服务器数据恢复- Ext4文件系统分区挂载报错的数据恢复案例

Ext4文件系统相关概念：
块组：Ext4文件系统的空间被划分为若干个块组，每个块组内的结构大致相同。
块组描述符表：每个块组都对应一个块组描述符，这些块组描述符统一放在文件系统的前部，称为块组描述符表。每个块组描述符大小为32字节，其主要描述块位图、i-节点位图及i-节点表的地址等信息。
超级块(Superblock)：用于存储文件系统的配置参数(如块大小、总块数、i-节点数)和动态信息(当前空闲块数和i-节点数)。Ext4文件系统的超级块(Superblock)开始于1024字节处，即2号扇区。
i节点：描述文件的时间信息、大小、块指针等信息。
块组描述符和超级块在块中的位置：当块大小为2个扇区时，0号块是引导程序或者保留块，超级块起始于1号块。当块大小为4个扇区时，引导程序或者保留块位于0号块的前两个扇区，超级块位于0号块的后两个扇区。当块大小为8个扇区时，引导程序或者保留块位于0号块的0-1号扇区，超级块位于0号块的2-3号扇区。
Ext4文件系统结构及第一个块组结构：

Ext4文件系统故障&初检&分析：
某公司服务器Ext4文件系统umount失败，管理员执行fsck操作检查一致性，导致Ext4文件系统mount不上并报错，报错信息：“mount:wrong fs type,bad option,bad superblock”。
日志和数据的不一致导致正常文件系统数据被覆盖的情况在Ext3、Ext4文件系统中发生频率较高。因为.journal日志文件保留了缓冲数据，可以通过.joumal日志文件找到相应信息并重建源文件。
通过查看MBR分区表得知本案例中的Linux操作系统分了两个分区：交换分区+Ext4文件系统。北亚企安数据恢复工程师通过对该Ext4文件系统的分析，得到以下信息：
1、块大小为固定的4KB，即8个扇区。
2、超级块(Superblock)起始位置在1024字节处，即2号扇区，大小为2个扇区。
3、块组描述表从第一个块开始，即从4096字节处开始。

服务器数据恢复过程：
1、将故障服务器上硬盘取出，检测后没有发现硬件故障。以只读方式将磁盘做全盘镜像，镜像完成后按照原样将磁盘还原到原服务器中。后续的数据分析和数据恢复操作都基于镜像文件进行，避免对原始磁盘数据造成二次破坏。
2、用工具打开Ext4文件系统，可以看到0-23扇区的数据(包括超级块和块组描述符)被日志记录覆盖。Ext3、Ext4文件系统的日志页以C0 3B 39 98开头。

在journal日志中将超级块的备份查找出来，通过工具查找超级块信息，其标志是“53ef”。超级块0x18-0x1B处描述块大小，确定本案例块大小为4KB。
查找超级块：

通过超级块查看块大小：

块大小：

3、由于原文件系统超级块损坏，所以恢复文件时，要把这部分超级块信息粘贴回去，放在2号扇区开始，或1024字节处。做完以上操作，超级块备份某些地方与实际的超级块数值可能不一致，需要通过工具进行修改。对超级块所在的块组进行了修改，超级块在第0个块组里。

4、由于部分块组描述表被破坏，所以需要在.journal日志文件里找到所有的块组描述表并把它们粘贴回去。.journal日志文件里的块组描述符表存储在超级块的后面，要找块组描述表可以先找到超级块，找到后将块组描述符表内容粘贴到4096字节处。
5、恢复某个文件夹比如kyproc文件夹里的数据时，我们发现这些文件夹在WinHex里是不能打开的状态（如下图1所示），很明显这个目录损坏了。打开其节点信息，发现正常数据被日志填充（如下图2所示）。

找到它的上一级目录，即var文件夹。右击点“open”，打开看到var文件里的所有文件的目录信息。找到要恢复的kyproc目录的信息，12 32 EE 00是其i-节点号，10 00表示其目录项长度，06表示其文件名称长度，02表示其文件类型为目录（如下图所示）。

在var文件夹的目录块下查找kyproc目录的位置（如下图所示），标红的位置是找到的结果。此位置显示所在块号为62399108。

根据所在块号可以定位kyproc目录相应节点的位置。打开.journal日志文件，从里面找到其节点信息，把相应的信息粘贴回去。
6、通过上述方法重建目录后开始重建目录里的文件。重建目录里的文件也是使用同样的方法：从.journal日志文件里找到相应的文件的节点信息，找到后粘贴回原来的位置，达到重建文件的目的。