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1、2006 VCampus Corporation All Rights Reserved. 数据备份与灾难恢复2006 VCampus Corporation All Rights Reserved. 第一单元硬盘基础知识学习目标 硬盘内外部结构的组成 硬盘的盘片、磁道、柱面和扇区 硬盘的接口类型以及应用的范围 硬盘的5个存储区域 硬盘修复的常用方法数据备份与灾难恢复认识 以美国为首的发达国家都非常重视数据存储备份 技术，服务器与磁带机的连接已经达到60以上 。 存储备份除了复制拷贝外，还包括更重要的内 容即管理。 备份管理是一个全面的概念，它不仅包含制度的制订和磁带 的管理，而且还能决定引进
2、备份技术，如备份技术的选择、 备份设备的选择、介质的选择乃至软件技术的挑选等。 磁盘缺陷与修复 磁盘缺陷介绍 通常可将硬盘的缺陷分为六大类： 坏扇区（Bad sector），也称缺陷扇区（Defect sector） 磁道伺服缺陷（Track Servo defect） 磁头组件缺陷（Heads assembly defect） 系统信息错乱（Service information destruction） 电子线路缺陷（The board of electronics defect） 综合性能缺陷（Complex reliability defect） 硬盘缺陷修复 不同类型的缺陷要用不同的
3、处理方法： 对于综合性能缺陷，一般涉及稳定性问题，随时都有丢失数 据的危险，建议更换。 对于磁头组件缺陷，解决办法是更换磁头组件。条件允许的 情况下可以在百级净化室中更换硬盘的磁头组件，对数据进 行拯救。 对于线路缺陷，要有测试线路的经验和焊接芯片的设备，还 要有必需的配件以备更换。 对于系统信息错乱，需要有专业的工具软件才能解决。 对于伺服缺陷，也要借助于专业工具。通过重写纠正伺服信 息，解决部分磁道伺服缺陷。 扇区缺陷，坏扇区是最常见的缺陷类型，修复的方法有以下 几种： 通过重写校验码、标志信息等可以纠正一部分坏扇区。 调用自动修复机制替换坏扇区。 用专业软件将缺陷扇区记录在Plist中，
4、并进行内部低级格式化。Tech Note:百级净化的标准国内领先的企业： 硬盘损坏及修复 硬盘的损坏按大类可以分为硬损坏和软损坏。 硬损坏包括磁头组件损坏、控制电路损坏、综合 性损坏和扇区物理性损坏四种： 磁头组件损坏：主要指硬盘中磁头组件的某部分被损坏，造 成部分或全部磁头无法正常读写的情况。主要包括磁头脏、 磁头磨损、磁头悬臂变形、磁线圈受损、移位等。 控制电路损坏：是指硬盘的电子线路板中的某一部分线路断 路或短路，或者某些电气元件或ic芯片损坏等等，导致硬盘 在通电后盘片不能正常起转，或者起转后磁头不能正确寻道 等。 综合性损坏：主要是指因为一些微小的变化使硬盘产生的种 种问题。 扇区物
5、理性损坏：是指因为碰撞、磁头摩擦或其他原因导致 磁盘盘面出现的物理性损坏，譬如划伤、掉磁等。 软损坏包括磁道伺服信息出错、系统信息区出错 和扇区逻辑错误 磁道伺服信息出错：是指因为某个物理磁道的伺服信息受损 或失效，导致了该物理磁道 无法被访问。 系统信息区出错：是指硬盘的系统信息区在通电自检时读不 出某些模块的信息或者校验不正常，导致硬盘无法进入准备 状态。 扇区逻辑错误：是指因为校验错误（ecc错误和crc错误）、 扇区标志错误（idnf错误） 、地址信息错误（amnf错误）、 坏块标记错误（bbm）等原因导致该扇区失效。 硬盘的结构 硬盘的外部结构 硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件等
6、组成。 硬盘的内部结构通常是指盘体的内部结构； 控制电路板上主要有硬盘BIOS、硬盘缓存（即CACHE）和 主控制芯片等单元； 硬盘接口包括电源插座、数据接口和主、从跳线。 通过盘体外部的产品标签可以得知硬盘的基本信息，包括： 产品型号、产品序列号、产地、出厂日期等。 通过产品型号可以得知硬盘的容量和转速等信息 。这是一款希捷公司的容量为320GB的7200RPM高速硬盘 硬盘的内部结构 硬盘内部结构由固定面板、控制电路和板、磁头、盘片、主 轴、电机、接口及其它附件组成 磁头盘片组件是构成硬盘的核心 磁头组件这个组件是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、传 动手臂、传动轴三部份组成。 磁头驱
7、动机构硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要该机 构驱动才能实现。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防 震动装置构成，高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱 动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。 磁盘片盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片大多采用金属薄 膜材料。 主轴组件主轴组件包括主轴部件如轴承和驱动电机等。 前置控制电路前置电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头 驱动和伺服定位等，由于磁头读取的信号微弱，将放大电路密封在腔 体内可减少外来信号的干扰，提高操作指令的准确性。 温切斯特硬盘 温盘结构特点如下： 磁头、盘片及运动机构密封在盘体内。 磁头
8、在启动、停止时与盘片接触，在工作时因盘片高速旋转， 带动磁头“悬浮”在盘片上面呈飞行状态（空气动力学原理）。 磁头工作时与盘片不直接接触。 磁盘表面非常平整光滑，可以做镜面使用。温彻斯特硬盘结构 新型的硬盘SSD固态硬盘硬盘的逻辑结构 盘片-盘片都有两个盘面（Side） 磁道-磁道从外向内从0开始顺序编号 柱面-数据的读/写按柱面进行 扇区-操作系统以扇区（Sector）形式将信息存 储在硬盘上。硬盘的接口 硬盘接口可以分成如下几种： IDE、SCSI、Serial ATA、USB、FibreChannel、 IEEE1394 最常见的就是IDE和Serial ATA IDE IDE是Inte
9、grated Device Electronics的简称，是一种硬盘的 传输接口 ATA 66提供66MB/sec最大数据传输率 ATA 100提供100MB/sec最大数据传输率 ATA 133提供133MB/sec最大数据传输率 各种IDE标准都能很好的向下兼容 主板的IDE接口 SCSI SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”（小 型计算机系统接口）。 专门为硬盘设计的总线型的系统接口。 最新的Ultra320 SCSI版本标准支持最高数据传输达到了 320MB/s。 SCSI接口具有的优点是： 配置扩展灵活（在一块SCSI控制卡上就可以同
10、时挂接15 个设备） 高性能（具有多任务、宽带宽及CPU占用率低等特点） 应用广泛（具有外置和内置两种） 其缺点主要体现为：价格昂贵、安装复杂。 Serial ATA Serial ATA，即串行ATA 用四个针就完成了所有的工作 第1针发出 第2针接收 第3针供电 第4针地线 Serial ATA数据线 Serial ATA数据线接口 Serial ATA主要有以下特点： Serial ATA针脚数目减少，解决了数据串扰问题。数据芯线 减少，降低电力消耗，减小发热量，有利于数据的正常准确 传输、增加系统的稳定性。 Serial ATA的起点更高、发展潜力更大。 Serial ATA的拓展性更
11、强。 硬盘数据组织 硬盘在存取数据之前，需经过低级格式化、分区 、高级格式化三个步骤后才能使用。其作用是在 物理硬盘上建立一定的数据逻辑结构。 一般将硬盘分为五个区域： 主引导记录区 DOS引导记录区 文件分配表 文件目录表 数据区 低级格式化 硬盘低级格式化（Low level format）简称低格，也称硬盘物 理格式化（physical format）。 硬盘低级格式化主要完成以下几项功能。 测试硬盘介质； 为硬盘划分磁道； 为硬盘的每个磁道按指定的交叉因子间隔安排扇区； 将扇区ID放置到每个磁道上，完成对扇区的设置； 对磁盘表面进行测试，对已损坏的磁道和扇区做“坏”标记； 给硬盘中的每
12、个扇区写入某一ASCII码字符。 低级格式化对硬盘有较大的磨损，影响其使用寿命。不要轻 易对硬盘做低级格式化。 在以下情况下，可以考虑低级格式化。 新购置硬盘或硬盘适配器，要对硬盘重新进行低级格式化。 因长期使用出现坏扇区，致使在操作时常常使DOS出现“扇区 未找到”错误。 要改变一个硬盘的交叉因子，通过低级格式化来完成。 在硬盘经常出现各种各样莫名其妙的问题时，可以考虑做低级 格式化。 分区 分区，就是将硬盘划分为一个个的逻辑区域。 对硬盘做完低级格式化后，必须进行分区操作，通过分区来 完成主引导记录的写入。 对硬盘进行分区归纳起来主要有以下优点： 便于硬盘的规划、文件的管理 有利于病毒的防
13、治和数据的安全 硬盘分区可有效地利用磁盘空间 提高系统运行效率。 便于为不同的用户分配不同的权限。 整理硬盘时，更能体会到分区的好处。 镜像磁盘分区时，也必须在不同的分区之间进行操作。 安装多个操作系统时，也需要在不同的分区上实现。 逻辑盘比较小，文件性能好，就是查杀毒速度也快得多。 在对硬盘进行分区的时候，其逻辑盘容量大小可 从以下两个方面来考虑： 如果要经常安装大型软件、大型数据文件，应当考虑将分区 和逻辑盘的容量设置得大一些。簇的容量大，可提高数据的 存取速度和效率。 如果是经常用于存放大量的小文件，例如，一般用户的工作 盘、学生实习盘等，从节省磁盘存储空间的观点出发，应考 虑将硬盘分区
14、和逻辑盘容量设置得小一些。 常用的分区和格式化软件有： Fdisk、 Disk Genius、 Partition Magic 硬盘厂商的专用工具 使用Disk Genius进行分区 使用PartitionMagic 进行分区 Tech note:分区容量的技巧 Y=(X-1)4+1024X Y为需要输入的数值，X为希望得到的整数容量（ G为单位） 硬盘的高级格式化 高级格式化的主要作用有： 从各个逻辑盘指定的柱面开始，对扇区进行逻辑编号（分 区内的编号）。 在基本分区上建立DOS引导记录（DBR），若命令中带 有参数“/S”则装入DOS的三个系统文件。 在各个逻辑盘建立文件分配表（FAT）
15、建立根目录对应的文件目录表（FDT）及数据区。在资源管理器中进行格式化分区 在右键属性中格式化分区实验 在widows2003中为硬盘进行分区 操作 使用虚拟机软件添加一块虚拟硬盘 在磁盘管理中创建分区 对分区进行格式化 写入数据进行验证实验 在linux中进行硬盘分区操作 使用虚拟机软件添加一块虚拟硬盘 在linux中使用fdisk进行分区操作,创建2个分区 对分区进行格式化，将分区格式化为ext2和ext3 格式 分别将两个分区挂接到/mnt下的空目录中 访问各分区并写入数据实验 使用 disk genius 工具软件对磁盘进行分区 使用partition magic 进行磁盘分区 硬盘的数据存储区域 硬盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分： MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区 。 MBR（Main Boot Record）,按其字面上的理解即为主引导记 录区，位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。 主引导记录中包含了硬盘的一系列参数和一段引导程序。 DBR（Dos Boot Record）是操作系统引导记录区。是操作系 统可以直接访问的第一个扇区，包括一个引导程序和B
