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GPT分区
GPT分区
1、概述
GPT,即GUIDPartitionTable(GUID分区表)的简写形式,它是windowsserver2003的一种新型磁盘架构,是一种基于Itanium计算机中的可扩展固件接口(EFI*)使用的磁盘分区架构。
这种64位的Itanium版windows系统采用的磁盘布局架构,与传统的32位磁盘完全不同。
与主启动记录(MBR)分区方法相比,GPT具有更多的有点:
◊它允许每个磁盘中有多达128分区(MBR磁盘最多只有4个主分区,或者3个主分区加一个扩展分区和无限制的逻辑驱动器)。
◊支持高达18千兆兆字节(EB,exabytes)的卷大小(MBR磁盘支持的最大卷为2TB)。
◊允许将主磁盘分区表和备份磁盘分区表用于冗余。
◊支持唯一的磁盘和分区ID(GUID)。
◊性能更加稳定。
在“磁盘管理”中的磁盘属性对话框终端“卷”选项卡上,使用GPT分区的磁盘显示为GUID分区(GPT)磁盘,而使用MBR分区的磁盘则显示为主启动记录(MBR)磁盘。
使用GPT磁盘需要注意以下问题。
◊在基于X86的计算机和基于X64的计算机上运行带有ServicePack1(SP1-服务包用于修复漏洞)的windowsserver2003,操作系统必须驻留在MBR磁盘上。
其他的硬盘可以是MBR或GPT。
◊在基于Itanium(安腾处理器64bit)的计算机上,操作系统加载程序和启动分区必须驻留在GPT磁盘上,其他的硬盘可以使MBR或GPT。
◊不能将GPT移至运行windowsNT4.0、windows2000、windowsxp或windowsserver2003的X86的计算机上(他们无法正确识别GPT磁盘)。
但是,可以将GPT磁盘从运行带有SP1的windowsserver2003的基于X86的计算机或基于X64的计算机移至运行windowsserver2003或windowsxp的基于Itanium的计算机上,反之亦然。
◊不能使用基于Itanium的windows版本,将GPT磁盘从基于Itanium的计算机移至运行带有SP1的windowsserver2003的基于X86的计算机或基于X64的计算机,然后启动该操作系统。
在非基于Itanium的计算机上使用GPT磁盘必须仅用于数据存储。
◊在单个动态磁盘数组中既可以有MBR磁盘,也可以由GPT磁盘。
也可以将基于GPT和MBR磁盘混合使用,但他们不能使磁盘数组的一部分。
可以同时使用MBR和GPT磁盘来创建镜像卷、带区卷、跨区卷和RAID-5卷,但是MBR的柱面对齐的限制可以会使创建镜像产生困难。
通常可以将MBR的磁盘镜像到GPT磁盘上,从而避免柱面对齐的问题。
◊可以将MBR磁盘转换为GPT磁盘,并且只有在磁盘为空的情况下,才可以将GPT磁盘转换为MBR磁盘。
◊不支持EFI系统分区的镜像。
必须使用boottcfg命令克隆EFI系统分区。
◊不能在可移动媒体,或者在群集服务使用的共享SCSI或FiberChannel总线连接的群集磁盘上使用GPR分区。
注意:
EFI——ExtensibleFirmwareInterface(可扩展固件接口),是Intel为全新类型的PC固件的体系结构、接口和服务提出的建议标准,它是计算机固件、硬件和操作系统质检单一种新型接口。
采用IntelItanium家族处理器的计算机使用EFI启动和加载windowsxp64—bitedition(Itanium)以及基于Itanium的windowsserver2003版本。
EFI对于基于Itanium的计算机的用途与基于x86的计算机中的BIOS相同,但是EFI已扩展为具有下列功能:
◊以一致的方式启动任何兼容的操作系统。
◊一种简易的方式为新的可启动设备添加EFI驱动程序,而不需要更新计算机固件。
使用EFI,基于Itanium的计算机可具有GUID磁盘分区表(GPT)分区类型和主启动记录(MBR)分区类型的硬盘。
不过,要使EFI能启动和加载windowsxp64bitedition(Itanium)或基于Itanium的windowsserver2003版本,操作系统必须位于GPT磁盘上。
在混合的GPT和MBR磁盘环境下,单独使用MBR磁盘存储数据。
每一台基于Itanium的计算机必须有EFI系统分区的GPT磁盘。
与基于X86的计算机的系统卷相同,EFI系统分区包含操作系统、启动程序和启动windowsxp64edition(Itanium)或基于Itanium的windowsserver2003版本需要的其他文件,在仅包含单个GPT磁盘的计算机上,EFI系统分区是磁盘上的第一个分区。
EFI系统分区格式化为FAT,且在根目录包含EFI目录。
Windowsxp64bitedition(Itanium)和基于Itanium的windowsserver2003版本创建名为\EFI\Microsoft\Winnt50的子目录。
\Msutil子目录包含由EFI固件和操作系统使用的实用程序。
实用固件启动管理器可访问这些使用程序和EFI系统分区内容。
只有授权的技术支持人员可以访问\Microsoft\Winnt50子目录的内容。
2GPT磁盘总体布局
GPT总体布局:
EFI部分
GPT分区部分
0
1
2~33
分区表
Microsoft
保留分区
基本数据分区
基本数据分区
……
基本数据分区
剩余扇区
32个扇区
保护MBREFI信息(GPT头)(2~33扇区的备份)EFI信息备份
我们可以看到,一个GPT磁盘可以分为两大部分:
保护MBR部分和EFI部分。
(1)第一部分只由0号扇区组成,在这个扇区中包含一个DOS分区表,分区表内只有一个表项,这个表项描述了一个类型值为0xEE的分区,大小为整个磁盘,如图所示)。
这个分区的存在可以使计算机认为这个磁盘是合法的,并且已被使用,从而不再试图对其进行格式化等操作,所以该扇区又被称为“保护MBR”。
实际上,EFI根本不使用这个分区表。
0扇区
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
0000000000000000C447BE2700000000
0200EEFFFFFF01000000FFFFFFFF0000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
000000000000000000000000000055AA
(2)另一部分为EFI部分又可以分为4个区域:
EFI信息区(又称为GPT头)部分,分区表部分,GPT分区部分和备份区域。
◊EFI信息区,也称为GPT头,起始于磁盘的1号扇区,通常只占用这一个扇区。
GPT磁盘创建后,由GPT头定义分区表的位置和大小。
Windows限定分区表项为128个。
GPT头还包括头和分区表的校验和,这样就可以及时发现错误或者改变。
◊分区表区域,包含分区表项,这个区域由GPT头定义,一般占用磁盘2~33号扇区。
分区表中的每个表项由起始和结束地址、类型值、名字、属性标志和GUID值组成。
分区表建立后,128位的GUID对系统来说是唯一的。
◊分区部分,最大的区域,由分配给分区的扇区组成。
这个区域的起始和结束地址由GPT 头定义。
◊备份区域位于磁盘的尾部,包含GPT头和分区表的备份。
它占用GPT结束扇区和EFI结束扇区之间的33个扇区。
其中最后一个扇区用来备份1号扇区的EFI信息,其余的2~33号扇区的分区表。
3数据结构
. 1、EFI信息扇区数据结构
EFI信息扇区位于磁盘的1号扇区,也称为GPT头。
GPT磁盘创建后,由GPT头定义分区表的位置和大小,windows限定分区表项为128个。
GPT头还包含头和分区表的校验和。
EFI信息扇区及备份EFI信息扇区的结构略有差别所示,它们的结构如表所示。
EFI信息扇区结构
相对字节偏移
字节数
说明
00~07
8
签名(ASCII码“EFIPART”)
08~0B
4
版本
0C~0F
4
EFI信息大小字节数
10~13
4
EFI信息(对于备份则为备份EFI信息)CRC校验和
14~17
4
保留
18~1F
8
当前EFI信息(对于备份则为备份EFI信息)的LBA扇区号
20~27
8
备份EFI信息(对于备份则为原始EFI信息)的LBA扇区号
28~2F
8
GPT分区区域起始LBA
30~37
8
GPT分区区域结束LBA
37~47
16
磁盘GUID
48~4F
8
GPT分区表起始LBA
50~53
4
分区表项
54~57
4
每分区表项占用字节数
58~5B
4
分区表项CRC校验和
5C~1FF
366
保留
通过这些结构中的描述值,我们可以确定GPT头、分区表、GPT分区区域、分区表的备份位置等结构布局。
图显示了一个GPT头的实例。
1扇区
4546492050415254000001005C000000
9A9E2841000000000100000000000000
AF6D7074000000002200000000000000
8E6D7074000000009F3E03399803504B
A21FDA1002B874120200000000000000
80000000800000006F7D73EE00000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
具体分析如下:
(1)0x00~0x07:
8个字节,GPT头签名“4546492050415254”,ASCII码为“EFIPART”。
(2)0x08~0x0B:
4个字节,版本号。
(3)0x0C~0x0F:
4个字节,GPT头大小字节数,此处的值为0x5C,即92个字节
(4)0x10~0x13:
4个字节,GPT头校验和。
(5)0x14~0x17:
4个字节,保留。
(6)0x18~0x1F:
8个字节,当前GPT扇区号,即EFI区域起始扇区号,通常为1。
(7)0x20~0x27:
8个字节,GPT头备份位置的LBA扇区号,即EFI区域结束扇区号,此处值为(0x41289E)。
(8)0x28~0x2F:
8个字节,GPT分区区域起始LBA扇区号,此处值为34(0x22)。
(9)0x30~0x37:
8个字节,GPT分区区域结束LBA扇区号。
(10)0x38~0x47:
16个字节,磁盘GUID。
(11)0x48~0x4F:
8个字节,GPT分区表起始LBA扇区号,此处值为2(0x02),通常起始于2号扇区。
(12)0x50~0x53:
4个字节,分区表项数,限定为128(0X80)。
(13)0x54~0x57:
:
4个字节,每分区表项占用字节数,固定为128(0X80)。
(14)0x58~0x5B:
4个字节,分区表CRC校验和。
(15)0x5C~0x1FF:
420个字节,保留。
2GPT分区表项数据结构
GPT磁盘的2~33号扇区系统保留用做存放GPT磁盘的分区表,以描述GPT区域内的各个分区。
分区表占用32个扇区,每个分区表项占用128个字节,32个扇区共可以存放128个分区表项。
分区表项的数据结构见表。
GPT分区表项数据结构
字节偏移
字节数
含义
00~0F
16
分区类型GUID
10~1F
16
分区唯一GUID
20~27
8
分区起始LBA
28~2F
8
分区结束LBA
30~37
8
分区属性
38~7F
72
分区名的Unicode码
具体分析如下:
(1)0x00~0x0F处的16个字节共128个bit用于确定分区的类型。
对于一个GPT磁盘,分区既可以用来存储系统信息也用于存储文件系统。
例如,任何使用EFI的计算机,必须有一个由启动硬件和软件所需要的文件组成的EFI系统分区。
(本表格数据不全,请参考后面表格的数据描述)
相关操作系统
分区类型
GUID
(None)
未使用
00000000-0000-0000-0000-000000000000
MBR分区表
024DEE41-33E7-11D3-9D69-0008C781F39F
EFI系统分区
C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B
BIOS引导分区
21686148-6449-6E6F-744E-656564454649
Windows
微软保留分区
E3C9E316-0B5C-4DB8-817D-F92DF00215AE
基本数据分区
EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
逻辑软盘管理工具元数据分区
5808C8AA-7E8F-42E0-85D2-E1E90434CFB3
逻辑软盘管理工具数据分区
AF9B60A0-1431-4F62-BC68-3311714A69AD
Windows恢复环境
DE94BBA4-06D1-4D40-A16A-BFD50179D6AC
IBM通用并行文件系统(GPFS)分区
37AFFC90-EF7D-4e96-91C3-2D7AE055B174
HP-UX
数据分区
75894C1E-3AEB-11D3-B7C1-7B03A0000000
服务分区
E2A1E728-32E3-11D6-A682-7B03A0000000
Linux
数据分区
EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
RAID分区
A19D880F-05FC-4D3B-A006-743F0F84911E
交换分区
0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F
逻辑卷管理器(LVM)分区
E6D6D379-F507-44C2-A23C-238F2A3DF928
保留
8DA63339-0007-60C0-C436-083AC8230908
FreeBSD
启动分区
83BD6B9D-7F41-11DC-BE0B-001560B84F0F
数据分区
516E7CB4-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
交换分区
516E7CB5-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
UFS分区
516E7CB6-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
en:
Vinumvolumemanager分区
516E7CB8-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
ZFS分区
516E7CBA-6ECF-11D6-8FF8-00022D09712B
MacOSX
HFS(HFS+)分区
48465300-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
苹果公司UFS
55465300-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
ZFS
6A898CC3-1DD2-11B2-99A6-080020736631
苹果RAID分区
52414944-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
苹果RAID分区,下线
52414944-5F4F-11AA-AA11-00306543ECAC
苹果启动分区
426F6F74-0000-11AA-AA11-00306543ECAC
AppleLabel
4C616265-6C00-11AA-AA11-00306543ECAC
AppleTV恢复分区
5265636F-7665-11AA-AA11-00306543ECAC
Solaris
启动分区
6A82CB45-1DD2-11B2-99A6-080020736631
根分区
6A85CF4D-1DD2-11B2-99A6-080020736631
交换分区
6A87C46F-1DD2-11B2-99A6-080020736631
备份分区
6A8B642B-1DD2-11B2-99A6-080020736631
/usr分区
6A898CC3-1DD2-11B2-99A6-080020736631
/var分区
6A8EF2E9-1DD2-11B2-99A6-080020736631
/home分区
6A90BA39-1DD2-11B2-99A6-080020736631
备用扇区
6A9283A5-1DD2-11B2-99A6-080020736631
保留分区
6A945A3B-1DD2-11B2-99A6-080020736631
6A9630D1-1DD2-11B2-99A6-080020736631
6A980767-1DD2-11B2-99A6-080020736631
6A96237F-1D
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