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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

2~33

分区表

Microsoft

保留分区

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

0000000000000000C447BE2700000000

0200EEFFFFFF01000000FFFFFFFF0000

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

签名（ASCII码“EFIPART”）

08~0B

版本

0C~0F

EFI信息大小字节数

10~13

EFI信息（对于备份则为备份EFI信息）CRC校验和

14~17

保留

18~1F

当前EFI信息（对于备份则为备份EFI信息）的LBA扇区号

20~27

备份EFI信息（对于备份则为原始EFI信息）的LBA扇区号

28~2F

GPT分区区域起始LBA

30~37

GPT分区区域结束LBA

37~47

磁盘GUID

48~4F

GPT分区表起始LBA

50~53

分区表项

54~57

每分区表项占用字节数

58~5B

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

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

分区类型GUID

10~1F

分区唯一GUID

20~27

分区起始LBA

28~2F

分区结束LBA

30~37

分区属性

38~7F

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）