磁盤格式MBR和GPT

MSDOS(MBR)和GPT–早期的Linux系統採用MBR的方式來處理開機引導程序和分區表,這些通常放在磁盤的第一個扇區(512字節)中,但是 MBR分區只能抓取2TB的容量等等的限制,新的分區格式GPT因此產生

一、MBR

MBR位於整個磁盤的的第一個扇區,總體分爲三部分:
boot loader:主要作用是把內核加載到內存中,引導系統加載
分區表DPT(16字節×4):保存着磁盤的分區信息,由於DPT只有64字節,因此最多隻能劃分四個分區,說到底對於磁盤的分區不過只是對DPT的分區 而已,當然了,系統會預留一個擴展分區(Extended),擴展分區本身並不能創建文件系統格式化,對它繼續劃分,這樣就可以劃分出更多的分區(邏輯 分區),而且每個邏輯分區中的前幾個扇區也會用來記載分區信息。
其中每個16字節包含的內容如下:
第一個字節:80表示活動分區,00表示非活動分區
第二個字節:表示磁頭號,佔8位
第三個字節:高2位,表示柱面號,低6位,表示扇區號
第四個字節:表示柱面號,佔8位,第2 3 4位總共24位,(8位磁頭,10位柱面,6位扇區)能表示8G的空間
第五個字節:記錄分區類型,0表示分區未使用
創建分區默認是83,更改爲8e的效果圖:
第六個字節:表示磁頭結束號,佔8位
第七個字節:高2位,柱面結束號,低6位,扇區結束號
第八個字節:表示柱面結束號,佔8位
第九個字節至第十二字節:分區起始LBA地址,隱藏扇區數目
第十三字節至第十六字節:分區結束LBA地址,分區的總扇區數共4×8=32位,能表示2T的空間
結束標誌字:55 AA
一個邏輯分區前有一個EBR(512字節),和MBR的結構一樣,只是EBR中的前446字節中沒有數據,16字節*4中,第一個16字節指向當前邏輯分區,第二個16字節指向下一個EBR,剩下的兩個16字節未使用,總之硬盤使用都會先讀取MBR,如果硬盤的MBR壞掉,那麼這整個硬盤也就壞了。

二、GPT

隨着硬盤的容量越來越大,傳統的MBR支持的2TB空間已經無法支持現在大容量的硬盤,於此出現了GPT分區格式,GPT使用LBA來處理,並且第一個 LBA爲LBA 0(從0開始編號)

  1. 支持128個分區
  2. 使用128位的UUID表示磁盤分區
  3. 僅支持UEFI的啓動方式(傳統的BIOS只能支持MBR,如果想要只從GPT啓動只能使用UEFI)僅支持UEFI的啓動方式(傳統的BIOS只能支持MBR,如果想要只從GPT啓動只能使用UEFI)
  4. GPT使用34個LBA區塊記錄分區信息,同時爲了防止傳統的MBR只有一個分區錶帶來的限制,GPT用磁盤的最後33個LBA作爲另一個備份GPT使用34個LBA區塊記錄分區信息,同時爲了防止傳統的MBR只有一個分區錶帶來的限制,GPT用磁盤的最後33個LBA作爲另一個備份
    GPT結構

結構:
LBA 0:PMBR (512字節)
對於傳統的操作系統默認啓動是MBR,因此爲了保證GPT下能夠啓動僅支持MBR的操作系統,預留了512字節作爲保護MBR,其結構和MBR類似,其 中的55AA是必須的,在原來的分區表中現在存放着特殊標誌的分區,表示爲GPT之意,這樣不懂GPT分區的管理程序就不會認識該磁盤,進一步保護了磁 盤。
LBA 1:GPT分區頭
該LBA區塊記錄了分區表的位置和大小,GPT備份區的位置,以及校驗位(CRC32),操作系統可以根據校驗位判斷該GPT是否正確,若錯誤則可以 根據最後的備份恢復該GPT。
LBA 2—33:分區表
每個LBA區塊可以劃分4個分區記錄,所以總共可以有4*32=128個分區記錄,每個分區記錄512/4=128字節,128字節中分出64字節來表示開始和結 束扇區號,所以每個分區最大限制容量爲264*512Bytes=233TB=8ZB。
. . . :分區
GPT格式沒有擴展分區的概念,因此每個分區都可以格式化
LBA N-32…LBA N:備份區域

小tips:理論上GPT格式可以無限劃分分區(128以上),但是如果劃分的過多的話,好像128之後的分區就不能夠格式化使用了。

轉自:http://blog.51cto.com/13570193/2071816

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