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Como: Identificar a ordem das unidades em um NAS baseado em XFS

Em geral, as unidades NAS, como Buffalo TeraStation, Iomega StorCenter e Synology, utilizam software RAID montado a partir das maiores partições de dados de cada uma das unidades que constituem o armazenamento. Além disso, o sistema de arquivos XFS é distribuído também nas partições. Sendo assim, para recuperar os dados de um RAID da forma adequada, os usuários precisam conhecer a ordem correta dos discos que compõem o sistema RAID no box NAS.

O artigo abaixo explica como é possível identificar a ordem das unidades em um NAS baseado em XFS de quatro discos do Buffalo Terastation, Iomega StorCenter, Synology entre outros modelos NAS semelhantes.


Formas e meios

Antes de começar a recuperar dados de um NAS baseado em XFS, deve-se descobrir a ordem das unidades RAID e seus parâmetros.

O método ideal para identificar a ordem das unidades é analisar seu conteúdo hexadecimal de acordo com os fragmentos de dados observados no início das partições. Meios eficazes para tal análise são fornecidos pelo CI Hex Viewer. No entanto, alguns aplicativos avançados de recuperação de dados oferecem uma maneira muito mais fácil de identificar parâmetros RAID - detecção automática de RAID.

Como os dispositivos NAS não fornecem acesso de baixo nível aos dados, NAS baseados em XFS não são uma exceção. Por isso, antes de iniciar a recuperação, é necessário desmontar o armazenamento e conectar seus discos rígidos a um computador. Leia COMO: Conectar a unidade IDE / SATA a um PC para recuperação para obter instruções detalhadas

Os armazenamentos baseados em XFS conectados à rede geralmente aplicam configurações RAID Multiple Device (MD). Essas configurações RAID são criadas com a ajuda do popular utilitário mdadm e incluem configurações lineares (JBOD), stripe (RAID0), espelhadas (RAID1), RAID5 e RAID6. Este utilitário cria "pseudo-partições" com metadados suficientes para construir o RAID automaticamente.

A SysDev Laboratories oferece o poderoso software UFS Explorer que suporta detecção, reconstrução e recuperação automática de dados RAID. O UFS Explorer RAID Recovery foi especialmente desenvolvido para trabalhar com sistemas RAID complexos, enquanto o UFS Explorer Professional Recovery apresenta uma abordagem profissional para a recuperação de dados a partir de vários dispositivos, incluindo conjuntos RAID de diferentes complexidades. Para informações mais detalhadas, por favor, vá para https://www.ufsexplorer.com/products.php.

Para montar o RAID automaticamente com a ajuda do UFS Explorer RAID Recovery, é necessário:

  • Baixar, instalar e executar o software;
  • Conecte as unidades NAS ao computador host ou abra arquivos de imagem de disco na interface do programa;
  • O software montará o RAID automaticamente e adicionará o armazenamento à lista de dispositivos para realizar as operações.

Caso a detecção automática de RAID estiver desativada nas configurações do programa, siga os seguintes passos:

  • Abra o RAID Builder, selecione qualquer partição de dados do software RAID e adicione-a como um componente de um RAID virtual;
  • Uma vez que a partição é adicionada e os metadados do MD são detectados, o software perguntará se ele deve montar o RAID automaticamente;
  • Pressione 'Sim' e o programa irá carregar partições de disco na ordem correta e com os parâmetros RAID adequados;
  • Pressione 'Montar Raid' para montar este RAID no UFS Explorer e realizar as operações.

Nota: Se os parâmetros RAID do NAS foram alterados para um nível, ordem de unidade ou tamanho da faixa diferente, é necessário a detecção manual da configuração RAID anterior. Pressione   'Não' na caixa de diálogo para recusar a montagem automática do RAID e usar a especificação manual dos parâmetros do RAID.

Análise do conteúdo dos discos

Outra maneira de determinar os parâmetros RAID e identificar com precisão a ordem dos drives é conduzir uma análise aprofundada do conteúdo dos discos. O CI Hex Viewer fornece meios eficazes para a análise qualitativa de dados de baixo nível. Este software é distribuído gratuitamente.

Para se preparar para o procedimento, deve-se realizar as seguintes ações:

  1. Conecte as unidades NAS a um PC ;

Usuários Linux: não monte arquivos nos sistemas de unidades NAS!
Usuários Mac: evite diagnósticos, reparos e operações semelhantes em discos usando o Utilitário de Disco!

  1. Inicialize o PC, instale e execute o CI Hex Viewer ;

Windows XP e anterior: execute o software como administrador;

Windows Vista / 7/8/10 com UAC: execute o software como administrador clicando com o botão direito sobre ele;

macOS: entre como administrador do sistema quando o programa for iniciado;

Linux: na linha de comando, execute 'sudo cihexview' ou 'su root -c cihexview'.

  1. Clique em 'Abrir armazenamento em disco' (Ctrl + Shift + "O"); Abra a partição de dados de cada unidade NAS.

Cada unidade NAS tem a mesma estrutura de partições: 1-3 pequenas partições de "sistema" (com o tamanho total de vários gigabytes) e uma partição de dados ainda maior (geralmente mais de 95% da capacidade total da unidade). Para mais informações sobre o layout das partições, visite a seguinte página.

Configuração RAID e detecção avançada da ordem das unidades

Para começar a analisar o conteúdo dos discos, abra a exibição hexadecimal de cada partição de dados de todos os drives NAS no CI Hex Viewer.

Na figura, você pode ver um exemplo de análise de conteúdo para uma configuração RAID5 padrão com o tamanho da faixa de 64 KB e o sistema de arquivos XFS.

XFS start

Figura. 1. Início do sistema de arquivos XFS (superbloco).

O bloco inicial (ou superbloco) do sistema de arquivos XFS contém uma string "XFSB" no início, valores dos parâmetros do sistema de arquivos e muitos zeros. Um superbloco válido nunca contém dados diferentes de zero em um intervalo de 0x100..0x200 bytes. Essa propriedade facilita a determinação da validade do superbloco.

I-nodes block

Figura. 2. Bloco I-nodes do XFS.

Neste sistema de arquivos XFS, o bloco I-nodes é encontrado em um deslocamento de 64 KB. Nos layouts RAID0 e RAID5 com o tamanho de faixa padrão de 64 K, o bloco I-nodes está localizado em um deslocamento zero da partição de dados da Unidade 2.

I-nodes podem ser identificados pela string "IN" (seqüência de bytes "49 4E") no início de cada bloco de byte 256 (0x100). Cada I-node descreve um objeto do sistema de arquivos.

O dígito superior do terceiro byte define o tipo do objeto.4X byte indica um diretório e 8X indica um arquivo.

Na Figura 2, o primeiro I-node indica um diretório e o segundo indica um arquivo.

I-nodes block

Figura. 3. Bloco de paridade RAID5.

O bloco de paridade contém uma mistura de dados de blocos de outras unidades. Pode parecer "lixo" com fragmentos visíveis de informação dos blocos de dados.

Mesmo que o bloco de paridade contenha uma string "XFSB" válida, ao contrário do superbloco, ele contém dados diferentes de zero em 0x100 ... 0x200 bytes. Essa é a principal diferença. Observe também que o bloco de paridade geralmente contém uma quantidade considerável de bytes diferentes de zero.

Agora, usando esse conteúdo e assumindo que o bloco inicial é o primeiro bloco da partição de dados da unidade especificada, você pode definir a configuração RAID:

RAID5:

  • Apenas um primeiro bloco conterá o superbloco (Fig. 1);
  • Se o tamanho da faixa for 64 KB (comum para o Terastation), um dos primeiros blocos conterá o I-nodes; o primeiro I-nodes indica um diretório raíz (root directory).Se o diretório raiz continha poucos arquivos, seus nomes são dados no corpo do I-node (como na Fig.2);
  • O bloco inicial da terceira unidade conterá a tabela de dados ou I-nodes;
  • O bloco inicial da quarta unidade conterá paridade (Fig. 3);
  • Aplicar a operação XOR a bytes dos blocos iniciais de cada disco na mesma posição de byte resulta em zero.

Pode-se definir a configuração RAID5 como RAID com apenas um superbloco no bloco inicial e paridade. A operação XOR a bytes dos blocos iniciais de cada disco na mesma posição de byte resulta em zero.

A ordem das unidades é a seguinte: Unidade com o superbloco é a primeira; Unidade com o diretório raiz é a segunda; Unidade com paridade é a quarta; Unidade restante é a terceira.

O procedimento de verificação de paridade inclui as seguintes etapas:

  • Escolha um deslocamento de partição com dados diferentes de zero;
  • Execute uma calculadora (por exemplo, calculadora padrão do Windows);
  • Escolha 'View' como 'Scientific' ou 'Programming', alternando do modo 'Dec' para 'Hex';
  • Digite o dígito hexadecimal da primeira unidade e pressione o botão 'Xor';
  • Insira o dígito hexadecimal da próxima unidade no mesmo deslocamento e pressione 'Xor' novamente;
  • Repita o procedimento até a última unidade. Antes de inserir o dígito da última unidade, a calculadora deve mostrar o mesmo número da posição especificada do último disco. A operação 'Xor' dará zero.

Um valor diferente de zero para qualquer um dos deslocamentos indica um erro de cálculo ou ausência de paridade.

RAID0: 

  • Apenas um primeiro bloco contém o superbloco (Fig. 1);
  • Se o tamanho da faixa for 64 KB (comum para o Terastation), um dos primeiros blocos conterá o I-nodes; o primeiro I-nodes indica um diretório raíz (root directory). Se o diretório raiz continha arquivos, seus nomes são dados no corpo do I-node (como na Fig.2);
  • Outros primeiros blocos não contêm superblocos ou paridade;
  • Outras unidades podem conter mais I-nodes no primeiro bloco.

Pode-se definir a configuração RAID0 como RAID com apenas um superbloco no bloco inicial e sem paridade.

A ordem das unidades é a seguinte: a unidade com o superbloco é a primeira; a unidade com o diretório raiz é a segunda. A 3ª e a 4ª unidades não podem ser identificadas de uma só vez, mas você pode testar ambas e descobrir qual delas é a certa.

RAID 10/0 + 1:

  • Os primeiros blocos de duas unidades contêm um superbloco válido (Fig. 1);
  • As outras duas unidades contêm dados no bloco inicial e caso o tamanho da faixa seja 64 KB, a mesma conterá os I-nodes.

Pode-se definir a configuração do RAID 10/0 + 1 como RAID com dois superblocos nos blocos iniciais.

A ordem das unidades é a seguinte: a unidade com o superbloco é a primeira, a unidade sem superbloco (dados ou I-nodes) é a segunda.Essa configuração tem dois pares e ambos podem ser usados para recuperação de dados.

RAID 1 e armazenamentos com múltiplas partes:

  • Os primeiros blocos de cada unidade contêm um superbloco válido (Fig. 1).

Pode-se definir RAID1 e um armazenamento de múltiplas partes como RAID com superblocos em todos os blocos iniciais.

A ordem das unidades é a seguinte: Qualquer unidade do RAID1 fornece todos os dados. No caso de um armazenamento com múltiplas partes, cada unidade possui um sistema de arquivos válido separado.

Se o procedimento de análise der um resultado contraditório e você ainda não tiver certeza da ordem das unidades, tente todas as combinações até achar uma que funcione.

Nota: O software UFS Explorer não modifica os dados no armazenamento. Você pode experimentar diferentes combinações do RAID até achar uma que funcione.

Notas finais

Em caso de dano físico, recomenda-se enviar o seu NAS para um laboratório de recuperação de dados especializado, a fim de evitar a perda de dados.

Se você não tiver certeza sobre como realizar as operações de recuperação de dados do seu NAS ou não sabe determinar a configuração RAID, sinta-se à vontade para usar os serviços profissionais fornecidos pela SysDev Laboratories.

Última atualização: 9 de setembro de 2019

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