全是干货：MBR分区结构以及GPT分区结构

Posted 2021-01-02

一、MBR分区结构

? ?MBR磁盘分区是一种使用最为广泛的分区结构，它也被称为DOS分区结构，但它并不仅仅应用于Windows系统平台，也应用于Linux，基于X86的UNIX等系统平台。它位于磁盘的0号扇区（一扇区等于512字节），是一个重要的扇区（简称MBR扇区）。
MBR扇区由以下四部分组成：
引导代码：引导代码占MBR分区的前440字节，负责整个系统启动。如果引导代码被破坏，系统将无法启动。
Windows磁盘签名：占引导代码后面的4字节，是Windows初始化磁盘写入的磁盘标签，如果此标签被破坏，则系统会提示“初始化磁盘”。
MBR分区表：占Windows磁盘标签后面的64个字节，是整个硬盘的分区表。
MBR结束标志：占MBR扇区最后2个字节，一直为“55 AA”。
图1：

注意：作者分析磁盘使用的工具是Winhex，如果读者需要请自行下载。

下面详细分析分区表结构
? ?磁盘在使用前都要进行分区，也就是将硬盘划分为一个个逻辑的区域。每一个分区都有一个确定的起始结束位置。MBR磁盘的分区形式一般有3种，既主分区，扩展分区和非DOS分区。主分区既主DOS分区，扩展分区既扩展的DOS分区（扩展分区可以分逻辑分区），非DOS分区对于主分区的操作系统来说是一块被划分出去的区域，只能非DOS分区中操作系统可以管理。
如下：是MBR分区表
图2：

MBR一共占用64个字节，其中每16个字节为一个分区表项。也就是在MBR扇区中只能记录4个分区信息，可以是4个主分区，或者是3个主分区1个扩展分区。
每个分区项中对应的字节解释如下表：
图3：

图4：

图5：

图6：

扩展分区的结构分析

? ?由于MBR仅仅为分区表保留了64字节的存储空间，而每个分区则占用16字节的空间，也就是只能分4个分区，而4个分区在实际情况下往往是不够用的。因此就有了扩展分区，扩展分区中的每个逻辑分区的分区信息都存在一个类似MBR的扩展引导记录(简称EBR)中，扩展引导记录包括分区表和结束标志“55 AA”，没有引导代码部分。
图7：

如上图：EBR中分区表的第一项描述第一个逻辑分区，第二项指向下一个逻辑分区的EBR。如果下一个逻辑分区不存在，第二项就不需要了。

? ?MBR分区的结构大致就介绍到这了。如果硬盘的MBR被破坏，可以复制其他硬盘的MBR到故障盘，然后修复分区表，也可以初始化故障盘然后修复分区表。

二、GPT分区结构

GPT磁盘分区的基本特点
? ?GPT磁盘分区结构解决了MBR只能分4个主分区的的缺点，理论上说，GPT磁盘分区结构对分区的数量好像是没有限制的。但某些操作系统可能会对此有限制。
GPT磁盘分区结构由6部分组成，
图8：

1、保护MBR
? ?保护MBR位于GPT磁盘的第一扇区，也就是0号扇区，有磁盘签名，MBR磁盘分区表和结束标志组成，没有引导代码。而且分区表内只有一个分区表项，这个表项GPT根本不用，只是为了让系统认为这个磁盘是合法的。
图9：

2、GPT头
? ?GPT头位于GPT磁盘的第二个磁盘，也就是1号扇区，该扇区是在创建GPT磁盘时生成，GPT头会定义分区表的起始位置，分区表的结束位置、每个分区表项的大小、分区表项的个数及分区表的校验和等信息。
图10：

GPT头中参数的含义解释如下表：
图11：

3、分区表
? ?分区表位于GPT磁盘的2-33号磁盘，一共占用32个扇区，能够容纳128个分区表项。每个分区表项大小为128字节。因为每个分区表项管理一共分区，所以Windows系统允许GPT磁盘创建128个分区。
? ?每个分区表项中记录着分区的起始，结束地址，分区类型的GUID，分区的名字，分区属性和分区GUID。
图12：

分区表项中各参数的含义解释如下表：
图13：

4、分区区域
? ?GPT分区区域就是用户使用的分区，也是用户进行数据存储的区域。分区区域的起始地址和结束地址由GPT头定义。
5、GPT头备份
? ?GPT头有一个备份，放在GPT磁盘的最后一个扇区，但这个GPT头备份并非完全GPT头备份，某些参数有些不一样。复制的时候根据实际情况更改一下即可。
6.分区表备份
? ?分区区域结束后就是分区表备份，其地址在GPT头备份扇区中有描述。分区表备份是对分区表32个扇区的完整备份。如果分区表被破坏，系统会自动读取分区表备份，也能够保证正常识别分区。

GPT的分区结构相对于MBR要简单许多，并且分区表以及GPT头都有备份。