H2testw -- by Harald Bögeholz / c't Magazin für Computertechnik
Integritätstest für USB-Sticks und andere Datenträger
Version 1.4, Copyright (C) 2008 Heise Zeitschriften Verlag GmbH & Co. KG
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H2testw wurde entwickelt, um USB-Sticks auf einwandfreie Funktion zu
testen. Es eignet sich aber auch für beliebige andere Datenträger wie
Speicherkarten, interne und externe Festplatten und sogar
Netzwerklaufwerke.
Die Exe-Datei H2testw.exe ist ohne Installation direkt lauffähig. Das
Programm wurde entwickelt für Windows XP und Vista; unter Windows 2000
sollte es auch funktionieren, wurde jedoch nicht getestet. Windows
9x/ME wird nicht unterstützt; als Alternative bietet sich das ältere
Kommandozeilenprogramm H2test an.
Das Funktionsprinzip von H2testw ist einfach: Es füllt den gewählten
Speicherort mit Testdateien, liest diese anschließend wieder ein und
überprüft, ob die gelesenen Daten mit den ursprünglich geschriebenen
übereinstimmen.
H2testw überschreibt oder löscht grundsätzlich keine bestehenden
Dateien. Es greift nicht tief ins System ein, sondern legt als
gewöhnliches Anwendungsprogramm Dateien an; Administratorrechte sind
daher nicht erforderlich. Wenn die Hardware korrekt arbeitet, wird
H2testw also keine bestehenden Daten gefährden.
ABER: _Wenn_ ein Hardwarefehler vorliegt, dann kann H2testw diesen zum
Vorschein bringen und dadurch eventuell auch bestehende Daten
beschädigen. Daher der Rat: WENN SIE EINEN USB-STICK ODER SONSTIGEN
DATENTRÄGER IM VERDACHT HABEN, NICHT RICHTIG ZU ARBEITEN, LEEREN SIE
IHN ZUNÄCHST UND TESTEN IHN DANN VOLLSTÄNDIG MIT H2TESTW. Nur wenn ein
Datenträger leer ist, kann H2testw ihn vollständig testen. Für
reproduzierbare Ergebnisse empfehlen wir, den Datenträger frisch zu
formatieren (Schnellformatierung genügt) und dann zu testen.
H2testw schreibt an den gewählten Speicherort jeweils bis zu 1 GByte
große Dateien mit den fortlaufenden Namen 1.h2w, 2.h2w, 3.h2w usw.
Wenn am Zielort bereits ein gültig aussehender Satz solcher Dateien
vorliegt, bietet H2testw an, diese zu prüfen; existieren irgendwelche
anderen Dateien mit Namen *.h2w, verweigert es die Arbeit. Löschen Sie
in diesem Falle alle Dateien *.h2w und drücken Sie den Knopf
"Aktualisieren".
Nach getaner Arbeit bleiben die Testdateien auf dem Datenträger
liegen. Sie können sie nach Belieben löschen oder -- im Falle eines
USB-Sticks zum Beispiel an einem anderen Rechner -- nochmals
überprüfen.
Die Checkbox "Prüfen als Dauertest" versetzt H2testw in eine
Endlosschleife, in der es die Testdateien immer wieder einliest und
überprüft, bis ein Fehler auftritt. Diese Option ist dafür gedacht,
sporadisch auftretende Übertragungsfehler zu entdecken.
Eine Anmerkung zur Restzeitschätzung: Bei intakten
Flash-Speichermedien sollte die Schätzung sehr genau stimmen, weil die
Datenrate konstant ist. Bei defekten Flash-Medien haben wir starke
Einbrüche in der Übertragungsrate beobachtet, die dazu führen, dass
die Schätzung ständig nach oben korrigiert wird. Festplatten erzielen
grundsätzlich im Innenbereich eine niedrigere Datenrate als außen,
daher ist die Schätzung prinzipbedingt ungenau.
Bei Fragen oder Anregungen zu H2testw wenden Sie sich bitte per E-Mail
an Harald Bögeholz <
[email protected]> (in Deutsch oder Englisch).
Was tun im Fehlerfall?
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Wenn H2testw beim Überprüfen Datenfehler meldet, dann heißt das, dass
das Speichermedium nicht alle Daten so zurückgeliefert hat, wie sie
geschrieben wurden. Wahrscheinlich handelt es sich um ein defektes
Speichermedium, es kommen aber auch andere Fehlerquellen in Betracht.
Sie sollten daher im Fehlerfalle den Test wiederholen und dabei
Folgendes beachten:
* Medium nach Möglichkeit frisch formatieren
* Keine USB-Verlängerungskabel oder USB-Hubs verwenden
* USB- oder FireWire-Geräte versuchsweise an einem anderen Anschluss
testen (manchmal sind die USB-Ports an der ATX-Blende besser als die
Front-Anschlüsse).
* Bei externen Platten auch mal ein anderes Kabel probieren, falls
möglich.
Ausgabe im Fehlerfall
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Wenn beim Überprüfen Fehler auftreten, schlüsselt H2testw die Anzahl
der fehlerhaften Sektoren auf in
* solche, die durch andere überschrieben wurden (siehe oben unter
Adressierungsfehler),
* solche, die nur leicht verfälscht wurden (weniger als 8 abweichende
Bits pro Sektor)
* komplett fehlerhafte bzw. stärker verfälschte ("Datenmüll").
Im Falle überschriebener Sektoren versucht H2testw herauszufinden, wie
viel Speicher in dem betroffenen Bereich real vorhanden ist und weist
diese Datenmenge als "mehrfach genutzt" aus (ohne Gewähr!).
Für den ersten gefundenen Fehler gibt das Programm schließlich den
Offset innerhalb des Datenbestands, den dort erwarteten (Soll) und den
tatsächlich vorgefundenen Wert (Ist) aus.
Tipp: Der Text der Fehlermeldung lässt sich markieren und mit
Kopieren und Einfügen zum Beispiel in eine E-Mail übernehmen.
Typische Fehlerbilder
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Die Testdaten von H2testw sind so konstruiert, dass man typische
Fehler voneinander unterscheiden kann. Sie fallen in drei Kategorien:
* Adressierungsfehler: Beim Schreiben eines Sektors landet der Inhalt
nicht an der gewünschten Adresse, sondern an einer anderen,
überschreibt also einen anderen Sektor. Dieser Fehler tritt bei
einigen manipulierten USB-Sticks auf. Weiteres prominentes Beispiel:
Eine Festplatte über 128 GByte an einem Rechner, dessen BIOS
und/oder Betriebssystem noch nicht die dafür nötige Adressierungsart
beherrscht. Dann erfolgen alle Zugriffe modulo 128 GByte: Daten, die
man an der 128-GByte-Grenze schreibt, überschreiben also wieder den
Anfang der Festplatte.
* Daten werden gar nicht gespeichert: Diesen Fehler haben wir im
Zusammenhang mit fehlerhaften USB-Sticks beobachtet. Statt der
geschriebenen Daten liefert ein Sektor beim Lesen nur Nullen oder
Einsen zurück -- ein typisches Anzeichen dafür, dass auf nicht
bestückten Speicher zugegriffen wurde.
* Einzelne Bits werden verfälscht: Das deutet auf
Übertragungsstörungen auf dem Signalweg vom Prozessor zum
Speichermedium hin. Ebenfalls denkbar, aber noch nicht beobachtet:
Theoretisch könnte in einem Flash-Speicher auch mal ein Bit
"umkippen".
Aufbau der Testdaten
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H2testw schreibt und liest die Testdaten megabyteweise. Auch wenn man
die Option wählt, den Datenträger ganz zu füllen, bleibt daher am Ende
bis zu 1 MByte Verschnitt übrig, wobei mit 1 MByte 1048576 Byte
gemeint sind (1024 KByte). Um auch mit FAT-Dateisystemen zu
funktionieren, hält H2testw einen respektvollen Abstand von der
4-GByte-Grenze und fängt nach jeweils einem Gigabyte (1024 MByte) eine
neue Datei an.
Innerhalb einer Datei beginnt jeder 512-Byte-Sektor mit einem
64-Bit-Wort (8 Byte), in dem der Offset innerhalb der gesamten
Testdaten (nicht nur innerhalb der Datei) abgelegt ist, und zwar
Intel-typisch im Format Little-Endian, also niederwertiges Byte
zuerst.
Die Datei 1.h2w beginnt also mit der Bytefolge
00 00 00 00 00 00 00 00,
der nächste Sektor mit
00 02 00 00 00 00 00 00,
der nächste mit
00 04 00 00 00 00 00 00
und so weiter. Die Datei 2.h2w beginnt mit der Bytefolge
00 00 00 40 00 00 00 00
(Offset 1 GByte = 0x40000000).
Der Rest eines jeden Sektors ist mit einer Pseudo-Zufallszahlenfolge
aufgefüllt.