硬盘数据防护技术浅谈

Author: Date: 2001年 33期

?牐犎绻涤才淌堑缒灾凶钣屑壑档呐浼饣耙坏阋膊豢湔拧S才棠诒4媪舜罅康氖荩ㄆ渲邪?了你的许多重要资料),其价值是难以估量的,从某种意义上说,这些数据比硬盘本身甚至整台电脑都要宝贵。随着硬盘技术的快速发展,主流硬盘的容量也越来越大,大量的重要信息都被保存在硬盘中。因此,维护硬盘数据的安全问题非常急迫地摆在我们面前。不管是硬件厂商还是软件公司都非常看好这个市场切入点,纷纷推出了基于自己平台的保护数据产品。
  #1?牐犛才瘫旧淼姆阑ぜ际?
  ?牐犇壳埃颐蔷蠖嗍没Ф际前阎匾荽娲⒃谟才讨校绻才瘫旧矶甲霾坏酱娲⑹莸陌踩幕埃捎闷渌姆阑な侄我彩峭嚼偷摹R虼耍才坛?商对自己产品进行宣传时肯定会提出数据安全的概念,也会为此设计各种功能来实现这个目的。
  ?牐牬庸δ苌辖玻才痰氖莅踩杓品治捣阑ぃ刺嗫兀葑坪褪菪Q樗闹帧?
  ?牐?1.机械防护:硬盘最怕的就是震动了,几乎每个硬盘厂商都在这方面下足了功夫,使硬盘都有较高的抗震能力。其中最有名的就是Quantum(昆腾)的SPS(Shock Protection System,震动保护系统)和Maxtor(迈拓)的ShockBlock技术,它们的工作原理都是当硬盘遭受震动时,尽可能避免磁头撞击盘片表面而造成数据破坏,因此,这类保护技术大大降低了磁盘碎屑划伤盘片表面的几率。
  ?牐?2.状态监控:这种硬盘保护功能基于S.M.A.R.T(Self Monitoring Analysis and Reporting Technology,自分析、报告、检测技术),很多硬盘都设计了相应的软件对硬盘的状态进行检测和监控,如IBM的DFT(Drive Fitness Test,驱动器适应性测试)和Quantum的DPS(Data Protection System,数据保护系统)。
  ?牐?3.数据转移:这是建立在状态监控基础上的一种更高级的防护措施。当检测到硬盘有非正常数据区的时候,该数据区的数据便被自动搬移到正常区域中去,Western Digital(西部数据)推出的Data Lifeguard(数据卫士)技术是该类型功能中比较典型的代表,这项功能完全包含在硬盘本身的Firmware(固件)内。硬盘开始工作后每隔8个小时, 数据卫士就会对硬盘作一次扫描、分析和修复工作。数据卫士准备开始扫描、分析与修复的动作时,如果硬盘还有其他的工作要完成时,数据卫士就会向后延长15分钟左右的时间,再开始进行硬盘的扫描、分析与修复的动作,所以使用者并不需要担心数据卫士会影响到硬盘的效率。
  ?牐?4.数据校验:MaxSafe是Maxtor在金钻二代系列硬盘上开始使用的新技术,它的功能是在数据传输过程中加入特殊的编码算法,利用内含的ECC(Error Correction Code)错误修正码进行校验。当此数据重新读出或写入时,通过校正位代码来判断是否在数据传输过程中发生错误,如果错误发生,将重新读写数据,以保护数据的完整性。采用这个功能,硬盘发生ECC出错的概率为1/1020。
  #1?牐犂玫谌降挠布璞?
  ?牐?1.RAID功能:所谓RAID,就是独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks)的缩写,该技术是利用额外的硬盘空间,对数据即时进行镜像和冗余校验的备份。由于是即时性的数据安全模式,对于误操作的数据流失就无法防范了。采用RAID功能备份数据,操作相对复杂,而且成本也最高。
  ?牐?2.硬盘保护卡:硬盘保护卡也称为时光回溯卡,它是保护电脑数据资料的一种专用设备。硬盘保护卡有备份方式和动态还原方式两种备份形式,它是将一块固定大小的硬盘空间作为缓冲区来实现数据保护功能,其优点是数据恢复比较快,缺点是占用硬盘的一半或部分空间降低了系统的使用效率。
  ?牐牰乖抢糜才痰娜哂嗫占涫迪质萑4婕凹词备丛募际酰诺闶遣徽加糜才炭占洌指此俣燃欤?2~3秒),不影响机器性能。硬盘保护卡的安装有磁盘安装式和即插即用式两种方式。硬盘保护卡的使用相对简单些,但售价较贵。
  #1?牐犂玫谌饺砑?
  ?牐犇壳埃颐浅S玫氖荼阜莺突指慈砑饕侨盘斯痉⒉嫉腘orton Ghost。该软件可备份整个硬盘或者某些分区的数据,在备份全部的数据的同时,还带有压缩功能。备份出的数据可存放在硬盘、光盘或其他存储介质上。Ghost使用起来很方便,但同时也存在一些不可避免的缺点:(1)它属于数据完全备份,即使采用了数据压缩功能,所备份出来的文件也是很大的,需要占据大量的存储空间。(2)由于是完全数据备份,备份和恢复所用的时间就比较长。(3)备份出的文件是标准文件容易被误操作或病毒破坏。
  ?牐牨嘧ⅲ汗赜贜orton Ghost软件的用法,请大家参阅《电脑报》2001年第30期B4版《有备无患胜于亡羊补牢》一文。
  #1?牐燘IOS内建数据防护工具
  ?牐犗衷冢幸恢秩战チ餍械氖荼阜莺突指醇际酰蔷褪抢弥靼錌IOS中内嵌的硬盘工具,对硬盘数据进行完整备份,这种功能类似于Ghost,但存储介质局限于硬盘。它不像GHOST那样可以把备份出的镜像文件转移到光盘等存储介质中。由于同样是完全数据备份,所以这种数据备份和恢复技术的用时很长。另外,镜像文件是隐含在硬盘中的,一般情况下在系统中无法看到,所以不会被误删除,也不会被病毒破坏掉。目前,具有数据备份和恢复功能的主板主要有捷波、奔驰、联想等产品。
  ?牐?1.“恢复精灵”:捷波主板的这个功能备份整个硬盘的数据只需要很少的空间,大约为备份数据的万分之五,而且无须对整个硬盘的数据做完整镜像文件,所以用时也少,短短5秒钟就能完成整个备份过程。“恢复精灵”对于误删除,误格式化掉的数据都能挽救回来。恢复精灵在硬盘上做的备份文件是系统和病毒无法破坏的,十分安全。
  ?牐?2.“数据保险柜”:这是奔驰主板内建的数据备份工具,功能比较强大,它同样可以在很短的时间内备份和恢复硬盘上的数据。
  ?牐?3.“宙斯盾”:这是联想几年前就推出的硬盘数据保护技术,它不但能备份和恢复数据,还能对硬盘进行分区、格式化。不过,用“宙斯盾”备份的数据占据的硬盘空间稍大些。
  ?牐犗旅妫颐蔷屠刺逖橐幌律鲜鋈畈煌靼宓氖荼;ぜ盎指垂δ馨伞#ㄏ伦狢4版)
  #1    体验“宙斯盾”
  ?牐犃攵来吹摹爸嫠苟堋保≧ecoveryEasy),可以为用户提供硬盘数据备份与恢复、CMOS设置备份与恢复,以及多重引导等功能。
  #1?牐牎爸嫠苟堋钡墓ぷ髟?
  ?牐犜谑褂谩爸嫠苟堋敝埃故窍攘私庖幌滤墓ぷ髟戆伞J导噬希爸嫠苟堋笔遣捎昧薆uild-in BIOS技术,也就是说宙斯盾的各项功能,包括分区、备份/恢复的程序都是内建在BIOS中。“宙斯盾”的工作原理就是在当前分区中另外划分一块相同大小的空间,将分区中的数据完整地备份下来,称作镜像分区,这块镜像分区作为硬盘的保留空间是不会被访问到的。不过“宙斯盾”只支持IDE硬盘,它不会为某些特殊类型的硬盘提供保护(如SCSI硬盘),但也不会影响到此类硬盘的正常使用。
  #1?牐犛才谭智?
  ?牐牎爸嫠苟堋笔悄诮ㄔ贐IOS中的,计算机进入BIOS启动界面时,按“Ctrl+Tab”键就可以直接“呼出”分区界面。进入分区界面时,会提示你输入缺省密码“qdiqdi”(如^33030901a^1)。
  ?牐?1.进入分区界面
  ?牐犎缓蟪绦蚧岱治鲇才痰脑蟹智低常⑾允厩?4个分区的状况,如果原硬盘存在扩展分区且分区数目超过4个,系统会提示用户删除4个分区以外的其他分区,这是因为“宙斯盾”对每个硬盘最多能支持4个主分区。如果分区数目并不多于4个,系统会提示你是否在原分区基础上安装RecoveryEasy,这将会把原有扩展分区转化为正常分区,并有可能改变分区盘符的顺序,但并不改变原有分区中的内容。如果你使用的是未经分区的新硬盘,程序会出现“空分区表”的提示。
  ?牐?2.新建分区
  ?牐牻獗暌频健靶陆ǚ智毕睿椿爻导啡希聊唤崾灸恪笆欠穸苑智鳦设置镜像保护(Y/N)?”(如^33030901b^2)。选择“Y”后,系统又会提示你输入分区大小(单位:兆),此时状态栏中提示的最大可分配空间为剩余空间的一半。因为系统将会在硬盘上为新分区划分一个相同大小的镜像分区,用来备份分区C用的。
  ?牐犓得鳎骸爸嫠苟堋笔且?1000000为1兆,而Windows是以1024K个字节为1兆,由于这种计数差异,“宙斯盾”创建的分区大小在Windows中将显示为一个较小的值。
  ?牐牻幼牌聊怀鱿中路智鳦的结构,在分区界面中(如^33030901c^3),大家就可以看到分区C的容量,以及占用总容量的百分比,其后还跟着X2,是代表分区C设置了镜像分区。然后依次可以建立其他分区。
  ?牐犓得鳎旱庇才堂挥惺S嗫占浠蛞汛嬖?4个分区时,这个功能失效。如果你想创建一个镜像分区,必须保证硬盘还有剩余空间,而且在最后一个分区不存在镜像分区。否则,你要删除一个分区,再重新建立镜像分区。当然,在删除分区之前,必须先备份出这个分区中的重要资料。如果在用“宙斯盾”误删除分区时,即使再重新建立该分区,分区的内容也无法恢复了。这种情况下,可以立即重启,而不是按Esc键退出,误删除的操作结果不会被保存。
  ?牐犎绻切掠才蹋顺觥爸嫠苟堋狈智缑婧螅聊换崽崾灸阌萌砼唐舳扑慊杂才探懈袷交?理。
  #1?牐犑荼阜萦牖指?
  ?牐牼迪穹智?立好后,我们只有对分区进行备份保护后,才能进行数据恢复。同样也在计算机进入BIOS启动步骤后,按“Home”热键“呼出”镜像界面。进入分区界面时,会提示你输入缺省密码“qdiqdi”。
  ?牐?1.分区备份
  ?牐牻獗暌贫健胺智阜荨毕睿聪禄爻导低郴崽崾灸阊≡裥璞阜莸姆智ü碏5键进行切换各个分区(如^33030901d^4)。再按下回车键确认后,系统就会开始将该分区的内容备份到镜像分区,并显示备份进度。备份的时间就依你所建立的分区大小而定,如果设置的容量太大,可能就要等上一段时间。
  ?牐犓得鳎喝绻梅智郧白龉阜荩低郴嵊芯嫣崾荆⒒嵩谧刺钢刑崾旧弦淮巫霰阜莸氖奔洌啡虾螅低巢呕峤斜阜莶僮鳌?
  ?牐?2.分区恢复
  ?牐牼智阜莺螅院笸蛞挥龅轿蟛僮骰蛘呤遣《鞠飨低撑蹋斐芍匾荻В涂梢酝ü爸嫠苟堋苯阜葑柿匣指垂矗乔疤崽跫悄阋笆苯斜阜荨7椒ㄊ牵涸谌缤?1的分区界面中将光标键移到“分区恢复”处,按回车键确认,系统会提示你选择需备份的分区,通过按F5键进行切换各个分区。接着,系统又提示你“该操作将用镜像分区覆盖当前分区!是否继续(Y/N)?”。确认无误后,按下“Y”,系统将进行恢复操作,并显示恢复进度。
  #1    系统“数据保险柜”
  ?牐犜谝恍┍汲壑靼宓腂IOS中内建了一个“数据保险柜”程序,使用该程序可以对硬盘上的数据进行备份。由于是在CMOS中操作,程序的运行不受操作系统的影响,而且其备份的文件在操作系统中是隐藏起来的,这使得备份安全性有了极大的提高。
  ?牐牽隑IOS设置,在“Advanced BIOS Features”中有一项“HDD Instant Recovery”,主板默认为关闭,打开之后就可以使用这项非常强大的硬盘工具了。
  ?牐牬蚩螅匦缕舳缒裕约焱炅酥螅缒跃拖允玖艘桓鲆郧按永疵挥屑幕妫饩褪恰癏DD Instant Recovery”的安装界面,因为系统还没有启动,所以这安装程序是在BIOS中进行的。选择了安装之后,又重新启动就可以使用“HDD Instant Recovery”的功能了(^33030901e^1)。这个内建在BIOS中的硬盘工具,可以把Alt和F1~F6等功能键搭配使用,6种组合分别代表不同的功能。
  #1?牐?1.Backup System(备份系统)
  ?牐犝飧龉δ芸梢园袰盘的资料备份起来,当硬盘的系统文件被破坏了,就可以使用这个备份来恢复。按下后,屏幕就会提示你想把C盘的数据备份在哪个硬盘分区内(^33030901f^2)。这些备份文件可以存放在任何一个硬盘分区里,然后隐藏起来,无论是在DOS还是Windows操作系统下都看不到这些文件,也不能把文件删除,所以这些备份文件是非常安全的,病毒当然也无法感染了。此外,就算你把数据备份在C盘后又把C盘格式化,也可以通过它的恢复功能马上恢复。FDISK把它重新分区后,可不可恢复它的数据呢?当然可以。不过,这里要注意的是,它只能对第一个分区进行备份,备份数据可以放在其余任何一个分区,但要求目的分区的剩余空间能装得下你要备份的数据。
  #1?牐?2.Disk Information(硬盘信息)
  ?牐犜诖讼钪校憧梢钥吹降缒陨习沧暗乃杏才痰姆智榭觯ù排痰拿恳桓龇智拇笮 ⒁丫褂玫目占浜褪褂玫奈募低扯伎梢韵允境隼矗绻愕牡缒园沧傲硕喔鲇才痰幕埃部梢园衙扛鲇才痰男畔⑾晗傅叵允境隼础?
  #1?牐?3.Restore System(恢复系统)
  ?牐犝飧龉δ芸梢匝杆侔驯黄苹档南低郴指垂矗退阌才瘫桓袷交耍蛑匦路智耍舱昭梢曰指矗一指吹乃俣缺冉峡臁@纾?396MB系统备份在C盘,然后把C盘格式化了再恢复,最多3分钟,就可以完全把系统恢复过来,真的非常方便。
  #1?牐?4.Defragmenter(整理磁盘碎片)
  ?牐牶筒僮飨低匙源拇排涛募槠砉ぞ咭谎飧龉δ芤部梢远杂才探姓恚俣纫脖冉峡臁?
  #1?牐?5.Hard Disk Copy(硬盘拷贝)
  ?牐牶团刀儆才炭寺」ぞ逩host的整个硬盘对拷功能一样,使用组合键也可以实现硬盘的相互拷贝。它可以同时拷贝3个硬盘,但是它需要同样大小,同样规格的硬盘。
  #1?牐?6.Uninstall(卸载)
  ?牐犎绻悴幌胧褂谜庵止δ埽部梢越对兀对赝曛螅贐IOS内关闭这项功能,再开机时也就不会出现如图1所示的画面了。
  #1    神奇的“恢复精灵”
  ?牐牎盎指淳椤笔墙萑窨萍纪瞥龅囊恢钟才淌荼阜菁际酰谇对诮莶ㄖ靼宓腂IOS里面,可以在系统崩溃、误操作、感染病毒时,用极短的时间将硬盘上的数据恢复到备份前的状态,其过程仅需几秒的时间,该工具甚至可以恢复用FDISK分区过的数据(前提是FDISK分区后没有在对硬盘进行其他写操作,如格式化、拷入数据等)。
  #1?牐牎盎指淳椤钡脑?
  ?牐牎盎指淳椤钡脑硎窃谟才讨谢忠豢楹苄〉目占淅幢阜萦才躺系氖荩乇鹗荈AT(文件分配表)和主引导区数据备份,这也是对付引导性病毒的有效手段之一。
  #1?牐牪僮鞑街柘杲?
  ?牐犜谙低称舳螅逼聊怀鱿帧癙ress Ctrl+R to enter Recovery Genius 21st Test version” 提示时,按下“Ctrl+R”组合键,就可进入“恢复精灵”的设置界面,该界面中共有7个选项(^33030901g^1)。
  ?牐?1.Install(安装恢复精灵及进行首次备份)
  ?牐牭蹦阊≡馡nstall并执行之后,你的硬盘就处于“恢复精灵”的保护之下。Install只适用于第一次安装及Uninstall后再次安装,否则此选项是灰色的,不可选。
  ?牐?2.Setup time(设置所备份数据的自动更新时间)
  ?牐牨硎臼侄率莸氖奔洌衔?0。用户可以自由输入0~30之间的任意数字(或用PageUp,PageDown键进行选择),比如可以直接键入5,表示在5天后开机时自动更新备份。
  ?牐?3.Restore?焄to date](执行恢复命令)
  ?牐犞葱写搜∠詈螅梢曰指瓷洗蔚谋阜菔荨@ê胖形霰阜莸木咛迦掌凇H?2001.3.20,12:35,表示2001年3月20日12点35分。
  ?牐?4.Save data(保存硬盘现有数据)??
  ?牐犎绻没?需要更新备份,就可以选择此项(^33030901h^2)。注意:更新之后会将上一次的备份覆盖。
  ?牐?5.Unistall(卸载恢复精灵)
  ?牐犘对鼗指淳楹螅才探?去保护。卸载时,恢复精灵会提示是否将硬盘中的数据保持当前的状态。如果选No,硬盘上的数据将恢复到备份之前的状态。
  ?牐?6.Set password(设置进入恢复精灵的密码)
  ?牐犛没Э梢陨柚靡桓鲎畛?8位的保护密码,如果没有正确密码就不能进入“恢复精灵”设置界面。
  ?牐犎缫没б宄蚋脑吹拿苈耄枰仁淙刖擅苈耄撕蟛趴梢郧宄蚋摹K源蠹仪胛鹜敲苈搿?
  ?牐?7.Q(Quit,退出)
  ?牐牪僮魍瓿珊螅≡窀孟罹涂赏顺觥盎指淳椤钡牟僮鹘缑妗?
  ?牐牨嘧ⅲ汉推渌靼宓氖荼阜莺突指醇际醪煌氖牵盎指淳椤笨梢越小耙浦病保梅墙莶ㄖ靼逡蚕硎艿健盎指淳椤贝吹睦秩ぁ9赜谌绾谓盎指淳椤币浦驳狡渌靼迳希氪蠹也卧摹兜缒员ā?2001年第20期C10版《MS6163也用“捷波恢复精灵”》一文。
  #1?牐牸钢质莘阑ぜ际醯谋冉?
  ?牐?1.采用硬盘卡和RAID的方式是成本最高的,而采用内建在BIOS中备份恢复软件的方式是成本最低的。
  ?牐?2.采用软件备份的方式是操作最复杂的,而且备份成本也较高,大多数情况下是备份在硬盘中,较少的备份数据还可以刻录到光盘上,因此成本仅次于硬盘RAID镜像技术。BIOS内建的数据备份技术所需的成本最低,备份数据只占硬盘空间的很少一部分。
  ?牐?3.速度最快的是硬件RAID方式,它可以即时对数据进行镜像备份,但不能恢复误操作造成的数据丢失,所以只能降低因磁盘系统问题造成的数据丢失。从某种意义上说,RAID不是一种数据备份模式。Ghost类的数据备份需要花的时间最长,因为它要把硬盘上的数据从头到尾完全复制一遍,遇到大硬盘等上一个多小时也是常有的事。
  #1?牐牻?  语
  ?牐犓孀诺缒云占岸鹊脑黾樱嗣嵌杂诘缒缘囊览狄苍嚼丛酱螅畔⒌缱踊臀拗桨旃丫晌恢智魇疲缒砸渤晌诵矶嘀匾莸闹饕娲⒚教澹Vふ庑┦莸陌踩匀槐涞糜任逼取8鞲龀?商针对此问题提出了很多软硬件解决方案,我们相信,在今后的电脑中,数据备份一定会成为一个必备的功能。