MBR分区模式扩展分区的链式结构分析
硬盘主引导记录(MBR)及其结构详解
硬盘主引导记录(MBR)及其结构详解硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区，FDISK程序写到该扇区的内容称为主引导记录（MBR）。
该记录占用512个字节，它用语硬盘启动时将系统控制权交给用户指定的，并在分区表中登记了的某个操作系统区。
1.MBR的读取硬盘的引导记录（MBR）是不属于任何一个操作系统，也不能用操作系统提供的磁盘操作命令来读取它。
但我们可以用ROM-BIOS中提供的INT13H的2号功能来读出该扇区的内容，也可用软件工具Norton8.0中的DISKEDIT.EXE来读取。
用INT13H的读磁盘扇区功能的调用参数如下：入口参数：AH=2 （指定功能号）AL=要读取的扇区数DL=磁盘号（0、1-软盘；80、81-硬盘）DH=磁头号CL高2位+CH=柱面号CL低6位=扇区号CS:BX=存放读取数据的内存缓冲地址出口参数：CS:BX=读取数据存放地址错误信息：如果出错CF=1 AH=错误代码用DEBUG读取位于硬盘0柱面、0磁头、1扇区的操作如下：A>DEBUG-A 100XXXX:XXXX MOV AX,0201 （用功能号2读1个扇区）XXXX:XXXX MOV BX,1000 （把读出的数据放入缓冲区的地址为CS:1000）XXXX:XXXX MOV CX,0001 （读0柱面，1扇区）XXXX:XXXX MOV DX,0080 （指定第一物理盘的0磁头）XXXX:XXXX INT 13XXXX:XXXX INT 3XXXX:XXXX （按回车键）-G=100 （执行以上程序段）-D 1000 11FF （显示512字节的MBR 内容）2.MBR 的组成一个扇区的硬盘主引导记录MBR 由如图6-15所示的4个部分组成。
·主引导程序（偏移地址0000H--0088H ），它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序。
·出错信息数据区，偏移地址0089H--00E1H 为出错信息，00E2H--01BDH 全为0字节。
详解MBR分区结构以及GPT分区结构
详解MBR分区结构以及GPT分区结构一、MBR分区结构MBR磁盘分区是一种使用最为广泛的分区结构，它也被称为DOS 分区结构，但它并不仅仅应用于Windows系统平台，也应用于Linux，基于X86的UNIX等系统平台。
它位于磁盘的0号扇区（一扇区等于512字节），是一个重要的扇区（简称MBR扇区）。
MBR扇区由以下四部分组成：引导代码：引导代码占MBR分区的前440字节，负责整个系统启动。
如果引导代码被破坏，系统将无法启动。
Windows磁盘签名：占引导代码后面的4字节，是Windows初始化磁盘写入的磁盘标签，如果此标签被破坏，则系统会提示“初始化磁盘”。
MBR分区表：占Windows磁盘标签后面的64个字节，是整个硬盘的分区表。
MBR结束标志：占MBR扇区最后2个字节，一直为“55 AA”。
注意：分析磁盘使用的工具是Winhex，如果读者需要请自行下载。
下面详细分析分区表结构磁盘在使用前都要进行分区，也就是将硬盘划分为一个个逻辑的区域。
每一个分区都有一个确定的起始结束位置。
MBR磁盘的分区形式一般有3种，既主分区，扩展分区和非DOS分区。
主分区既主DOS 分区，扩展分区既扩展的DOS分区（扩展分区可以分逻辑分区），非DOS分区对于主分区的操作系统来说是一块被划分出去的区域，只能非DOS分区中操作系统可以管理。
如下：是MBR分区表MBR一共占用64个字节，其中每16个字节为一个分区表项。
也就是在MBR扇区中只能记录4个分区信息，可以是4个主分区，或者是3个主分区1个扩展分区。
每个分区项中对应的字节解释如下表：扩展分区的结构分析由于MBR仅仅为分区表保留了64字节的存储空间，而每个分区则占用16字节的空间，也就是只能分4个分区，而4个分区在实际情况下往往是不够用的。
因此就有了扩展分区，扩展分区中的每个逻辑分区的分区信息都存在一个类似MBR的扩展引导记录(简称EBR)中，扩展引导记录包括分区表和结束标志“55 AA”，没有引导代码部分。
MBR详解
MBR内幕个人计算机在系统BIOS中设置了一个访问硬盘的中断接口(INT 13H)。
当一个应用程序需要访问硬盘时，它将通过操作系统计算出CHS(即Cylinder柱面、Heads盘面、Sector扇区的组合)地址然后使用这个地址调用INT 13中断的相应功能。
BIOS使用这个CHS地址进行硬盘的读写工作。
传统BIOS的INT 13有很多缺陷，比如它能访问的最大地址范围是是8GB (1 024×256×63)。
如今，比较常见的是INT 13将CHS地址转换为LBA逻辑块地址。
LBA是非常单纯的一种寻址模式；从0开始编号来定位区块，第一区块LBA=0，第二区块LBA=1，依此类推。
LBA使用64位的地址空间表示扇区数目，在每扇区512字节的前提下，它可以寻址的上限是 8,796,093,022,208 GB。
传统上操作系统对硬盘的寻址是通过柱(Cylinder)、面(He ad)、扇区(Sector)的组合来进行。
硬盘的每个盘片称为一个面，每个面对应着一个磁头，所以可以用磁头（head）表示硬盘的盘片，各面磁道（track）号相同的磁道合称为一个柱面（c ylinder），每个磁道又分为若干个扇区（sector）。
扇区是硬盘读写操作的基本单元，每个扇区一般是512个字节。
硬盘上可供用户使用的空间从CHS(0,0,1)开始，此扇区称作“主引导扇区”。
主引导扇区上的512字节存储的信息依次是引导代码（偏移量000到1BD 共446个字节），分区表（偏移量1BE到1FD共64字节，每个分区表占16字节），分区有效标志（1fe、1ff，值是55A A）。
在系统启动时，BIOS自检完毕后将控制权交给MBR中的引导代码段，由此段代码加载操作系统完成启动过程。
注意：MBR是独立于操作系统的。
1、boot ind 活动分区标志，4个分区只能有一个可以设置为活动分区，活动分区标识符是80H,非活动分区是00H。
硬盘MBR和GPT分区详解
硬盘MBR和GPT分区详解目前磁盘分区有两种形式：GPT分区和MBR分区。
MBR相比而言比较常见，大多数磁盘都是采用这种分区形式。
MBR分区和GPT分区的区别在于：MBR最多只支持4个主分区，GPT能够支持128个主分区。
然而GPT分区形式在重装系统需要主板的EFI支持，所以导致出现上面的这种情况。
因此解决的办法就是将分区形式转换为MBR分区形式。
但是在转换之前必须要做好数据备份，将磁盘里重要的东西全部拷出来，因为只有整个磁盘全部为空时，才能够进行转换。
传统的分区方案(称为MBR分区方案)是将分区信息保存到磁盘的第一个扇区(MBR 扇区)中的64个字节中，每个分区项占用16个字节，这16个字节中存有活动状态标志、文件系统标识、起止柱面号、磁头号、扇区号、隐含扇区数目(4个字节)、分区总扇区数目(4个字节)等内容。
由于MBR扇区只有64个字节用于分区表，所以只能记录4个分区的信息。
这就是硬盘主分区数目不能超过4个的原因。
后来为了支持更多的分区，引入了扩展分区及逻辑分区的概念。
但每个分区项仍用16个字节存储。
GPT磁盘是指使用GUID分区表的磁盘，是源自EFI标准的一种较新的磁盘分区表结构的标准。
与普遍使用的主引导记录(MBR)分区方案相比，GPT提供了更加灵活的磁盘分区机制。
MBR的全称是Master Boot Record（主引导记录），MBR早在1983年IBM PC DOS 2.0中就已经提出。
之所以叫“主引导记录”，是因为它是存在于驱动器开始部分的一个特殊的启动扇区。
这个扇区包含了已安装的操作系统的启动加载器和驱动器的逻辑分区信息。
主引导扇区是硬盘的第一扇区。
它由三个部分组成，主引导记录MBR、硬盘分区表DPT和硬盘有效标志。
在总共512字节的主引导扇区里MBR占446个字节，偏移地址0000H--0088H），它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序；第二部分是Partition table区（DPT分区表），占64个字节；第三部分是Magic number，占2个字节。
mbr硬盘格式 逻辑分区 链式结构
《深入理解MBR硬盘格式、逻辑分区及链式结构》在计算机存储领域中，MBR硬盘格式、逻辑分区和链式结构是非常重要的概念。
它们不仅在操作系统中扮演着重要的角色，同时也是计算机科学和技术中的基础知识。
本文将从浅入深地探讨这些主题，帮助读者更全面地理解它们的原理和应用。
1. MBR硬盘格式MBR，即主引导记录，是硬盘上存储的一小段程序，它通常位于硬盘的第一个扇区，用于引导计算机启动操作系统。
MBR硬盘格式是一种传统的硬盘分区格式，它采用的是传统的分区表格式，能够支持最多4个主分区或3个主分区加一个扩展分区。
在计算机启动时，BIOS会读取MBR中的引导程序，并将控制权转交给引导程序，从而启动操作系统。
2. 逻辑分区在传统的MBR硬盘格式中，由于主分区数量有限，为了更好地管理硬盘空间，引入了逻辑分区的概念。
逻辑分区实际上是由扩展分区创建的，可以在扩展分区内部再创建多个逻辑分区。
这样就能够克服主分区数量有限的问题，更灵活地管理硬盘空间，满足不同用户的需求。
3. 链式结构在硬盘的存储管理中，文件通常以链式结构的方式存储在硬盘上。
链式结构是一种用指针相互连接的方式来组织数据的方法，通过指针的指向来找到下一个数据块的位置，从而实现文件的读取和写入。
这种结构能够更高效地利用硬盘空间，并且便于文件的动态管理和维护。
总结回顾通过本文的探讨，我们深入了解了MBR硬盘格式、逻辑分区和链式结构这些重要概念。
MBR硬盘格式是计算机启动过程中的关键，而逻辑分区则为我们提供了更灵活的硬盘空间管理方式。
而链式结构则是文件存储中常用的一种组织方式，能够高效地利用硬盘空间。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求来选择合适的硬盘格式和分区方式，以及合适的文件存储结构，从而更好地发挥硬盘的作用。
个人观点和理解对于MBR硬盘格式、逻辑分区和链式结构这些概念，我深刻理解了它们在计算机存储管理中的重要性和作用。
在实际工作中，我会根据应用场景和需求来合理选择硬盘格式和分区方式，同时也会根据文件类型和大小来合理选择文件存储结构，以充分发挥硬盘的性能和效率。
mbr磁盘分区结构
mbr磁盘分区结构
MBR（Master Boot Record）磁盘分区结构是一种用于管理硬盘分区的传统分区方式。
它是在计算机启动时加载到系统内存中的。
MBR磁盘分区结构包含以下几个主要部分：
1. 引导代码区（Boot Code）：占据了MBR的前446个字节，用于启动计算机。
它包含了引导加载程序，这个程序能够找到并加载操作系统的启动文件。
2. 分区表（Partition Table）：占据了MBR的接下来64个字节，用于记录分区的信息。
MBR分区表最多可以记录4个主分区或3个主分区和一个扩展分区的信息。
3. 签名字节（Signature）：占据了MBR的最后两个字节，用于标识这个分区结构是否有效。
MBR磁盘分区结构的主要限制是：
1. 最多只能有4个主分区。
如果需要更多的分区，可以使用一个扩展分区。
2. MBR只支持传统的BIOS引导，不能支持UEFI引导。
3. MBR分区表使用的是32位的逻辑块地址（LBA），因此最大支持2TB的磁盘容量。
对于超过2TB的磁盘，需要使用其
他分区方式，如GPT（GUID Partition Table）。
总结起来，MBR磁盘分区结构是一种传统的分区方式，用于管理硬盘分区。
它有一些限制，但在许多旧的计算机系统中仍然被广泛使用。
硬盘分区的相关概念（主分区，扩展分区，逻辑分区，MBR，DBR）
硬盘分区的相关概念（主分区，扩展分区，逻辑分区，MBR，DBR）简介：指定⽂件系统格式前需要分区，分区概念，对理解操作系统启动很有必要，分区是硬盘被系统使⽤的前置条件。
记录并且归纳了⼀下，可能存在Windows和Linux系统⼀些概念的混淆，欢迎指正1，系统启动过程简介BIOS在知道了哪些硬件基本信息后开始读硬盘，⾸先读取MBR（Master Boot Record，即主引导记录）然后从MBR中了解操作的位置从⽽加载操作系统。
⽽这个MBR的内容是在分区操作的时候确定的。
MBR的在硬盘的位置和格式是固定的（即硬盘上第0磁道的第⼀个扇区）。
补充内容：硬盘⾸扇区：即主引导扇区主引导扇区：每块硬盘（不是每个分区）都只有⼀个主引导扇区，即该硬盘0号柱⾯，0号磁头的第⼀个扇区，⼤⼩为512字节。
主引导扇区包含的MBR（硬盘主引导记MBR占446bytes）、DPT（分区表DP占64bytes）、MN（硬盘有效标志Magic Numbe占2byte。
AA和55被称为幻数(Magic Number),BOIS读取MBR的时候总是检查最后是不是有这两个幻数,如果没有就被认为是⼀个没有被分区的硬盘），这3个区域是操作系统⽆关的，在每块硬盘上都存在；MBR是⼀段可执⾏程序，由各个操作系统写⼊不同的代码。
MBR的存储空间限制为446字节，MBR所做的唯⼀的事情就是装载第⼆引导装载程序。
Windows产⽣的MBR装载运⾏PBR；GRUB产⽣的MBR装载运⾏grldrMBR:它是⼀段程序，长度为446字节，作⽤是加载bootloader的。
主引导扇区2，为什么要分区2.1，对数据隔离，⽅便格式化和数据安全主要⽅⾯:系统需要重装⾸先系统分区需要进⾏格式化，所在分区数据需要提前处理次要⽅⾯：读取越频繁，磁盘越容易受损，把读写频繁的⽬录挂载到⼀个单独的分区关于Linux分区，⽐较赞成单独分区的列出来(按优先级排列):1.根⽬录(/)，必须挂载到分区！2.家⽬录(/home）:⾮常建议挂载的单独分区！3./SWAP(交换分区/虚拟内存):根据本机内存决定若本机实体内存较⼤，⽽且系统应⽤环境对内存需求不⾼(如本机内存有4G，⽽只是⽤于⽇常练习)，可以不需要该分区。
硬盘MBR详细介绍--解释为什么最多有3个主分区
硬盘MBR详细介绍--解释为什么最多有3个主分区硬盘是现在计算机上最常⽤的存储器之⼀。
我们都知道，计算机之所以神奇，是因为它具有⾼速分析处理数据的能⼒。
⽽这些数据都以⽂件的形式存储在硬盘⾥。
不过，计算机可不像⼈那么聪明。
在读取相应的⽂件时，你必须要给出相应的规则。
这就是分区概念。
分区从实质上说就是对硬盘的⼀种格式化。
当我们创建分区时，就已经设置好了硬盘的各项物理参数，指定了硬盘主引导记录（即Master Boot Record，⼀般简称为MBR）和引导记录备份的存放位置。
⽽对于⽂件系统以及其他操作系统管理硬盘所需要的信息则是通过以后的⾼级格式化，即 Format命令来实现。
⾯、磁道和扇区硬盘分区后，将会被划分为⾯（Side）、磁道（Track）和扇区（Sector）。
需要注意的是，这些只是个虚拟的概念，并不是真正在硬盘上划轨道。
先从⾯说起，硬盘⼀般是由⼀⽚或⼏⽚圆形薄膜叠加⽽成。
我们所说，每个圆形薄膜都有两个“⾯”，这两个⾯都是⽤来存储数据的。
按照⾯的多少，依次称为0 ⾯、1⾯、2⾯……由于每个⾯都专有⼀个读写磁头，也常⽤0头(head)、1头……称之。
按照硬盘容量和规格的不同，硬盘⾯数(或头数)也不⼀定相同，少的只有2⾯，多的可达数⼗⾯。
各⾯上磁道号相同的磁道合起来，称为⼀个柱⾯(Cylinder)。
上⾯我们提到了磁道的概念。
那么究竟何为磁道呢？由于磁盘是旋转的，则连续写⼊的数据是排列在⼀个圆周上的。
我们称这样的圆周为⼀个磁道。
如果读写磁头沿着圆形薄膜的半径⽅向移动⼀段距离，以后写⼊的数据⼜排列在另外⼀个磁道上。
根据硬盘规格的不同，磁道数可以从⼏百到数千不等；⼀个磁道上可以容纳数KB 的数据，⽽主机读写时往往并不需要⼀次读写那么多，于是，磁道⼜被划分成若⼲段，每段称为⼀个扇区。
⼀个扇区⼀般存放512字节的数据。
扇区也需要编号，同⼀磁道中的扇区，分别称为1扇区，2扇区……计算机对硬盘的读写，处于效率的考虑，是以扇区为基本单位的。
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2 创建演示分析磁盘 本文以 Windows7 操作系统为例， 创建演示分析所 用 的 虚 拟磁盘，读者可以同步完成实验和分析过程。 在“计算机”图标 上右击，执行快捷菜单中的“管理”命令，操作系统， 在窗口右侧将出现当前计算机中的所有存储设备的列表。 执 行 “ 操 作 ” 菜 单 中 “ 创 建 VHD” 命 令 ， 其 中 VHD 是 虚 拟 硬 盘 （Virtual Hard Disk）的 英 文 缩 写 ，系 统 将 打 开 “创 建 和 附 件 虚 拟 硬盘”对话框；单击“位置”文本框右侧的“浏览”按钮，选择虚拟 磁盘文件的存储位置，并输入文件名；在“虚拟硬盘大小”文本 框中输入“600”，创建一个 600M 的虚拟磁盘。 在完成虚拟磁盘创建操作后，虚拟磁盘将出现在“计算机 管理”窗口的磁盘列表中，如图 2 所示，在左侧的磁盘标签上右 击，执行快捷菜单中的“初始化磁盘”命令，在“初始化磁盘”对
图 3 扩展分区的物理结构
基金项目：江苏高校品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015A058）； 南京森林警察学院教改项目基于探究式教学的《存储原理与数据恢复》课程教学改革
2019 年第 1 期 福 建 电 脑 ·13·
F福 建 电 脑 UJIAN COMPUTER
4 扩展分区的逻辑结构 通过 MBR 的磁盘分区表， 可以得到扩展分区的起始 LBA 地址， 扩展分区 的 起 始 地 址 也 是 第 一 个 EBR 和 第 一 个 逻 辑 分 区结构体的起始地 址 ， 通 过 第 一 个 EBR 的 第 一 条 磁 盘 分 区 表 表项，可以确定第一个逻辑分区的偏移地址。 后续的逻辑分区 结构体和逻辑分区是如何定位的？ 这就需要通过扩展分区的逻 辑结构来实现。 如图 4 所示，我们以三个逻辑分区为例，说明扩 展分区的逻辑结构。
DOI:10.16707/ki.fjpc.2019.01.007
F福 建 电 脑 UJIAN COMPUTER
MBR 分区模式扩展分区的链式结构分析
田素诚
（南京森林警察学院 江苏 南京 210048）
【摘 要】在存储原理中，MBR 分区模式的扩展分区结构是一个难点，多数资料描述比较笼统，不够直观，不 容 易 让 人信服和接受。 本文将 从扩展分区的物理结构、扩展分区的逻辑结构、EBR 的两个磁盘分区表表项的差异、计算逻辑分 区的起始绝对 LBA 地址等角度，结合实 例，逐步分析和验证扩展的结构。 总的来说，扩展分区的结构是以逻辑分区结构 体为基本单元、以 EBR 为纽带形成的“链”式结构。
1 背景知识 MBR 分区模式的磁盘的第一个扇区是 MBR 扇区，MBR 扇 区包含三项内容，主引导程序代码、磁盘分区表和有效性标记 “55 AA”。 磁盘分区表占用 64 个字节，包含四个表项，在图 1 中 标示了第一条磁盘分区表表项的结构，一个磁盘分区表表项包 含六项参数，核心参数是“分区文件系统类型”、“分区起始 LBA 地址”和“分区的扇区总数”三项。
构体的偏移地址（用虚线箭头标示），分区大小是本逻辑分区结 构体内的逻辑分区的大小 （用实线双向箭头标示）。 如图 6 所 示，第二个磁盘分区表表项的起始地址是相对于扩展分区的偏 移地址（用虚线箭头标示），分区大小是下一个的逻辑分区结构 体的大小（用实线双向箭头标示）。
图 4 扩展分区的逻辑结构
如果不是最后一个 EBR， 那么 EBR 有 两 个 条 磁 盘 分 区 表 表项，第一条磁盘分区表表项存储的是当前逻辑分区结构体内 的逻辑分区的参数；第二条磁盘分区表表项存储的是下一个逻 辑分区结构体的参数。 这样通过第二条磁盘分区表表项就可以 确定下一个逻辑分区 结 构 体 的 起 始 扇 区 ， 就 能 获 得 下 一 个 E鄄 BR，通 过 该 EBR 又 可 以 找 到 当 前 逻 辑 分 区 结 构 体 内 的 逻 辑 分 区和下一个逻辑分区结构体，依次类推，就可以找到最后一个 逻辑分区结构体，找到最后一个 EBR。
话 框 中 选 择 “MBR（ 主 启 动 记 录 ） ” 分 区 模 式 。
图 2 新创建的虚拟磁盘 在右侧磁盘图标上右击，执行“新建简单卷”命令，建立六 个分区，六个分区 的 大 小 分 别 是 130M、120M、110M、100M、90M 和 剩 余 全 部 空 间 ，文 件 系 统 选 择 NTFS 或 者 FAT32 均 可 ，在 六 个分区中，前三个分区是主分区，后三个分区是在扩展分区内 划分出来的逻辑分区。 在 WinHex 中打开该虚拟磁盘， 查看 MBR 扇区的内容，前 三磁盘分区表表项存储的是主分区的参数，第四个磁盘分区表 表项储存的是扩展分区的参数。 回到本文开头提出的问题，逻 辑分区的参数存储在哪里？ 扩展分区是什么样的结构？ 为了回 答这个两个问题，下 面 先 介 绍 EBR 和 逻 辑 分 区 结 构 体 的 概 念 ， 然后再介绍扩展分区的物理结构和逻辑结构。 3 EBR 和逻辑分区结构体的概念 EBR（Extended Boot Record，即 扩 展 引 导 记 录 ）可 以 看 成 是 简化版的 MBR，EBR 扇区 中 没 有 引 导 程 序 代 码 ，只 有 一 至 二 条 磁盘分区表表项。 引 入 EBR 的 目 的 是 存 储 逻 辑 分 区 的 参 数 和 构建扩展分区的“链”式结构。 创建逻辑分区时，必须在逻辑分区 前 创 建 一 个 EBR，在 E鄄 BR 后还有若干保留扇区，“EBR 及保留扇区” 和逻辑分区一起 构成了一个固定结构，称之为“逻辑分区结构体”。 这样我们就 得出了扩展分区的物理结构，如图 3 所示。
【关键字】MBR 分区模式；扩展分区结构；EBR 结构；逻辑分区结构体
在 MBR 分区模式中， 磁盘分区表中最 多 只 能 存 储 四 条 表 项，在创建第四个分区时，操作系统总是先将剩余空间创建成 扩展分区，然后再在扩展分区中创建逻辑分区。 为了避免概念 上 的 混 淆 ，这 里 声 明 两 个 概 念 ，在 MBR 中 记 录 的 分 区 （不 包 括 扩 展 分 区 ），我 们 称 为 主 分 区 ，在 扩 展 分 区 中 划 分 出 来 的 分 区 ， 我们称为逻辑分区。 也就是说，一般情况下，在 MBR 的磁 盘 分 区表的前三条表项存储的是三个主分区的参数，第四条表项存 储的是扩展分区的参数。 那么，问题来了，逻辑分区的参数存储 在哪里？ 扩展分区是什么样的结构？