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騰訊云在這次事件中的結(jié)論表述為因受所在物理硬盤固件版本Bug導(dǎo)致的靜默錯(cuò)誤，文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)損壞：

根據(jù)這個(gè)表述，故障應(yīng)出現(xiàn)在硬盤固件故障導(dǎo)致的文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)損壞。這其中，涉及具備因果關(guān)系的三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：

硬盤固件故障—>文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)損壞—>文件損壞。

在此大致畫一下騰訊云可能用到的存儲(chǔ)架構(gòu)方案。

帶*號(hào)的是不一定存在的存儲(chǔ)鏈。事實(shí)上，這個(gè)邏輯肯定不準(zhǔn)確，比如有些環(huán)節(jié)精減或不需要，有些環(huán)節(jié)有更詳細(xì)的設(shè)計(jì)等。但是不是和真實(shí)場(chǎng)景一致不重要，重要的是，問(wèn)題如果出現(xiàn)，總會(huì)出現(xiàn)在我列出的項(xiàng)或我沒(méi)列出的項(xiàng)中(廢話)，這些項(xiàng)是相互關(guān)聯(lián)的。

我們?cè)僦貜?fù)一下現(xiàn)象：硬盤固件故障(層1故障)導(dǎo)致的文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)損壞，從而導(dǎo)致部分文件校驗(yàn)出錯(cuò)，導(dǎo)致文件損壞。針對(duì)現(xiàn)象，努力從上述10個(gè)環(huán)節(jié)匹配，每一層會(huì)有可能出錯(cuò)，導(dǎo)致上述故障嗎：

一、 第1層：存儲(chǔ)介質(zhì)

以硬盤為例，每個(gè)構(gòu)成數(shù)據(jù)的最小單位扇區(qū)都會(huì)有嚴(yán)格的校驗(yàn)，包括扇區(qū)頭部的CRC校驗(yàn)以及地址標(biāo)識(shí)校驗(yàn)。理論上，如果層1的數(shù)據(jù)出現(xiàn)磁力失真(或閃存狀態(tài)丟失)等比特出錯(cuò)，其頭部校驗(yàn)不匹配時(shí)，介質(zhì)控制器就會(huì)向上層反饋錯(cuò)誤(一般表現(xiàn)為壞扇區(qū))，上層會(huì)啟動(dòng)修正模式進(jìn)行修正。

當(dāng)然也有例外，比如硬盤內(nèi)部程序出錯(cuò)，根本不按上述原則執(zhí)行，忽略校驗(yàn)值的情況下，任何對(duì)數(shù)據(jù)的篡改都是可以的?？梢员憩F(xiàn)為騰訊所說(shuō)的靜默損壞（即層1在合理的邏輯里偷梁換柱)。這種情況，基本大帽子就能扣在硬盤固件BUG這上面了，但硬盤固件這種BUG是致命的，等同于我們存進(jìn)銀行的錢不知什么原因變多或變少，沒(méi)有硬盤廠商站出來(lái)承認(rèn)，也沒(méi)有緊急發(fā)布BUG修復(fù)固件，完全歸因于硬盤固件，可能偏激了些(也可能事件背后有固件BUG的原因，那也應(yīng)該是添油加醋型的)。

二、 第2層：RAID

RAID自身有冗余算法，可實(shí)現(xiàn)在部分介質(zhì)（硬盤）損壞后，由其他成員及算法控制來(lái)接管損壞硬盤的數(shù)據(jù)服務(wù)，保證上層業(yè)務(wù)不中斷，不出故障。但RAID也并非完全可靠。

一種錯(cuò)誤是軟RAID中的寫漏洞(write hole)，如果是軟RAID，這無(wú)法避免，可能導(dǎo)致騰訊本次事故。但軟RAID是玩具產(chǎn)品，自然騰訊是不會(huì)用這種方案的。

還有可能的錯(cuò)誤是buffer dirty，當(dāng)緩沖數(shù)據(jù)掉電清空，或有意無(wú)意損壞后，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)本例的表現(xiàn)錯(cuò)誤。但這個(gè)原因可以很容易推到控制器BUG上面，騰訊沒(méi)提及這個(gè)原因，或者是他們沒(méi)找到病根，或者的確和這個(gè)無(wú)關(guān)。

還有最可能的錯(cuò)誤是RAID中超過(guò)冗余數(shù)量的磁盤損壞。比如RAID5只支持一塊盤損壞，但現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)了：

情形1：同時(shí)2塊或以上硬盤損壞

情形2：1塊損壞后未及時(shí)重建，第2塊又損壞

情形2出現(xiàn)的可能性非常大，幾乎IT類公司沒(méi)有不濕鞋的，只是數(shù)據(jù)或不重要，或未千萬(wàn)公眾效應(yīng)。本次騰訊事故，情形2導(dǎo)致的數(shù)據(jù)災(zāi)難，不是沒(méi)有可能。想象一下，以RAID5為例，若底層RAID有硬盤壞，管理人員沒(méi)及時(shí)跟進(jìn)重建，希捷負(fù)載加重后，其他硬盤壞，是非常正常的事情。更有一種情況，與硬盤固件有關(guān)，就是硬盤已經(jīng)有壞道了，但并未碰觸到壞道區(qū)，這時(shí)表現(xiàn)一切完好，一旦重建，就會(huì)導(dǎo)致RAID崩潰。

一般而言，工程師的修復(fù)方法就是強(qiáng)制上線，讓帶病的硬盤強(qiáng)行工作，也可能不懂的工程師隨便上線了舊掉線的硬盤，這時(shí)，就會(huì)表現(xiàn)為大多數(shù)數(shù)據(jù)可訪問(wèn)，但部分?jǐn)?shù)據(jù)（尤其較新）出現(xiàn)損壞，與騰訊公開的表現(xiàn)相似。

三、 第3層：虛擬卷層

虛擬卷往往用在大的云存儲(chǔ)中心，簡(jiǎn)單地舉例來(lái)說(shuō)，如果由1000個(gè)硬盤構(gòu)成的一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)，再按8硬盤一組的方式進(jìn)行存儲(chǔ)劃分，會(huì)有很多問(wèn)題(高故障、空間利用不集中等)。為此，很多廠商開始提及虛擬化存儲(chǔ)，方法各有不同，但基本就是存儲(chǔ)池化---意思是所有可用的空間在確保案例的前提下，匯總到一個(gè)統(tǒng)一管理的“池”中，再根據(jù)需求靈活分配虛擬磁盤。

一種方法是把所有硬盤放到池子里，再切塊組RAID，再組個(gè)存儲(chǔ)池，再劃分虛擬卷。華為把這個(gè)技術(shù)稱為RAID2.0，其實(shí)HP EVA、3PAR也都按這個(gè)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)(網(wǎng)絡(luò)上的主流資料描述HP EVA的算法均有誤)，DELL康貝(Compellent)都是這樣實(shí)現(xiàn)。這種思路硬盤如果足夠多，在使用前期安全性很好（有足夠多的混在隊(duì)伍中的替補(bǔ)，可以快速替換故障數(shù)據(jù)塊），但后期隨著損壞硬盤數(shù)量的增加(尤其越是自動(dòng)替換，管理人員就越松懈)，故障率就會(huì)增加。

舉個(gè)HP-EVA的例子，一組存儲(chǔ)144個(gè)硬盤，在崩潰臨界點(diǎn)，先后有近40個(gè)硬盤報(bào)故障。故障的根源其實(shí)來(lái)源于硬盤預(yù)警失效、控制器又完全呆傻的BUG。40個(gè)故障硬盤遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)可以激活系統(tǒng)的故障數(shù)量，就導(dǎo)致所有部署在本存儲(chǔ)上的數(shù)據(jù)全部下線。一般HP官方的最高解決辦法(美國(guó)的一線)，就是用指令強(qiáng)行激活存儲(chǔ)，讓存儲(chǔ)自己計(jì)算缺失數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)的確落到壞道處無(wú)法校驗(yàn)生成時(shí)，就會(huì)用舊狀態(tài)數(shù)據(jù)(EVA快速重建時(shí)會(huì)可能保留某些數(shù)據(jù)塊的舊狀態(tài))或全0代替。這樣，就會(huì)導(dǎo)致上層文件系統(tǒng)故障。文件系統(tǒng)故障就是表現(xiàn)為元文件故障，否則元文件沒(méi)壞，文件系統(tǒng)就不會(huì)壞，頂多表現(xiàn)為文件內(nèi)容不正確。

騰訊本次的事故也有這個(gè)可能。

另一種方法是把所有硬盤按xD+yP的方式構(gòu)建RAID(如8個(gè)硬盤的數(shù)據(jù)，配一個(gè)硬盤的校驗(yàn))，再把所有的RAID放到池里，再?gòu)某刂袆澐痔摂M磁盤。IBM DS8000、HP X20000、DELL EqualLogic都用這個(gè)方案。這是非常垃圾的方案，IBM和HP的上述兩類存儲(chǔ)都是上千萬(wàn)一套的產(chǎn)品，但故障風(fēng)險(xiǎn)極大，我們的國(guó)企，政府常用，也常出問(wèn)題，只是沒(méi)人知道。故障主要來(lái)源于不斷放大的RAID風(fēng)險(xiǎn)，每一組RAID假設(shè)有1/10000的概率損壞(如第2層中的情形2)，如果1000個(gè)硬盤，有100組，損壞概率就放大了100倍，想想也可怕。但騰訊本次事故不太可能用IBM、HP、EMC的存儲(chǔ)，因?yàn)樘F了，又不是存自己的核心數(shù)據(jù)?？赡苡行S商或騰訊自己用軟件定義的方式搭建本類存儲(chǔ)，損壞的可能也就如同第2層中的情形2。

四、 第4層：虛擬卷快照

快照是對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)集某個(gè)時(shí)間段的差異數(shù)據(jù)組合?？煺占B加到其父集上，就可以表現(xiàn)為最新的數(shù)據(jù)副本。集中在快照上的故障往往因人為發(fā)生，比如以為某個(gè)快照副本已經(jīng)失效，刪除后發(fā)現(xiàn)刪錯(cuò)了；比如在回到某個(gè)快照狀態(tài)時(shí)選錯(cuò)了，再也退不回去等等。

如果照著騰訊本次的事故，至少有一種可能會(huì)導(dǎo)致故障現(xiàn)象的發(fā)生：管理人員因故(遷移、維護(hù)等原因)對(duì)數(shù)據(jù)做了快照，在清理臨時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)不小心刪除了快照副本，緊急搶救后，快照數(shù)據(jù)救回來(lái)有部分損壞，快照合并后表現(xiàn)為部分?jǐn)?shù)據(jù)損壞。當(dāng)然，這個(gè)可能性不大，騰訊本次事故中沒(méi)有選擇數(shù)據(jù)恢復(fù)專業(yè)公司介入(只要有選擇數(shù)據(jù)恢復(fù)方案，北亞不會(huì)不知道)，應(yīng)該不會(huì)有這種實(shí)施可能。

五、 第5層：大數(shù)據(jù)或云存儲(chǔ)層

出問(wèn)題的騰訊云是基于虛擬化技術(shù)構(gòu)建的，涉及虛擬化，就一定會(huì)設(shè)計(jì)資源的集中分配。涉及數(shù)據(jù)部分，單一或獨(dú)立存儲(chǔ)很難響應(yīng)IO的不確定性峰谷請(qǐng)求，所以，騰訊應(yīng)該會(huì)設(shè)計(jì)Hadoop之類的平臺(tái)來(lái)提供數(shù)據(jù)資源分配。

在大數(shù)據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)邏輯里，數(shù)據(jù)IO資源會(huì)以可能平均地分配在所有節(jié)點(diǎn)中。而管理他們的元數(shù)據(jù)或集中或分布式。邏輯上，用戶數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)是獨(dú)立的。

但現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)平臺(tái)往往是基于傳統(tǒng)單機(jī)文件系統(tǒng)為載體進(jìn)行架構(gòu)。單機(jī)文件系統(tǒng)的操作手段、命令并未廢止。所以，在一些情況下，大數(shù)據(jù)平臺(tái)出故障，可能會(huì)導(dǎo)致騰訊類似的數(shù)據(jù)災(zāi)難。

僅僅是舉幾個(gè)想象的例子。

如果維護(hù)人員不小心刪除大數(shù)據(jù)平臺(tái)下一層文件系統(tǒng)上的某些數(shù)據(jù)塊，大數(shù)據(jù)平臺(tái)的冗余也無(wú)法還原某個(gè)數(shù)據(jù)塊的話，就會(huì)表現(xiàn)某個(gè)用戶的虛擬機(jī)數(shù)據(jù)缺失。

如果維護(hù)人員沒(méi)及時(shí)維護(hù)節(jié)點(diǎn)，某些節(jié)點(diǎn)損壞，超過(guò)了冗余級(jí)別，也會(huì)導(dǎo)致某個(gè)用戶的虛擬機(jī)數(shù)據(jù)缺失（也有可能用VMware vSAN之類的技術(shù)，同樣這種可能也存在）。

騰訊的事故是否如此，不得而知。

六、 第6層：虛擬化文件系統(tǒng)

VMware vsphere、Xen、KVM或Hyper-V是專門的虛擬化系統(tǒng)平臺(tái)。這些虛擬化平臺(tái)，為了實(shí)現(xiàn)塊級(jí)別的同時(shí)訪問(wèn)，且適應(yīng)虛擬機(jī)的大塊分配原則，有時(shí)要設(shè)計(jì)自己的文件系統(tǒng)，最為典型的是VMware的VMFS。

以VMFS為例，對(duì)VMFS引發(fā)本次事故表現(xiàn)的可能舉舉例子，如下：

1、VMFS是典型的共享塊設(shè)備文件系統(tǒng)，是基于每臺(tái)VMWARE服務(wù)器的約定，如果接入存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的是普通單機(jī)，他可不管是不是共享，有時(shí)就會(huì)獨(dú)占存儲(chǔ)設(shè)備，導(dǎo)致VMFS的破壞。強(qiáng)行修復(fù)后，就會(huì)出現(xiàn)某臺(tái)虛擬機(jī)數(shù)據(jù)損壞的情況。

2、VMFS管理時(shí)不小心刪除數(shù)據(jù)，或擴(kuò)容、縮容，也會(huì)導(dǎo)致VMFS文件系統(tǒng)損壞，修復(fù)后，可能出現(xiàn)某臺(tái)虛擬機(jī)數(shù)據(jù)損壞的情況。

七、 第7~8層：虛擬磁盤文件與快照

虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)載體是虛擬磁盤，往往表現(xiàn)為宿主系統(tǒng)上的一個(gè)文件或一個(gè)獨(dú)立區(qū)域。以文件形式表現(xiàn)的居多，如RAW、VMDK、VHD、VHDX、QCOW2等格式。

這些虛擬磁盤和普通文件表現(xiàn)相同，就會(huì)面臨和普通文件一樣的損壞可能。比如上層誤刪除文件、上層格式化、文件截?cái)?、文件遷移時(shí)中斷等。這些文件一旦破壞，即使恢復(fù)回來(lái)，也可能不是100%，就會(huì)與騰訊本次數(shù)據(jù)災(zāi)難的表現(xiàn)相同。

磁盤文件快照與第四層的卷快照原理相似，Hyper-V對(duì)其稱為差異磁盤，表述直接明了。快照文件丟失或損壞后，也可能與騰訊本次數(shù)據(jù)災(zāi)難表現(xiàn)相同。

八、 第9層：虛擬機(jī)文件系統(tǒng)

分配給用戶的虛擬機(jī)，其硬盤就是前文提到的虛擬磁盤文件，但進(jìn)入虛擬機(jī)后，就等同于物理硬盤。這些硬盤也被正常操作方法分區(qū)、格式化、安裝系統(tǒng)、安裝應(yīng)用等。不論Windows的NTFS、Linux的Ext4等，文件系統(tǒng)總會(huì)可能有突發(fā)性的災(zāi)難。但本次事幫顯然不屬于此，僅聊聊可能的數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)。

一是來(lái)自誤操作。如格式化、刪除數(shù)據(jù)、同名文件覆蓋等。

二是來(lái)自系統(tǒng)bug。但bug并非是特別明顯的，有時(shí)是需要多方環(huán)境因素催化。舉個(gè)例子，在NTFS上打開卷壓縮，存入一個(gè)上百GB的文件，文件系統(tǒng)8成會(huì)崩潰，連現(xiàn)有文件都可能找不到(在早些年，我做了很多這處條件下的試驗(yàn)，最終確定的確是系統(tǒng)bug，最近未做實(shí)驗(yàn)，或許Microsoft已修正)。另一個(gè)例子，非常常見(jiàn)，在WINDOWS上運(yùn)行ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)文件的增長(zhǎng)粒子設(shè)置過(guò)小(比如1M之類)，當(dāng)數(shù)據(jù)大小到上百G時(shí)，不出5年，幾乎肯定會(huì)崩潰(數(shù)據(jù)文件大小截為0，或內(nèi)容交串出錯(cuò))。

九、 第10層：文件

這一層沒(méi)什么好說(shuō)的，往往是來(lái)自于上述幾層的故障，導(dǎo)致文件損壞。除此之外，就謹(jǐn)防勒索病毒吧。

十、 建議

數(shù)據(jù)災(zāi)難大方向有2個(gè)：人為災(zāi)難和不可抗力災(zāi)難。能給出的建議大概如下：

1、備份。

備份的重要性毫無(wú)疑問(wèn)，但要講方法，為避免硬件故障，就不能備份在同一個(gè)或同一類硬件載體上；為避免自然災(zāi)害，就要異地備份；為避免備份集過(guò)多帶來(lái)的管理問(wèn)題（找數(shù)據(jù)都費(fèi)勁之類的），應(yīng)制定良好的備份計(jì)劃；為避免同類介質(zhì)受環(huán)境的影響，就應(yīng)該考慮不同介質(zhì)的方案，如光存儲(chǔ)與磁存儲(chǔ)各自備份；為避免有意或無(wú)意破壞，備份集就應(yīng)該設(shè)不同的存取權(quán)限，不能一把鑰匙開所有門……

2、規(guī)范管理和實(shí)施。

很多企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)災(zāi)難往往來(lái)自于人為，因?yàn)槿魏我粋€(gè)系統(tǒng)，在涉及維護(hù)的時(shí)候，都必須工作在無(wú)保護(hù)狀態(tài)，任何一個(gè)不小心都可能導(dǎo)致無(wú)法回溯的后果。制定嚴(yán)格的維護(hù)實(shí)施方案、備份計(jì)劃、預(yù)警機(jī)制是非常重要的保障。

3、數(shù)據(jù)取舍。

太老的數(shù)據(jù)就刪了吧，再對(duì)數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)整理，再做詳細(xì)的管理計(jì)劃。要知道，娶妻越多，頭頂發(fā)綠的機(jī)會(huì)就越大。