после полировки зацарапанной поверхности их можно снова считать) или сверху (гарантированное уничтожение данных, так как царапая диск сверху, вы уничтожаете слой, несущий данные).
— Термическое воздействие. Оптические носители сделаны из легко плавящегося и горючего пластика. Нагревая их, мы надежно уничтожаем данные.
— Чувствительность к агрессивным веществам. Кислоты и щелочи, а также обычные органические растворители (ацетон, этилацетат и т.п.) крайне негативно воздействуют на пластик, из которого делаются оптические носители – вплоть до полного его растворения. Естественно, данные после такого воздействия восстановить уже не получится.
3. Дискеты
Едва ли не самые слабые в отношении надежности носители информации. Уничтожение данных с них не представляет никакого труда
— Стирание накопителя. Заполнение всех его секторов определенным паттерном. Возможно при помощи свободно-распространяемого ПО (Victoria и т.п.).
— Механическое разрушение носителя информации. Любая дискета – это пластиковый диск с магнитным напылением, заключенный в пластиковый же корпус. Достаточно легкого механического воздействия, чтобы разрушить корпус и извлечь магнитный диск, который можно порвать, после чего считать с него данные будет уже невозможно.
— Температурные воздействия. Пластик корпуса и магнитного диска дискеты горюч и плавок. Достаточно кратковременного воздействия высокими температурами для того, чтобы магнитный носитель расплавился или размагнитился.
— Агрессивные среды. Любой сильный растворитель (ацетон, эфир, хлороформ, этилацетат и т.п.) полностью разрушит магнитный носитель в дискете за считанные секунды. То же самое относится и к кислотам.
— Размагничивание. Возможно с использованием как специализированных устройств (дегауссеров), так и посредством обычного (но достаточно сильного) магнита.
4. Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)
Наиболее распространенный тип носителей информации. Уничтожение данных возможно как стиранием с использованием специализированного ПО, так и различными типами механического воздействия.
— Стирание. Реализуется несколькими способами. Наиболее распространенным способом является запись определенного паттерна в сектора накопителя с использованием специализированного ПО (MHDD, Victoria и т.п.). Меньше распространено стирание накопителей посредством команды Security Erase, поддерживаемой всеми без исключения НЖМД. Основной недостаток такого способа уничтожения данных – для накопителей большой емкости оно займет немало времени (до нескольких часов).
— Физическое разрушение пластин. Обычно реализуется посредством пробивания накопителя металлическим штырем или просверливания накопителя насквозь.
— Физическое разрушение накопителя сильным ударом во время работы накопителя. Как правило, приводит к незамедлительному смещению осей шпинделя и БМГ и к полному или частичному разрушению внутренних узлов НЖМД. Достоинство: очень быстрый способ уничтожения данных. Недостаток: не является абсолютно надежным методом уничтожения данных, накопитель может пережить даже очень сильное механическое воздействие (хотя это случается и не часто).
— Полное размагничивание накопителя. Осуществляется посредством специальных машин (дегауссеров), подающих на накопитель сильный магнитный импульс. Происходит полное размагничивание пластин с полной потерей служебной и пользовательской информации.
— Термическое воздействие (нагревание). При определенной температуре нагревания ферромагнетики теряют магнитные свойства, данные полностью теряются. Недостатком является необходимость нагреть накопитель достаточно сильно: накопитель необходимо прогреть, так как пластины расположены внутри гермоблока в воздушной среде. Этого нельзя сделать быстро.
Таким образом, наиболее быстрыми и недорогими способами уничтожения данных с современных накопителей являются: размагничивание дегауссером (НЖМД; применимо также и для дискет) и механическое разрушение. Например, в одной из российских компаний имелся специально нанятый охранник с боевым пистолетом, единственной функцией которого было сделать несколько выстрелов в черный кружок, нарисованный на корпусе сервера; за этим кружком располагались НЖМД – таким образом, выстрелы должны были разрушить накопители и сделать невозможным восстановление с них данных. Можно сказать, что такой способ удаления данных достаточно экзотичен, хотя по тому же принципу организованы механические устройства уничтожения данных на базе пиропатрона, осуществляющего при детонации резкий удар по НЖМД посредством заостренного металлического штыря.
Естественно, что после уничтожения данных таким образом использование самого устройства становится невозможным: устройство физически разрушается. Если вы планируете использовать устройство после уничтожения данных, наиболее правильным будет стирание.
Наша компания оказывает услуги по профессиональному уничтожению данных с любых типов носителей любым способом.
Иногда сложно понять, о чем с вами разговаривает специалист, которому вы отнесли свой диск для восстановления данных. Действительно, как понять фразу специалиста «В этой банке головы залипли» или «Тут без донора никак, комут сгорел»? Ну а если специалист будет использовать строгую профессиональную терминологию, то тут вообще можно потеряться: «Вы знаете, магнитные пластины Вашего накопителя подверглись сильному перегреву, что привело к возникновению отклонений в параметрах чтения-записи, которые выходят за допуски адаптивных таблиц», или «Модуль транслятора вашего диска во время последней сессии произвел запись с инверсией одного байта в заголовке, поэтому доступа к пользовательской зоне диск в штатном режиме не предоставляет».
Я подготовил краткий словарь, в котором приведены большинство используемых специалистом терминов. Пусть общение станет легким =).
Адаптивные параметры (адаптивы) – уникальные настройки микропрограммы накопителя, позволяющие ему нормально работать; диск может вообще не стартовать, если у него неправильные адаптивы.
Аппаратный сбой – неисправность, вызванная проблемами с аппаратной частью устройства.
Внешний диск – диск, который не стоит внутри компьютера; обычно используется для переноски информации.
Внутренний диск – диск, который стоит внутри компьютера.
Восстановление данных (восстановление информации) – совокупность действий по извлечению данных из неисправного устройства.
Гермоблок (гермозона диска, банка) – герметичная металлическая коробка, внутри которой установлены блины, головки и другие запчасти жесткого диска.
Головка (иголка, БМГ, HDA) – маленький кусок пластика на длинном металлическом кронштейне с запрессованной катушкой индуктивности, которым записываются и считываются ваши данные с блинов.
Дефект-листы – списки плохих мест на поверхности вашего диска, которые диск не будет использовать во время работы.
Диагностика – определение неисправности диска и того, сколько будет стоить восстановление данных.
Дискета – плоская, квадратная, хранит данные, но не влазит в телефон или фотоаппарат; некоторые называют так внешний жесткий диск.
Дисковый массив (RAID) – несколько дисков объединены в один или для увеличения производительности, или для увеличения надежности хранения данных, или и для того, и для другого.
Донор (донорское устройство) – жесткий диск, флешка или вообще все что угодно, откуда мы достанем запчасти для неисправного устройства.
Жесткий диск (жесткий, НЖМД, HDD) – устройство, представляющее банку с платой электроники снаружи и круглыми магнитными пластинами внутри, на которых записана информация.
Залип (клин головок, head stack) – неприятный момент, когда головка не успела уйти в парковочную зону диска и осталась на его поверхности, при этом диск не может раскрутиться.
Залипанец – диск, у которого диагностирован залип.
Залитик – устройство, на которое была пролита вода или другая жидкость, что привело к тому, что оно перестало работать.
Запил (царапка, царапина, коцка) – физическое повреждение поверхности блина.
Запчасти (запасные части) – то, что нужно заменить в вашем диске и имеется в исправном состоянии в доноре.
Интерфейс – разъем, через который вы подключаете диск к компьютеру.
Карта памяти – плоская, квадратная, ставится в телефон или фотоаппарат и хранит данные.
Клин шпинделя (клин двигателя, motor stack) – заклинивание электромотора, который крутит блины, при этом блины или совсем не раскручиваются, или крутятся с большим трудом.
Коммутатор-предусилитель (комут, коммутатор) – микросхема в банке, обеспечивающая нормальную работу головок.
Конфигурация массива – принципиально важный набор характеристик, без которых невозможно восстановление данных с дискового массива. Обычно включает в себя: порядок дисков, размер страйпа (порции данных), смещения, тип контроля четности.
Логическая адресация дискового пространства (LBA) – представление пространства диска как непрерывного набора секторов со сквозной нумерацией от 0 до конца.
Логическая неисправность – диск работает нормально, но данные недоступны (например, в результате форматирования, удаления файла, шифрования и т.д.).
Магнитная пластина (поверхность, блин) – круглый кусок стекла или металла с нанесенным на него ферромагнитным слоем, который ставится внутрь банки для записи ваших данных.
Микропрограмма (варь, фирмварь, firmware) – служебная информация вашего устройства, благодаря которой устройство функционирует.
Модуль служебной информации – кусок служебки, имеющий определенное назначение.
Монолит – флешка, в которой микросхема памяти спрятана в слое пластика и не может быть выпаяна отдельно.
Неисправность БМГ (неисправность головок, мертвые головы) – тот случай, когда точно без запчастей не обойтись; головки разрушены, повреждены, не могут прочитать информацию и необходима их замена.
Носитель данных (накопитель) – любое устройство, где хранятся ваши данные.
Парковка головок – вывод головок из рабочей зоны диска на то время, пока он не работает. Совершается или в парковочную зону, или на парковочную рампу.
Парковочная зона (парковка) – та часть диска, в которой головки находятся, когда диск не включен.
Парковочная рампа (парковочная рама, парковка) – фигурный кусок пластика вне блинов, на котором головки находятся, когда диск не работает.
Перенос магнитных пластин – извлечение блинов из гермоблока, в котором их чтение невозможно (клин двигателя, искривление осей и т.п.), и установка их в гермоблок с заведомо исправными узлами для вычитывания данных.
ПЗУ (ПЗУха, флешка) – микросхема, на которой хранится часть служебной информации вашего устройства.
Плата электроники (плата, контроллер) – кусок текстолита с напаянными на него электронными компонентами.
Пользовательская зона накопителя – дисковое пространство, доступное пользователю для записи данных.
Программный сбой – неисправность, вызванная проблемами с программным обеспечением.
Сектор – кусок данных на поверхности диска, имеющий определенный размер (обычно 512 байт) и структуру (заголовок – тело – окончание).
Служебная зона (служебка) – участок поверхности диска, где хранится микропрограмма.
Страйп – порция данных, которая записывается на диск – участник дискового массива. Обычно размер страйпа указывается в секторах стандартного (512 байт) размера.
Съемники головок – небольшие металлические или пластиковые инструменты, с помощью которых головки безопасно вынимаются из жесткого диска и устанавливаются обратно.
Твердотельный диск (SSD) – коробка с платой электроники или просто плата электроники, на которой напаяны NAND-микросхемы, внутри которых записана информация.
Технологический режим работы – режим работы накопителя, при котором обеспечивается доступ к его скрытым функциям (работа с модулями служебной зоны, изменение модели диска, емкости и т.п.).
Транслятор (подсистема трансляции) – модуль служебной информации, который обеспечивает перевод физической адресации дискового пространства устройства в логическую адресацию дискового пространства операционной системы.
Трек – расположенные на поверхности в один ряд по кругу сектора жесткого диска, дискеты или CD-DVD-BD.
Физическая адресация дискового пространства (PBA, ABA и т.д.) – то, как сектора или другие единицы хранения данных расположены в устройстве на физическом уровне (обычно – номер блока на треке по определенной головке с учетом или без учета дефектных секторов по той же головке).
Физическая неисправность – диск не работает нормально (не крутится, не определяется, не читается и т.п.).
Флешка – любое устройство, в котором используются NAND-микросхемы; некоторые так называют внешний жесткий диск или вообще любое устройство для переноски информации.
Шпиндельный двигатель (шпиндель) – электромотор с широкой металлической осью, на котором внутри банки крутятся блины.
Штатный режим работы – режим работы накопителя, при котором работают только его потребительские функции.
CD, DVD, BD – круглые блестящие пластиковые пластины с дыркой посередине, используемые для записи данных с помощью лазерного луча; часто используются на огороде для отпугивания птиц.
G-List (глист) – список плохих мест диска, которые образовались после выпуска диска с завода.
JBOD – простое объединение нескольких дисков в один по порядку друг за другом.
NAND-микросхема (нандина, микросхема памяти) – та самая микросхема, на которой хранится информация во флешках, SSD и картах памяти.
PATA – интерфейс, у которого шлейф для данных имеет 40 контактов, а разъем питания имеет 4 контакта.
P-List (плист) – список плохих мест диска, обнаруженных на заводе-изготовителе.
RAID-0 (страйп) – дисковый массив, в котором данные делятся на порции (stripe, страйп), и эти порции последовательно записываются на диски массива. Высокая скорость, но нет защиты от аппаратных сбоев.
RAID-1 (зеркало) – дисковый массив, в котором одни и те же данные одновременно записываются на несколько дисков. Стандартная скорость, средняя степень защиты от аппаратных сбоев.
RAID-5 (массив с контролем четности) – дисковый массив, в котором данные делятся на порции (страйпы), в которых с равными промежутками имеется порция для восстановления данных. Позволяет массиву нормально работать при потере одного диска. Относительно высокая скорость и неплохая степень защиты от аппаратных сбоев.
RAID-6 (массив с контролем четности и кодом Рида-Соломона) — дисковый массив, в котором данные делятся на порции (страйпы), в которых с равными промежутками имеется две порции для восстановления данных. Позволяет массиву нормально работать при потере двух дисков. Средняя скорость работы и высокая степень защиты данных от аппаратных сбоев.
SATA – интерфейс, у которого шлейф для данных имеет 7 контактов, а разъем питания – 15.
USB, Thunderbolt – плоский интерфейс, у которого нет отдельного разъема для питания.
Моей целью не было составление полного списка используемой специалистами терминологии – да это и не нужно; хотелось, чтобы большая часть терминов, которые проскакивают в разговоре с инженером совершенно естественно (для инженера, конечно) была вам, дорогие читатели, понятна, и не казалась китайской грамотой. Поэтому прошу прощения за серьезное упрощение трактовки некоторых из них: главное, чтобы верно была передана суть явления или определения, ну а технические подробности оного, если у вас возникнет желание про них узнать, вы всегда можете посмотреть в Интернете =).
Задача. Восстановить данные с жесткого диска Toshiba DT01ACA100
Описание проблемы. Накопитель поступил в работу с посторонники звуками из гермозоны (стук, щелчки).
Результаты диагностики. Для диагностики накопителя проверены плата электроники (методом установки заведомо исправной); обнаружено, что оригинальная плата электроники исправна. Произведено исследование гермоблока накопителя в чистой зоне (класс 100); обнаружено, что верхняя головка неисправного накопителя в блоке магнитных головок (БМГ) сорвана. Требуется замена головок.
Необходимые для восстановления информации процедуры.
1) Подбор и адаптация донорского устройства.
2) Замена блока магнитных головок.
3) Запуск накопителя в технологическом режиме.
4) Подготовка накопителя к вычитыванию данных.
5) Вычитываение накопителя в технологиеском режиме.
6) Извлечение данных из полученного образа.
Результат.
Данные восстановлены полностью.
Особенности накопителя.
Диски Toshiba бюджетной линейки АСА имеют очень аскетичный внутренний дизайн: небольшой магнит прямоугольной формы, простой пластиковый ограничитель, маленькие шурупы, одношурупная система крепления пакета магнитных пластин, и т.п. При таком исполнении гермозоны эти диски имеют весьма ограниченный срок службы и не отличаются большой надежностью.
