有关 GUID 分区表磁盘体系结构的常见问题

GUID 分区表磁盘体系结构是作为可扩展固件接口计划的一部分引入的。 GUID 分区表是一种新的磁盘体系结构，它扩展了较旧的主启动记录 (MBR) 基于 Intel 的计算机常用的分区方案。

分区是物理或逻辑磁盘上的连续存储空间，其功能就像是物理上独立的磁盘一样。 分区对系统固件和已安装的操作系统可见。 对分区的访问由系统固件和当前处于活动状态的操作系统控制。

GUID 分区表磁盘可以增加到较大大小。 自 2001 年 7 月起，Microsoft 实现支持多达 18 个 EB 的硬盘 (512 KB) 。

GUID 分区表磁盘上的分区数不受临时方案的约束，例如 MBR 扩展启动记录定义的容器分区。 GUID 分区表的 Microsoft 实现限制为 128 个分区。 但是，请务必注意，一个分区用于 EFI 系统分区，一个分区用于 Microsoft 保留分区，如果使用动态磁盘，则使用另外两个分区。 这会将 124 个分区留给数据使用。

GUID 分区表磁盘分区格式定义良好且完全可自我识别。 对操作系统至关重要的数据位于分区中，而不是未分区或 隐藏 的扇区。 GUID 分区表不允许使用隐藏的扇区或分区。 GUID 分区表磁盘使用主分区表和备份分区表实现冗余，使用 CRC32 字段改进分区数据结构完整性。 GUID 分区表分区格式使用版本号和大小字段进行将来扩展。

每个 GUID 分区表分区都有唯一的标识 GUID 和分区内容类型，因此无需协调来防止分区标识符冲突。 每个 GUID 分区表分区都有一个 36 个字符的 Unicode 名称，这意味着任何软件都可以为分区提供易于阅读的名称，而无需对分区进行任何其他了解。

MBR 磁盘仅支持四个主分区表条目或扩展分区中的多个逻辑分区。 如果需要更多分区，则需要辅助结构（扩展分区）。 然后，扩展分区细分为一个或多个逻辑磁盘。

任何给定驱动器上只能存在一个扩展分区，逻辑驱动器的最大数目为 MAXULONG/4。 所有 MBR 磁盘分区和逻辑驱动器都必须采用柱形对齐，即使在硬件 RAID 集上也是如此，这些 RAID 集是从多个不同驱动器构建的，没有明确的基础物理几何图形。

MBR 分区规则复杂且指定不当。 例如，柱面对齐是否意味着每个分区的长度必须至少为一个柱面？ MBR 分区由两字节字段标识，并且需要协调以避免冲突。 IBM 最初提供这种协调，但截至 2001 年 7 月，没有单个权威的分区标识符列表。

另一种常见做法是使用分区或“隐藏”扇区来保存特定信息。 这种做法是未记录的，会导致难以调试的严重系统问题。 多年来，中断的实施和工具已向公众发布，使支持变得困难。

可扩展固件接口规范的第 16 章定义了 GUID 分区表格式。 以下 Intel 网站提供了本文档：

统一 EFI 规范定义操作系统与平台固件之间的接口

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否。 GUID 分区表磁盘是自标识的。 解释 GUID 分区表磁盘分区方案所需的所有信息完全包含在物理媒体上指定位置的结构中。

从理论上讲，GUID 分区表磁盘在单个逻辑块中长度最多可以包含 264 个扇区。 逻辑块通常为 512 字节或一个扇区的大小。

实际上，Windows XP 支持大小最大约为 18 EB 的 GUID 分区表磁盘。

从理论上讲，是一个无限数。 与 2001 年 7 月一样，Microsoft 实现为 128 个分区。 分区数受为创建分区条目而保留的空间量的限制。

否。 但是，所有 GUID 分区表磁盘都包含保护 MBR，该 MBR 用于不了解 GUID 分区表磁盘结构的旧程序。

保护 MBR 从扇区 0 开始，位于磁盘上的 GUID 分区表分区表之前。 MBR 包含一种类型0xEE分区，该分区跨越整个磁盘长度。 无论 GUID 分区表磁盘条目数组中定义的分区数如何，这都是相同的。

保护 MBR 可保护 GUID 分区表磁盘免受以前发布的 MBR 磁盘工具（如 Microsoft MS-DOS FDISK 或 Microsoft Windows NT磁盘管理员）的防护。 这些工具不知道 GUID 分区表，也不知道如何正确访问 GUID 分区表磁盘。 不知道 GUID 分区表的旧版软件在访问 GUID 分区表磁盘时仅解释受保护的 MBR。 这些工具会将 GUID 分区表磁盘视为包含单个包含 (可能无法识别) 分区，方法是解释受保护的 MBR，而不是将磁盘误认为未分区的磁盘。

如果发生这种情况，则必须使用仅限 MBR 的磁盘工具来访问 GUID 分区表磁盘。

保护 MBR 中的 EE 分区指定为 MBR 中允许的最大大小。

• 64 位版本的 Windows XP 是否可以从 GUID 分区表磁盘读取、写入和启动？

  64 位版本的 Windows XP 可以读取和写入 GUID 分区表磁盘，但无法从 GUID 分区表磁盘启动。

• 64 位版本的 Windows XP 是否可以从 MBR 磁盘读取、写入和启动？

  是。

• 32 位版本的 Windows XP 是否可以从 GUID 分区表磁盘读取、写入和启动？

  否。 32 位版本将仅看到保护 MBR。 EE 分区不会装载或以其他方式公开给程序软件。

• 32 位版本的 Windows XP 是否可以从 MBR 磁盘读取、写入和启动？

  是。

• Microsoft Windows 2000、Microsoft Windows NT 4.0 或 Microsoft Windows 98/95 是否可以从 GUID 分区表读取、写入和启动？

  否。 旧版软件将仅看到保护 MBR。

GUID 分区表和 MBR 磁盘只能在 64 位系统上混合，并且以下限制适用：

• Windows XP 加载器和启动分区必须驻留在 GUID 分区表磁盘上。 其他硬盘可以是 MBR 或 GUID 分区表。

• MBR 和 GUID 分区表磁盘都可以存在于单个动态磁盘组中。 卷集可以跨越 MBR 和 GUID 分区表磁盘，但是，MBR 柱面对齐限制可能会导致镜像或条带化 MBR 和 GUID 分区表磁盘出现一些困难。

可移动媒体必须为 MBR 或 superfloppy。

不带 GUID 分区表或 MBR 格式的可移动媒体被视为超乱。 整个媒体被视为单个分区。

媒体制造商对可移动媒体执行任何 MBR 分区;Windows 从不对可移动媒体进行分区。 如果媒体具有 MBR，则仅支持一个分区。 MBR 分区媒体与超流媒体之间几乎没有用户可识别的差异。

可移动媒体的示例包括软盘驱动器、JAZZ 磁盘盒、磁光介质、DVD-ROM 和 CD-ROM。 外部总线上的硬盘驱动器（如 SCSI 或 IEEE 1394）不被视为可移动的。

• 对媒体进行分区时，64 位版本的 Windows XP 的默认行为是什么？

  固定磁盘使用 GUID 分区表分区进行分区。 GUID 分区表磁盘仅当先删除所有现有分区并丢失相关数据时，才能转换为 MBR 磁盘。

• 对媒体进行分区时，32 位版本的 Windows XP 的默认行为是什么？

  只能使用 MBR 磁盘。 MBR 磁盘无法转换为 GUID 分区表磁盘。

• 如何将操作系统中的驱动器号映射到可扩展固件接口固件中的分区？

  驱动器号和分区之间没有固有的映射，可用于从另一个驱动器号中确定一个驱动器号。 基本数据分区必须由其分区 GUID 标识。

• 如何创建可扩展固件接口系统分区？

  可扩展固件接口系统分区可以使用可扩展固件接口固件实用工具 Diskpart.efi 或 Windows XP 命令行实用工具 Diskpart.exe 创建，也可以使用 IOCTL_SET_DRIVE_LAYOUT 以编程方式创建。

不应直接更改任何分区标头条目。 请勿使用磁盘工具或实用工具进行更改或更改。

可拆离磁盘通常预期会在计算机之间迁移，或者有时只是操作系统不可用。 可分离磁盘的示例包括 IEEE 1394 磁盘（最终用户可以轻松断开连接），或者 Microsoft 群集服务 (MSCS) 共享磁盘，这些磁盘在群集中的节点之间移动。 Windows XP 仅支持可分离磁盘上的 MBR 分区。

• 什么是可扩展固件接口系统分区？

  可扩展固件接口系统分区包含启动计算机所需的 NTLDR、Boot.ini 和其他文件，例如驱动程序。 分区 GUID 定义可扩展固件接口系统分区：

  DEFINE_GUID (PARTITION_SYSTEM_GUID、0xC12A7328L、0xF81F、0x11D2、0xBA、0x4B、0x00、0xA0、0xC9、0x3E、0xC9、0x3B)

• 是否只有 GUID 分区表磁盘具有可扩展的固件接口系统分区？

  否，MBR 磁盘还可以具有可扩展的固件接口系统分区。 可扩展固件接口指定从 GUID 分区表或 MBR 启动。 MBR 磁盘上的可扩展固件接口系统分区按分区类型0xEF标识。 但是，Windows XP 不支持从 MBR 磁盘或0xEF分区启动可扩展固件接口。

• 可扩展固件接口系统分区有多大？

  可扩展固件接口系统分区是使用以下算法确定的：

  最大 (100MB，最小 (物理磁盘的 1%，1GB) )

  换句话说，可扩展固件接口系统分区的大小必须是这两个数字中较大的，即 100 MB 或物理磁盘大小的 1%， (最多 1 GB) 。 物理磁盘大小是在磁盘分区时测量的。

  物理磁盘的值 1% 是在创建可扩展固件接口系统分区时计算的，如果磁盘稍后 (扩展，则不会更改，例如，使用 RAID) 。

• 单个磁盘上是否可以有两个可扩展固件接口系统分区？

  不应创建此类配置，并且将不受支持。

• 两个不同磁盘上的两个可扩展固件接口系统分区呢？

  可扩展固件接口系统分区可以复制以实现高可用性配置。 复制必须手动完成，并且内容必须手动同步。 无法镜像可扩展固件接口系统分区。

• Microsoft 在可扩展固件接口系统分区中放置了哪些内容？

  Microsoft 将加载程序以及启动操作系统所需的其他文件放置在可扩展固件接口系统分区中。

• 可扩展固件接口系统分区应放置在磁盘上的位置？

  可扩展固件接口系统分区必须首先位于磁盘上。 虽然没有体系结构要求，但首先放置可扩展固件接口系统分区是有益的原因有很多。 这样做的主要原因是，当可扩展固件接口系统分区在逻辑上位于你尝试跨越的两个数据分区之间时，不可能跨卷。

• 计算机或设备制造商应在可扩展固件接口系统分区中放置哪些内容？

  可扩展固件接口系统分区应仅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操作系统启动前必须访问的文件，例如在执行预启动系统维护时。 操作系统运行时使用的其他增值文件或诊断不应放置在可扩展固件接口系统分区中。 请务必注意，可扩展固件接口系统分区中的空间是有限的系统资源;其主要用途是为启动操作系统所需的文件提供存储。

计算机制造商的首选选项是将增值内容放置在特定于 OEM 的分区中。 与 MBR OEM 分区一样，GUID 分区表 OEM (或其他无法识别的) 分区的内容不会公开 (给定驱动器号或) 卷列表中返回。 系统会警告用户删除分区可能会导致计算机无法运行。 应将特定于 OEM 的分区置于 Microsoft 保留分区之前和磁盘上任何可扩展固件接口系统分区之后。 尽管不是体系结构，但此放置与将可扩展固件接口系统分区放在第一位的好处相同。 例如，当特定于 OEM 的分区在逻辑上位于你尝试跨越的两个数据分区之间时，也不可能跨卷。

在可扩展固件接口系统分区中放置是在预操作系统启动环境中运行的程序或文件的一个选项。 但是，可扩展固件接口系统分区在体系结构上共享空间，表示有限的资源。 应仔细考虑消耗可扩展固件接口系统分区中的空间。 与预操作系统启动环境不相关的文件不应放置在可扩展固件接口系统分区中。

• 什么是 Microsoft 保留分区？

  Microsoft 保留分区在每个磁盘驱动器上保留空间，供操作系统软件后续使用。 GUID 分区表磁盘不允许隐藏扇区。 以前使用隐藏扇区的软件组件现在为特定于组件的分区分配 Microsoft 保留分区的部分。 例如，将基本磁盘转换为动态磁盘会导致该磁盘上的 Microsoft 保留分区减小大小，并且新创建的分区包含动态磁盘数据库。 Microsoft 保留分区具有以下分区 GUID：

  DEFINE_GUID (PARTITION_MSFT_RESERVED_GUID、0xE3C9E316L、0x0B5C、0x4DB8、0x81、0x7D、0xF9、0x2D、0xF0、0x02、0x15、0xAE

• 哪些磁盘需要 Microsoft 保留分区？

  每个 GUID 分区表磁盘都必须包含 Microsoft 保留分区。 如果磁盘上有任何) ，Microsoft 保留分区必须是可扩展固件接口系统分区 (之后的第一个分区。 在创建其他主数据分区之前创建 Microsoft 保留分区尤其重要。

• 谁创建 Microsoft 保留分区？

  首次将磁盘分区信息写入驱动器时，必须创建 Microsoft 保留分区。 如果制造商对磁盘进行分区，制造商必须同时创建 Microsoft 保留分区。 如果 Windows 在安装过程中对磁盘进行分区，则会创建 Microsoft 保留分区。

• 为什么在首次对磁盘进行分区时必须创建 Microsoft 保留分区？

  对磁盘进行分区后，将没有剩余的可用空间来创建 Microsoft 保留分区。

• Microsoft 保留分区有多大？

  最初创建时，Microsoft 保留分区的大小取决于磁盘驱动器的大小：

  • 在小于 16 GB 的驱动器上，Microsoft 预留分区为 32 MB。
  • 在大于或等于 16 GB 的驱动器上，Microsoft 保留分区为 128 MB。 由于 Microsoft 保留分区被划分为其他分区，因此会变小。

每个可启动驱动器必须包含一个可扩展固件接口系统分区、一个 Microsoft 保留分区，以及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至少包含一个 Microsoft 保留分区和一个基本数据分区。

驱动器上的所有基本数据分区都应是连续的。 如前所述，在数据分区之间放置特定于 OEM 或其他无法识别的分区会对以后的卷跨越施加限制

基本数据分区对应于主要 MBR 分区0x6 (FAT) 、0x7 (NTFS) 或 0xB (FAT32) 。 基本数据分区与驱动器号或装入点、其他卷设备对象或两者之间存在直接的一对一关联。 每个基本数据分区在 Windows 中表示为卷设备对象，并选择性地表示为装入点或驱动器号。

它具有以下分区类型 GUID：

DEFINE_GUID (PARTITION_BASIC_DATA_GUID、0xEBD0A0A2L、0xB9E5、0x4433、0x87、0xC0、0x68、0xB6、0xB7、0x26、0x99、0xC7)

用户不会看到这些分区在 Windows 资源管理器中公开，也不会向旧版程序（如上下文索引）公开任何可识别的文件系统。 可扩展固件接口系统分区、特定于 OEM 的分区和其他无法识别的分区将仅在磁盘管理 MMC 管理单元中可见。

Windows XP 仅公开基本数据分区。 可以装载具有 FAT 文件系统的其他分区，但不会 (仅以编程方式) 公开。 仅为基本数据分区分配驱动器号或装入点。

可扩展固件接口系统分区 FAT 文件系统已装载，但未公开。 这允许在 Windows 下运行的程序更新可扩展固件接口系统分区的内容。 以下注册表项查找可扩展固件接口系统分区：

HKEY_LOCAL_MACHINE/System/Setup/SystemPartition

Microsoft 保留分区 (以及从 Microsoft 保留分区) 创建的任何分区都可以具有可识别的文件系统;不公开。

Windows 无法识别任何特定于 OEM 的分区或与其他操作系统关联的分区。 具有可识别文件系统的无法识别的分区被视为可扩展固件接口系统分区。 它们将被装载，但不会公开。 与 MBR 磁盘不同，特定于 OEM 的分区与其他操作系统分区之间没有实际差异;所有操作均无法识别。

用户可以使用磁盘管理工具，例如磁盘管理 MMC 管理单元或 Diskpart.exe。 Microsoft 保留分区和从 Microsoft 保留分区创建的任何分区仅在命令提示符下可见。

动态磁盘使用两个不同的 GUID 分区表分区：

• 对应于 MBR 分区0x42的数据容器分区，具有以下 GUID：DEFINE_GUID (PARTITION_LDM_DATA_GUID、0xAF9B60A0L、0x1431、0x4F62、0xBC、0x68、0x33、0x11、0x71、0x4A、0x69、0xAD)

• 一个包含动态配置数据库的分区，其中包含以下 GUID：DEFINE_GUID (PARTITION_LDM_METADATA_GUID、0x5808C8AAL、0x7E8F、0x42E0、0x85、0xD2、0xE1、0xE9、0x04、0x34、0xCF、0xB3) 卷在数据容器中创建并默认进行装载。 这与0x42 MBR 分区的内容相同。

要使驱动器有资格转换为动态，驱动器上的所有基本数据分区都必须是连续的。 如果其他无法识别的分区将基本数据分区分开，则无法转换磁盘。 这是必须在任何基本数据分区之前创建 Microsoft 保留分区的原因之一。

转换的第一步是分离 Microsoft 保留分区的一部分，以创建配置数据库分区。 然后，所有不可启动的基本分区合并为单个数据容器分区。 启动分区保留为单独的数据容器分区。 这类似于主分区的转换。

Windows XP 与 Windows 2000 的不同之处在于，基本分区和扩展分区优先转换为单个0x42分区，而不是像 Windows 2000 那样保留为多个不同的0x42分区。

可以使用以下工具访问不同类型的 GUID 分区表磁盘分区。

Diskpart.efi：
固件：可扩展固件接口系统分区
Microsoft 保留分区

Diskpart.exe：
Windows XP：可扩展固件接口系统分区
Microsoft 保留分区

Diskgmt.msc：
Windows XP：可扩展固件接口系统分区
数据

Explorer.exe：
Windows XP：DATA

还可以使用 Microsoft Win32 或 Microsoft Win64 API) 在基元级别访问 GUID 分区表磁盘分区， (开发自己的工具。

GUID 分区表和 MBR 磁盘的管理方式相同。 通过使用 Diskpart.exe 命令行实用工具或磁盘管理管理单元，可以将磁盘格式化为 GUID 分区表或 MBR。 可以在 GUID 分区表和 MBR 磁盘上创建卷，并且这两种类型的磁盘可以混合在同一动态磁盘组中。

Windows XP 上没有针对 MBR 或 GUID 分区表磁盘的 FTdisk 集支持。 对逻辑卷的唯一支持是通过动态磁盘。

是，但前提是磁盘不包含分区或卷。 磁盘上的任何数据都将销毁。 GUID 分区表磁盘仅在 64 位版本的 Windows XP 上受支持。

建议对所有基本数据分区和所有动态卷使用 NTFS。 Windows 安装程序和磁盘管理单元仅提供 NTFS。 但是，你仍然可以在这些分区上使用 FAT16 和 FAT32。 若要避免此问题，必须使用格式工具显式设置分区或卷的格式。

否。 磁盘和分区 GUID 将不再唯一。 这绝不能发生。 可以逐个扇区复制可扩展固件接口系统分区或基本数据分区的内容。

是的;但是，有一些关键警告。 OEM 预安装工具包 (OPK) 将磁盘和分区 GUID 初始化为零。 首次启动 Windows XP 时，操作系统会生成唯一的 GUID。 OPK 仅支持生成可扩展固件接口系统分区、Microsoft 保留分区和基本数据分区。

如果程序记录了任何磁盘或分区 GUID，该程序可能无法正常工作。 依赖于 GUID 的计算机制造商或程序供应商提供的任何程序、驱动程序、实用工具或固件实现都应能够处理从 OPK 初始化值更改为操作系统生成的值的 GUID。

这是 OEM 简化操作系统预安装和系统恢复的一种方式。 可以轻松扩展此命令，为平台创建默认磁盘配置。 例如，计算机制造商可以扩展 MAKE 命令，以使用可扩展固件接口系统分区、Microsoft 保留分区、特定于 OEM 的分区和一个基本数据分区自动对启动驱动器进行分区。 例如，请考虑名为 BOOT_DISK 的可能的磁盘配置。 在灾难恢复中，MAKE BOOT_DISK 将允许客户将启动磁盘完全重新分区为原始工厂默认值。

检测到后，Windows XP 将为任何重复的磁盘 GUID、Microsoft 保留分区 GUID 或 Microsoft 保留分区基本数据 GUID 生成新的 GUID。 这类似于 Windows 2000 中的重复 MBR 签名处理。 动态容器或数据库分区上的重复 GUID 会导致不可预测的结果。

这取决于在格式化时选择的群集大小。 NTFS 当前限制为 2^32-1 分配单位。 这会生成一个 256TB 的卷，使用 64k 个群集。 但是，使用 4K 群集大小，仅测试了 16TB 或 17,592,186,040,320 字节。 下图显示了基于群集大小的 NTFS 限制：

例如，若要格式化群集大小为 8 KB 的卷，可以在命令提示符中使用如下所示的命令，其中 /a： #### 指定每个群集的字节数：

format d: /fs:ntfs /a:8192

如果选择的群集大小对于分区大小而言太小，则尝试格式化分区时会收到以下错误消息：

格式操作未完成，因为群集计数高于预期

若要确定卷的群集大小，请在命令提示符处运行以下命令，然后记下 “每个群集的字节数” 值：

fsutil fsinfo ntfsinfo <volume>

例如，运行 fsutil fsinfo ntfsinfo c: 命令时，可能会收到类似于以下输出的结果：

NTFS 卷序列号：0xf4300f6c300f3560
版本：3.1
数字扇区： 0x000000001d17dbee
群集总数：0x0000000003a2fb7d
免费群集：0x000000000102bfa0
保留总数： 0x0000000000000800
每个扇区字节数： 512
每个群集的字节数： 4096
每个文件存储段的字节数： 1024
每个文件存储段的群集数： 0
Mft 有效数据长度：0x000000000e630000
Mft Start Lcn ： 0x00000000000c0000
Mft2 Start Lcn ：0x0000000001d17dbe
Mft 区域开始时间：0x00000000002185a0
Mft 区域结束：0x0000000000218740
RM 标识符：1587CC47-A713-11DB-9287-806E6F6E6963