CN109032841A - 一种文件修复方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种文件修复方法和装置。涉及计算机网络技术，解决了数据修复困难的问题。该方法包括：定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项；将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除。本发明提供的技术方案适用于磁盘镜像文件，实现了磁盘镜像文件的自动修复。

Description

一种文件修复方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机网络技术，尤指一种文件修复方法和装置。

背景技术

Qcow2是Qcow文件格式的升级版本，它是一种保存磁盘镜像的文件格式，最初被QEMU用做磁盘镜像文件格式。Qcow2格式的优势在于支持精简分配，即磁盘镜像文件的大小随着用户数据的实际分配增长，能够更好的利用磁盘空间，减少预分配的浪费。Qcow2格式已被广泛应用于虚拟化场合，大多数虚拟化软件均支持该格式。

然而Qcow以及Qcow2镜像格式也有缺陷，它不支持类似Linux的日志功能。当Qcow2文件损坏时，无法进行自恢复，只能依赖于其所处文件系统的日志功能。然而，大多数文件系统一般仅仅开启元数据日志支持，在发生数据损坏时仅仅能够保证文件系统的完整性，而无法保证文件内容本身的完整性；此外，当Qcow2磁盘镜像在工作一段事件后，由于用户数据的写入会变得比较大，即使文件系统开启数据日志，也很难完成文件恢复。在服务器虚拟化应用场景中，当发生掉电、系统崩溃等意外或者用户误操作导致数据被覆写的场景，急需一种方法能够及时对用户数据进行修复，保全数据价值。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种文件修复方法和装置。通过定位损坏的磁盘镜像中具体的损坏数据表项并进行剔除，实现了磁盘镜像文件的自动修复，解决了数据修复困难的问题。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种文件修复方法，包括：

定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项；

将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除。

优选的，所述定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项的步骤包括：

提取所述损坏的磁盘镜像文件的L1表的位置与L2表所包含的表项数；

遍历所述L1表与所述L2表，发现存在损坏的L2表中的数据表项。

优选的，提取所述损坏的磁盘镜像文件的L1表的位置与L2表所包含的表项数的步骤包括：

自所述操作的磁盘镜像文件的头部读取出如下信息：

所述L1表的地址、所述L1表的大小、簇cluster值；

根据读取得到的信息，计算所述L1表的位置与所述L2表所包含的表项数。

优选的，所述遍历所述L1表与所述L2表，发现存在损坏的L2表中的数据表项的步骤包括：

遍历所述L1表，读取所述L1表中全部表项，每个表项包含一个L2表的地址；

遍历全部L2表，读取全部L2表的数据表项；

在数据表项与cluster值不对齐和/或数据表项值为0时，判定所述数据表项为损坏的数据表项。

优选的，所述将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除的步骤包括：

标记所述损坏的数据表项，将所述损坏的数据表项内容清零；

将所述损坏的磁盘镜像文件的镜像损坏标志位清零。

本发明还提供了一种文件修复装置，包括：

数据表项筛查模块，用于定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项；

文件修复模块，用于将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除。

优选的，所述数据表项筛查模块包括：

数据表信息获取子模块，用于提取所述损坏的磁盘镜像文件的L1表的位置与L2表所包含的表项数；

数据表项损坏发现子模块，用于遍历所述L1表与所述L2表，发现存在损坏的L2表中的数据表项。

优选的，所述数据表信息获取子模块包括：

信息读取单元，用于自所述操作的磁盘镜像文件的头部读取出如下信息：

所述L1表的地址、所述L1表的大小、簇cluster值；

计算单元，用于根据读取得到的信息，计算所述L1表的位置与所述L2表所包含的表项数。

优选的，所述数据表项损坏发现子模块包括：

L1表遍历单元，用于遍历所述L1表，读取所述L1表中全部表项，每个表项包含一个L2表的地址；

L2表遍历单元，用于遍历全部L2表，读取全部L2表的数据表项；

损坏表项判定单元，用于在数据表项与cluster值不对齐和/或数据表项值为0时，判定所述数据表项为损坏的数据表项。

优选的，所述文件修复模块包括：

表项处理单元，用于标记所述损坏的数据表项，将所述损坏的数据表项内容清零；

文件恢复单元，用于将所述损坏的磁盘镜像文件的镜像损坏标志位清零。

本发明提供了一种文件修复方法和装置，在发生磁盘镜像文件损坏时，定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项，再将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除。实现了磁盘镜像文件的自动修复，解决了数据修复困难的问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明的一实施例提供的一种文件修复方法的流程示意图；

图2为图1中步骤101的具体流程示意图；

图3为本发明的一实施例提供的一种文件修复装置的结构示意图；

图4为图3中数据表项筛查模块301的结构示意图；

图5为图4中数据表信息获取子模块401的结构示意图；

图6为图4中数据表项损坏发现子模块402的结构示意图；

图7为图3中文件修复模块302的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在服务器虚拟化应用场景中，当发生掉电、系统崩溃等意外或者用户误操作导致数据被覆写的场景，急需一种方法能够及时对用户数据进行修复，保全数据价值。

为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种文件修复方法和装置。

本发明的一实施例提供了一种文件修复方法，使用该方法完成对磁盘镜像文件进行修复的流程如图1所示，包括：

步骤101、定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项。

本步骤具体如图2所示，包括：

步骤1011、提取所述损坏的磁盘镜像文件的L1表的位置与L2表所包含的表项数。

本步骤具体包括：

1、自所述操作的磁盘镜像文件的头部读取出如下信息：

所述L1表的地址、所述L1表的大小、簇cluster值；

2、根据读取得到的信息，计算所述L1表的位置与所述L2表所包含的表项数。

例如，通过Qcow2头部读出L1表地址、大小，以及cluster值等元数据信息，据此可计算出L1表的位置以及L2表里所包含表项的个数。

步骤1012、遍历所述L1表与所述L2表，发现存在损坏的L2表中的数据表项。

本步骤中，遍历L1和L2表，找到所有L2表的数据表项并对其格式进行检查。本步骤具体包括：

1、遍历所述L1表，读取所述L1表中全部表项，每个表项包含一个L2表的地址。

2、遍历全部L2表，读取全部L2表的数据表项，每个L2表所含表项个数可由第一步得到。

3、在数据表项与cluster值不对齐和/或数据表项值为0时，判定所述数据表项为损坏的数据表项。

4、在数据表项与cluster值对齐且不为0时，判定所述数据表项正常。

例如，根据Qcow2格式的磁盘布局，首先从Qcow2的头部读出其L1表的位置，以及cluster的大小。根据cluster大小可以推算出每个L2表里包含的L2表的数据表项个数，从而可以遍历L1表读出所有的L2表的数据表项；根据Qcow2布局的格式规定，其L2表的数据表项所指向地址必须是和cluster大小对齐的，且如果L2表的数据表项有效则必然不等于0，基于这两点可以对所有L2表的数据表项逐个进行验证。

步骤102、将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除。

本步骤中，标记所述损坏的数据表项，以便报告给用户供用户查看；并将所述损坏的数据表项内容清零，即将损坏的数据表项标记为无效。

在完成对损坏的数据表项处理后，再将所述损坏的磁盘镜像文件的镜像损坏标志位清零。磁盘镜像文件恢复正常使用。

本发明的一实施例还提供了一种文件修复装置，其结构如图3所示，包括：

数据表项筛查模块301，用于定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项；

文件修复模块302，用于将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除。

优选的，所述数据表项筛查模块301的结构如图4所示，包括：

数据表信息获取子模块401，用于提取所述损坏的磁盘镜像文件的L1表的位置与L2表所包含的表项数；

数据表项损坏发现子模块402，用于遍历所述L1表与所述L2表，发现存在损坏的L2表中的数据表项。

优选的，所述数据表信息获取子模块401的结构如图5所示，包括：

信息读取单元501，用于自所述操作的磁盘镜像文件的头部读取出如下信息：

所述L1表的地址、所述L1表的大小、簇cluster值；

计算单元502，用于根据读取得到的信息，计算所述L1表的位置与所述L2表所包含的表项数。

优选的，所述数据表项损坏发现子模块402的结构如图6所示，包括：

L1表遍历单元601，用于遍历所述L1表，读取所述L1表中全部表项，每个表项包含一个L2表的地址；

L2表遍历单元602，用于遍历全部L2表，读取全部L2表的数据表项；

损坏表项判定单元603，用于在数据表项与cluster值不对齐和/或数据表项值为0时，判定所述数据表项为损坏的数据表项。

优选的，所述文件修复模块302的结构如图7所示，包括：

表项处理单元701，用于标记所述损坏的数据表项，将所述损坏的数据表项内容清零；

文件恢复单元702，用于将所述损坏的磁盘镜像文件的镜像损坏标志位清零。

本发明的实施例提供了一种文件修复方法和装置，在发生磁盘镜像文件损坏时，定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项，再将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除。实现了磁盘镜像文件的自动修复，解决了数据修复困难的问题。

对损坏的Qcow2格式的磁盘镜像文件进行修复，能够在文件被覆写或者损坏情况下完成恢复，恢复关键数据。

由于Qcow2镜像文件格式不包含修改日志等冗余信息，因此当文件数据发生损坏，理论上无法通过损坏镜像问价自身内容来完成恢复。一个思路是识别并过滤掉镜像文件中的损坏数据，将其恢复为一个格式正确的Qcow2镜像文件，然后将其数据读出。特别的，如果所对应磁盘镜像是一个被格式化为ext3,ext4,xfs等支持日志的文件系统时，进而可以通过fsck以及一些文件系统恢复工具进一步对用户数据修复，从而保全绝大部分用户数据。

通过以上操作，可以对Qcow2所包含的数据部分完成修复，得到一个部分数据丢失但格式完整的Qcow2镜像文件。此外，在Qcow2的header中包含标志位用来指示磁盘格式损坏，修复完成后应将该位修改为格式正确。经过上述修复即可完成Qcow2格式修复，此时可以通过qemu-img等工具将Qcow2锁包含的原始数据读出，也可将其挂载给虚拟机来完成用户数据读出。该方法可在发生数据损坏后挽救大部分用户数据，对于实际应用场景具有重大意义。

进一步的，通过用工具qemu-img读出或者虚拟机挂载镜像读出Qcow2数据，即可完成数据恢复；如果Qcow2所对应的磁盘镜像被格式化为ext4,xfs等文件系统，可进一步借助文件系统修复工具进一步完成问价修复。

在Qcow2等格式的磁盘镜像文件因宕机、用户误操作等原因导致数据损坏后，对Qcow2镜像文件进行修复，可挽救大部分用户数据。该方法作为一种数据补救措施，对虚拟化产品的高可用性是一个极大的补充，对于实际应用场景具有重大意义。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种文件修复方法，其特征在于，包括：

定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项；

将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除。

2.根据权利要求1所述的文件修复方法，其特征在于，所述定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项的步骤包括：

提取所述损坏的磁盘镜像文件的L1表的位置与L2表所包含的表项数；

遍历所述L1表与所述L2表，发现存在损坏的L2表中的数据表项。

3.根据权利要求2所述的文件修复方法，其特征在于，提取所述损坏的磁盘镜像文件的L1表的位置与L2表所包含的表项数的步骤包括：

自所述操作的磁盘镜像文件的头部读取出如下信息：

所述L1表的地址、所述L1表的大小、簇cluster值；

根据读取得到的信息，计算所述L1表的位置与所述L2表所包含的表项数。

4.根据权利要求2所述的文件修复方法，其特征在于，所述遍历所述L1表与所述L2表，发现存在损坏的L2表中的数据表项的步骤包括：

遍历所述L1表，读取所述L1表中全部表项，每个表项包含一个L2表的地址；

遍历全部L2表，读取全部L2表的数据表项；

在数据表项与cluster值不对齐和/或数据表项值为0时，判定所述数据表项为损坏的数据表项。

5.根据权利要求4所述的文件修复方法，其特征在于，所述将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除的步骤包括：

标记所述损坏的数据表项，将所述损坏的数据表项内容清零；

将所述损坏的磁盘镜像文件的镜像损坏标志位清零。

6.一种文件修复装置，其特征在于，包括：

数据表项筛查模块，用于定位损坏的磁盘镜像文件中存在损坏的数据表项；

文件修复模块，用于将所述存在损坏的数据表项自所述损坏的磁盘镜像文件中剔除。

7.根据权利要求6所述的文件修复装置，其特征在于，所述数据表项筛查模块包括：

数据表信息获取子模块，用于提取所述损坏的磁盘镜像文件的L1表的位置与L2表所包含的表项数；

数据表项损坏发现子模块，用于遍历所述L1表与所述L2表，发现存在损坏的L2表中的数据表项。

8.根据权利要求7所述的文件修复装置，其特征在于，所述数据表信息获取子模块包括：

信息读取单元，用于自所述操作的磁盘镜像文件的头部读取出如下信息：

所述L1表的地址、所述L1表的大小、簇cluster值；

计算单元，用于根据读取得到的信息，计算所述L1表的位置与所述L2表所包含的表项数。

9.根据权利要求7所述的文件修复装置，其特征在于，所述数据表项损坏发现子模块包括：

L1表遍历单元，用于遍历所述L1表，读取所述L1表中全部表项，每个表项包含一个L2表的地址；

L2表遍历单元，用于遍历全部L2表，读取全部L2表的数据表项；

损坏表项判定单元，用于在数据表项与cluster值不对齐和/或数据表项值为0时，判定所述数据表项为损坏的数据表项。

10.根据权利要求9所述的文件修复装置，其特征在于，所述文件修复模块包括：

表项处理单元，用于标记所述损坏的数据表项，将所述损坏的数据表项内容清零；

文件恢复单元，用于将所述损坏的磁盘镜像文件的镜像损坏标志位清零。