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超大容量硬盤數據恢復之GPT分區模式詳解

2013-12-14 19:36:17　來源：華軍數據恢復　作者：網站管理員　閱讀：次

隨著大容量硬盤的大幅度降價，高清視頻成為主流，很多用戶都購買了3TB、4TB以上的硬盤，但是大容量硬盤在剛購買回來使用過程中，用戶經常遇到一個問題，就是這么大容量的硬盤，分區成了用戶頭疼的問題，使用普通分區模式MBR，只能最大只能支持2TB的容量的硬盤。

今天筆者向大家介紹另外一種分區模式GPT。GPT分區模式可以支持容量2TB以上的超大容量硬盤。

GPT，即GUID Partition Table（GUID 分區表，GPT）的簡寫形式，它是Windows Server 2003 中的一種新型磁盤架構，是一種由基于 Itanium 計算機中的可擴展固件接口 (EFI*) 使用的磁盤分區架構。這種64位的Itanium版Windows系統采用的磁盤布局架構，與傳統的32位磁盤完全不同。

與主啟動記錄 (MBR) 分區方法相比，GPT 具有更多的優點：

它允許每個磁盤有多達 128 個分區（MBR磁盤最多只能有4個主分區，或者3個主分區加一個擴展分區和無限制的邏輯驅動器）。

支持高達 18 千兆兆字節（EB，exabytes）的卷大小（MBR磁盤支持的最大卷為2TB）。

允許將主磁盤分區表和備份磁盤分區表用于冗余。

支持唯一的磁盤和分區 ID (GUID)。

性能更加穩定。

GPT磁盤總體布局

可以在運行帶有Service Pack 1 (SP1) 的 Windows Server 2003的磁盤管理中進行MBR與GPT磁盤的相互轉換，然后進行相應的分區操作。也可以使用 DiskPart.exe 命令行實用程序或 EFI 固件實用程序 Diskpart.efi 在基本 GPT 磁盤上創建分區。

一個轉換為GPT并建立分區后的磁盤，總體布局如圖1所示。

圖 1 GPT磁盤總體布局

我們可以看到，一個GPT磁盤可以分為兩大部分：保護MBR和EFI部分。

（1）第一部分只由0號扇區組成，在這個扇區中包含一個DOS分區表，分區表內只有一個表項，這個表項描述了一個類型值為0xEE的分區，大小為整個磁盤（如圖2所示）。這個分區的存在可以使計算機認為這個磁盤是合法的，并且已被使用，從而不再試圖對其進行格式化等操作，所以該扇區又被稱為“保護MBR”。實際上，EFI根本不使用這個分區表。

圖 2 GPT磁盤的0號扇區

（2）另一部分為EFI部分，EFI部分又可以分為4個區域：EFI信息區(又稱為GPT頭)部分、分區表部分、GPT分區部分和備份區域。

EFI信息區，也稱為GPT頭，起始于磁盤的1號扇區，通常只占用這一個扇區。GPT磁盤創建后，由GPT頭定義分區表的位置和大小。Windows限定分區表項為128個。GPT頭還包含頭和分區表的校驗和，這樣就可以及時發現錯誤或者改變。

分區表區域包含分區表項。這個區域由GPT頭定義，一般占用磁盤2～33號扇區。分區表中的每個表項由起始和結束地址、類型值、名字、屬性標志和GUID值組成。分區表建立后，128位的GUID對系統來說是唯一的。

分區部分是最大的區域，由分配給分區的扇區組成。這個區域的起始和結束地址由GPT頭定義。

備份區域位于磁盤的尾部，包含GPT頭和分區表的備份。它占用GPT結束扇區和EFI結束扇區之間的33個扇區。其中最后一個扇區用來備份1號扇區的EFI信息，其余的32個扇區用來備份2～33號扇區的分區表。

數據結構

1. EFI信息扇區數據結構

EFI信息扇區位于磁盤的1號扇區，也稱為GPT頭。GPT磁盤創建后，由GPT頭定義分區表的位置和大小，Windows限定分區表項為128個。GPT頭還包含頭和分區表的校驗和。EFI信息扇區的結構如表2.1所示。

相對字節偏移 (十六進制)	字節數	說明
00～07	8	簽名(ASCII碼“EFI PART”
08～0B	4	版本
0C～0F	4	GPT頭大小字節數
10～13	4	GPT頭CRC校驗和
14～17	4	保留
18～1F	8	當前GPT頭的LBA扇區號，也即為EFI區域起始扇區號
20～27	8	GPT頭備份LBA扇區號，也即為EFI區域結束扇區號
28～2F	8	GPT分區區域起始LBA
30～37	8	GPT分區區域結束LBA
38～47	12	磁盤GUID
48～4F	8	GPT分區表起始LBA
50～53	4	分區表項數
54～57	4	每分區表項占用字節數
58～5B	4	分區表CRC校驗和
5C～1FF	366	保留