微软MSDN官方Windows 和 GPT 常见问题解答

GUID 分区表 (GPT) 是作为 Extensible Firmware Interface (EFI) 计划的一部分引入的。相对于 PC 常用的较旧的主引导记录 (MBR) 分区方案，GPT 提供了更加灵活的磁盘分区机制。

分区是物理或逻辑磁盘上彼此连接的存储空间，就像物理上独立的磁盘一样工作。对于系统固件和已安装的操作系统来说，分区是可见的。操作系统启动之前，对分区的访问由系统固件控制，操作系统启动后则由操作系统控制。

MBR 磁盘只支持 4 个分区表项。如果想获得更多分区，需要次级结构，即扩展分区。扩展分区能够再次被分成一个或多个逻辑磁盘。

根据惯例，Windows 基于所报告的几何结构，在主轴边界上创建 MBR 磁盘分区和逻辑驱动器，但此信息不再与硬件（磁盘驱动程序或 RAID 控制器）的物理特征具有任何关系。从 Windows Vista 和 Windows Server 2008 开始，当硬件提供了更好的真实缓存或物理对齐提示时，选择了更多的逻辑边界。由于驱动器自己存储分区信息，所以操作系统不依赖于对齐方式。

MBR 分区规则很复杂并且规定不明确。例如，柱面对齐意味着每个分区在长度上至少要为一个柱面么？MBR 分区由一个 2 字节字段识别，而且需要协调以避免冲突。IBM 最初提供了这种协调方案，直到今天还没有权威的分区标识符列表。

另一个常用的实践是使用分区的或“隐藏”扇区保存特定信息。该实践没有正式文件并且会导致难以调试的系统问题。这些年来，已经对公众发布了很多特定于供应商的实现和工具，这使支持变得很困难。

GPT 磁盘能够实现巨大的容量。GPT 磁盘上的分区数量不受临时方案（比如 MBR Extended Boot Record (EBR) 定义的容器分区）的限制。

GPT 磁盘分区定义明确并能够完全自动识别。平台操作的关键数据被放置在分区中而不是未分区或“隐藏”扇区中。GPT 磁盘使用原始的、备份的分区表存储冗余和 CRC32 字段，以提高分区数据结构的完整性。GPT 分区格式使用版本号和容量字段支持进一步的扩展。

每个 GPT 分区都有独特的标识 GUID 和分区内容类型，所以不需要协调即可防止分区标识符冲突。每个 GPT 分区都有一个 36 字符的 Unicode 名称。这意味着任何软件都能够呈现一个人工可读的分区名称，而无需了解分区的其他内容。

基本磁盘是 Windows 最常使用的存储类型。术语基本磁盘指的是包含分区（比如主分区和扩展分区）的磁盘，因此通常使用文件系统格式化为一个卷以进行文件存储。

针对基本磁盘的 GPT 格式如下图所示。

图1.基本磁盘的GPT格式

GPT 分区表上包含保护性的 MBR 区域，以提供与在 MBR 上操作的磁盘管理工具的向后兼容性。GPT 头定义分区项可使用的逻辑块地址的范围。GPT 头也定义了它在磁盘上的位置、其 GUID 和一个用于验证 GPT 头完整性的 32 位循环冗余检查 (CRC32) 校验和。GUID 分区表中的每个项以分区类型 GUID 开头。16 字节的分区类型 GUID，这类似于 MBR 磁盘的分区表中的 System ID，标识分区包含的数据类型和使用分区的方式，比如是基本磁盘还是动态磁盘。请注意，每个 GUID 分区项都有一个备份副本。

有关基本磁盘的更多信息，请参阅 MSDN 主题“ 基本和动态磁盘。”

动态磁盘在 Windows 2000 中首次引入，提供了基本磁盘所不具备的功能，比如能够创建跨越多个磁盘的卷（跨区卷和带区卷），能够创建容错卷（镜像和 RAID-5 卷）。像基本磁盘一样，动态磁盘可在同时支持 MBR 或 GPT 分区形式的系统上使用它们。

有关动态磁盘的更多信息，请参阅 MSDN 主题“ 基本和动态磁盘。”

理论上，GPT 磁盘在长度上最大可达 2^64 个逻辑块。逻辑块容量一般为 512 字节。

最大分区（磁盘）容量受操作系统版本的影响。Windows XP 和 Windows Server 2003 的原始版本中，每个物理磁盘的最大容量为 2TB，包括所有分区。对于 Windows Server 2003 SP1、Windows XP x64 版本及更新的版本，支持的最大原始分区为 18 EB。（Windows 文件系统目前的限制为每个 256 TB）

如果出现这种情况，您一定是使用了只能感知 MRB 的磁盘工具访问 GPT 磁盘。有关更多信息，请参阅以下问题：

GPT 和 MBR 磁盘可以在支持 GPT 的系统上混合使用，如前所述。但是，您必须了解以下限制：

没有 GPT 或 MBR 格式化的可移动媒体被称为“超级软盘”。整个媒体被看成是一个分区。

媒体制造商执行可移动媒体的任何 MBR 分区。如果媒体不具备 MBR，则只能支持一个分区。用户很难辨别 MBR 分区的媒体和“超级软盘”之间的区别。

可移动媒体包括软盘驱动器、JAZ 磁盘、光盘媒体、DVD-ROM 和 CD-ROM。外部总线上的硬盘驱动器（比如 SCSI 或  IEEE 1394）不是可移动媒体。

可分离磁盘一般可以在计算机之间移植，有时在操作系统上不可用。USB 磁盘就是一个可分离磁盘的示例，最终用户可以轻松断开连接。

Windows XP 仅支持在可分离磁盘上进行 MBR 分区。更新的 Windows 版本支持在可分离磁盘上进行 GPT 分区。

有关可移动媒体的更多信息，请参阅以下问题：

ESP 应该只包括启动操作系统所需的文件，在操作系统启动前运行的平台工具，或者操作系统启动前必须访问的文件。例如，执行预启动系统维护时，所需的文件必须放置在 ESP 中。

其他操作系统运行时，所需的附加值文件或诊断信息不应该放置在 ESP 中。需要注意的是，ESP 中的空间是有限的系统资源，它的主要作用是为启动操作系统所必需的文件提供存储空间。

对于系统制造商来说，首选的是将附加值内容放在特定于 OEM 的分区中。如 MBR OEM 分区一样，GPT OEM（或其他无法识别的 OEM）分区内容不是公开的（给出驱动器号或在卷列表中返回）。用户需要注意，删除这个分区会导致操作系统无法运行。特定于 OEM 的分区在磁盘中应该放在 MSR 之前，ESP 之后。虽然不是体系结构的概念，但是这种布局的好处与将 ESP 放在首要位置一样。例如，当特定于 OEM 的分区在逻辑上位于您想横跨的两个数据分区之间时，横跨卷是不可能实现的。

ESP 中的布局是在预操作系统启动环境中执行的应用程序或文件可以做出的一种选择。但是，ESP 是体系结构概念上的共享空间，它提供有限的资源。所以，应该认真安排 ESP 内空间的使用。与预操作系统启动环境无关的文件不应该放在 ESP 内。

当最初创建的时候，MSR 的容量取决于磁盘驱动器的容量。

当 MSR 被进一步分成其他的分区时，容量变小。

对于 UEFI 系统来说，每个可启动驱动器必须包含一个 ESP、一个 MSR 和至少一个包含操作系统的基本数据分区。每个数据驱动器必须包含至少一个 MSR 和一个基本数据分区。

驱动器上的所有基本数据分区都应该是连续的。如上所述，在数据分区之间设置一个特定于 OME 的或其他无法识别的分区会限制以后的卷扩展。

Windows 只公开基本数据分区。其他 FAT 文件系统分区也可以被装入，但是不只以编程的方式公开。只有基本数据分区分配了驱动器号和装入点。

装入了 ESP FAT 文件系统，但它不是公开的。这使运行在 Windows 上的程序能更新 ESP 的内容。使用 "mountvol /s" 为 ESP 分配一个驱动器号，以实现对分区的访问。访问 ESP 需要管理员权限。

虽然 MSR 以及从 MSR 创建的任何分区都具备可识别的文件系统，但它们都不是公开的。

Windows 不能识别任何特定于 OEM 的分区或与其他操作系统相关的分区。具备可识别文件系统的无法识别的分区可以当作 ESP 处理。它们将被装入，但不是公开的。与 MBR 磁盘不同，特定于 OEM 的分区和其他操作系统分区之间没有实际的区别，都是“无法识别的”。

动态磁盘使用两个不同的 GPT 分区：

DEFINE_GUID (PARTITION_LDM_DATA_GUID, 0xAF9B60A0L, 0x1431, 0x4F62, 0xBC, 0x68, 0x33, 0x11, 0x71, 0x4A, 0x69, 0xAD);

DEFINE_GUID(PARTITION_LDM_METADATA_GUID, 0x5808C8AAL, 0x7E8F, 0x42E0, 0x85, 0xD2, 0xE1, 0xE9, 0x04, 0x34, 0xCF, 0xB3);

对于一个能够转换成动态磁盘的驱动器来说，驱动器上的所有数据库分区必须是相连的。如果其他无法识别的分区分隔了基本数据分区，则磁盘不能转换。这也是为什么要在基本数据分区之前创建 MSR 的原因之一。

第一步是要从 MSR 中分隔出一部分用来创建配置数据库分区。然后所有不可启动的基本分区被合并到一个数据容器分区内。启动分区会作为分隔的数据容器分区保留下来。这类似于主要分区的转换。

与 Windows 2000 不同的是，在 Windows XP 及更高的 Windows 操作系统版本中，基本分区和扩展分区被优先转换成一个单一的 0x42 分区，而不像在 Windows 2000 中，作为多个独特的 0x42 分区保留下来。

您可以使用下表中所列的工具访问不同类型的 GPT 磁盘分区。

您也可以使用 Microsoft Platform SDK API 开发属于自己的工具，在 GPT 磁盘分区的原语级别对其进行访问。

[size=1em]有。但是存在一些重要的注意事项。OEM 预安装工具包 (OPK) 会将磁盘和分区 GUID 初始化为 0。在 Windows 第一次启动时，操作系统生成独特的 GUID。OPK 只支持生成 ESP、MSR 和基本数据分区。

[size=1em]如果应用程序已经记录了任何它可能破坏的任何磁盘或分区 GUID。任何由系统制造商或应用程序供应商提供的、依赖 GUID 的应用程序、驱动程序或固件执行工具都应该能够处理那些从 OPK 初始化值变为操作系统生成值的 GUID。

[size=1em]它是一种用来简化操作系统预安装和系统恢复的 OEM 方法。这个命令能轻松扩展，以为平台创建“默认”磁盘配置。例如，系统制造商能够扩展 MAKE 命令，以自动对启动驱动器进行分区，以形成一个 ESP、一个 MSR、一个特定于 OEM 的分区和一个基本数据分区。

[size=1em]例如，考虑一个名为 BOOT_DISK 的磁盘配置。在对业务故障恢复的事件中，MAKE BOOT_DISK 允许客户对启动磁盘进行完全地重分区以还原为出厂设置。