MBR分区模式扩展分区的链式结构分析

F福建电脑U�J�I�A�N���C�O�M�P�U�T�E�R福建电脑2019年第1期F福建电脑U�J�I�A�N���C�O�M�P�U�T�E�RF福建电脑U�J�I�A�N���C�O�M�P�U�T�E�R福建电脑2019年第1期基金项目：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？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“55AA”。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。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，操作系统将打开“计算机管理”窗口；在窗口左侧的控制台列表中，选择“磁盘管理”项，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（VirtualHardDisk）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”对话框中选择“MBR（主启动记录）”分区模式。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（ExtendedBootRecord，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。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。【关键字】MBR分区模式；扩展分区结构；EBR结构；逻辑分区结构体图1磁盘分区表表项结构图2新创建的虚拟磁盘图3扩展分区的物理结构DOI:10.16707/j.cnki.fjpc.2019.01.00713··F福建电脑U�J�I�A�N���C�O�M�P�U�T�E�R福建电脑2019年第1期F福建电脑U�J�I�A�N���C�O�M�P�U�T�E�RF福建电脑U�J�I�A�N���C�O�M�P�U�T�E�R福建电脑2019年第1期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