一、前言

大数据时代，数据存储设备多种多样，便携的存储卡和U盘，大容量的机械硬盘，高读写速度的固态硬盘，以及高安全性的冗余磁盘阵列，可以说存储技术日新月异。然而，在我们日常的工作使用中也时常面临着数据丢失的困扰，不管是数据的误删除、格式化还是分区表的丢失与损坏，甚至是硬盘扇区的损坏，都给我们的正常使用带来了极大的不便。与此同时数据安全领域的前沿技术也在不断更新，针对不同的存储介质和不同的删除手段，形形色色的数据恢复工具也在不断地衍生和发展。

今天我们为大家测试了国际上比较主流的四款数据恢复工具，这些工具对于误删除、格式化和分区表损坏都有着很好的恢复效果，个别软件还具备着冗余磁盘阵列的分析与重组能力。参与测试的存储设备有市面上的高端固态硬盘，也有我们日常使用的U盘和机械硬盘，这些硬盘在删除或者格式化之后使用工具进行恢复有着不同的效果。

评测中对这些工具的使用做了详细的介绍，并且对比了不同的恢复工具在不同的数据丢失情形的具体表现效果，读者可以根据自己所面临的具体情形参考本评测做出不同的选择。

二、测试环境

操作系统 Windows 10 Pro 64-bit

处理器 Intel(R) Core(TM) i7-6700K CPU @ 4.00GHz

主板型号 iEi Technology Corp. - Intel B360 (V1.00)

内置硬盘 SAMSUNG MZMTD128HAFV-000 SCSI Disk Device (128GB)

存储介质 西部数据WD Blue 3D NAND SSD 1TB固态硬盘

Intel SSD DC 4600 480GB企业级固态硬盘

Seagate XF1230 480GB企业级固态硬盘

Kinston USB3.0 16GB U盘

测试工具：（均为商业注册版）

1、UFS Explorer Professional Recovery version 5.23.1

2、RecoveryMyFiles v5.2.1 Professional

3、 Recuva-Tech Editon v1.53.1087(64-bit)

4、R-STUDIO Network v8.5.170097

三、测试机构

鸿萌数据安全服务中心

四、软件简介

1. UFS Explorer Professional Recovery -version 5.23.1

UFS Explorer Professional Recovery

UFS Explorer Professional Recovery是一款强大的、综合的、但是易用的数据恢复软件，可以帮助用户进行快速和全面的数据恢复和反删除程序文件。支持各个版本的Windows系统的磁盘阵列恢复， UFS的资源管理与专业恢复可以帮助您从不同的操作系统的文件系统中恢复损坏或者丢失的文件。

2. RecoveryMyFiles v5.2.1 Professional

Recover My Files

Recover My Files是一款功能及其强大的数据恢复工具，支持恢复误删除，甚至是磁盘格式化后的文件。它可以自定义搜索的文件夹、文件类型，以提高搜索速度及准确性节约时间，在搜索过程中，提供了大量的信息，包括：文件名、文件/目录、尺寸、相关日期、状态、对一般性文档可直接预览等，让你更好地选择要恢复的文件。操作简单、快捷，需要的朋友请下载体验！Recover My Files可以恢复包括文本文档、图像文件、音乐和视频文件、以及删除的zip文件，可以以扇区的方式扫描硬盘。支持的格式包括：mpegpdf、pmd、png、ppt、pst、pub、rar、rtf、sdr、tar、txt、tiff、viso、wav、wmf、wpd、xls、zdp、zip、asf、avi、bmp、csv、doc、dbx、dwg、gif、gzip、html、jpeg、mdb、mov、mp3等，并且可以进行恢复预览。支持从硬盘、相机卡、USB、Zip、软盘、iPod、平板电脑和其他媒体设备中恢复，从回收站清空已清空中恢复文件，恢复意外删除文件即使您重新安装Windows，从硬盘出现故障的磁盘恢复，恢复一个分区错误的文件，从原始硬盘恢复数据，支持恢复文件、 照片、 视频音乐和电子邮件等多种文件类型，恢复格式包括exFAT，NTFS、 HFS、 HFS +等等。

3. Recuva-Tech Editon v1.53.1087(64-bit)

Recuva

Recuva 可以用来恢复那些被误删除的任意格式的文件，能直接恢复硬盘、闪盘、存储卡（如 SD 卡，MMC 卡等等）中的文件，只要没有被重复写入数据，无论格式化还是删除均可直接恢复，支持 FAT12，FAT16，FAT32，NTFS，exFat 文件系统。软件操作简单，搜索被删除文件的速度极快，选择好要扫描的驱动器后点击扫描按钮即可。

4. R-STUDIO Network v8.5.170097

R-Studio

R-Studio是一款强大和具成本效益的撤消删除与数据恢复软件。具备独一无二数据恢复技术的支持，它是面向恢复文件的最为全面数据恢复解决方案，适用于NTFS、NTFS5、ReFS、FAT12/16/32、exFAT、HFS/HFS+ (Mac)、Little 和 UFS1/UFS2的Big Endian variants (FreeBSD/OpenBSD/NetBSD/Solaris)，以及 Ext2/Ext3/Ext4 FS (Linux) 分区。它亦可针对严重毁损或未知的文件系统，使用原始文件恢复(扫描已知的文件类型)。亦可用于本地和网络磁盘，即使已格式化、毁损或删除该分区。弹性参数设置，让您得以全面控制数据恢复过程。R-Studio除了是一款功能完善的数据恢复工具，还包括:高级 RAID 重建模块、功能丰富的文本/十六进制编辑器、整个高级磁盘复制/成像模块位于一个软件中，这使得 R-Studio 成为了创建数据恢复工作站的理想解决方案。

R-Studio中文版实用程序恢复文件可以恢复:

没有进回收站而被直接删除的文件，或当回收站被清空时的文件;

因断电或病毒攻击导致的数据丢失;

在分区文件被格式化后，甚至用于不同文件系统;

如果硬盘上的分区结构已更改或损坏。在这种情况下，R-Studio 实用程序会扫描硬盘，尝试找到之前存在的分区并从中恢复文件。

从带有损坏扇区的硬盘中恢复。R-Studio数据恢复软件首先会将整个或部分磁盘复制到镜像文件，然后进行处理。如果硬盘上持续出现新损坏的扇区，必须立即保存其余信息，这一处理方式尤为有用。

五、恢复测试

图 5.1 RecoveryMyFiles v5.2.1 Professional扫描结果

图 5.2 RecoveryMyFiles v5.2.1 Professional恢复内容

图 5.3 RecoveryMyFiles v5.2.1 Professional恢复内容

恢复后文件属性

删除前文件属性

图 5.5 UFS Explorer Professional Recovery对文件删除后的扫描

测试结果分析：只是经过简单的删除操作，仍然能够扫描到已经删除的历史文件，但是原有文件名丢失，其路径为所在分区的X:/ROOT/$RECYCLE.BIN，即该分区的一个隐藏回收站目录。对恢复出来的文件打开后和原始文件进行比对，内容均无差别，大文件也能精确到字节无差别。

图 5.6 RecoveryMyFiles v5.2.1 Professional对格式化后的扫描

图 5.7 UFS Explorer Professional Recovery对格式化后的扫描j结果

测试结果分析：从扫描结果可以看出对于固态硬盘，格式化后使用工具对硬盘进行扫描，很难再扫描到可用文件

图 5.8 R-STUDIO对硬盘扇区进行扫描

图 5.9 R-STUDIO对硬盘文件的恢复情况

测试结果：使用R-STUDIO对硬盘进行扫描之后，能够很清楚的看到硬盘的存储痕迹，其中包括NTFS信息以及特定的档案数据块。恢复工具会自动判断原始文件类型，按照需要可选择有需要的文件进行恢复。

图 5.10 Priform Recuva - Technician Edition对硬盘文件的扫描结果

图 5.11 Priform Recuva - Technician Edition对硬盘文件的恢复

测试结果分析：使用Recuva对硬盘进行扫描之后，能够很清楚的看到已经删除的文件具体信息，其中包括文件名、路径、修改时间、文件大小和存储状态。我们可以发现，只是单纯的删除操作，未对硬盘进行过后续写入的话，文件的存储状态均为良好，经过恢复之后都能够找回完整的原始文件。

六、效果对比

表1 数据恢复工具使用效果对比

存储介质

固态硬盘

机械硬盘

U盘

丢失情形

删除

格式化

删除

格式化

删除

格式化

R-STUDIO

扫描不到可用文件

扫描不到可用文件

数据完整目录完整

数据完整目录损坏

数据完整目录完整

数据完整目录损坏

UFS Explorer

目录损坏文件完整

扫描不到可用文件

数据完整目录完整

数据完整目录完整

数据完整目录完整

数据完整目录损坏

RecoveryMyFiles

目录损坏文件完整

扫描不到可用文件

数据完整目录完整

数据完整目录完整

数据完整目录完整

数据完整目录损坏

Recuva

扫描不到可用文件

扫描不到可用文件

数据完整目录完整

数据完整目录完整

数据完整目录完整

数据完整目录可见

通过具体的恢复测试和上述的对比我们不难发现，不同的存储介质在经过删除或者格式化后，使用各个工具对数据进行恢复的结果也各不相同，大部分情况下都能恢复出完整的文件，但恢复后的文件目录时有损坏。

我们常用的U盘和机械硬盘在删除和格式化之后使用以上工具基本都能恢复出原始数据，读者可以根据恢复的形式和效果来选用，以上工具均可针对全盘或者分区进行恢复，也可设定文件的类型。R-studio在恢复数据时扫描信息与别的工具相比更为详细，对于恢复出的文件便于查找和导出。UFS和RecoveryMyFiles在使用上基本没有差异，在扫描后可以很清晰的看出文件的结构目录。Recuva适用于快速恢复，对于U盘的删除与格式化，可以快速扫描出已删除文件以及路径，并且显示出文件的覆盖情况和恢复成功的可能性，但是不能按照文件目录结构的形式显示出已扫描到的文件，比较适用于快速的恢复。

总结

随着电子信息行业的飞速发展和存储技术的不断迭代，多样的存储介质也被应用在我们工作生活中的各个方面。日常使用中的操作不当和误删除都会导致数据的丢失，这个时候，数据恢复工具的合理使用便可以为我们省去很多烦恼。

但是如果对于硬盘和恢复工具的使用没有充分的了解，鸿萌建议您不要轻易尝试，以免造成不可逆的数据覆盖。数据无价，谨慎操作。鸿萌数据安全中心，为您的数据保驾护航。

介质：软盘，光盘（CD/VCD/DVD/BD），磁光盘，微硬盘，录音笔，行车记录仪，执法仪，数码相机伴侣，iPod，iTouch，MP3/MP4/MP5，运动手环，考勤机，松下P2卡……等不常见的特殊介质。

故障：软盘无法读取，光盘碟面划伤，光盘无法读取，光盘断裂，光盘涂层缺失，行车记录仪的录像被删除……

收费：不同介质，恢复的技术手段和技术难度截然不同，具体收费标准需具体根据介质类型和损伤情况来确定。

涉密：如果客户数据涉密和隐私，可以签订《数据保密协议》，保证数据不会有任何形式的泄露。

红警教育数据恢复中心

系统不认硬盘

系统从硬盘无法启动，从A盘启动也无法进入C盘，使用CMOS中的自动监测功能也无法发现硬盘的存在。这种故障大都出现在连接电缆或IDE端口上，硬盘本身故障的可能性不大，可通过重新插接硬盘电缆或者改换IDE口及电缆等进行替换试验，就会很快发现故障的所在。如果新接上的硬盘也不被接受，一个常见的原因就是硬盘上的主从跳线，如果一条IDE硬盘线上接两个硬盘设备，就要分清楚主从关系。

CMOS引起的故障

CMOS中的硬盘类型正确与否直接影响硬盘的正常使用。现在的机器都支持“IDE Auto Detect”的功能，可自动检测硬盘的类型。当硬盘类型错误时，有时干脆无法启动系统，有时能够启动，但会发生读写错误。比如CMOS中的硬盘类型小于实际的硬盘容量，则硬盘后面的扇区将无法读写，如果是多分区状态则个别分区将丢失。还有一个重要的故障原因，由于目前的IDE都支持逻辑参数类型，硬盘可采用“Normal,LBA,Large”等，如果在一般的模式下安装了数据,而又在CMOS中改为其它的模式，则会发生硬盘的读写错误故障，因为其映射关系已经改变，将无法读取原来的正确硬盘位置。

主引导程序引起的启动故障

主引导程序位于硬盘的主引导扇区，主要用于检测硬盘分区的正确性，并确定活动分区，负责把引导权移交给活动分区的DOS或其他操作系统。此段程序损坏将无法从硬盘引导，但从软驱或光驱启动之后可对硬盘进行读写。修复此故障的方法较为简单，使用高版本DOS的FDISK最为方便，当带参数/mbr运行时，将直接更换(重写)硬盘的主引导程序。实际上硬盘的主引导扇区正是此程序建立的，FDISK.EXE之中包含有完整的硬盘主引导程序。虽然DOS版本不断更新，但硬盘的主引导程序一直没有变化，从DOS 3.x到Windos 95的DOS，只要找到一种DOS引导盘启动系统并运行此程序即可修复。

分区表错误引发的启动故障

分区表错误是硬盘的严重错误，不同的错误程度会造成不同的损失。如果是没有活动分区标志，则计算机无法启动。但从软驱或光驱引导系统后可对硬盘读写，可通过FDISK重置活动分区进行修复。

如果是某一分区类型错误，可造成某一分区的丢失。分区表的第四个字节为分区类型值，正常的可引导的大于32MB的基本DOS分区值为06，而扩展的DOS分区值是05。很多人利用此类型值实现单个分区的加密技术，恢复原来的正确类型值即可使该分区恢复正常。

分区表中还有其它数据用于记录分区的起始或终止地址。这些数据的损坏将造成该分区的混乱或丢失，可用的方法是用备份的分区表数据重新写回，或者从其它的相同类型的并且分区状况相同的硬盘上获取分区表数据。

恢复的工具可采用NU等工具软件，操作非常方便。当然也可采用DEBUG进行操作，但操作繁琐并且具有一定的风险。

分区有效标志错误的故障

在硬盘主引导扇区中还存在一个重要的部分，那就是其最后的两个字节：“55aa”，此字节为扇区的有效标志。当从硬盘、软盘或光盘启动时，将检测这两个字节，如果存在则认为有硬盘存在，否则将不承认硬盘。此处可用于整个硬盘的加密技术，可采用DEBUG方法进行恢复处理。另外，当DOS引导扇区无引导标志时，系统启动将显示为：“Mmissing Operating System”。方便的方法是使用下面的DOS系统通用的修复方法。

DOS引导系统引起的启动故障

DOS引导系统主要由DOS引导扇区和DOS系统文件组成。系统文件主要包括IO.SYS、MSDOS.SYS、COMMAND.COM，其中COMMAND.COM是DOS的外壳文件，可用其它的同类文件替换，但缺省状态下是DOS启动的必备文件。在Windows 95携带的DOS系统中，MSDOS.SYS是一个文本文件，是启动Windows必须的文件，但只启动DOS时可不用此文件。DOS引导出错时，可从软盘或光盘引导系统后使用SYS C:命令传送系统，即可修复故障，包括引导扇区及系统文件都可自动修复到正常状态。

FAT表引起的读写故障

FAT表记录着硬盘数据的存储地址，每一个文件都有一组FAT链指定其存放的簇地址。FAT表的损坏意味着文件内容的丢失。庆幸的是DOS系统本身提供了两个FAT表，如果目前使用的FAT表损坏，可用第二个进行覆盖修复。但由于不同规格的磁盘其FAT表的长度及第二个FAT表的地址也是不固定的，所以修复时必须正确查找其正确位置，一些工具软件如NU等本身具有这样的修复功能，使用也非常的方便。采用DEBUG也可实现这种操作，即采用其m命令把第二个FAT表移到第一个表处即可。如果第二个FAT表也损坏了，则也无法把硬盘恢复到原来的状态，但文件的数据仍然存放在硬盘的数据区中，可采用CHKDSK或SCANDISK命令进行修复，最终得到*.CHK文件，这便是丢失FAT链的扇区数据。如果是文本文件则可从中提取出完整的或部分的文件内容。

目录表损坏引起的引导故障

目录表记录着硬盘中文件的文件名等数据，其中最重要的一项是该文件的起始簇号。目录表由于没有自动备份功能，所以如果目录损坏将丢失大量的文件。一种减少损失的方法也是采用CHKDSK或SCANDISK程序恢复的方法，从硬盘中搜索出*.CHK文件，由于目录表损坏时仅是首簇号丢失，每一个*.CHK文件即是一个完整的文件，把其改为原来的名字即可恢复大多数文件。

误删除分区时数据的恢复

当用FDISK删除了硬盘分区之后，表面上是硬盘中的数据已经完全消失，在未格式化时进入硬盘会显示为无效驱动器。如果了解FDISK的工作原理，就会知道FDISK只是重新改写了硬盘的主引导扇区(0面0道1扇区)中的内容，具体说就是删除了硬盘分区表信息，而硬盘中的任何分区的数据均没有改变。可仿照上述的分区表错误的修复方法，即想办法恢复分区表数据即可恢复原来的分区及数据。如果已经对分区格式化，在先恢复分区后，可按下面的方法恢复分区数据。

误格式化硬盘数据的恢复

在DOS高版本状态下，FORMAT格式化操作在缺省状态下都建立了用于恢复格式化的磁盘信息，实际上是把磁盘的DOS引导扇区、FAT分区表及目录表的所有内容复制到了磁盘的最后几个扇区中(因为后面的扇区很少使用)，而数据区中的内容根本没有改变。这样通过运行UNFORMAT命令即可恢复。另外DOS还提供了一个MIROR命令用于记录当前磁盘的信息，供格式化或删除之后的恢复使用，此方法也比较有效。

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开车就要会修车，使用计算机必须要会保护和恢复数据

大概在6年前，我就想过这个问题，为什么要掌握“数据恢复”这项技能？

我想，做任何一件事的初衷，都是差不多的理由，那就是，“我需要数据恢复这项技能”

计算机的本质支撑是对数据的计算，倘若没有了数据，计算机就失去了它的意义。平时，我们只知道计算机能储存数据、读取数据、计算数据、但我们很少考虑的是“亡羊补牢”即数据丢失了怎么办？越容易被忽略的，往往就是最重要的，所以，要真正的学习使用计算机，就必须懂得数据“失而复得”的原理。否则我们对计算机的认识永远只是停留在表面，作为一个计算机“迷”来说，是说不过去的。

如果有一天，你真正的遇到了数据丢失这样的问题，而恰巧你又掌握了数据恢复这项技能，那么恭喜你，对于你来说真正的造成数据丢失概率是很小的，而后，当你自己让丢失的数据“重现江湖”那种发自内心的激动，又是谁能体会得到的呢？

说一下我的经验，要学习数据恢复，就是要学习以下几个方面的知识：

磁盘的MBR结构，FAT32、NTFS等文件系统、以及磁盘分区结构、目录区、FAT表、NTFS的各种属性头等等、对了 还有riad磁盘阵列等等。这些都是要学习的，看着很多，其实不多，关键是掌握数据在计算机中读取、写入的方法。

借助专业的工具和手段对数据进行读取、抢救和恢复的技术称为数据恢复技术。

根据不同的存储介质，数据恢复可分为硬盘数据恢复、移动存储设备及多媒体卡数据恢复、光盘数据恢复、软盘数据恢复。本文分别介绍数据无法正常读取的原因及恢复方法。

硬盘数据恢复

故障原因：

1.物理故障

包括电机不转、通电后磁头错位、磁头损坏、盘片划伤等，可采用更换、加载、定位等方法进行数据修复。

2.其他原因

系统不能正常启动密码或权限丢失MBR分区丢失误操作误删除误分区病毒破坏黑客攻击RAID磁盘阵列失效

恢复数据包括：Office文档、图片、视频、数据库文件、邮件等

推荐工具：

R-Studio

美国的R-tools公司的核心产品，目前市面上认可度比较高的数据恢复工具，可针对文档、图片、视频、文件、数据库文件等超过200种文件类型进行恢复，并支持对分区以及Raid阵列的恢复。

Ontrack EasyRecovery

操作简单的数据恢复工具，针对常见的文档、图片、视频、文件等数据类型可以进行快速的扫描和恢复。

Recover数据恢复三件套

澳大利亚经典数据恢复软件，分为文件恢复、图片恢复和邮件恢复三个组件，每个组件各司其职，其中文件恢复组件是核心组件，具备其他两个组件的功能，可以对常见文件、图片、视频、邮件等进行数据恢复。

Stellar Phoenix Windows Data Recovery

印度Stellar公司出品，专门针对Windows系统中的文件恢复，可对文档、图片、视频、邮件以及常用文件恢复。

Stellar SQL Database Toolkit（SQL数据库恢复工具组）

Stellar公司产品，主要针对SQL数据库的文件恢复。

Stellar Outlook Toolkit（Outlook邮件恢复工具组）

Stellar公司产品，针对Outlook的专门工具，可以对损坏Outlook文件进行修复，并支持对Outlook生成的pst文件进行备份、复制、拆分等操作。

移动存储设备及多媒体卡数据恢复

故障原因：

常见短路、过电损坏、芯片损坏、闪存无法读取等

设备包括：U盘、闪存、Mp4、CF、SD、XD、MMC、SM、SMC、记忆棒等

推荐工具：

效率源Flash

光盘数据恢复

故障原因：盘片划伤

推荐工具：

VMI Hybrid2.0光盘修复工具

VMI2550i光盘修复工具

软盘数据恢复

故障原因：

数据介质损坏出现的电路故障、磁头偏移等

恢复方法：采用更换、加载、定位等方法进行数据修复

　　要说数据恢复，就得先看下数据丢失的方式，主要分两种，一种是存储介质损坏导致的数据丢失，另一种就是数据从存储介质上删除。如果你遇上了第一种情况，比如说硬盘丢了、碎了，硬盘上有坏掉的扇区这种物理性的损坏，那么你基本上可以和这些数据告别了;但是，如果你只是不小心将文件从回收站里清除了，或者手贱格式化硬盘了，这些是逻辑上的删除，那么还是有可能恢复回来的。

　　那么，这些可以恢复数据的情况，是怎么一回事呢?大部分文件系统是这样设计的，一部分是索引区，另一部分是数据区。当我们新加一个文件时，先往索引区里添加一条文件索引信息，然后往数据区里写入文件的完整内容。当删除一个文件时，一般只会将它的信息从索引区里删除，而数据区里的内容却不做删除，只是标记为无人使用，如果有新的文件写入系统，那么这些被标记无人使用的区域很有可能被新文件覆盖掉。

　　所以，当我们手贱误删了一些文件后，想要恢复它们是有可能的，就是需要保证没有其它的数据进来，将误删的文件数据覆盖掉。所以，如果发现误删文件，那么从那一刻起就要时刻注意不要写入新的文件，否则，你数据被覆盖后，找谁都帮不了你的忙。数据恢复的软件，比较常用的就是EasyRecovery，如果有需要，请自行搜索。

　　不过，像朴槿惠同学这种，想不顾一切毁灭资料的，那么可以采取简单粗暴的方式，就是给硬盘转上几个洞，或者使其被碾压多次，直到物理损坏。其次，就是非暴力方式，在删除敏感资料后，可以增加一些大文件，让它们把不想留着的文件空间都覆盖刷新一次，这样数据区内的文件也没有残留了。

　　所以，留还是不留数据呢，凭你自己的需求和知识评估了。

　　2017年1月13日线上产品经理说明会将带你入门了解产品经理的工作职责与发展前途，成为年薪50W起的优秀产品经理，你·还差一场入门说明会。链接地址：http://form.mikecrm/riZQwJ

数据恢复有没有简易方案？

IT工程师一般都知道如何操作和使用文件和目录。但是，对于系统如何构建出、抽象出文件和目录，一般就不熟悉了。至于更下层的概念，可能大家知道最多的就是驱动了。所以，为了规避这点，可行的简易方案之一，就是以黑箱方式使用testdisk等工具，在我们在对底层了解不多甚至一无所知的情况下，进行数据恢复（商业工具，恢复效果估计更好，当然商业工具的价格也更好）。但是，对于工程师而言，多数时候，仅仅以黑箱方式依赖某些工具进行数据恢复是不够的。

数据恢复，经常是突发事故响应中关键而又耗时的一步。多数情况下，工程师往往并非专司数据恢复，操作环境往往是生产环境，趁手工具难以部署，执行操作要遵循种种约束，加之业务中断的压力。这种情形下，工程师很可能还需要推定数据恢复的结果/耗时等信息，提供数据供决策者使用。很明显，如果你准备考验一下自己的细致、耐心、知识和技能，数据恢复将是个不错的课题。当然，有一点是明确的，只是以黑箱方式使用testdisk等工具进行数据恢复，解决以上问题是不可能的。那么，有没有其他简易方案呢？

这里，我们以一个实际的case为例，讨论一下，在只使用UNIX常见工具（dd/grep/strace等）的情况下，如何简单、快捷的恢复数据。

预先准备

工具

我们要用到以下工具

功能

示例

bc

计算器

echo 'ibase=2^3;i=0107000;ibase=2^3+2;i/512' | bc -l

dd

检查或者拷贝磁盘/分区的内容，可以是几个扇区，也可以是几个字节

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

把二进制内容以ASCII或者16进制显示出来，搭配dd使用可以代替二进制编辑器

strace

追踪应用的执行路径和对数据处理的流程

strace ps

排查和诊断就是数据处理

如果对数据处理了解不多，请参考OSEMN

obtaining data/获取数据

crubbing data/清洗数据

exploring data/探索数据

modeling data/建模数据

interpreting data/解释数据

测试环境

使用Virtualbox，基于CentOS/Fedora/debian/Ubuntu搭建Linux实验环境。只需要学会strace工具和如下系统调用，就足以追踪系统如何处理诸如LVM物理卷元数据这样过的问题。

name

open

打开一个文件，返回一个文件描述符供后续读写操作使用

dup/dup2

复制文件描述符

lseek

将读写指针移动到指定位置，后续操作从此指定位置读写

close

关闭文件描述符

read

读操作

数据恢复的原理和流程

什么是元数据？

我们以大家都熟悉的磁盘作为存储设备的例子。

现代操作系统都会在磁盘上建立多个分层结构来管理和控制磁盘。比如，磁盘分区，分区上建立物理卷，物理卷上建立卷组，卷组上建立逻辑卷，逻辑卷上建立文件系统，就是这样的一个例子。如果你不熟悉LVM，请参考Logical Volume Manager。

这些分层的结构都是很类似的。以磁盘分区为例。所谓分区，以大家最为熟悉的MBR: Master Boot Record结构为例。其实是第一个扇区记录了各个分区的起始扇区，大小和类型。系统需要时，比如启动过程中，系统只要从磁盘的第一个扇区读取这些数据即能拿到各个分区的数据。

具体看看分区的数据结构。以fdisk为例，分区的数据结构定义为

struct dos_partition { unsigned char boot_ind;

我们看看具体分区的例子，验证一下数据结构

分区使得磁盘上的扇区有了差别。第一个扇区（其实其编号是0），因分区数据记录其上而扮演特殊角色。明显，对系统而言，管理和操作分区实际上就是读写第一扇区上的对应记录而已。

类似分区信息这种系统用以管理某层资源的数据就是元数据。

系统在磁盘上建立的各个分层结构，都有类似分区结构的数据结构。以LVM结构为例，我们可以把磁盘记录和LVM工具报告的数据做一对比。LVM数据的从第2个扇区开始，卷组数据在第8个扇区中，可以用dd命令提取相关扇区来验证LVM的数据结构。

下面是一份完整的LVM元数据信息，有兴趣者可以逐一清点各个对象。

[root@pusf ~]# pvdisplay;vgdisplay;lvdisplay

元数据和数据：数据损坏分类

系统把磁盘的扇区分成两种来支持分区：第一扇区和所有其他非第一扇区。并且在第一个扇区上记录分区信息，即元数据。而其他非第一扇区则供分区层使用，从磁盘的视角看，其他非第一扇区则是数据部分。我们逐层考察下磁盘、分区和LVM结构

系统启动时，会逐层读取各层元数据，创建各层数据结构。如果某一层元数据损坏或者丢失，那么系统就没有办法完成创建各层数据结构的任务。这种情况下，从客户角度看，很可能就是数据损坏了。比如，如果你把第一个扇区用\0覆盖一遍，那么系统就识别不到分区内容了。当然这种情况下分区层以上的内容，比如物理卷信息，系统也无法处理了。因此，对于数据恢复任务而言，如果元数据损坏，则修复元数据总是必须的，而且往往是第一步。

当然，如果数据损坏了，即使元数据完好无缺，那么数据也是损坏了。比如，你误删了一个文件，那么，分区结构再完好对于文件被删也于事无补。

基于以上分析，我们可以把数据损坏简单分三类类：元数据损坏、数据损坏或者前面两种损坏类型的混合型损坏。

元数据修复可以简易处理

以基于磁盘的分区、LVM以及文件系统为例。分层结构的数据格式都有严格的格式（比如分区的数据结构就是一个C的struct），出现位置也固定（有关分区的元数据记录在第一个扇区的446～462字节之间），而且这些数据结构往往都带有魔数(比如，分区的类型83)，而且常用的分层结构，也不外乎分区、LVM以及文件系统等几种。因此，对于元数据以及系统如何处理元数据，我们都容易追踪和检查。因此，可以预期，修复元数据，有简易方案。

原理

如果有数据损坏，那么除非有日志、备份，或者数据本身有逻辑可供使用，否则数据是不能恢复了。比如，通常的文件删除操作，系统只是解除了文件名称和文件内容相关间的联系而已。文件本身的内容还是记录再磁盘上。这种情况下，只要重建文件名称和文件内容间的联系即可恢复文件。

相对而言，简单情形的是元数据损坏。如果只是元数据损坏，而且我们知道正确的元数据。因为元数据操作，不会触及数据部分，因此，我们只要重建元数据部分即可恢复数据。如果涉及到多层，则逐层恢复即可。以分区丢失为例。

比如我们有一块数据盘，整盘我们只是用fdisk分了一个区，现在分区丢失了。这种情形下，只要用fdsik，按照默认情形，重新分区就能恢复分区。

就这种情形，我们给出一个可用的分析流程。

症状和初步排查

症状

客户反馈

降配重启后，系统无法启动

排查发现客户一逻辑卷无法挂载导致重启失败。在/etc/fstab中注释掉逻辑卷的挂载配置，系统启动成功。

但是客户的逻辑卷上有重要数据。此逻辑卷在数据盘上，数据盘大小是2TB。此磁盘全部2TB全部分配给一个分区，此分区上创建有LVM结构。

分区数据如下

[root@localhost ~]# fdisk -l -u /dev/vdbDisk /dev/vdb: 2199.0 GB, 2199023255552 bytes

初步排查

首先确定分区上是否有数据，通过查看一些扇区，我们就会有很大的概率确认这一点。当然也可以逐扇区确认。

逐扇区确认，可以用如下命令办理。假设磁盘是/dev/vdb。

max_sector_to_check=nrsectorfor i in $(seq 0 ${max_sector_to_check});do dd if=/dev/vdb bs=512 count=1 skip=${i} 2>/dev/null | sha256sum;done | sort -n | uniq;

当然，也可以通过抽样检查来确认。这种方法通常是检查磁盘分区的前面一部分扇区。比如，下面的例子，通过检查前面几十个扇区，我们可以确认磁盘上确有数据。

[root@localhost ~]# dd if=/dev/vdb1 bs=512 count=60 2>/dev/null | od -tx10000000 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00*0007000 f9 80 00 00 f9 80 01 00 f9 80 02 00 f9 80 03 000007020 f9 80 04 00 f9 80 0c 00 f9 80 0d 00 f9 80 18 000007040 f9 80 28 00 f9 80 3e 00 f9 80 79 00 f9 80 ab 000007060 f9 80 38 01 f9 80 6c 01 f9 80 45 04 f9 80 b0 040007100 f9 80 1a 06 f9 80 d0 0c f9 80 84 1e 00 00 00 000007120 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00*0017000 fa 80 00 00 fa 80 01 00 fa 80 02 00 fa 80 03 000017020 fa 80 04 00 fa 80 0c 00 fa 80 0d 00 fa 80 18 000017040 fa 80 28 00 fa 80 3e 00 fa 80 79 00 fa 80 ab 000017060 fa 80 38 01 fa 80 6c 01 fa 80 45 04 fa 80 b0 040017100 fa 80 1a 06 fa 80 d0 0c fa 80 84 1e 00 00 00 000017120 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00*0027000 fb 80 00 00 fb 80 01 00 fb 80 02 00 fb 80 03 000027020 fb 80 04 00 fb 80 0c 00 fb 80 0d 00 fb 80 18 000027040 fb 80 28 00 fb 80 3e 00 fb 80 79 00 fb 80 ab 000027060 fb 80 38 01 fb 80 6c 01 fb 80 45 04 fb 80 b0 040027100 fb 80 1a 06 fb 80 d0 0c fb 80 84 1e 00 00 00 000027120 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00*0037000 fc 80 00 00 fc 80 01 00 fc 80 02 00 fc 80 03 000037020 fc 80 04 00 fc 80 0c 00 fc 80 0d 00 fc 80 18 000037040 fc 80 28 00 fc 80 3e 00 fc 80 79 00 fc 80 ab 000037060 fc 80 38 01 fc 80 6c 01 fc 80 45 04 fc 80 b0 040037100 fc 80 1a 06 fc 80 d0 0c fc 80 84 1e 00 00 00 000037120 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00*0047000 fd 80 00 00 fd 80 01 00 fd 80 02 00 fd 80 03 000047020 fd 80 04 00 fd 80 0c 00 fd 80 0d 00 fd 80 18 000047040 fd 80 28 00 fd 80 3e 00 fd 80 79 00 fd 80 ab 000047060 fd 80 38 01 fd 80 6c 01 fd 80 45 04 fd 80 b0 040047100 fd 80 1a 06 fd 80 d0 0c fd 80 84 1e 00 00 00 000047120 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00*0057000 fe 80 00 00 fe 80 01 00 fe 80 02 00 fe 80 03 000057020 fe 80 04 00 fe 80 0c 00 fe 80 0d 00 fe 80 18 000057040 fe 80 28 00 fe 80 3e 00 fe 80 79 00 fe 80 ab 000057060 fe 80 38 01 fe 80 6c 01 fe 80 45 04 fe 80 b0 040057100 fe 80 1a 06 fe 80 d0 0c fe 80 84 1e 00 00 00 000057120 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00*0067000 ff 80 00 00 ff 80 01 00 ff 80 02 00 ff 80 03 000067020 ff 80 04 00 ff 80 0c 00 ff 80 0d 00 ff 80 18 000067040 ff 80 28 00 ff 80 3e 00 ff 80 79 00 ff 80 ab 000067060 ff 80 38 01 ff 80 6c 01 ff 80 45 04 ff 80 b0 040067100 ff 80 1a 06 ff 80 d0 0c ff 80 84 1e 00 00 00 000067120 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00*0074000[root@localhost ~]#

接下来使用testdisk工具恢复数据。尝试数次，testdisk工具总是在扫描到2%时停滞，处理过程不能继续。

初次恢复尝试

分区还在，但是LVM结构丢失，经检查，由LVM工具链维护的备份数据/etc/lvm/backup/vg_xxxxxx文件还在。因此，这种情形下，按照我们的恢复流程，只要在分区之上，尝试重建LVM和文件系统，应该就可以解决问题。

[root@localhost ~]# pvdisplay /dev/vdb

根据备份数据恢复LVM结构，可以参考Recovering Physical Volume Metadata。可惜的是，我们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/vdb1

看样子，分区的数据有些地方出错了。根据上面命令报错的信息，对比LVM的备份数据和分区数据，很快我们就发现了问题。现有分区记录的其拥有的扇区数目，少于其上LVM卷组记录的扇区数量。

问题出在哪里？

因为种种原因，我们不能确认分区信息和LVM备份数据为何不一致。但是，我们可以进一步从磁盘上提取、分析数据。因为有关分区的元数据在（分区在），所以我们进一步检查磁盘上还有没有有关LVM的元数据？这只要使用下面的命令行

dd if=/dev/vdb1 bs=512 count=128 2>/dev/null | od -tc

结果及其结果分析如下

所以，磁盘上还有有关LVM的元数据，但是为什么系统没有凭借这些数据构建出LVM结构呢？我们创建一个测试环境，用strace追踪下系统处理LVM物理卷元数据的执行路径。如下命令即可

strace -s 512 pvdisplay

当然，更好的办法是把strace记录放置到文件中，以备仔细检查

starce -o path_to_strace_log -s 512 -f -ff pvdisplay

我们组合使用strace和grep命令来确认系统默认的LVM物理卷位置。如果你没有耐心分析下面的数据，请跳过直接看后面的截图

strace -o /tmp/pvdisplay-strace.log -s 512 pvdisplaygrep grep -E '^open|^lseek|^read' /tmp/pvdisplay-strace.log

数据清洗结果如下。如果没有耐心分析，请跳过直接看下面的分析截图

[root@localhost ~]# grep -E '^open|^lseek|^read|^close' /tmp/pvdisplay-strace.log

很明显，系统预期LVM元数据是在分区的第8个扇区，但是在需要做数据恢复的磁盘上，LVM的元数据却是在第71个扇区，而分区的起始扇区是2048，因此，LVM数据根本不在分区内。这就是为什么磁盘上还有LVM元数据，系统却没有识别出来LVM的原因。

既然系统是因为有关LVM的元数据所在扇区不对而导致系统无法识别LVM结构，设想通过重新分区，我们把有关LVM元数据调整到分区的第8个扇区。稍加计算，就会发现，只要把分区的起始扇区从第2048个扇区调整到第63个扇区即可。不仅如此，通过调整分区大小，我们同样也解决了磁盘分区扇区数不足的问题

数据恢复

较新的fdisk工具，不允许起始扇区小于2048，因此，我们用parted工具来调整分区的起始扇区。

调整过程是先删掉扇区，而后再创建之。而结果正如我们所预期的，分区调整完成，客户的数据立刻恢复了。物理卷、卷组、逻辑卷、文件系统以及数据，都完好无损。

结语

从处理这个实际case可以看出，如果知道如何识别各层元数据，比�...

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红警教育4月13日讯，日前，2017届计算机检测维修与数据恢复国赛辅导班开班授课，专业辅导教师对前来参加国赛学员们现场授课，针对电子产品芯片维修和数据恢复进行现场指导。

2017届计算机检测维修与数据恢复国赛有全国各地技术学院前来报名，每期课程1-3个月，对国赛学员、中职，高职进行辅导。

为了确保本赛项的顺利进行，学院领导高度重视，多次组织召开协调会，积极筹备赛事的各项工作，为参赛选手提供了公平、公正、友好、和谐的竞赛环境。

本赛项以电脑主板芯片级维修及硬盘数据恢复技术为载体，将电子产品芯片级检测维修与数据恢复的前沿技术及技能融入比赛内容，主要检验选手在模拟真实的工作场景下对电子产品芯片级检测维修及数据恢复的技能和综合职业素养。

电子产品芯片级检测维修与数据恢复赛项采用中盈创信检测与维修工作平台，旨在检验选手对芯片级检测维修、行业服务规范方面的职业技能，引导高职电子信息技术类专业开展芯片级检测维修与数据恢复的课程建设和教学改革，促进校企合作，促进人才培养模式的改革，增强学生就业的竞争力，提高就业水平。

国赛培训班以学校为单位组织报名，也可以由学员（参赛选手）个人报名，需提前预约。

计算机检测维修课程大纲

第一章． 计算机检测维修板卡简介

第二章． 计算机检测维修工具简介及使用技巧

第三章． 计算机检测维修相关板卡的各大元件认识及好坏判断及更换技巧

第四章． 台式机主板、笔记本电脑主板架构图详解

第五章． 计算机主板上电时序与笔记本电脑主板上电时序详解

第六章． 计算机主板上电时序中各单元电路工作原理，故障现象，维修方案

第七章． 笔记本电脑主板上电时序中部分单元电路工作原理，故障现象，维修方案

第八章． 显示器主板上电时序中部分单元电路工作原理，故障现象，维修方案

第九章． 各参赛小板工作原理，上电时序，故障现象，维修方案详解

第十章． 小家电功能主板电路详解

第十一章． 故障设定，故障排除技巧及注意事项

第十二章 . 团体赛板卡维修技巧与注意事项

数据恢复课程大纲

第一章、 WINHEX软件技巧讲解与恢复技巧

第二章、 R-STUDIO软件技巧讲解与恢复技巧

第三章、 U启盘分区表结构与格式化及删除讲解与恢复技巧

第四章、 FAT32分区结构格式化与删除讲解与恢复技巧

第五章、 FAT32分区结构格式化与删除后手动提取数据讲解与恢复技巧

第六章、 NTFS分区结构讲解与恢复技巧

第七章、 NTFS分区文件结构讲解与恢复技巧

第八章、 NTFS分区手动提取数据讲解与恢复技巧

第九章、 EXFAT分区结构讲解与恢复技巧

第十章、 EXFAT分区文件结构格式化与删除后讲解与恢复技巧

第十一章、 EXFAT分区结构格式化与删除后手动提取数据讲解与恢复技巧

第十二章、 GPT分区结构手动恢复数据讲解与恢复技巧

第十三章、 文件数据修复：jpg、png、doc、xlsx、rtf 结构讲解与恢复技巧

第十四章、 团体赛数据恢复中维修技巧与注意事项，常见故障讲解与总复习