CN113076221B - 一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法 - Google Patents
一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种针对MongoDB‑MMAPv1引擎的数据恢复方法，其特征在于包括以下步骤：S100：加载数据库文件/数据库镜像，读取其字节长度，将当前偏移地址赋初值为0；S200：寻址当前偏移地址并读取连续的4字节内容，判断是否为MongoDB‑MMAPv1数据分区标识，如果是，执行S300，否则执行S600；S300：判断当前分区长度是否合法，如果是，执行S400，否则执行S600；S400：判断分区页内偏移、首记录偏移及末记录偏移是否合法，如果是，执行S500，否则执行S600；S500：根据分区结构、磁盘定位指针结构及记录结构，逐一读取数据库的记录，并采用bson格式解析当前记录，直至当前分区的各个记录解析完毕；S600：判断数据库文件/数据库镜像是否解析完毕完成,如果是，结束流程，否则，执行S200。
Description
技术领域
本发明属于数据恢复及电子取证领域，涉及一种数据库的记录/数据的恢复方法方法，尤其涉及一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法。
背景技术
MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库，而MMAPv1是MongoDB3.X系列的主流存储引擎。该引擎存储结构按区存储数据，每个数据区有明显的签名信息，因此，在该种数据库的记录/数据丢失的情况下，可据此签名做数据恢复。
但现有的技术中，对MongoDB-MMAPv1引擎的记录/数据提取基本上都需要记录/数据的文件结构完整，且需依赖数据库的环境进行处理。对于碎片级的数据分区无法单独处理，也就无法进行恢复，因此，往往会丢失很多数据库重要的记录/数据。
发明内容
针对现有技术的技术问题，本发明提供了一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法，通过解析数据库记录的数据体的地址，并寻址并获取记录的数据体，最后根据bson格式解析，从而达到恢复MongoDB-MMAPv1引擎的记录/数据的目的，包括以下步骤：
S100：加载MongoDB-MMAPv1引擎的数据库文件/数据库镜像，读取所述数据库文件/数据库镜像的字节长度，将当前偏移地址赋初值为0；
S200：寻址当前偏移地址并读取连续的4字节内容，判断是否为MongoDB-MMAPv1数据分区标识，如果是，执行步骤S300，否则执行步骤S600；
S300：从所述数据分区标识向后偏移152字节并读取连续的4字节内容作为分区长度，判断当前分区长度是否合法，如果是，执行步骤S400，否则执行步骤S600；
S400：从所述数据分区标识向后偏移4字节并读取连续的4字节内容作为分区页内偏移；
从所述数据分区标识向后偏移160字节并读取连续的4字节内容作为首记录偏移；
从所述数据分区标识向后偏移168字节并读取连续的4字节内容作为末记录偏移；
判断分区页内偏移、首记录偏移及末记录偏移是否合法，如果是，执行步骤S500，否则执行步骤S600；
S500：根据MongoDB-MMAPv1分区结构、磁盘定位指针结构及记录结构，逐一读取数据库的记录，并采用bson格式解析当前记录，直至当前分区的各个记录解析完毕；
S600：判断所述MongoDB-MMAPv1引擎的数据库文件/数据库镜像是否解析完毕完成,如果是，结束流程，否则，执行步骤S200。
优选地，所述步骤S200包括以下步骤：
S201：寻址当前偏移地址并读取连续的4字节内容；
S202：判断所读取4字节内容是否为MongoDB-MMAPv1数据分区标识0x41424344，如果是，执行步骤S300，否则，执行步骤S203；
S203：当前偏移地址＝当前偏移地址+1，执行步骤S600。
优选地，所述步骤S300包括以下步骤：
S301：从所述数据分区标识向后偏移152字节并读取连续的4字节内容作为分区长度；
S302：判断当前偏移地址加当前分区长度的和是否大于所述数据库文件/数据库镜像的字节长度，如果是，执行步骤S303，否则，执行步骤S400；
S303：当前偏移地址＝当前偏移地址+4，执行步骤S600。
优选地，所述步骤S400包括以下步骤：
S401：从所述数据分区标识向后偏移4字节并读取连续的4字节内容作为分区页内偏移；
S402：从所述数据分区标识向后偏移160字节并读取连续的4字节内容作为首记录偏移；
S403：从所述数据分区标识向后偏移168字节并读取连续的4字节内容作为末记录偏移；
S404：判断首记录偏移是否大于分区页内偏移且末记录偏移是否小于分区页内偏移加判断当前分区长度之和，如果是，执行步骤S500，否则，执行步骤S405；
S405：分区页内偏移＝分区页内偏移+4,执行步骤S600。
优选地，所述步骤S500包括以下步骤：
S501：根据MongoDB-MMAPv1分区结构及磁盘定位指针结构，解析分区信息及数据库记录的位置，
MongoDB-MMAPv1分区结构包括MongoDB-MMAPv1数据分区标识、当前分区信息、下一分区信息、上一分区信息、当前分区所属名字空间、当前分区字节长度、首记录信息、末记录信息；
其中，从所述数据分区标识向后偏移24字节并读取连续的128字节内容作为分区所属名字空间，用以将提取的数据归类；
磁盘定位指针结构包括文件编号及文件内偏移；
S502：根据所解析数据库记录的位置及MongoDB-MMAPv1记录结构，解析当前记录，包括当前记录的字节长度、分区的基本偏移、下一条记录的偏移、上一条记录的偏移及记录的数据体；
S503：读取记录的数据体，记录的数据体以bson格式存储，按照bson格式解析当前记录的数据体；
S504：当前偏移地址＝当前偏移地址+当前记录的字节长度，判断当前偏移地址是否大于或等于当前分区长度，如果是，则执行步骤S600,否则，执行步骤S502。
优选地，所述步骤S600包括以下步骤：
S601：获取当前偏移地址及所述数据库文件/数据库镜像的字节长度；
S602：判断当前偏移地址是否小于所述数据库文件/数据库镜像的字节长度，如果是，执行步骤S200,否则，结束流程。
本发明所通过的方法的有益效果是：在MongoDB-MMAPv1引擎的记录/数据的文件结构不完整的情况下，对于碎片级的数据分区无法单独处理，解决了MongoDB-MMAPv1引擎的记录/数据的恢复的技术问题。
附图说明
图1为本发明所提供的方法的总流程图；
图2为本发明所提供的方法中判断分区页内偏移、首记录偏移及末记录偏移是否合法的具体流程图。
具体实施方式
图1示出了本发明所提供的方法的总流程图。如图1所示，本发明的方法包括以下步骤：
S100：加载MongoDB-MMAPv1引擎的数据库文件/数据库镜像，读取数据库文件/数据库镜像的字节长度fsize，将当前偏移地址offset赋初值为0。
S200：寻址当前偏移地址offset并读取连续的4字节内容，判断是否为MongoDB-MMAPv1数据分区标识flag，如果是，执行步骤S300，否则执行步骤S600；步骤S200包括以下步骤：
S201：寻址当前偏移地址offset并读取连续的4字节内容；
S202：判断所读取4字节内容是否为MongoDB-MMAPv1数据分区标识flag0x41424344，如果是，执行步骤S300，否则，执行步骤S203；
S203：当前偏移地址offset＝当前偏移地址offset+1，执行步骤S600。
S300：从数据分区标识flag向后偏移152字节并读取连续的4字节内容作为分区长度extent_len，判断当前分区长度extent_len是否合法，如果是，执行步骤S400，否则执行步骤S600；步骤S300包括以下步骤：
S301：从数据分区标识flag向后偏移152字节并读取连续的4字节内容作为分区长度extent_len；
S302：判断当前偏移地址offset加当前分区长度extent_len的和是否大于数据库文件/数据库镜像的字节长度fsize，如果是，执行步骤S303，否则，执行步骤S400；
S303：当前偏移地址offset＝当前偏移地址offset+4，执行步骤S600。
S400：从数据分区标识flag向后偏移4字节并读取连续的4字节内容作为分区页内偏移base_offset；
从数据分区标识flag向后偏移160字节并读取连续的4字节内容作为首记录偏移first_offset；
从数据分区标识flag向后偏移168字节并读取连续的4字节内容作为末记录偏移last_offset；
判断分区页内偏移base_offset、首记录偏移first_offset及末记录偏移last_offset是否合法，如果是，执行步骤S500，否则执行步骤S600；
图2示出了本发明所提供的方法中判断分区页内偏移、首记录偏移及末记录偏移是否合法的具体流程图。如图2所示，步骤S400包括以下步骤：
S401：从数据分区标识flag向后偏移4字节并读取连续的4字节内容作为分区页内偏移base_offset；
S402：从数据分区标识flag向后偏移160字节并读取连续的4字节内容作为首记录偏移first_offset；
S403：从数据分区标识flag向后偏移168字节并读取连续的4字节内容作为末记录偏移last_offset；
S404：判断首记录偏移first_offset是否大于分区页内偏移base_offset且末记录偏移last_offset是否小于分区页内偏移base_offset加判断当前分区长度extent_len之和，如果是，执行步骤S500，否则，执行步骤S405；
S405：分区页内偏移base_offset＝分区页内偏移base_offset+4,执行步骤S600。
S500：根据MongoDB-MMAPv1分区结构、磁盘定位指针DiskLoc结构及记录结构，逐一读取数据库的记录，并采用bson格式解析当前记录，直至当前分区的各个记录解析完毕；步骤S500包括以下步骤：
S501：根据如下表1所示的MongoDB-MMAPv1分区结构及表2所示的磁盘定位指针DiskLoc结构，解析分区信息及数据库记录的位置，
表1：MongoDB-MMAPv1分区结构
| Offset | Size | Contents |
| 00H | 4 | MongoDB-MMAPv1数据分区标识，值为0x41424344 |
| 04H | 8 | 当前分区信息，DiskLoc结构(具体见表2) |
| 0CH | 8 | 下一分区信息，DiskLoc结构(具体见表2) |
| 14H | 8 | 上一分区信息，DiskLoc结构(具体见表2) |
| 1CH | 128 | 当前分区所属名字空间 |
| 9CH | 4 | 当前分区字节长度 |
| A0H | 8 | 首记录信息，DiskLoc结构(具体见表2) |
| A8H | 8 | 末记录信息，DiskLoc结构(具体见表2) |
表2：磁盘定位指针DiskLoc结构
| Offset | Size | Contents |
| 00H | 4 | 文件编号 |
| 04H | 4 | 文件内偏移 |
MongoDB-MMAPv1分区结构包括MongoDB-MMAPv1数据分区标识flag、当前分区信息、下一分区信息、上一分区信息、当前分区所属名字空间、当前分区字节长度、首记录信息、末记录信息；
其中，从数据分区标识flag向后偏移24字节并读取连续的128字节内容作为分区所属名字空间，用以将提取的数据归类；
磁盘定位指针DiskLoc结构包括文件编号及文件内偏移；
S502：根据所解析数据库记录的位置及如下表3所示MongoDB-MMAPv1记录结构，解析当前记录，包括当前记录的字节长度、分区的基本偏移、下一条记录的偏移、上一条记录的偏移及记录的数据体；
表3：MongoDB-MMAPv1记录结构
S503：读取记录的数据体，记录的数据体以bson格式存储，按照bson格式解析当前记录的数据体；
S504：当前偏移地址offset＝当前偏移地址offset+当前记录的字节长度，判断当前偏移地址offset是否大于或等于当前分区长度extent_len，如果是，则执行步骤S600,否则，执行步骤S502。
S600：判断MongoDB-MMAPv1引擎的数据库文件/数据库镜像是否解析完毕完成,如果是，结束流程，否则，执行步骤S200。
步骤S600包括以下步骤：
S601：获取当前偏移地址offset及数据库文件/数据库镜像的字节长度fsize；
S602：判断当前偏移地址offset是否小于数据库文件/数据库镜像的字节长度fsize，如果是，执行步骤S200,否则，结束流程。
通过本发明所提供的方法，解决了现有技术中尚无一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法的技术问题。
应当理解的是，本发明不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法，其特征在于包括以下步骤：
S100：加载MongoDB-MMAPv1引擎的数据库文件/数据库镜像，读取所述数据库文件/数据库镜像的字节长度，将当前偏移地址赋初值为0；
S200：寻址当前偏移地址并读取连续的4字节内容，判断是否为MongoDB-MMAPv1数据分区标识，如果是，执行步骤S300，否则执行步骤S600；
S300：从所述数据分区标识向后偏移152字节并读取连续的4字节内容作为分区长度，判断当前分区长度是否合法，如果是，执行步骤S400，否则执行步骤S600；
S400：从所述数据分区标识向后偏移4字节并读取连续的4字节内容作为分区页内偏移；
从所述数据分区标识向后偏移160字节并读取连续的4字节内容作为首记录偏移；
从所述数据分区标识向后偏移168字节并读取连续的4字节内容作为末记录偏移；
判断分区页内偏移、首记录偏移及末记录偏移是否合法，如果是，执行步骤S500，否则执行步骤S600；
S500：根据MongoDB-MMAPv1分区结构、磁盘定位指针结构及记录结构，逐一读取数据库的记录，并采用bson格式解析当前记录，直至当前分区的各个记录解析完毕；
S600：判断所述MongoDB-MMAPv1引擎的数据库文件/数据库镜像是否解析完毕完成,如果是，结束流程，否则，执行步骤S200。
2.根据权利要求1所述的一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法，其特征在于，所述步骤S200包括以下步骤：
S201：寻址当前偏移地址并读取连续的4字节内容；
S202：判断所读取4字节内容是否为MongoDB-MMAPv1数据分区标识0x41424344，如果是，执行步骤S300，否则，执行步骤S203；
S203：当前偏移地址＝当前偏移地址+1，执行步骤S600。
3.根据权利要求1所述的一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法，其特征在于，所述步骤S300包括以下步骤：
S301：从所述数据分区标识向后偏移152字节并读取连续的4字节内容作为分区长度；
S302：判断当前偏移地址加当前分区长度的和是否大于所述数据库文件/数据库镜像的字节长度，如果是，执行步骤S303，否则，执行步骤S400；
S303：当前偏移地址＝当前偏移地址+4，执行步骤S600。
4.根据权利要求1所述的一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法，其特征在于，所述步骤S400包括以下步骤：
S401：从所述数据分区标识向后偏移4字节并读取连续的4字节内容作为分区页内偏移；
S402：从所述数据分区标识向后偏移160字节并读取连续的4字节内容作为首记录偏移；
S403：从所述数据分区标识向后偏移168字节并读取连续的4字节内容作为末记录偏移；
S404：判断首记录偏移是否大于分区页内偏移且末记录偏移是否小于分区页内偏移加判断当前分区长度之和，如果是，执行步骤S500，否则，执行步骤S405；
S405：分区页内偏移＝分区页内偏移+4,执行步骤S600。
5.根据权利要求1所述的一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法，其特征在于，所述步骤S500包括以下步骤：
S501：根据MongoDB-MMAPv1分区结构及磁盘定位指针结构，解析分区信息及数据库记录的位置，
MongoDB-MMAPv1分区结构包括MongoDB-MMAPv1数据分区标识、当前分区信息、下一分区信息、上一分区信息、当前分区所属名字空间、当前分区字节长度、首记录信息、末记录信息；
其中，从所述数据分区标识向后偏移24字节并读取连续的128字节内容作为分区所属名字空间，用以将提取的数据归类；
磁盘定位指针结构包括文件编号及文件内偏移；
S502：根据所解析数据库记录的位置及MongoDB-MMAPv1记录结构，解析当前记录，包括当前记录的字节长度、分区的基本偏移、下一条记录的偏移、上一条记录的偏移及记录的数据体；
S503：读取记录的数据体，记录的数据体以bson格式存储，按照bson格式解析当前记录的数据体；
S504：当前偏移地址＝当前偏移地址+当前记录的字节长度，判断当前偏移地址是否大于或等于当前分区长度，如果是，则执行步骤S600,否则，执行步骤S502。
6.根据权利要求1所述的一种针对MongoDB-MMAPv1引擎的数据恢复方法，其特征在于，所述步骤S600包括以下步骤：
S601：获取当前偏移地址及所述数据库文件/数据库镜像的字节长度；
S602：判断当前偏移地址是否小于所述数据库文件/数据库镜像的字节长度，如果是，执行步骤S200,否则，结束流程。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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