詳解MBR分區結構以及GPT分區結構

一、MBR分區結構

   MBR磁盤分區是一種使用最爲廣泛的分區結構,它也被稱爲DOS分區結構,但它並不僅僅應用於Windows系統平臺,也應用於Linux,基於X86的UNIX等系統平臺。它位於磁盤的0號扇區(一扇區等於512字節),是一個重要的扇區(簡稱MBR扇區)。

MBR扇區由以下四部分組成:

引導代碼:引導代碼佔MBR分區的前440字節,負責整個系統啓動。如果引導代碼被破壞,系統將無法啓動。

Windows磁盤簽名:佔引導代碼後面的4字節,是Windows初始化磁盤寫入的磁盤標籤,如果此標籤被破壞,則系統會提示“初始化磁盤”。

MBR分區表:佔Windows磁盤標籤後面的64個字節,是整個硬盤的分區表。

MBR結束標誌:佔MBR扇區最後2個字節,一直爲“55 AA”。

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注意:作者分析磁盤使用的工具是Winhex,如果讀者需要請自行下載。


下面詳細分析分區表結構

   磁盤在使用前都要進行分區,也就是將硬盤劃分爲一個個邏輯的區域。每一個分區都有一個確定的起始結束位置。MBR磁盤的分區形式一般有3種,既主分區,擴展分區和非DOS分區。主分區既主DOS分區,擴展分區既擴展的DOS分區(擴展分區可以分邏輯分區),非DOS分區對於主分區的操作系統來說是一塊被劃分出去的區域,只能非DOS分區中操作系統可以管理。

如下:是MBR分區表

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MBR一共佔用64個字節,其中每16個字節爲一個分區表項。也就是在MBR扇區中只能記錄4個分區信息,可以是4個主分區,或者是3個主分區1個擴展分區。

每個分區項中對應的字節解釋如下表:

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擴展分區的結構分析

   由於MBR僅僅爲分區表保留了64字節的存儲空間,而每個分區則佔用16字節的空間,也就是隻能分4個分區,而4個分區在實際情況下往往是不夠用的。因此就有了擴展分區,擴展分區中的每個邏輯分區的分區信息都存在一個類似MBR的擴展引導記錄(簡稱EBR)中,擴展引導記錄包括分區表和結束標誌“55 AA”,沒有引導代碼部分。

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如上圖:EBR中分區表的第一項描述第一個邏輯分區,第二項指向下一個邏輯分區的EBR。如果下一個邏輯分區不存在,第二項就不需要了。


   MBR分區的結構大致就介紹到這了。如果硬盤的MBR被破壞,可以複製其他硬盤的MBR到故障盤,然後修復分區表,也可以初始化故障盤然後修復分區表。


二、GPT分區結構

GPT磁盤分區的基本特點

   GPT磁盤分區結構解決了MBR只能分4個主分區的的缺點,理論上說,GPT磁盤分區結構對分區的數量好像是沒有限制的。但某些操作系統可能會對此有限制。

GPT磁盤分區結構由6部分組成,如下圖:

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1、保護MBR

   保護MBR位於GPT磁盤的第一扇區,也就是0號扇區,有磁盤簽名,MBR磁盤分區表和結束標誌組成,沒有引導代碼。而且分區表內只有一個分區表項,這個表項GPT根本不用,只是爲了讓系統認爲這個磁盤是合法的。

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2、GPT頭

   GPT頭位於GPT磁盤的第二個磁盤,也就是1號扇區,該扇區是在創建GPT磁盤時生成,GPT頭會定義分區表的起始位置,分區表的結束位置、每個分區表項的大小、分區表項的個數及分區表的校驗和等信息。

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GPT頭中參數的含義解釋如下表:

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3、分區表

   分區表位於GPT磁盤的2-33號磁盤,一共佔用32個扇區,能夠容納128個分區表項。每個分區表項大小爲128字節。因爲每個分區表項管理一共分區,所以Windows系統允許GPT磁盤創建128個分區。

   每個分區表項中記錄着分區的起始,結束地址,分區類型的GUID,分區的名字,分區屬性和分區GUID。

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分區表項中各參數的含義解釋如下表:

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4、分區區域

   GPT分區區域就是用戶使用的分區,也是用戶進行數據存儲的區域。分區區域的起始地址和結束地址由GPT頭定義。

5、GPT頭備份

   GPT頭有一個備份,放在GPT磁盤的最後一個扇區,但這個GPT頭備份並非完全GPT頭備份,某些參數有些不一樣。複製的時候根據實際情況更改一下即可。

6.分區表備份

   分區區域結束後就是分區表備份,其地址在GPT頭備份扇區中有描述。分區表備份是對分區表32個扇區的完整備份。如果分區表被破壞,系統會自動讀取分區表備份,也能夠保證正常識別分區。


GPT的分區結構相對於MBR要簡單許多,並且分區表以及GPT頭都有備份。



作者:鄧齊

TEL:18911808630





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