GUID partition table (GPT) 磁盘分区表详解

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在过去 MBR 分区表的限制中经常可以发现如下的问题：
操作系统无法抓取到 2.2T 以上的磁盘容量！ MBR 仅有一个区块，若被破坏后，经常无法或很难救援。 MBR 内的存放开机管理程序的区块仅 446Bytes，无法容纳较多的程序码。这个 2.2TB 限制的现象在早期并不会很严重。但是，近年来硬盘厂商动不对推出的磁盘容量就高达好几个 TB 的容量！目前（2015）单一磁盘最大容量甚至高达 8TB 了！如果使用磁盘阵列的系统，像鸟哥的一组系统中，用了 24 颗 4TB 磁盘搭建出磁盘阵列，那在 Linux 下面就会看到有一颗 70TB 左右的磁盘！如果使用 MBR 的话…那得要 2TB/2TB 的割下去，虽然 Linux kernel 现在已经可以通过某些机制让磁盘分区高过 63 个以上，但是这样就得要割出将近 40 个分区～真要命… 为了解决这个问题，所以后来就有 GPT 这个磁盘分区的格式出现了！

GUID partition table, GPT 磁盘分区表

因为过去一个扇区大小就是 512Bytes 而已，不过目前已经有 4K 的扇区设计出现！为了相容于所有的磁盘，因此在扇区的定义上面，大多会使用所谓的逻辑区块位址（Logical Block Address, LBA）来处理。GPT 将磁盘所有区块以此 LBA（默认为 512Bytes 喔！）来规划，而第一个 LBA 称为 LBA0 （从 0 开始编号）。
与 MBR 仅使用第一个 512Bytes 区块来纪录不同， GPT 使用了 34 个 LBA 区块来纪录分区信息！同时与过去 MBR 仅有一的区块，被干掉就死光光的情况不同， GPT 除了前面 34 个 LBA 之外，整个磁盘的最后 33 个 LBA 也拿来作为另一个备份！这样或许会比较安全些吧！详细的结构有点像下面的模样：

上述图示的解释说明如下：
LBA0 （MBR 相容区块）与 MBR 模式相似的，这个相容区块也分为两个部份，一个就是跟之前 446 Bytes 相似的区块，储存了第一阶段的开机管理程序！而在原本的分区表的纪录区内，这个相容模式仅放入一个特殊标志的分区，用来表示此磁盘为 GPT 格式之意。而不懂 GPT 分区表的磁盘管理程序，就不会认识这颗磁盘，除非用户有特别要求要处理这颗磁盘，否则该管理软件不能修改此分区信息，进一步保护了此磁盘喔！
LBA1 （GPT 表头纪录）
这个部份纪录了分区表本身的位置与大小，同时纪录了备份用的 GPT 分区（就是前面谈到的在最后 34 个 LBA 区块）放置的位置，同时放置了分区表的检验机制码（CRC32），操作系统可以根据这个检验码来判断 GPT 是否正确。若有错误，还可以通过这个纪录区来取得备份的 GPT（磁盘最后的那个备份区块）来恢复 GPT 的正常运行！
LBA2-33 （实际纪录分区信息处）

从 LBA2 区块开始，每个 LBA 都可以纪录 4 笔分区纪录，所以在默认的情况下，总共可以有 432 = 128 笔分区纪录喔！因为每个 LBA 有 512Bytes，因此每笔纪录用到 128 Bytes 的空间，除了每笔纪录所需要的识别码与相关的纪录之外，GPT 在每笔纪录中分别提供了 64bits 来记载开始/结束的扇区号码，因此，GPT 分区表对於单一分区来说，他的最大容量限制就会在“ 264 512Bytes = 263 1KBytes = 233TB = 8 ZB ”，要注意 1ZB = 230TB 啦！你说有没有够大了？
现在 GPT 分区默认可以提供多达 128 笔纪录，而在 Linux 本身的核心设备纪录中，针对单一磁盘来说，虽然过去最多只能到达 15 个分区，不过由于 Linux kernel 通过 udev 等方式的处理，现在 Linux 也已经没有这个限制在了！此外，GPT 分区已经没有所谓的主、延伸、逻辑分区的概念，既然每笔纪录都可以独立存在，当然每个都可以视为是主分区！每一个分区都可以拿来格式化使用喔！

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