主引導目錄(MBR)結構及作用詳解

2021-10-14 05:28:32 字數 2004 閱讀 6140

mbr 也就是主引導記錄,位於硬碟的 0 磁軌、0 柱面、1 扇區中,主要記錄了啟動引導程式和磁碟的分割槽表。我們通過圖 1 來看看 mbr 的結構。

圖 1 mbr的結構

mbr 共占用了乙個扇區,也就是 512 byte。其中 446 byte 安裝了啟動引導程式,其後 64 byte 描述分割槽表,最後的 2 byte 是結束標記。我們已經知道,每塊硬碟只能劃分 4 個主分割槽,原因就是在 mbr 中描述分割槽表的空間只有 64 byte。其中每個分割槽必須占用 16 byte,那麼 64 byte 就只能劃分 4 個主分割槽。每個分割槽的 16 位元組的規劃如表 2 所示。

表 2 分割槽表內容

儲存位元組

資料內容及含義

第 1 位元組

引導標誌

第 2 位元組

本分割槽的起始磁軌號

第 3 位元組

本分割槽的起始扇區號

第 4 位元組

本分割槽的起始柱面號

第 5 位元組

分割槽型別,可以識別主分割槽和擴充套件分割槽

第 6 位元組

本分割槽的結束磁軌號

第 7 位元組

本分割槽的結束扇區號

第 8 位元組

本分割槽的結束柱面號

第 9~12 位元組

本分割槽之前已經占用的扇區數

第 13~16 位元組

本分割槽的總扇區數

大家注意到了吧,mbr 中最主要的功能就是儲存啟動引導程式。

啟動引導程式的作用

bios 的作用就是自檢,然後從 mbr 中讀取出啟動引導程式。那麼,啟動引導程式最主要的作用就是載入作業系統的核心。當然,每種作業系統的啟動引導程式都是不同的。

每種作業系統的檔案格式不同,因此,每種作業系統的啟動引導程式也不一樣。不同的作業系統只有使用自己的啟動引導程式才能載入自己的核心。如果我的伺服器上只安裝了乙個作業系統,那麼這個作業系統的啟動引導程式就會安裝在 mbr 中。bios 呼叫 mbr 時讀取出啟動引導程式,就可以載入核心了。

但是在有些時候,我的伺服器中安裝了多個作業系統,而 mbr 只有一 個,那麼在 mbr 中到底安裝哪個作業系統的啟動引導程式呢?

很明顯,乙個 mbr 是不夠用的。每塊硬碟只能有乙個 mbr 是不能更改的,所以不可能増加 mbr 的數量。系統只能在每個檔案系統(可以看成分割槽)中單獨劃分出乙個扇區,稱作引導扇區(boot sector)。每個分割槽的引導扇區中也能安裝啟動引導程式,也就是說,在 mbr 和每個單獨分割槽的引導扇區中都可以安裝啟動引導程式。這樣多個作業系統才能安裝在同一臺伺服器中(每個作業系統要安裝在不同的分割槽中),而且每個作業系統都是可以啟動的。

還有乙個問題,bios 只能找到 mbr 中的啟動引導程式,而找不到在分割槽的引導扇區中的啟動引導程式。那麼,要想完成多系統啟動,我們的方法是増加啟動引導程式的功能,讓安裝到 mbr 中的啟動引導程式(grub)可以呼叫在分割槽的引導扇區中的其他啟動引導程式。

因此,啟動引導程式擁有以下功能:

載入作業系統的核心。這是啟動引導程式最主要的功能。

擁有乙個可以讓使用者選擇的選單,來選擇到底啟動哪個系統。大家如果在伺服器上安裝過雙 windows 系統,就應該見過類似的選擇選單,不過這個選擇選單是由 windows 的啟動引導程式提供的,而不是 grub。

可以呼叫其他的啟動引導程式,這是多系統啟動的關鍵。不過需要注意的是,windows 的啟動引導程式不能呼叫 linux 的啟動引導程式,所以我們一般建議先安裝 windows,後安裝 linux,是為了將 linux 的啟動引導程式安裝到 mbr 中,覆蓋 windows 的啟動引導程式。

當然,這個安裝順序不是絕對的,就算最後安裝了 windows,我們也可以通過手工再安裝 grub 的方法,來保證 mbr 中安裝的還是 linux 的啟動引導程式。

下圖為我們展示了啟動引導程式的作用。

圖 2 啟動引導程式的作用

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