硬盘数据恢复知识３

硬盘数据恢复入门教程[三]----逻辑盘BPB表篇

FAT16的BPB（BIOS Parameter Block）表，描述逻辑盘结构组成，包含隐藏扇区数目（从0-1-1 开始 计算）、FAT扇区数、FAT拷贝数、硬盘磁头总数、根目录表项最大值等。FAT32系统中，BPB表的偏移与FAT16不同，但表项基本相同。整个隐藏扇区部分都作为逻辑盘的描述区域。

硬盘BPB主要结构说明：

(Cylinder柱面/磁道-Side/Head磁头-Sector扇区地址以下简称为?-?-?)

主分区
名称                                                   地址                 长度(扇区)
主引导记录（Main Boot Record)        0-0-1                1
系统扇区（System Secotrs）            0-0-2                0-0-63 62
引导扇区（Boot）                             0-1-1                1

扩展分区
名称                                                   地址               长度(扇区)
扩展分区（Extend Partition）            ?-y-1               1
系统扇区（System Secotrs）            ?-y-2               ?-y-63 62
引导扇区（Boot）                            ?-(y+1)-1         1
其后各项与主分区相同……

隐藏扇区（Hidden Secotrs）:
FAT16                                               0-1-1               1
FAT32                                               0-1-1               32

文件分配表(File Allocation Table):
FAT16                                              0-1-2               根据逻辑盘容量变化
FAT32                                              0-1-33             根据逻辑盘容量变化

说明：

1. FAT16的每个表项由2字节（16位）组成，通常每个表项指向的簇包含64个扇区，即32K字节。 逻辑盘容量最大为2047MB。

2. FAT32的每个表项由4字节（32位）组成，通常每个表项指向的簇包含8个扇区，即4K字节。逻辑盘容量最小为512MB。

3. 对于C分区，在MBR的偏移01c2H处，FAT16为06H，FAT32为0CH

深入逻辑分区之文件分配表（FAT）

FAT是DOS、Windows9X系统的文件寻址格式，位于DBR之后。 在解释文件分配表的概念的时候，我们有必要谈谈簇（Cluster）的概念。

文件占用磁盘空间，基本单位不是字节而是簇。一般情况下，软盘每簇是1个扇区，硬盘每簇的扇区数与硬盘的总容量大小有关，可能是4、8、16、32、64……同一个文件的 数据 并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式称为文件的链式存储。由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息（即FAT），操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到各段的位置并正确读出。为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号。对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后继簇。这些都是由FAT表来保存的，表中有很多表项，每项记录一个簇的信息。由于FAT对于文件管理的重要性，所以为了安全起见，FAT有一个 备份 ，即在原FAT的后面再建一个同样的FAT。初形成的FAT中所有项都标明为“未占用”，但如果磁盘有局部损坏，那么格式化程序会检测出损坏的簇，在相应的项中标为“坏簇”，以后存文件时就不会再使用这个簇了。FAT的项数与硬盘上的总簇数相当，每一项占用的字节数也要与总簇数相适应，因为其中需要存放簇号。

FAT的格式有多种，最为常见的是FAT16和FAT32。当一个磁盘Format后，在其逻辑0扇区（即BOOT扇区）后面的几个扇区中存在着一个重要的数据表―文件分配（FAT），文件分配表一式两份，占据扇区的多小凭磁盘类型大小而定。顾名思义，文件分配表是用来表示磁盘问件的空分配信息的。它不对引导区，文件目录的信息进行表示，也不真正存储文件内容。

我们知道磁盘是由一个一个扇区组成的，若干个扇区合为一个簇，文件存取是以簇为单位的，哪怕这个文件只有1个字节。每个簇在文件分配表中都有对应的表项，簇号即为表项号，每个表项占1.5个字节（磁盘空间在10MB以下）或2个字节（磁盘空间在10MB以上）。为了方便起见，以后所说的表项都是指2个字节的。

FAT表的开始由介质描述符+一串“已占用”标志组成：

FAT16硬盘----F8 FF FF 7F

FAT32硬盘----F8 FF FF 0F FF FF FF 0F

每个有效的FAT结构区包含两个完全相同的拷贝：FAT1、FAT2

第0字节：表头，表磁盘类型。FFH双面软盘，每次道8扇区FEH单面软盘，每磁道8扇区FDH双面软盘，每磁道9扇区FCCH单面软盘，每磁道9扇区FC8H硬盘

第1~2字节：（表项号1）表示第一簇状态，因第一簇被系统占据，故此两字节为FFFFH

第3~4字节：（表项号2）表示第二簇状态，若为FFFH表此簇为坏的，DOS已标记为不能用；0000H表示此簇为空，可以用；FFF8H表不能示该簇为文件的最后一簇；其余数字表示文件的下一个簇号，注意高字节在后，低字节在前。

第5~6字节：（表项号3）表示第三簇状态，同上。

注意

不要把表项内的数字误认为表示当前簇号，而应是该文件的下一个簇的簇号。.高字节在后，低字节在前是一种存储数字方式，读出时应对其进行调整。是如两字节12H，34H，应调整为3412H。文件分配表与文件目录（FDT）相配合，可以统一管理整个磁盘的文件。它告诉系统磁盘上哪些簇是坏的或已被使用，哪些簇可以用，并存储每个文件所使用的簇号。它是文件的“总调度师”。

当DOS写文件时，首先在文件目录中检查是否有相同文件名，若无则使用一个文件目录表项，然后依次检测FAT中的每个表项对应的簇中，同时将该簇号写入文件目录表项相的26-27字节，如文件长度不止一簇，则继续向后寻找可用簇，找到后将其簇号写入上一次找到的表项中，如此直到文件结束，在最后一簇的表项里填上FFF8H，形成单向链表。

DOS删除文件时只是把文件目录表中的该文件的表项第0个字节改为E5H，表此项已被删除，并在文件分配表中把该文件占用的各簇的表项清0，并释放空间。其文件的内容仍然在盘上，并没有被真正删除，这就是undelete.exe,unerase.exe等一类 恢复 删除工具能起作用的原因。

文件分配表在系统中的地位十分重要，用户最好不要去修改它，以免误操作带来严重的后果。

深入逻辑分区之文件目录表（FDT）

文件目录表（File Directory Table）

即根目录区，又称为ROOT区紧跟在FAT2的下一个扇区，长度为32个扇区（256个表项）。如果支持长文件名，则每个表项为64个字节，其中，前32个字节为长文件链接说明；后32个字节为文件属性说明，包括文件长度、起始地址、日期、时间等。如不支持长文件名，则每个表项为32个字节的属性说明。

值得注意的是:

FAT32没有储存目录的目录区，而 FAT16储存根目录并把子目录放到数据区。表示目录的目录项指出根目录地址同时长度字节为0，表示文件的目录项指出数据地址。

注意：DOS7前的怪字符为E5H，表示被删除，被删除文件仍旧能够找到开始簇，数据恢复就依靠这一特点。

数据区（Data Area）:

紧跟在FDT的下一个扇区，直到逻辑盘的结束地址。它存储着所有的数据，而且即使文件目录被破坏仍旧可能从磁盘里把信息读出，这也就是硬盘数据的理论依据。

到现在为止，硬盘数据结构的理论部分已经讲完。

数据恢复主要是手动找出FAT、目录、数据的对应关系或直接找到数据,现在已经有完善的磁盘编辑器帮助我们做到这一点，使工作大大简化了。有智能化的恢复工具能不依靠FAT而恢复被删除文件，比如RECOVERNT，估计是依靠Win2000的文件使用记录。这种方法在重新启动之前恢复文件的可能性很大。从理论上讲只要数据不被覆盖总能被恢复的。