剛看到一則新聞，說是騰訊云丟了某個客戶的數(shù)據(jù)，原因是硬盤bug導(dǎo)致“寫進去的數(shù)據(jù)讀出來并不是之前寫入的數(shù)據(jù)”，當然，不管具體是不是這個原因，詳情如何，不做評論。本次冬瓜哥就來聊聊這個數(shù)據(jù)靜默損毀（silent corruption）的一系列底層知識。

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本文就是對靜默損毀做簡要總結(jié)性介紹。靜默損毀大概有幾種方式：

parity error  每個扇區(qū)都會有ecc校驗區(qū)，硬盤寫入數(shù)據(jù)之前會計算ecc，并在讀出數(shù)據(jù)之后自行校驗。按理說這樣應(yīng)該不會靜默損毀？不是的。如果host端發(fā)給硬盤的數(shù)據(jù)已經(jīng)是錯的了，那么硬盤就不會知道。所以，人們使用DIF（Data Integrity Field）來實現(xiàn)上層的校驗，也就是說，硬盤上位角色（比如HBA，或者應(yīng)用）主動校驗數(shù)據(jù)并將校驗碼寫入另外的8字節(jié)中，隨著512字節(jié)的扇區(qū)數(shù)據(jù)一起下發(fā)給硬盤。

DIF中可以完全自定義，也可以按照T10標準，DIF中放置扇區(qū)號、校驗碼和應(yīng)用自定義信息。為何要放扇區(qū)號？這個下面再說。但是即便是有DIF，也無法保證從應(yīng)用生成數(shù)據(jù)，到數(shù)據(jù)寫入硬盤一整條路徑上都不出錯，有些廠商也在致力于從數(shù)據(jù)一生成的時候就時刻跟著校驗，這個可以在應(yīng)用層來透明的做。

2. paritial write。這個現(xiàn)象是由于硬盤在寫入數(shù)據(jù)時，只寫了一部分扇區(qū)數(shù)據(jù)，而另一部分沒有寫入。硬盤一般會保證扇區(qū)粒度的原子寫，但是由于種種不可知因素，這種partial write也會發(fā)生，最終讀出數(shù)據(jù)時多半會發(fā)現(xiàn)校驗出錯，從而報告。

此時上層程序可以從副本中讀出正確的數(shù)據(jù)，多個副本同時出錯的概率非常低。這個不屬于靜默損毀。在Raid系統(tǒng)里，一個條帶沒有完整被寫完前就掉電了，也稱為partial write，這個可以通過日志或者標記條帶完整性來解決，不是什么大問題。

3. write lose。這個現(xiàn)象是說硬盤本該寫入某個扇區(qū)，但是最終根本沒有寫入，目標扇區(qū)數(shù)據(jù)依然是老數(shù)據(jù)。這個現(xiàn)象會導(dǎo)致靜默損毀，導(dǎo)致應(yīng)用讀出了舊數(shù)據(jù)，或者其它應(yīng)用之前保存的完全不相關(guān)的數(shù)據(jù)，直接現(xiàn)象肯能是亂碼之類。

這個問題可以通過在應(yīng)用層做標記的方式解決，比如應(yīng)用給每個數(shù)據(jù)塊記錄一個時間戳，如果發(fā)生了lose，則時間戳一定對不上，于是就可以判斷出來。這些應(yīng)用層標記可以記錄在DIF 8字節(jié)里的應(yīng)用自定義區(qū)域。除了數(shù)據(jù)庫這種對一致性要求非常完備的系統(tǒng)，其他應(yīng)用一般不會這么嚴格，所以一旦發(fā)生這個問題，只能事后恢復(fù)，比如從多個副本中再提起一遍數(shù)據(jù)做比對。無法做到事前預(yù)防。

4. mis-redirect write。這個現(xiàn)象是硬盤本應(yīng)寫入A扇區(qū)，卻由于不可知原因?qū)戝e了地方，寫到其他扇區(qū)去了。這個問題的原因可能是host端傳的扇區(qū)地址指針中某個或者某幾個bit發(fā)生了畸變（比如SRAM中的互鎖晶體管受到各種電離輻射粒子流轟擊，直接導(dǎo)致狀態(tài)改變）。

這種靜默損毀的后果更嚴重，不但本次I/O對應(yīng)的扇區(qū)沒被更新，而且還破壞了其他扇區(qū)。這種損毀，也需要靠DIF中的應(yīng)用自定義區(qū)段才能解決，但是這個代價太高昂，因為應(yīng)用每讀出一個數(shù)據(jù)塊就要做DIF判斷。