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淺議磁盤分區(qū)——從MBR到GPT

文章標簽: 運維 操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫

版權(quán)

    diskpart這個命令,用了很多年了。

    作為曾經(jīng)SCCM的老手,至今還記得在System Center Configuration Manager的OSD(操作系統(tǒng)部署)中,為了實現(xiàn)單一鏡像單一序列部署到不同的計算機硬件,去編寫提供不同的磁盤分區(qū)的腳本。

    這是由于不同廠商OEM提供Windows時,往往在磁盤上劃分了保留分區(qū)以存放恢復鏡像。如果企業(yè)或機構(gòu)中存在非在線恢復系統(tǒng)的需求,那么可以把OSD產(chǎn)生的鏡像WIM保存到保留的恢復分區(qū),以供需要時進行系統(tǒng)的回復。

    另外,對于一個生產(chǎn)環(huán)境,用戶往往希望保留自己的數(shù)據(jù)分區(qū)而只恢復系統(tǒng)分區(qū)。在這個情況下,規(guī)范分區(qū)并且在OSD的任務序列中進行識別和處理就顯得非常的重要了。

    在以前很長的一段時間里,對磁盤分區(qū)的了解滿足主分區(qū)、擴展分區(qū)、活動分區(qū)和MBR(主引導記錄)就能大致滿足日常需求了。在PC/AT時代,BIOS會去尋找磁盤上的激活的引導分區(qū),然后根據(jù)之上的引導扇區(qū)的信息,加載SYS或者bootmgr之類的引導控制程序,引導進入操作系統(tǒng)。

    還記得用16進制磁盤編輯器查看分區(qū)表,能夠看到活動分區(qū)的0x80標記么?還記得查看引導扇區(qū),最后兩個雙字節(jié)為0x55 0xAA么?這里有幾篇文章可以幫助回憶:

    Why 55 AA is used as the boot signature on IBM PCs?

    http://stackoverflow.com/questions/11075003/why-55-aa-is-used-as-the-boot-signature-on-ibm-pcs

    The PC/AT boot process

    http://homepage.ntlworld.com/jonathan.deboynepollard/FGA/pcat-boot-process.html#Active

    可是技術(shù)不會停留,為了適應新的需求,例如為了超越2TB磁盤的限制,GPT磁盤分區(qū)出現(xiàn)了。相應的,磁盤類型ID也從以前的一個雙字節(jié)變成了GUID。

    之所以想起來了解這個問題,是因為我干掉了機器出場自帶的恢復分區(qū)。所以順便了解下GPT分區(qū)。

     如何創(chuàng)建、刪除分區(qū),一搜一堆,不在這篇的討論范圍內(nèi)。主要想看看分區(qū)類型。在刪除恢復分區(qū)的時候,通過diskpart detail partition命令,能看到我的SSD上有這些類型的分區(qū)。

    

    除了熟悉的分區(qū)/卷的信息,主要有兩個信息是我想了解的,一個是分區(qū)類型,因為使用GPT磁盤,都顯示為GUID了;一個是屬性。

    使用diskpart setid命令可以修改分區(qū)類型,當然也可以查看。   

DISKPART> help setid

    為帶焦點的分區(qū)更改分區(qū)類型字段。

語法:  SET ID={<BYTE> | <GUID>} [OVERRIDE] [NOERR]

    ID={<BYTE> | <GUID>}

                指定新分區(qū)類型。

                對于主啟動記錄(MBR)磁盤,可以采用十六進制形式 
                為分區(qū)指定分區(qū)類型字節(jié)。可以使用此參數(shù)指定任何 
                分區(qū)類型字節(jié),類型 0x42 (LDM 分區(qū))除外。請注意, 
                指定十六進制分區(qū)類型時,會忽略前導的 "0x"。

                對于 GUID 分區(qū)表(GPT)磁盤,可以為分區(qū)指定 
                分區(qū)類型 GUID。已識別的 GUID 包括:

                    EFI 系統(tǒng)分區(qū): 
                        c12a7328-f81f-11d2-ba4b-00a0c93ec93b

                    基本數(shù)據(jù)分區(qū): 
                        ebd0a0a2-b9e5-4433-87c0-68b6b72699c7

                可以使用此參數(shù)指定任何分區(qū)類型 GUID, 
                以下幾種類型除外:

                    Microsoft 保留分區(qū): 
                        e3c9e316-0b5c-4db8-817d-f92df00215ae

                    動態(tài)磁盤上的 LDM 元數(shù)據(jù)分區(qū): 
                        5808c8aa-7e8f-42e0-85d2-e1e90434cfb3

                    動態(tài)磁盤上的 LDM 數(shù)據(jù)分區(qū): 
                        af9b60a0-1431-4f62-bc68-3311714a69ad

                    群集元數(shù)據(jù)分區(qū): 
                        db97dba9-0840-4bae-97f0-ffb9a327c7e1

                除提及的限制之外,DiskPart 不會檢查 
                分區(qū)類型是否有效,只是確保該分區(qū)類型 
                是十六進制形式的字節(jié)或 GUID。

    OVERRIDE    啟用 DiskPart 能夠強制首先卸載卷上的文件系統(tǒng), 
                然后再更改分區(qū)類型。更改分區(qū)類型時,DiskPart 
                將嘗試鎖定和卸載卷上的文件系統(tǒng)。如果未指定 
                此參數(shù),并且鎖定文件系統(tǒng)的調(diào)用失敗(因為某些 
                其他應用程序具有卷的打開句柄),則整個操作將 
                失敗。指定此參數(shù)時,將強制執(zhí)行卸載, 
                即使鎖定文件系統(tǒng)的調(diào)用失敗也是如此。卸載文件系統(tǒng)后, 
                卷的所有打開句柄都將無效。

    NOERR       僅用于腳本。遇到錯誤時,DiskPart 會繼續(xù) 
                處理命令,如同沒有出現(xiàn)錯誤一樣。如果 
                不使用 NOERR 參數(shù),錯誤會導致 DiskPart 
                退出,并返回錯誤代碼。

    僅供原始設(shè)備制造商(OEM)使用。

    必須選擇一個分區(qū)才能成功執(zhí)行此操作。

    警告:

        使用此參數(shù)更改分區(qū)類型字段可能會導致計算機發(fā)生故障 
        或無法啟動。除非你是 OEM 或熟悉 GPT 磁盤的 
        IT 專業(yè)人員,否則不要使用此參數(shù)更改 GPT 磁盤上 
        的分區(qū)類型字段。不過,始終可以在 GPT 磁盤上使用 
        CREATE PARTITION EFI 命令創(chuàng)建 EFI 系統(tǒng)分區(qū),使用 
        CREATE PARTITION MSR 命令創(chuàng)建 Microsoft 保留分區(qū) 
        以及使用不帶 ID 參數(shù)的 CREATE PARTITION PRIMARY 
        命令在 GPT 磁盤上創(chuàng)建主分區(qū)。

    此命令在動態(tài)磁盤或 Microsoft 保留分區(qū)上無法使用。

    示例:

    SET ID=07 OVERRIDE 
    SET ID=ebd0a0a2-b9e5-4433-87c0-68b6b72699c7

     這里有一篇比較完整的介紹:https://technet.microsoft.com/en-us/library/cc771243.aspx

     我注意到幫助沒有說明我的OEM分區(qū),于是搜索。

     原來這是個用于實現(xiàn)Intel Rapid Start Technology的分區(qū),文檔參見:http://download.intel.com/support/motherboards/desktop/sb/rapid_start_technology_user_guide_for_uefi1.pdf

    那么,分區(qū)屬性又是怎么回事呢?使用diskpart gpt命令可以獲得分區(qū)屬性。

DISKPART> help gpt

    在基本 GUID 分區(qū)表(GPT)磁盤上,將 GPT 屬性分配給帶焦點的分區(qū)。

語法:  GPT ATTRIBUTES=<N>

    ATTRIBUTES=<N>

                表示可應用于帶焦點的分區(qū)的屬性的十六進制值。GPT 屬性字段 
                是一個 64 位字段,該字段包含兩個子字段。高位字段只有在特 
                定分區(qū)類型 GUID 的環(huán)境中才進行解釋,而低位字段則是所有分 
                區(qū)類型公用的字段。

                可以在所有分區(qū)上設(shè)置以下屬性:

                0x0000000000000001 將該分區(qū)標記為必需分區(qū)。這向所有的磁 
                盤管理實用工具表明該分區(qū)不應被刪除。EFI 系統(tǒng)分區(qū)僅包含 
                啟動操作系統(tǒng)所需的二進制數(shù)據(jù)。這樣可以輕松地將原始設(shè)備制造 
                商(OEM)或操作系統(tǒng)特定的二進制數(shù)據(jù)放置在其他分區(qū)中。

                對于基本數(shù)據(jù)分區(qū),定義了以下屬性:

                0x8000000000000000 
                GPT_BASIC_DATA_ATTRIBUTE_NO_DRIVE_LETTER 
                防止為分區(qū)自動分配驅(qū)動器號。默認情況下,會為每個分區(qū)分配 
                一個新驅(qū)動器號和卷 GUID 路徑名。驅(qū)動器號和卷 GUID 路徑名 
                都可用于打開使用 Win32 API 的卷。設(shè)置此屬性可確保在將磁盤 
                移動到新計算機上時,系統(tǒng)不會自動生成新的驅(qū)動器號。而用戶可 
                以手動分配驅(qū)動器號。

                0x4000000000000000 
                GPT_BASIC_DATA_ATTRIBUTE_HIDDEN 
                將分區(qū)的卷定義為隱藏。 
                設(shè)置此屬性可指定不會為卷分配驅(qū)動器號或卷 GUID 路徑名。 
                驅(qū)動器號和卷 GUID 路徑名都可用于打開使用 Win32 API 的卷。 
                Win32 API 不會報告隱藏分區(qū)的卷,例如 FindFirstVolume 和 
                FindNextVolume。

                0x2000000000000000 
                GPT_BASIC_DATA_ATTRIBUTE_SHADOW_COPY 
                將分區(qū)定義為卷快照服務卷影副本卷。文件系統(tǒng)篩選器使用此標志 
                阻止篩選器附加到卷中。

                x1000000000000000 
                GPT_BASIC_DATA_ATTRIBUTE_READ_ONLY 
                阻止寫入卷。

                Microsoft 可能會隨時添加其他屬性。

    GPT 分區(qū)屬性提供有關(guān)該分區(qū)使用情況的附加信息。

    必須選擇一個基本 GPT 分區(qū)才能繼續(xù)執(zhí)行此操作。 
   

    警告:

        更改 GPT 屬性可能會導致無法為基本數(shù)據(jù)卷分配驅(qū)動器號,或阻止裝載文件 
        系統(tǒng)。除非你是原始設(shè)備制造商(OEM)或熟悉 GPT 磁盤的 IT 專業(yè)人士,否則 
        請勿更改 GPT 屬性。

示例:

    GPT ATTRIBUTES=0x8000000000000000 
    GPT ATTRIBUTES=0xF000000000000001

     對照detail partition命令獲得的分區(qū)屬性,能夠發(fā)現(xiàn)有這么幾種:

    0x0000000000000000;0X8000000000000000;0X8000000000000001

    這樣一來,磁盤管理器中分區(qū)不能操作就很好理解了。

    0x0000000000000000是標準的數(shù)據(jù)分區(qū),系統(tǒng)會自動分配盤符,也能夠正常的通過磁盤管理器進行操作管理;

    0X8000000000000000系統(tǒng)不會分配盤符,這樣磁盤掛載到其他操作系統(tǒng)時不會出現(xiàn)不需要的盤符。但在需要的時候可以進行操作;

    0X8000000000000001除了以上屬性之外,還疊加了防止刪除分區(qū)的屬性。

    對于GPT磁盤以及相應的GUID等介紹,不論TechNet還是MSDN都有專門的文章。

    Frequently asked questions about the GUID Partitioning Table disk architecture

    https://support.microsoft.com/en-us/kb/302873

    Windows and GPT FAQ

    https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/hardware/dn640535(v=vs.85).aspx

    還記得安裝Windows的時候,自動多出來的兩個分區(qū)嗎?一個叫引導分區(qū),一個叫保留分區(qū),都是干啥用的呢?

    查一下前面的GUID,引導分區(qū)其實就是一個EFI分區(qū),也可以簡稱ESP。這個分區(qū)通常保存引導需要的文件,例如bootmgr等。單獨做出來一個分區(qū)的好處是系統(tǒng)運行時,病毒和惡意代碼一般無法影響這個分區(qū)。

    而保留分區(qū),全稱是Microsoft Reserved partition。安裝Windows的GPT分區(qū)磁盤一定會有這個分區(qū)。這個分區(qū)有什么作用呢?例如,基本磁盤轉(zhuǎn)化成動態(tài)磁盤,這個分區(qū)的數(shù)據(jù)就可以轉(zhuǎn)為LDM動態(tài)卷的數(shù)據(jù)庫。

    

    為了驗證系統(tǒng)EFI分區(qū),上圖顯示了我使用提升的System賬戶查看了掛載的這個分區(qū)的內(nèi)容。

    關(guān)于分區(qū)還有一篇極好的介紹文章:

    https://technet.microsoft.com/en-us/library/dd799232%28v=ws.10%29.aspx

    傳統(tǒng)MBR分區(qū)的模式如下:

    

   GPT分區(qū)的模式如下:

    

     本文轉(zhuǎn)自HaoHu 51CTO博客,原文鏈接:http://blog.51cto.com/haohu/1704048,如需轉(zhuǎn)載請自行聯(lián)系原作者

相關(guān)資源:硬盤MBR和GPT分區(qū)詳解.doc_磁盤初始化選擇mbr還是gpt-其它文檔類...

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