【服务器数据恢复】Ext4文件系统执行fsck后文件挂载报错的数据恢复

服务器数据恢复环境：
Linux系统，Ext4文件系统；
划分为2个分区：1个交换分区和1个文件系统分区。

在分析实际案例之前，我们先了解一下Ext4的相关知识。
Ext4文件系统的全部空间被划分为若干个块组，每个块组内的结构大致相同。
每个块组都对应一个块组描述符，这些块组描述符都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，描述了块位图、i-节点位图及i-节点表的地址等信息。
超级块(Superblock)是用来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文件系统的整体结构及第一个块组的具体结构如下图所示：

服务器故障&分析：
某公司Ext4文件系统umount失败，管理员执行fsck检查一致性，结果Ext4文件mount不上(有时也表现为目录变成了文件)，报错信息：mount: wrong fs type, bad option,bad superblock。
因为日志和数据不一致而导致正常文件系统数据被覆盖的情况在Ext3、Ext4文件系统中发生的频率较高。由于journal日志文件保留着缓冲数据，数据恢复时可以通过joumal日志文件找到相关信息并重建源文件。
安装Linux系统的硬盘第一个扇区是MBR扇区，通过观察MBR分区表得知本案例中Linux系统分为两个分区：交换分区和文件系统分区。北亚数据恢复工程师决定通过joumal日志文件找回丢失的数据。
经过数据恢复工程师的检测分析，本案例Ext4文件系统相关信息如下：
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、首先用数据恢复工具将Ext4文件系统打开，发现0-23扇区的数据(包括超级块和块组描述符)被日志记录所覆盖。Ext3、Ext4文件系统的日志页以C0 3B 39 98开头。

超级块中可以找到关于块大小的信息。从journal日志中把超级块的备份查找出来，然后再通过数据恢复工具进行超级块信息的查找，其标志是“53ef”。超级块0x18-0x1B处描述块大小，本案例块大小为4KB。

通过超级块查看块大小。

通过数据恢复软件的模板编辑器也可以显示块大小。

2、重建(恢复)超级块；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，即放在2号扇区开始或1024字节处。超级块备份的某些部分的数值可能与实际的超级块数值不一致，这种情况下需要通过数据恢复工具的模板管理器进行修改。本案例对超级块所在的第0个块组做了修改。

3、重建(恢复)块组描述表；由于部分块组描述表被破坏，所以需要先在journal日志文件里找到所有块组描述表并把它们粘贴回去。本案例中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超级块，找到后将块组描述符表内容粘贴到4096字节处。

4、重建(恢复)目录；当要恢复某个文件夹里的文件时，比如kyproc文件夹里的数据，这些文件夹在WinHex里是不能打开的状态，这意味着这个目录已经损坏（下图1）。打开其节点信息，发现正常数据被日志填充（下图2）。

找到上一级目录var文件夹，右击点“open”，打开后能看到var文件夹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。由于人工补节点比较繁琐，可以从journal日志文件里面找到其节点信息，把相应的信息粘贴回去。

通过上述方法可以重建(恢复)目录。恢复目录里的文件也是通过同样的方法从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(恢复)文件的目的。

5、经过数据恢复工程师的努力，终于把用户需要的数据都恢复出来，经过数据恢复工程师和用户的核检没有发现问题。本次数据恢复工作完成。