Bad Sectors - jedna z przyczyn utraty dostępu do danych

Wielu z Was zapewne spotkało się z pojęciem Bad Sectors (ang.), wielu również doświadczyło utraty dostępu do danych z tego powodu. Czym zatem jest ów „zły sektor”? Jak powstaje, czy można go naprawić? Czy można odzyskać dane z dysku, na którym pojawiły się uszkodzone sektory?

Czym jest bad sector?

Aby odpowiedzieć na te pytania warto najpierw wiedzieć czym jest pojedynczy sektor twardego dysku. Dane, które zapisujemy na HDD utrwalane są na wirującym talerzu pokrytym ferromagnetykiem. Ułożenie biegunów pojedynczej domeny magnetycznej generuje w głowicy dysku prąd, który dzięki układom analogowo-cyfrowym zamieniany jest na dwa stany: wysoki i niski (1 i 0) – pojedyncze bity – dane binarne. Podstawową wielkością pojedynczego sektora jest jeden bajt czyli 8 bitów, a rozmiar samego sektora to 512 Bajtów (wielkość sektora w dyskach starszej generacji) lub 4096 Bajtów (stosowany we współczesnych twardych dyskach). Pojedynczy sektor twardego dysku jest najmniejszym pakietem danych jaki musi zostać przeczytany w całości, nawet jeśli rozmiar znajdującego się w nim pliku miałby wielkość 1 Bajta. 32768 bitów, tyle zer i jedynek zawiera jeden sektor współczesnego dysku. Skąd możemy mieć pewność, że każdy z bitów został poprawnie odczytany? Dla każdego z sektorów tworzona jest suma kontrolna CRC (ang. cyclic redundancy check), która musi być zgodna z danymi zapisanymi w pojedynczym sektorze.
W dużym uproszczeniu, jeśli nasze dane użytkowe to 2+2, to CRC musi wynosić 4 (czysta matematyka, a algorytm jest oczywiście o wiele bardziej skomplikowany). Niezgodność zawartości sektora i jego sumy kontrolnej powoduje wygenerowanie przez dysk błędu odczytu, czyli pojawia się błędny sektor. Jak on powstaje? Przyczyn może być kilka. Wszelkiego rodzaju upadki, wstrząsy czy uderzenia twardego dysku mogą doprowadzić do sytuacji, w której następuje kontakt głowic dysku z wirującymi talerzami. Skutkuje to fizycznymi uszkodzeniami domen magnetycznych, które tracą swoje właściwości. W takim przypadku sektor jest uszkadzany definitywnie i odzyskanie jego zawartości jest absolutnie niemożliwe. Inną przyczyną może być przegrzanie warstwy ferromagnetycznej, uszkodzenie głowicy lub dekalibracja mechaniczna bądź termiczna zespołu pozycjonera głowic,. Zmiana optymalnej geometrii głowic względem wirującego talerza może się przekładać na błędy odczytu pojedynczych bitów danych lub CRC. W tego typu przypadkach odzyskiwanie danych z błędnych sektorów jest możliwe, niestety wymaga to, ingerencji w mechanikę twardego dysku (najczęściej niezbędna jest wymiana całego zespołu pozycjonera głowic) lub posiadanie odpowiednich narzędzi hardwarowych, które umożliwiają odczyt zawartości sektorów z pominięciem sumy kontrolnej (skuteczne jeśli przekłamania występują w obrębie CRC).

Jakiego programu użyć do naprawy bad sectora?

A co z narzędziami softwarowymi, które oferują diagnostykę i naprawę uszkodzonych sektorów? Z naszego punktu widzenia lepiej ich nie używać. Składa się na to kilka powodów. Błędne sektory dramatycznie zmniejszają prędkość odczytu (dość często słyszymy: „zostawiłem dysk na noc, zgłasza mi bardzo dużo złych sektorów, pasek postępu praktycznie się nie ruszył”). Jeżeli mamy zdekalibrowane głowice i dotykają one talerzy, proces taki może definitywnie zniszczyć nasz dysk (wiąże się to z możliwością zeszlifowania warstwy ferromagnetycznej). W optymistycznym wariancie wynik takiego testu może być po prostu niewiarygodny. Współczesne dyski SATA „lubią” się wypiąć z systemu lub zablokować kontroler dysku – wskutek tego każda próba odczytania kolejnego sektora zgłaszana będzie jako błąd. Narzędzia do naprawy uszkodzonych sektorów ? Należy je omijać z daleka - nawet jeśli coś pomogą, to efekt będzie raczej krótkotrwały, bardziej prawdopodobne jest, że zniszczą nasze dane i dysk. Co zrobić jeśli stwierdzimy na naszym dysku występowanie uszkodzonych sektorów? Odpowiedź jest jedna - jeśli to możliwe zabezpieczyć dane, które mozna jeszcze odczytać poprzez wykonanie ich kopii i zmiana dysku. A co jeśli w wyniku występujących błędów nie mamy już dostępu do naszych danych ? Jeśli mamy ważne dane - na których utratę nie możemy sobie pozwolić – to powinniśmy skorzystać z usług firmy takiej jak nasza (bądź innej firmy, która specjalizuje się w odzyskiwaniu danych z twardych dysków). W naszym, Warszawskim laboratorium posiadamy kompleksowe narzędzia (hardware + software), które umożliwiają nam wykonanie pełnej diagnostyki twardego dysku. Szybko jesteśmy w stanie stwierdzić, która głowica (lub głowice) zgłaszają uszkodzenie sektórów, czy pojawiają się one cyklicznie na całej przestrzeni adresowej, czy tylko w wybranych obszarach. Dla dysków z sektorem o rozmiarze 4096 Bajtów odczytujemy jednorazowo cały sektor fizyczny (programy do odzyskiwania danych pod Windows, Linux odczytują sektory logiczne o rozmiarze 512 Bajtów co oznacza , że próba odczytania kolejnych ośmiu sektorów logicznych będzie się odwoływała do tego samego sektora fizycznego – reasumując, potrwa to 8 razy dłużej, jeśli sektor ten okaże się uszkodzony). Kompleksy do odzyskiwania danych jakimi się posługujemy umożliwiają: szybkie resetowanie dysku twardego, przeskok o dowolną liczbę sektorów w przypadku napotkania błędu, inwersję odczytu (czytanie pliku od końca), mapowanie danych (odczytywanie tylko tych sektorów, które są niezbędne do zachowania spójności danych i ich struktury logicznej), wielokrotne próby odczytu uszkodzonego sektora. Poza tym, dla każdego sektora, który został odczytany jest wykonywana kopia, co oznacza, że nie musi być ponownie odczytywany z dysku źródłowego.

Samodzielne odzyskiwanie danych z dysku z bad sektorami.

Odzyskiwanie danych z dysków z uszkodzonymi sektorami przy pomocy „domowych” narzędzi (komputer + program do odzyskiwania danych) może być procesem trudnym lub wręcz niemożliwym do zrealizowania. Poza tym niesie ze sobą poważne ryzyko nieodwracalnego uszkodzenia danych. Oczywiście - wszystko zależy od tego, w jakim obszarze dysku występują uszkodzone sektory. Ich występowanie w strefach krytycznych, tzn. w obszarach definiujących partycje lub system plików może powodować blokowanie komputera, na którym będziemy chcieli wykonać proces odzyskiwania danych.

Bad sektor w dyskach SSD, kartach pamięci i na Pendrive

Na sam koniec warto jeszcze wspomnieć o dyskach SSD i pamięciach FLASH (karty pamięci i Pendrive). Chociaż jest to zupełnie inna technologia zapisu i przechowywania danych, również w tych nośnikach może występować problem nieresponsywnych sektorów. Są one następstwem uszkodzenia pojedynczych komórek pamięci. W tym przypadku, jedyne co można zrobić w procesie odzyskiwania danych z tego typu nośników, to pominąć sumy kontrolne dla odczytywanych błędnych sektorów.

To jakie kroki podejmiesz, aby odzyskać swoje dane zależy wyłącznie od Ciebie. My mamy tylko nadzieję, że powyższy tekst, choć w niewielkim stopniu pomoże Ci podjąć właściwą decyzję.