MBR 与 GPT - 分区时要知道的事情

随着技术的发展,现在存在许多存储和组织数据的方法。这带来了具有大量存储容量的新设备。要操作如此大量的容量,您需要在硬盘驱动器上使用适当的分区表。

GPT 和 MBR 是两种流行的,在您考虑保留数据时选择文件系统之前使用。作为系统管理员,您可能希望在分区时使用 MBR(主引导记录)或 GPT(GUID 分区表),因此您必须知道两者之间的区别。

为了正确理解它们的工作原理,在本教程中,我们将需要探索一些关于 MBR 和 GPT 的基本概念,以了解它们的优点、局限性和差异。

分区由写入硬盘指定部分的数据结构定义。当您必须在驱动器上存储分区信息时,您必须使用 MBR 或 GPT,它会告诉操作系统分区的确切位置和开始位置、哪个扇区属于每个分区以及哪个扇区是可引导的。这是在硬盘驱动器上创建分区之前我们必须在 MBR 和 GPT 之间进行选择的主要原因之一。

许多计算机与这两者兼容,但它们不能一起工作。通常,MBR 是以前使用的旧版本,它与 Bios 系统一起工作。GPT 是 UEFI(统一可扩展固件接口)系统附带的一种新产品。所以这意味着如果你想在硬盘上安装操作系统,如果你选择使用 MBR,那么 GPT 将无法工作,反之亦然。可以进行从一种转换到另一种的转换,但该过程会导致磁盘上的所有内容都被删除。

1)MBR

主引导记录的 MBR 将其数据存储在磁盘的第一个扇区中,并包含分区和文件系统信息,告诉 BIOS 这是一个引导驱动器,它可以在哪里找到可挂载的文件系统。您应该知道 MBR 仅支持最大 2TB 的驱动器。要对 MBR 磁盘进行操作,需要使用fdiskcfdiskparted命令

安装系统时,MBR 兼容性伴随着 bios 配置中的 Legacy BIOS 模式。这意味着您可以在开始时知道您是否执行和 MBR 安装。例如,在 Ubuntu 上,如果它在您启动安装时显示为紫色,您将知道这是 MBR 安装

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如果你已经安装了 Ubuntu 等 Linux 系统,并且想检查它是否是 MBR,你可以使用gdisk -l命令

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这样,您可以确认您正在使用 MBR。

MBR 架构有其特殊性,因为通常它只支持 4 个主分区。它最多可以支持四个分区,但是有一个特殊的条件来满足这个要求:

  • 前三个分区应该是主分区,
  • 最后一个分区应该是扩展分区,可以细分为更小的分区,称为逻辑分区。

带有主分区的设备文件会附加一个数字,指示该硬盘上的分区。第一个主分区编号为 1,第二个主分区编号为 2,第三个主分区编号为 3,第四个主分区编号为 4。当您有扩展分区时,逻辑里面的卷以数字 5 开始命名

例如,我们可以检查fdisk -l另一个具有主分区和扩展分区的 MBR 磁盘上的命令结果

# fdisk -l
Disk /dev/sda: 20 GiB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x0000996b
Device     Boot      Start        End      Blocks   Id  System
/dev/sda1            2048     4196351     2097152   82  Linux swap / Solaris
/dev/sda2   *     4196352    30679039    13241344   83  Linux
/dev/sda4        30679040    41164799     5242880    5  Extended
/dev/sda5        30681088    36540415     2929664   83  Linux

为了正确理解 4 个主分区的限制,我们以安装 Ubuntu 的手动分区为例。对于这个例子,假设我们要创建 5 个分区,在这个过程中:

  • 我们将首先创建/boot分区作为主分区

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  • 让我们对以下分区做同样的事情,/将它们设为主分区。这意味着我们将有 04 个主分区。我们将看到由于 MBR 分区数限制,剩余空间将无法使用/home/opt

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可以看到,在达到 04 MBR 主分区的限制后,我们无法添加新分区。

MBR 的另一个特点是,一个位错误会导致磁盘无用。由于这些原因以及更多原因,统一可扩展固件接口 (UEFI)指定将 MBR 替换为 GUID 分区表 (GPT),从而克服了这些限制。

2) GPT

GPTfor GUID 分区表是英特尔 EFI 规范的一部分。GPT 是与 MBR 不同的格式,但出于兼容性原因,MBR 存储在第一个逻辑块中,而 GPT 存储在第二个块中。GPT 允许超过 2 TB 的磁盘和最多 128 个分区。

要对 GPT 磁盘进行操作,需要使用gdisk orparted命令。GPT fdisk使用的接口gdisk与 fdisk 非常相似。

当您想在 GPT 磁盘上安装系统时,您必须在 bios 配置中启用统一可扩展固件接口 (UEFI)。例如,如果您想在您的计算机上安装 Ubuntu,您将在启动时有 黑色背景色,如下所示

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如果要检查是否使用 GPT 分区,仍然使用gdisk -l命令

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Mbr: protective是因为 GPT 使用了保护性 MBR,这是一个合法的 MBR 定义,它使 GPT 不知道实用程序认为磁盘拥有一个跨越整个磁盘的单个 MBR 分区。

使用 GPT,不需要主分区、扩展分区或逻辑驱动器,这意味着所有分区都是相同的。当然,您仍然可以考虑 初级 以获得更好的理解。但在实践中,GPT 分区通常从 1 开始连续编号,即使在分区编号中可能会出现一些间隙。让我们看看另一个使用 GPT 的磁盘

# gdisk -l /dev/sda
GPT fdisk (gdisk) version 1.0.1
Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present
Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
Disk /dev/sda: 976773168 sectors, 465.8 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 02F5A939-659C-46B7-8392-40F60B005D04
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 976773134
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 4077 sectors (2.0 MiB)
Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048         1050623   512.0 MiB   EF00  
   2         1050624        99878911   47.1 GiB    8300  
   3        99878912       138940415   18.6 GiB    8300  
   4       138940416       155541503   7.9 GiB     8200  
   5       155541504       184838143   14.0 GiB    8300  
   6       184838144       595970047   196.0 GiB   8300  
   7       595970048       976771071   181.6 GiB   8300  DATA

您可以看到我们不再提到扩展,而只有一个列表或许多分区,幸运的是,我们在编号上没有间隙。

现在让我们尝试在安装我们的系统(例如 Ubuntu)时创建超过 4 个分区。所以,我们也将开始创建/boot分区

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现在对其他分区执行相同的操作,例如//home/tmp,/var

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您可以看到我们有 05 个 GPT 主分区,并且可以使用已识别的可用空间创建更多分区。

结论

作为系统管理员,您至少应该对 GPT 有点熟悉,因为 MBR 无法处理大于2TiB 的磁盘。您应该保留即使两者不同,也有一些相似之处以确保兼容性。Linux 服务器通常有多个硬盘,因此了解超过 2TB 的大型硬盘和许多较新的硬盘使用 GPT 代替 MBR 以允许对扇区进行额外寻址非常重要。

 

 

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