Linux学习—MBR和GPT

MSDOS（MBR）和GPT--早期的Linux系统采用MBR的方式来处理开机引导程序和分区表，这些通常放在磁盘的第一个扇区（512字节）中，但是MBR分区只能抓取2TB的容量等等的限制，新的分区格式GPT因此产生

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一、MBR

    MBR位于整个磁盘的的第一个扇区，总体分为三部分：

    boot loader：主要作用是把内核加载到内存中，引导系统加载

    分区表DPT（16字节*4）：保存着磁盘的分区信息，由于DPT只有64字节，因此最多只能划分四个分区，说到底对于磁盘的分区不过只是对DPT的分区而已，当然了，系统会预留一个扩展分区（Extended），扩展分区本身并不能创建文件系统格式化，对它继续划分，这样就可以划分出更多的分区（逻辑分区），而且每个逻辑分区中的前几个扇区也会用来记载分区信息。

    其中每个16字节包含的内容如下：

        第一个字节：80表示活动分区，00表示非活动分区

        第二个字节：表示磁头号，占8位

        第三个字节：高2位，表示柱面号，低6位，表示扇区号

        第四个字节：表示柱面号，占8位

            第2 3 4位总共24位，（8位磁头，10位柱面，6位扇区）能表示8G的空间

        第五个字节：记录分区类型，0表示分区未使用

            创建分区默认是83，更改为8e的效果图：

        第六个字节：表示磁头结束号，占8位

        第七个字节：高2位，柱面结束号，低6位，扇区结束号

        第八个字节：表示柱面结束号，占8位

        第九个字节至第十二字节：分区起始LBA地址，隐藏扇区数目

        第十三字节至第十六字节：分区结束LBA地址，分区的总扇区数

            共4*8=32位，能表示2T的空间

    结束标志字 55 AA

一个逻辑分区前有一个EBR（512字节），和MBR的结构一样，只是EBR中的前446字节中没有数据，16字节*4中，第一个16字节指向当前逻辑分区，第二个16字节指向下一个EBR，剩下的两个16字节未使用，总之硬盘使用都会先读取MBR，如果硬盘的MBR坏掉，那么这整个硬盘也就坏了。

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二、GPT

    随着硬盘的容量越来越大，传统的MBR支持的2TB空间已经无法支持现在大容量的硬盘，于此出现了GPT分区格式，GPT使用LBA来处理，并且第一个LBA为LBA 0（从0开始编号）

    支持128个分区

    使用128位的UUID表示磁盘分区

    仅支持UEFI的启动方式（传统的BIOS只能支持MBR，如果想要只从GPT启动只能使用UEFI）

    GPT使用34个LBA区块记录分区信息，同时为了防止传统的MBR只有一个分区表带来的限制，GPT用磁盘的最后33个LBA作为另一个备份

    

    结构：

        LBA 0：PMBR （512字节）

        对于传统的操作系统默认启动是MBR，因此为了保证GPT下能够启动仅支持MBR的操作系统，预留了512字节作为保护MBR，其结构和MBR类似，其中的55AA是必须的，在原来的分区表中现在存放着特殊标志的分区，表示为GPT之意，这样不懂GPT分区的管理程序就不会认识该磁盘，进一步保护了磁盘。

        LBA 1：GPT分区头

        该LBA区块记录了分区表的位置和大小，GPT备份区的位置，以及校验位（CRC32），操作系统可以根据校验位判断该GPT是否正确，若错误则可以根据最后的备份恢复该GPT。

        LBA 2—33：分区表

        每个LBA区块可以划分4个分区记录，所以总共可以有4*32=128个分区记录，每个分区记录512/4=128字节，128字节中分出64字节来表示开始和结束扇区号，所以每个分区最大限制容量为2^64*512Bytes=2^33TB=8ZB。

        . . . ：分区

        GPT格式没有扩展分区的概念，因此每个分区都可以格式化

        LBA N-32...LBA N：备份区域

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小tips：理论上GPT格式可以无限划分分区（128以上），但是如果划分的过多的话，好像128之后的分区就不能够格式化使用了。