Linux磁盘管理之逻辑结构主引导扇区02

一、主引导扇区

主引导扇区位于硬盘的0磁道0柱面1扇区，共占用了63个扇区，但实际上只使用了512字节，由三大部分组成：
1、主引导记录MBR(Master Boot Record)：占446字节。 负责检查硬盘分区表、寻找可引导分区并负责将可引导分区的引导扇区DBR装入内存，系统由此开始启动
2、分区表DPT(Disk Parttion Table)：占64字节，每份16字节的4份硬盘分区表，记载了每个分区类型、大小和分区开始、结束位置等重要内容
3、分区有效标志(Magic Number)：占2字节，固定为55AA。
主引导扇区所在硬盘磁道上的其它扇区一般均空出，且这个扇区所在硬盘磁道是不属于分区范围内的，紧接着它后面才是分区内容，操作系统是无法读取的。广义的MBR包括整个扇区(引导程序、分区表、幻数)，狭义的MBR仅仅指引导程序，不同操作系统MBR是不同的，用安装盘装系统可以重写硬盘MBR，而GHOST恢复C盘却不行，因此初次装系统或更换操作系统一般都用安装盘安装。

二、逻辑结构图

 

三、BIOS如何加载MBR

电源开启之后，BIOS某个芯片上程序运行，开始检测电脑上的周围设备，检测完毕无误后开始按照管理员设定的BIOS启动顺序进行检测；常见的启动设备包括：光盘、硬盘、USB、网卡。假设设定的顺序就是上述的顺序，BIOS会先检测光盘的第一个扇区，查看扇区中是否有MBR存在，如果不存在则会检测第二个设备硬盘，读取硬盘的第一个扇区，如果没有MRB，则会继续读取USB设备；如果该扇区中有MBR，则会读取MBR程序，如果MBR程序有错误，则BIOS会停止下一个设备的检测，并发出错误信息；如果MBR程序没有错误，则执行MBR程序负责检查硬盘分区表、寻找可引导分区并负责将可引导分区的引导扇区（DBR）装入内存，系统由此开始启动。

四、磁盘分区

由于磁盘分区表只有64字节，每个分区信息需要16字节，也就是只能记录4个分区信息。分区可以是主分区和扩展分区，扩展分区本身没有记录分区信息，而通过扩展分区可以再次分区为逻辑分区，扩展分区最多可以分16个逻辑分区。因此我们可以设置的分区方案：
4个主分区P + 0个扩展分区E
3个主分区P + 1个扩展分区E(N个逻辑分区)
2个主分区P + 1个扩展分区E(N个逻辑分区)
1个主分区P + 1个扩展分区E(N个逻辑分区)

常见的做法是：3P + 1E。但是需要注意的是，在最后一个主分区时或者扩展分区时，一定要将磁盘剩余容量全部分配给该分区，否则硬盘剩余的磁盘空间就不能够再使用了。逻辑分区的编号永远是从5开始，不管有几个主分区，例如只有一个主分区，一个扩展分区，那么逻辑分区也是从5开始编号的。总之P + E <= 4;

五、常见问题

1、区分MBR区、DBR区、FAT区、DIR区、DATA区

1).0磁道0柱面区(MBR)，包括广义MBR区 + 剩余未用62扇区。MBR通过检查DPT分区信息引导系统跳转至DBR。
2).DBR区，每个分区前的引导扇区，同时记录本区的参数。对于第一主分区它通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区，DBR是由高级格式化程序所产生的。
3).其它区域：FAT文件分配表区+DIR根目录区+DATA数据区,操作系统可以直接访问。

2、分区、重装系统、格式化对各区影响

1).PM分区：不更改狭义MBR(446字节)，只更改DPT分区表数值，当然也会更改新改变的分区。
2).安装盘装系统：更改狭义MBR(446字节)为相应系统的MBR，更改活动分区的引导扇区DBR为相应类型。
3).Ghost安装系统：不更改MBR，更改Ghost分区的引导扇区DBR为相应类型，不更改活动分区DBR。无论是将其克隆到其它主分区中，还是克隆到逻辑分区中，克隆软件都还将自动完成以下两项工作：一是更改boot.ini等系统文件的内容，使其能在新的分区运行；而是克隆系统文件.gho包中含有原分区的分区引导记录，克隆到其它主分区或逻辑分区时，都将新的分区创建引导分区，并将包中引导程序复制到该引导分区中，但不将该引导分区中的引导程序指向新分区中的系统文件。
4).格式化分区：不更改MBR，更改该分区的引导扇区为当前操作系统的引导扇区DBR为相应类型。

3、windows和Linux的MBR有何不同

像nt 5.x的mbr与nt 6.x的mbr均占用1个扇区，位于0磁道0柱面1扇区上，但是像GRUB4DOS占用多个扇区，它还占用0磁道0柱面部分未用扇区。

4、操作系统从硬盘启动需要哪些条件

1).正确的MBR信息
2).启动分区必须是活动的
3).启动分区上有正确的操作系统引导文件

5、如何设置正确的MBR和活动分区

1).写入MBR信息，可以写列方式：
a.使用光盘安装OS
b.使用光盘引导到复制文件前，或进入命令行fixmbr
c.将硬盘接上电脑，在Windows磁盘工具下初始化磁盘（经测试会写入Win98 MBR）
d.使用BOOTICE/DiskGenius等工具初始化MBR（最新版可写入nt5/nt6的mbr以启动Winxp/Vista/7/8/8.1）
e.使用GHOST全盘恢复（危险！可能更改446后面的分区表）

2)设置活动分区
a.使用光盘安装
b.将硬盘接上电脑，在Windows磁盘工具下设为活动
c.使用DiskGenius等工具