詳解MBR分區結構以及GPT分區結構

1、MBR分區結構

   MBR磁盤分區是一種使用最爲普遍的分區結構，它也被稱爲DOS分區結構，但它並不只僅應用於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扇區由如下四部分組成：

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。若是引導代碼被破壞，系統將沒法啓動。

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，若是此標籤被破壞，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」。

注意：做者分析磁盤使用的工具是Winhex，若是讀者須要請自行下載。

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。每個分區都有一個肯定的起始結束位置。MBR磁盤的分區形式通常有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（擴展分區能夠分邏輯分區），非DOS分區對於主分區的操做系統來講是一塊被劃分出去的區域，只能非DOS分區中操做系統能夠管理。

以下：是MBR分區表

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，能夠是4個主分區，或者是3個主分區1個擴展分區。

每一個分區項中對應的字節解釋以下表：

擴展分區的結構分析

   因爲MBR僅僅爲分區表保留了64字節的存儲空間，而每一個分區則佔用16字節的空間，也就是隻能分4個分區，而4個分區在實際狀況下每每是不夠用的。所以就有了擴展分區，擴展分區中的每一個邏輯分區的分區信息都存在一個相似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。

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。若是下一個邏輯分區不存在，第二項就不須要了。

   MBR分區的結構大體就介紹到這了。若是硬盤的MBR被破壞，能夠複製其餘硬盤的MBR到故障盤，而後修復分區表，也能夠初始化故障盤而後修復分區表。

2、GPT分區結構

GPT磁盤分區的基本特色

   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。但某些操做系統可能會對此有限制。

GPT磁盤分區結構由6部分組成，以下圖：

一、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。並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。

二、GPT頭

   GPT頭位於GPT磁盤的第二個磁盤，也就是1號扇區，該扇區是在建立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、每一個分區表項的大小、分區表項的個數及分區表的校驗和等信息。

GPT頭中參數的含義解釋以下表：

三、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，可以容納128個分區表項。每一個分區表項大小爲128字節。由於每一個分區表項管理一共分區，因此Windows系統容許GPT磁盤建立128個分區。

   每一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。

分區表項中各參數的含義解釋以下表：

四、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。

五、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頭備份並不是徹底GPT頭備份，某些參數有些不同。複製的時候根據實際狀況更改一下便可。

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。若是分區表被破壞，系統會自動讀取分區表備份，也可以保證正常識別分區。

GPT的分區結構相對於MBR要簡單許多，而且分區表以及GPT頭都有備份。

做者：鄧齊

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