Восстановление данных после жесткого сбоя

 

 

 

 

Оглавление

 

Введение	3
1. Восстановление данных  после жесткого сбоя	5
1.1  Работа программы восстановления данных	5
1.2 Причины потери данных	6
1.3 Работа программ восстановления данных	9
2. Как избежать потери  данных	12
2.1 Программы для восстановления данных	12
2.2Принципы организации данных на жестких дисках. Запись, копирование, удаление данных с жесткого диска	19
Заключение	27
Список использованных источников	28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Восстановление данных приобрело актуальность с момента появления первых компьютеров. Информационные носители постоянно совершенствуются, а с ними появляются новые пути решения этой проблемы.

Существует две основные проблемы потери информации. Это удаление файлов, (случайное или под действием вирусов) и механическое повреждение носителя. В обоих случаях существуют способы вернуть потерянную информацию.

Восстановление файлов в настоящее время можно осуществлять с помощью специальных утилит и MicrosoftWindows XP. Эта операционная система и в настоящее время находит применение в различных государственных учреждениях. Это связано с тем, что разработка специализированного программного обеспечения требует немалых затрат, и нет смысла менять годами проверенную систему.

При жестком сбое база данных на диске нарушается физически. Основой восстановления в этом случае является журнал транзакций и архивная копия базы данных. Архивная копия базы данных должна создаваться периодически, а именно с учетом скорости наполнения журнала транзакций.

Восстановление начинается с обратного копирования базы данных из архивной копии. Затем выполняется просмотр журнала транзакций для выявления всех транзакций, которые закончились успешно до наступления сбоя. Транзакции, закончившиеся откатом до наступления сбоя, можно не рассматривать. После этого по журналу транзакций в прямом направлении повторяются все успешно законченные транзакции. При этом нет необходимости отката транзакций, прерванных в результате сбоя, т.к. изменения, внесенными этими транзакциями, отсутствуют после восстановления базы данных из резервной копии.

Наиболее плохим случаем является ситуация, когда разрушена физически: база данных и журнал транзакций.

В этом случае единственное, что можно сделать - это восстановить состояние базы данных на момент последнего резервного копирования.

Для того чтобы не допустить возникновение такой ситуации, базу данных и журнал транзакций обычно располагают на физически разных дисках, управляемых физически разными контроллерами.

Целью курсовой работы является изучение и анализ программного обеспечения по архивации и восстановлению данных.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить справочную и специальную литературу по данной теме.
2. Выявить причины удаления данных.
3. Провести анализ по программам восстановления данных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Восстановление  данных после жесткого сбоя 

1.1 Работа программы восстановления данных

 

Каждый только что удаленный файл все еще находится на жестком диске, но Windows его больше не видит. Если программе восстановления данных необходимо восстановить этот файл, она просматривает загрузочный сектор раздела (PartitionBootSector). В нем содержится вся информация о строении раздела, например размер секторов (как правило, 512 байт) и количество секторов в одном кластере.[5]

В разделе NTFS размером более 2 Гбайт в одном кластере содержится четыре сектора. В нашем примере показан небольшой раздел размером 500 Мбайт, у которого каждому сектору соответствует один кластер.

Наряду с этой информацией программы восстановления данных сканируют главную таблицу файлов (MasterFileTable, MFT), которая тоже находится в PartitionBootSector. Она представляет собой список всех файлов, находящихся в разделе. Те, которые по размерам менее 1500 байт, записываются прямо в MFT.[7]

Для файлов большего объема в MFT есть ссылки на адреса секторов, в которых лежат данные.

Вначале MFT находятся другие записи, например, так называемая битовая карта распределения кластеров (ClusterBitmap), показывающая все используемые кластеры, а также файл плохих кластеров (BadClusterFile), регистрирующий все кластеры с ошибками.

Обычно таблица MFT в Windows не видна. Но есть дисковые редакторы, например WinHex, которые показывают содержание MFT в шестнадцатеричных кодах. На рис.1 вы видите MFT-запись удаленного файла в HEX-коде.[10]

Для программы восстановления данных достаточно этой информации, чтобы восстановить файл.

 

Значения, которые программа восстановления файлов находит в MasterFileTable:

1. Эти четыре байта (FileIdentifier) обозначают начало нового файла. Байты до следующего FileIdentifier содержат  всю информацию о файле.

2. Эти два байта зарезервированы  для флагов, которые дают справку  о состоянии файла. Если их  значение равно 0, как в нашем  случае, это значит, что файл удален.

3. Из этих 16 байт программа  восстановления данных узнает, когда  файл был создан и в последний  раз подвергался изменениям.

4. Эта ссылка на каталог, в котором находится файл (ParentDirectoryRecordNumber). С ее помощью программа-спасатель  может включить файл в структуру  каталогов.

5. Здесь появляется имя  файла, в нашем случае My Presentation.ppt.

6. Если эти два байта  имеют значение 0, то файл не  сжат.

7. Эти восемь байт сообщают  размер файла, в нашем случае 56 320 байт.

8. Важнейшая часть записи MFT, называющаяся Dataruns. Она показывает, где фактически находятся данные.[3]

 

1.2 Причины потери данных

 

Существует несколько причин «исчезновения» информации с жестких дисков, карт памяти или Flash.

1. Файлы были удалены  по недосмотру или из-за незнания. Пока они находятся в корзине Windows, их спасение возможно без  специальных средств. В противном  случае придется использовать  программу восстановления данных.[8]

2. Пользователь отформатировал  или нечаянно удалил на жестком  диске один из разделов. При  этом все данные, записанные в  нем, теряются.

3. Приложение работало  с ошибками и неправильно сохранило  файл.

4. Вредоносная программа  изменила или удалила файлы  с жесткого диска.

5. Аппаратная неисправность  или механические повреждения  привели к тому, что отдельные  файлы или даже весь диск  становятся недоступными для Windows.

4. Спасение данных

Шансы на успех при восстановлении данных зависят, прежде всего, от причины, повлекшей их утрату.[20]

Корзина. Если данные еще хранятся в корзине Windows, их можно без проблем восстановить средствами самой ОС, поскольку файлы не удалены, а просто перемещены в папку Recycler. Двойной щелчок по значку корзины покажет все содержащиеся в ней файлы. Правой кнопкой мыши щелкните по значку файла и в открывшемся меню выберите «Восстановить» – файл вернется на свое первоначальное место.

Важно! Корзина имеет ограниченную емкость, по умолчанию 5–10% от размера диска. Если место кончается, Windows автоматически удаляет самые старые файлы, и в этом случае функция «Восстановить» уже не поможет.

Файлы отсутствуют в корзине. Если файлы уже стерты в связи со старостью, или были удалены напрямую, без промежуточного помещения в корзину, ситуация гораздо хуже. В Windows нет средств, для доступа к таким файлам.[18]

Поскольку теперь они отсутствуют как в файловой системе ОС, так и в главной файловой таблице (MFT – MasterFileTable) жесткого диска, Windows освобождает занимаемое ими место для записи других файлов. Однако файлы все еще находятся на жестком диске. Часто они могут быть восстановлены полностью или хотя бы частично с помощью специальных программ. Однако это должно быть сделано как можно скорее, пока Windows не затерла их.[1]

Чем раньше будет запущена программа восстановления, тем больше шансов на спасение всех данных. Если искомые файлы не были затерты на диске, программа в большинстве случаев восстанавливает их полностью.

Хорошая программа умеет спасать, пока только не перезаписанные области удаленных файлов.

Удален или отформатирован раздел жесткого диска. При форматировании любого диска его оглавление полностью очищается. Несмотря на это, хорошим программам-реаниматорам в большинстве случаев под силу восстановить многие файлы.

Программное обеспечение сможет помочь даже в том случае, когда был удален весь раздел. Если после этого никакие новые разделы не создавались, файлы еще сохранились и некоторые из них могут быть спасены программой восстановления.[9]

Многократно перезаписанные файлы. Файлы, стертые с помощью программ безопасного удаления, (например ParagonDiskWiper), а так же многократно перезаписаны другой информацией.

В таких случаях не помогут даже лучшие программы восстановления данных и специалисты в лабораториях, «информация действительно утеряна навсегда».

Механический дефект. Как любое механическое устройство, жесткий диск может просто сломаться. На старых, сравнительно шумных жестких дисках обнаружить неисправность позволяли громкие стуки при включении или внезапное прекращение «жужжания» диска.

У современных накопителей об угрозе появления дефекта говорят лишь малозаметные признаки (смотрите рисунок 2 «Предупреждение об угрозе потери данных»).

В этом случае дорогостоящую операцию по спасению ценных данных стоит поручить профессионалам из лаборатории по восстановлению информации.[14]

 

1.3 Работа программ восстановления данных

 

 Каждый только  что удаленный файл все еще  находится на жестком диске, но Windows его больше не видит. Если  программе восстановления данных  необходимо восстановить этот  файл, она просматривает загрузочный  сектор раздела (PartitionBootSector). В нем  содержится вся информация о  строении раздела, например размер  секторов (как правило, 512 байт) и  количество секторов в одном  кластере.

В разделе NTFS размером более 2 Гбайт в одном кластере содержится четыре сектора. В нашем примере показан небольшой раздел размером 500 Мбайт, у которого каждому сектору соответствует один кластер. 
Наряду с этой информацией программы восстановления данных сканируют главную таблицу файлов (MasterFileTable, MFT), которая тоже находится в PartitionBootSector. Она представляет собой список всех файлов, находящихся в разделе, в ней содержатся все файловые атрибуты и информация о том, в каких секторах винчестера находятся сами файлы. Те из них, что по размерам менее 1500 байт, записываются прямо в MFT. Для файлов большего объема в MFT есть ссылки на адреса секторов, в которых лежат данные.[11]

Вначале MFT находятся другие записи, например, так называемая битовая карта распределения кластеров (ClusterBitmap), показывающая все используемые кластеры, а также файл плохих кластеров (BadClusterFile), регистрирующий все кластеры с ошибками. Только с 17-й записи начинается собственно описание файлов. Обычно таблица MFT в Windows не видна. Но есть дисковые редакторы, например WinHex, которые показывают содержание MFT в шестнадцатеричных кодах. 
На рисунке 2 изображена MFT-запись удаленного файла в HEX-коде. Для программы восстановления данных достаточно этой информации, чтобы восстановитьфайл.[4]

Значения, которые программа восстановления файлов находит в MasterFileTable:

1. Эти четыре байта (FileIdentifier) обозначают начало нового файла. Байты до следующего FileIdentifier содержат всю информацию о файле.
2. Эти два байта зарезервированы для флагов, которые дают справку о состоянии файла. Если их значение равно 0, как в нашем случае, это значит, что файл удален.
3. Из этих 16 байт программа восстановления данных узнает, когда файл был создан и в последний раз подвергался изменениям.
4. Эта ссылка на каталог, в котором находится файл (ParentDirectoryRecordNumber). С ее помощью программа-спасатель может включить файл в структуру каталогов.
5. Здесь появляется имя файла, в нашем случае MуPrеsеntаtiоn.pрt.
6. Если эти два байта имеют значение 0, то файл не сжат.
7. Эти восемь байт сообщают размер файла, в нашем случае 56 320 байт.
8. Важнейшая часть записи MFT, называющаяся Dataruns, показывает, где фактически находятся данные. [13]

1. Первый байт сообщает, сколько байт необходимо для адреса первого кластера (3 байта) и отображения длины файла во всех кластерах (1 байт).