■ 甘肅 權(quán)建軍

編者按：現(xiàn)代智能儀器設(shè)備廣泛使用磁盤進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。傳統(tǒng)的MBR分區(qū)表由于對(duì)磁盤容量局限于2.2TB，并且只能有四個(gè)主分區(qū)，因此，在Windows 8系統(tǒng)改用了GPT分區(qū)表。由于設(shè)備故障或誤操作，數(shù)據(jù)丟失往往造成重大損失。本文通過實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)GPT分區(qū)表進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。實(shí)驗(yàn)表明，在GPT頭和分區(qū)表被破壞時(shí)，可以根據(jù)GPT分區(qū)表特征，通過其備份進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。

G P T 是GUID Partion Table的縮寫，其含義是“全局唯一標(biāo)識(shí)磁盤分區(qū)表”。由于MBR分 區(qū)表不支持大于2.2TB的分區(qū)，微軟Windows 8放棄了MBR分區(qū)格式，使用了GPT磁

N盤分區(qū)格式。在現(xiàn)代智能儀器中，GPT分區(qū)表問題導(dǎo)致硬盤不能讀取和使用的問題較為突出。

本文通過實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行研究，直觀了解GPT分區(qū)，并進(jìn)行GPT分區(qū)重構(gòu)，恢復(fù)數(shù)據(jù)。

GPT磁盤分區(qū)結(jié)構(gòu)

GPT磁盤有6部分結(jié)構(gòu)組成，如圖1所示。

1.保護(hù)MBR

保護(hù)MBR位于GPT磁盤的第一個(gè)扇區(qū)，即0號(hào)扇區(qū)，由磁盤簽名、MBR磁盤分區(qū)表和結(jié)束標(biāo)志組成。

MBR分區(qū)表中，只有一個(gè)表項(xiàng)，分區(qū)類型標(biāo)志為0xEE，分區(qū)起始1號(hào)扇區(qū)，總扇區(qū)數(shù)0xFFFFFFFF。

2.GP T頭

GPT頭位于GPT磁盤的第二個(gè)扇區(qū)，也就是1號(hào)扇區(qū)。該扇區(qū)是在創(chuàng)建GPT磁盤時(shí)生成的，GPT頭會(huì)定義分區(qū)表的起始位置、分區(qū)表的結(jié)束位置、每個(gè)分區(qū)表項(xiàng)的大小、分區(qū)表項(xiàng)的個(gè)數(shù)及分區(qū)表的校驗(yàn)和等信息。

3.分區(qū)表

表1 GPT分區(qū)表項(xiàng)中各字段的含義

圖2 GPT頭的備份的結(jié)構(gòu)參數(shù)

分區(qū)表位于GPT磁盤的2~33號(hào)扇區(qū)，一共占用32個(gè)扇區(qū)，每個(gè)分區(qū)表占用128個(gè)字節(jié)，能夠容納128個(gè)分區(qū)表項(xiàng)，所以GPT磁盤允許創(chuàng)建128個(gè)分區(qū)。

分區(qū)表各字段含義如表1所示。

4.分區(qū)區(qū)域

GPT分區(qū)區(qū)域通常都始于GPT磁盤的34號(hào)扇區(qū)，是整個(gè)GPT磁盤的最大區(qū)域，有多個(gè)具體分區(qū)組成。分區(qū)區(qū)域的起始地址和結(jié)束地址由GPT頭定義。

5.GPT頭備份

GPT頭的備份在GPT磁盤的最后一個(gè)扇區(qū)，和GPT頭相比，雖然結(jié)構(gòu)一樣，但個(gè)別參數(shù)有不同。

具體如圖2所示。

在此表中，要注意GPT分區(qū)表備份起始扇區(qū)號(hào)，后面要用到。

6.分區(qū)表備份

分區(qū)區(qū)域結(jié)束后，就是分區(qū)表的備份。分區(qū)表的備份地址，在GPT頭備份扇區(qū)中有說明，即“GPT分區(qū)表備份起始扇區(qū)號(hào)”。

圖3 重構(gòu)保護(hù)MBR

實(shí)驗(yàn)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)素材

1.實(shí)驗(yàn)環(huán)境

（1） 操作系統(tǒng) ：Windows 7；

（2） 數(shù) 據(jù) 恢 復(fù) 軟 件：WinHex 18.1

2.制作實(shí)驗(yàn)素材

（1） 在 Windows 7系 統(tǒng)下建立虛擬磁盤GPTT.vhd文件，大小10GB，保存在D盤；

（2） 將 GPTT.vhd 附加為虛擬磁盤，轉(zhuǎn)換成GPT磁盤。在磁盤上創(chuàng)建3個(gè)分區(qū)。在三個(gè)磁盤分區(qū)寫入一些文件。

（3） 將磁盤的0號(hào)、1號(hào)、2號(hào)扇區(qū)的數(shù)據(jù)全部清零。

這樣，GPT故障磁盤就制作好了。重啟電腦后，發(fā)現(xiàn)虛擬磁盤上的三個(gè)分區(qū)盤符找不到了。

GPT分區(qū)重構(gòu)思路

1.查找十六進(jìn)制“454649”（對(duì) 應(yīng) 字 符 為“EFI”），搜到，說明磁盤類型為GPT分區(qū)；

圖4 重構(gòu)GPT頭

2.按照GPT的分區(qū)格式，填寫保護(hù)MBR，通過GPT頭備份來重構(gòu)GPT頭和GPT分區(qū)表。

GPT分區(qū)重構(gòu)步驟

1.創(chuàng)建保護(hù)MBR的修復(fù)

在0號(hào)扇區(qū)填寫保護(hù)MBR相關(guān)信息。磁盤類型“EE”，分區(qū)起始扇區(qū)“1”，分區(qū)大小“FFFFFFFF”，在扇區(qū)末尾加“55 AA”。如圖3所示。

2.重構(gòu)GPT頭

將最后一個(gè)扇區(qū)的GPT頭備份復(fù)制到1號(hào)扇區(qū)。

注意備份和GPT頭結(jié)構(gòu)雖然一致，但有幾個(gè)參數(shù)要修改。

需要將GPT頭所在扇區(qū)指向1號(hào)扇區(qū)，GPT分區(qū)表起始扇區(qū)指向2號(hào)扇區(qū)。如圖4所示。

3.重構(gòu)分區(qū)表

在備份GPT頭中，有GPT分區(qū)表備份起始扇區(qū)號(hào)，直接將此扇區(qū)復(fù)制到2號(hào)扇區(qū)即可。在全部修復(fù)完成后，重啟系統(tǒng)，就可以找到盤符，打開文件，數(shù)據(jù)恢復(fù)成功。

總結(jié)

GPT分區(qū)格式是Windows 8及以上系統(tǒng)的磁盤格式，通過實(shí)驗(yàn)的方法，在GPT磁盤數(shù)據(jù)破壞后，重構(gòu)了GPT分區(qū)的保護(hù)MBR、GPT頭和GPT分區(qū)表，恢復(fù)了磁盤數(shù)據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，直觀再現(xiàn)了GPT磁盤數(shù)據(jù)恢復(fù)方法。