一般RAID Storage只能對單Block Device做好冗餘、加速功能。
但企業級儲存還需要儲存共用池(Storage Pool)、快照(Snapshot)、精簡空間(Thin Provisioning)、分層加速… 等。
能實現以上功能的，台廠的Storage Server (含NAS)，都是以開源架構為主，基於mdadm, LVM, Btrfs, ext4, iSCSI LUN等作法。
但當架構是封閉專用系統，自行研發程式架構，要怎樣做底層資料救援恢復?
以下是一個客戶求助於IBM原廠，希望救回數據，最終沒辦法處理的狀況下，
經由IBM與其他間SI 介紹一致建議送到OSSLab的實際案例。
機器不穩、硬碟嚴重損壞，Metadata已經損壞
IBM Storwize V7000隸屬於從IBM DS8000下放的儲存架構，
可提供快照、精簡、分層功能，再分享成SAN與iSCSI/FC。
這台在長久時間運作之下，硬碟已有壞軌，並且經過一些操作上Metadata已經損壞。
整台儲存設備已經無法正常Mount.
客戶先聯絡IBM原廠考慮下面恢復方式
對儲存進行強制上線操作，分析故障儲存中的故障硬碟離線順序 → 修復後離線的故障硬碟 → 將修復好的硬碟插回儲存設備，或是故意不修理，在Drive Missing狀態下進行強制上線操作。
這也是一般原廠技術能提供的恢復技術程度:
以這次案例來講，IBM是叫Tier 3 Recovery，流程如下:
1. 清除兩個控制器數據 manager system — Remove system data
2. 選 Recovery system — Prepare for recovery 會出現下圖:
3. 就等待跑完流程
但本次案例，由原廠處理的T5恢復，資料無法恢復，並且Metadata可能已經動到。
底層數據恢復 IBM 的MDisk架構分析
由於IBM原廠恢復層級僅到上述的程度，因此本案只剩底層數據恢復選項可以做了。
這邊要先完全搞懂Storage架構。IBM Storwize的MDisk構成是由實體硬碟透過RAID 0/1/5/6/10模式所得來的。而這個MDisk並不像一般RAID直接轉成LUN，而是要考慮單個或多組MDisk 組合。MDisk是先歸類哪組Storage Pool，以及是採用Mirror, Stripe, JBOD哪種形式，最終再以當初設定 Pool 方式分出不同的 Volume (LUN)。
以下是IBM Storwize的MDisk架構簡述。
▲ 來看看IBM Storwize V7000系列的MDisk架構。這個Storage pool是由單 MDisk所組成，而Storage pool可以拿來建置映像模式的Volume，以便透過iSCSI等協定給Client端存取。若Volume又是做FAT LUN，無做精簡，是最簡單的救援狀況
▲ 這裡可以看到此Storage Pool 由3顆MDisk所組成。當使用者從這個Storage pool建立一個Striped的Volume，那麼這個Volume真正存取到的MDisk磁碟排序，就會像右邊那樣的交錯方式。這種要做資料救援，就得再多重解析不同儲存層的Pool架構
▲ 若在Storage pool建立一個Sequential的Volume，那麼這個Volume真正存取到的MDisk磁碟排序，就會像右邊那樣的循序的儲存式。這種要做資料救援，會比上面的Striped Volume簡單一點
為何有MDisk? 這是為了方便擴充容量，跟冷熱資料分層，可兼顧效能與備援擴充優勢。
例如你今天買了10TB SAS硬碟4顆，用RAID 5做成一個MDisk 1 (容量約30TB)，然後將MDisk 1規劃成Storage Pool，此時Storage Pool就有約30TB的可存取空間，未來若容量不夠用的時候，您可以再另外新增硬碟，不需要將既有的RAID砍掉或是高風險單顆擴容。
可再擴充16TB SAS硬碟5顆，用RAID 6做成MDisk 2 (這樣容量約48TB)，然後把MDisk2注入Storage Pool，這樣Storage Pool總容量就等於30TB+48TB=78TB，這時候您可以再割多個Volume給既有或是新裝好的ESXi伺服器使用，以便達到零停機的Scale-up目標。
Storage Pool最終分割出的Volume (LUN)，還會有前端Bitmap，與真實資料區、延伸資料區(快照過後的資料)。
從上面可以得知，IBM Storwize的儲存層，大致如下:
第一層: 實體SAS FC SATA等硬碟 (就是真正裝在Storwize裡面的多顆硬碟)
若硬碟有硬體或韌體損壞，必須修復 。OSSLab實驗室有 PC3000 Portable SAS救援裝置，可以處理這類問題。
第二層: MDisk (由實體SAS or FC 硬碟以RAID 0/5/6/10建立而來)
這邊要做MDisk分析及重組，根據客戶給出的部分配置信息，將硬碟按照MDisk組分類。
分析每一組MDisk中的所有硬碟，得到相關RAID訊息、順序與Stripe大小。
OSSLab擁有專業的數據恢復軟體，可對MDisk進行軟RAID重組。
▲ 嘗試找出對應硬碟，並組合成RAID (MDisk)，最終在dump成映像檔
第三層: Pool 組態
Pool組態可依照當初客戶設定資訊，來組合MDisk資料。不過若是Stripe Pool則必須要分析出Stripe Size大小。
如果是Sequential用copy指令也可以做的。 🙂
我們主要以ptyhon腳本完成，參考python腳本範例放在這。（非本次救援用腳本)
第四層: Volume VDisk
如果為精簡(Thin Provisioning)，前端還會有Bitmap 延伸數據，必須先定位找出Bitmap與資料結構塊位置，找出算法。
第五層: LUN filesystem
以上組好的LUN，為VMFS。
客戶最需要資料，是VMware vSphere下其中一個 Linux Server虛擬機裡面的Oracle DB檔案。
必須使用到Windows Mount VMFS工具，以取出DB的VMDK檔案。
第六層: Data File
這次要取出的是Ext4檔案格式下的Orable DB檔案。
驗證Oracle DB是很麻煩狀況，因為當下客戶的AP與DB Server 都沒有送過來。
OSSLab這邊是以驗證 dbf (Oracle DataBase Format)資料庫檔案，來進行恢復成功度的評估。
搭配Oracle的DBV (DBVerify)命令列工具，來做檔案內容一致性檢查，我們以這樣方式作驗收普遍得到客戶技術部認同。
▲ 使用DBV工具查驗dbf資料庫檔案內容完整性
透過以上層層分析、拆解與救援，最終將客戶資料救回！
層層拆解分析，才是資料救援真核心技術
高難度數據恢復，必須如上所述，全方面從底層開始。並必須具備:
1. 有SAS、SCSI、FC硬碟維修設備與經驗
2. 對Infra、原廠處理手法，架構有經驗
3. 能拆解底層檔案系統與算法
4. 核對也必須科學專業
這樣才是完整的數據恢復技術流程!
以上部分圖片引用自 https://www.weithenn.org/2014/03/ibm-storwize.html
