快速恢復(fù)ExFAT文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)

■ 甘肅 權(quán)建軍

編者按： ExFAT文件系統(tǒng)是一種適合于閃存的文件系統(tǒng)，但有時(shí)會(huì)造成磁盤(pán)文件不能打開(kāi)的故障。本文講解了一種快速恢復(fù)ExFAT文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的方法。

作為FAT文件系統(tǒng)家族中FAT32的繼任者，ExFAT文件系統(tǒng)允許無(wú)縫連接桌面計(jì)算機(jī)和便攜媒體設(shè)備。其DBR及保留扇區(qū)位于0-11扇區(qū)，由于DBR及其備份很靠近，一旦都遭到損壞，會(huì)造成磁盤(pán)文件不能打開(kāi)。

經(jīng)典的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法是手工恢復(fù)，需要計(jì)算出DBR的BPB參數(shù)，再編程計(jì)算校驗(yàn)碼，難度很大。本文提出一種快速的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法。

圖1 ExFAT文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

圖2 故障現(xiàn)象1

圖3 故障現(xiàn)象2

ExFAT文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

ExFAT（Extended File Allocation Table File System，擴(kuò)展文件分配表）是微軟在Windows Embeded 6.0（包括Windows CE 6.0、Windows Mobile）中引入的一種適合于閃存的文件系統(tǒng)。ExFAT是為閃存介質(zhì)而開(kāi)發(fā)的，如U盤(pán)、數(shù)碼卡等。現(xiàn)在閃存介質(zhì)的容量越來(lái)越大，F(xiàn)AT文件系統(tǒng)能夠管理的空間有限，而NTFS文件系統(tǒng)是日志型文件系統(tǒng)，需要記錄詳細(xì)的讀寫(xiě)操作，對(duì)介質(zhì)磨損較大，不適合使用在閃存介質(zhì)上，出于這些考慮，微軟推出了ExFAT文件系統(tǒng)。ExFAT理論上最大支持可達(dá)64ZB，系統(tǒng)建議支持的最大分區(qū)為512TB。

ExFAT文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其 中，0-11號(hào)扇區(qū)為主引導(dǎo)區(qū)域，共12個(gè)扇區(qū)，可分為5個(gè)區(qū)域：主要扇區(qū)、主擴(kuò)展引導(dǎo)扇區(qū)、OEM參數(shù)區(qū)、保留扇區(qū)和校驗(yàn)扇區(qū)。主引導(dǎo)區(qū)域的11號(hào)扇區(qū)記錄的是前0-10號(hào)扇區(qū)的校驗(yàn)值，12-23號(hào)扇區(qū)為主引導(dǎo)區(qū)域的備份，12號(hào)扇區(qū)為0號(hào)DBR的備份。

DBR損壞的故障現(xiàn)象

打開(kāi)磁盤(pán)，故障現(xiàn)象如圖2所示，使用WinHex提示如圖3所示。使用R-STUDIO提示如圖4所示。

用WinHex打開(kāi)磁盤(pán)，觀(guān)察其0-11扇區(qū)，全為0；再觀(guān)察 DBR備份 12～23扇區(qū)，也全為0。因此，磁盤(pán)的DBR及備份都遭到了破壞，必須恢復(fù)其DBR及校驗(yàn)碼。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法

DBR被破壞后，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，是復(fù)制一個(gè)ExFAT文件系統(tǒng)DBR，然后計(jì)算其BPB參數(shù)。包括隱藏扇區(qū)數(shù)、扇區(qū)總數(shù)、FAT起始扇區(qū)號(hào)、FAT扇區(qū)數(shù)、根目錄起始扇區(qū)、總簇?cái)?shù)、首簇起始扇區(qū)號(hào)與根目錄首簇號(hào)、每簇扇區(qū)數(shù)。但這樣計(jì)算量大，容易出錯(cuò)，更為關(guān)鍵的是還要計(jì)算11號(hào)扇區(qū)的CHECKSUM數(shù)值。

圖4 故障現(xiàn)象3

圖5 ExFAT格式化

有關(guān)經(jīng)典方法的論述，相關(guān)文獻(xiàn)較多，這里不再細(xì)說(shuō)。值得一提的是，這種方法即便BPB參數(shù)計(jì)算完全正確，也未必能打開(kāi)磁盤(pán)，因?yàn)檫€需要計(jì)算11號(hào)扇區(qū)的CHECKSUM數(shù)值，即校驗(yàn)碼，需要編程才能計(jì)算。

圖6 用R-STUDIO打開(kāi)分配單元合適的磁盤(pán)

快速數(shù)據(jù)恢復(fù)方法：試湊法

下面我們嘗試用新的試湊法恢復(fù)磁盤(pán)文件。

第一步，根據(jù)磁盤(pán)的總扇區(qū)數(shù)，建立一個(gè)虛擬磁盤(pán)，大小應(yīng)比該磁盤(pán)略大，簡(jiǎn)單卷大小嚴(yán)格等于該磁盤(pán)的總字節(jié)數(shù)，分配單元選默認(rèn)值，并格式化為ExFAT文件系統(tǒng)，如圖5所示。

這樣，就建立了一個(gè)ExFAT文件系統(tǒng)的虛擬磁盤(pán)。

第二步，將此虛擬磁盤(pán)的0-11扇區(qū)復(fù)制到待恢復(fù)的磁盤(pán)的0-11扇區(qū)，替換了原磁盤(pán)的0-11扇區(qū)。

第三步，刷新后，用R-STUDIO打開(kāi)該磁盤(pán)。如果0-11扇區(qū)數(shù)據(jù)正確，可以看到該磁盤(pán)的所有文件。

第四步，如果仍打不開(kāi)磁盤(pán)文件，表明0-11扇區(qū)數(shù)據(jù)不正確。刪除該簡(jiǎn)單卷，再選擇不同的分配單元大小，依照如圖5中的512、1024、2048、4096、8192、16K、32K、64K 分別進(jìn)行嘗試。直到用R-STUDIO打開(kāi)磁盤(pán)后，可以看到該磁盤(pán)的所有文件。

圖6是用R-STUDIO恢復(fù)分配單元合適的磁盤(pán)。這些文件夾雙擊即可打開(kāi)。

經(jīng)過(guò)以上四個(gè)步驟，通過(guò)試湊磁盤(pán)分配單元的大小，就可以打開(kāi)磁盤(pán)，并讀取文件數(shù)據(jù)了。

結(jié)語(yǔ)

本文巧妙利用虛擬磁盤(pán)，產(chǎn)生與實(shí)際磁盤(pán)相匹配的DBR及其校驗(yàn)碼，避免了繁雜的計(jì)算和編程，極大地簡(jiǎn)化了ExFAT文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)，教學(xué)及實(shí)際使用都取得了很好的效果。