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)，但有時會造成磁盤文件不能打開的故障。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)允許無縫連接桌面計算機和便攜媒體設(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，會造成磁盤文件不能打開。

經(jīng)典的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法是手工恢復(fù)，需要計算出DBR的BPB參數(shù)，再編程計算校驗碼，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)而開發(fā)的，如U盤、數(shù)碼卡等?，F(xiàn)在閃存介質(zhì)的容量越來越大，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)的讀寫操作，對介質(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號扇區(qū)為主引導(dǎo)區(qū)域，共12個扇區(qū)，可分為5個區(qū)域：主要扇區(qū)、主擴展引導(dǎo)扇區(qū)、OEM參數(shù)區(qū)、保留扇區(qū)和校驗扇區(qū)。主引導(dǎo)區(qū)域的11號扇區(qū)記錄的是前0-10號扇區(qū)的校驗值，12-23號扇區(qū)為主引導(dǎo)區(qū)域的備份，12號扇區(qū)為0號DBR的備份。

DBR損壞的故障現(xiàn)象

打開磁盤，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打開磁盤，觀察其0-11扇區(qū)，全為0；再觀察 DBR備份 12～23扇區(qū)，也全為0。因此，磁盤的DBR及備份都遭到了破壞，必須恢復(fù)其DBR及校驗碼。

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ExFAT文件系統(tǒng)DBR，然后計算其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、FAT扇區(qū)數(shù)、根目錄起始扇區(qū)、總簇數(shù)、首簇起始扇區(qū)號與根目錄首簇號、每簇扇區(qū)數(shù)。但這樣計算量大，容易出錯，更為關(guān)鍵的是還要計算11號扇區(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。值得一提的是，這種方法即便BPB參數(shù)計算完全正確，也未必能打開磁盤，因為還需要計算11號扇區(qū)的CHECKSUM數(shù)值，即校驗碼，需要編程才能計算。

圖6 用R-STUDIO打開分配單元合適的磁盤

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)磁盤文件。

第一步，根據(jù)磁盤的總扇區(qū)數(shù)，建立一個虛擬磁盤，大小應(yīng)比該磁盤略大，簡單卷大小嚴(yán)格等于該磁盤的總字節(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ExFAT文件系統(tǒng)的虛擬磁盤。

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

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

第四步，如果仍打不開磁盤文件，表明0-11扇區(qū)數(shù)據(jù)不正確。刪除該簡單卷，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打開磁盤后，可以看到該磁盤的所有文件。

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

經(jīng)過以上四個步驟，通過試湊磁盤分配單元的大小，就可以打開磁盤，并讀取文件數(shù)據(jù)了。

結(jié)語

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