Intel C220/C600 RAID 在硬盘上的数据结构-纯干货

以4盘6TB 组建的RAID 5为例

因为自己的4盘阵列坏了，数据恢复需要，就简单研究了一下磁盘阵列写在磁盘上的数据结构。
基础信息如下：

• 单盘6TB，每逻辑扇区512Byte，每盘扇区数11721045168个，扇区编号0–11721045167。
• 磁盘A、B、C、D按顺序，以Stripe大小为128KB组成4盘RAID 5阵列后，100%空间组建卷Volume000（在操作系统中会被识别为是一个“物理磁盘”），卷空间大小为16.4TB；每逻辑扇区512Bytes，扇区总数35163121664个，扇区编号0–35163121663。
• 在Windows下对Volume000进行分区，只创建一个16.4TB的简单卷，并格式化成NTFS文件格式。

阵列扇区在磁盘上的分布结构

使用WinHex对磁盘A、B、C、D上的扇区数据进行分析，得到如下磁盘上的阵列数据（DDF：Disk Data Format）及扇区的分布结构。

• 每个物理磁盘的扇区0–11721040639扇区被划入阵列中，其中磁盘D的扇区11721040384–11721040639虽然纳在阵列内（最后一个条带，计算校验的时候会带上），但是实际上不在Volume000的读写范围内。
• 每个物理磁盘的扇区11721040640–11721045167均被保留（即组成阵列后，此部分扇区是操作系统不可见的，只有阵列卡自己能操作）。
• 每个物理磁盘的扇区11721045007–11721045166被写入阵列信息（DDF），其中扇区11721045166中的数据最重要，包括了组成磁盘的序列号以及创建的Volume000的信息。每个物理磁盘上这些扇区的数据都是一样的。
• 创建阵列的时候选择的Stripe大小为128KB，实际上是指组成阵列的(N+1)个磁盘，每个磁盘的Stripe大小为128KB，即阵列中每个磁盘均各自拿出256个扇区，组成一个带校验功能的数据条带，条带大小为Stripe*N，即768个扇区、384KB。
• 阵列的块顺序为左异步（连续）。

具体参见如下（PD为校验数据块，左边列中的数字是物理磁盘上的扇区编号，中间框内的数字是阵列上Volume000的扇区编号）。

一些计算方法

首先是一定要知道Stripe Size，即上面提到的128KB/256扇区，一般是阵列卡的默认值。如果不记得当时创建阵列时候的数据，那就只能靠软件或人工来分析识别。

• 假定Stripe Size 是M个扇区，阵列一共有(N+1)个磁盘组成（上述例子里即是M=256，N=3），组成阵列后的卷（即上述Volume000）的扇区总数为(S+1)个（即卷上的扇区的编号从0到S）。
• 计算 T = [S/(M*N)] ，即商的整数部分为最大条带数编号（编号从0开始），总条带数为T+1。
• 每个物理磁盘的0-P号扇区归入阵列管理，其中P=(T+1)*m-1。
• 卷扇区编号s推算物理磁盘编号n与扇区编号p的方法：
  – 先计算 s/M/N/(N+1) 的余数，通过余数查上图可得扇区s在图内位置，即物理磁盘编号n及物理扇区偏离z，则p=[s/M/N/(N+1)]+z 。