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为什么现在的监控系统容易硬盘坏?存储

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[大数据技术 所属分类 大数据技术 | 发布者 店小二05 | 时间 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏

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电脑不能强制关机,否则会损坏硬盘——相信这是很多人关于电脑使用的最初认知。在如下所示的例子中就有多次强制断电,从而导致存储硬盘严重损坏、难以恢复的情况发生。


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那么,强制断电为何会导致硬盘数据丢失?

一般来说,硬盘的断电保护分两种情况,用于大容量低性能存储需求的机械硬盘,以及由于价格较高一般很少当作仓储盘使用的固态硬盘。当机械硬盘损坏时,经常会有电脑假死蓝屏、无法启动、发出很大的咯嗒声等现象。


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基于此,我们就来讨论下机械硬盘的断电损坏原理。

1973 年,IBM 成功研制出了一种新型的硬盘 IBM334,它拥有几个同轴的金属盘片,盘片上涂着磁性材料,这些可以移动的磁头共同密封在一个盒子里面,磁头能从旋转的盘片上读出磁信号的变化——这就是我们今天使用的硬盘的祖先,IBM 称之为温彻斯特硬盘。


目前市面上除了 SSD(俗称固态硬盘)之外,大多数的存储设备均为温彻斯特机械硬盘结构。其工作方式相是一个密闭空间中的留声机,不同的是磁头和碟片之间的距离只有 10 纳米,磁头的运动稍有不慎就会把盘片划伤。断电情况即包含在「稍有不慎」这个范围之内,而且机械硬盘厂商经过几十年的探索已经有了一套相对比较成熟的断电保护方案,所以平时很少会遇到强关电脑之后数据丢失硬盘损坏的情况。


来自 @杜渡渡鸟 (https://weibo.com/3219337542/FxelPmrD0)的评论就表示,以前的监控系统都是 windows 工控机,可以直接去硬盘目录删除指定某段视频,清除干净之后可以表示事发时正巧摄像头坏了,平常都是正常的。而现在主流的监控设备(如海康、大华、宇视等)都是嵌入式操作系统,录像压缩成功后无法按删除某段指定视频,必须格式化硬盘删除所有录像,理论上格式之后的硬盘数据是可以恢复的,当然具体恢复哪段录像就看硬盘的思想觉悟高不高了。


简单来说,就是在硬盘里安装了一块极小的「电池」,在外部电源断电的瞬间,机械硬盘会利用这块电池的电量优先将磁头挪动到安全区域,避免划伤碟片。这样首先保证了突然断电不会损坏丢失大量数据,只会丢失断电是尚未来得及写入的少部分数据。


当然,除去意外断电这种情况外,正常老化、距离震动、跌落、外力破坏都可能导致磁盘内部精密构件和碟片的损伤。一旦出现了硬盘损坏无法读取的情况,不要慌,第一时间首先要做的是停止继续读写硬盘避免加重硬盘的伤情。然后,就需要专业的数据恢复机构进行「开盘修理」——即把密封的硬盘打开进行针对性的修理。


一般来说,硬盘修理有以下几个步骤:

首先在无尘工作环境下打开硬盘,更换损坏的磁头或者硬盘内的其它部件;

其次将新更换的部件与原有部件重新组合成硬盘,并调试对应的固件;

然后磁场克隆,将受损硬盘中的信息完整的复制到一个没有受损的新硬盘中,这一部分是整个数据恢复中耗时最长的。根据碟片的受损程度不同,需要几小时到一个月不等;

最后在克隆完成的硬盘中对数据进行重新梳理,提取抢救数据。


但是也不用过于恐慌。云备份服务厂商 BackBlaze 每年都会发布一次硬盘使用故障率报告,在 2016 年的报告中以 71939 块用于数据存储的硬盘为样本,计算出了不同品牌硬盘的故障率。从全年来看,共有 1225 块机械硬盘损坏,约合日均故障 3.36 块,2016 全年硬盘故障率仅为 1.95%,相比 2015 年的 2.47% 和 2014 年的 6.39% 有显著进步,可以说机械硬盘厂商的技术提升有目共睹。


在所统计的各大品牌中,希捷硬盘(即本文开头所列案例中涉及的硬盘品牌)虽然多达六款,但故障率也是较高的,SD4000DM001/ST4000DX000 这两款 4TB 的更是高达 31% 上下。


最后想说,关爱硬盘健康,人人有责。


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