主引導(dǎo)目錄（MBR）結(jié)構(gòu)及作用詳解

2024-08-27 23:56:30

字體：大中小

供稿：網(wǎng)友

MBR 也就是主引導(dǎo)記錄，位于硬盤的 0 磁道、0 柱面、1 扇區(qū)中，主要記錄了啟動(dòng)引導(dǎo)程序和磁盤的分區(qū)表。我們通過(guò)圖 1 來(lái)看看 MBR 的結(jié)構(gòu)。

圖 1 MBR的結(jié)構(gòu)
MBR 共占用了一個(gè)扇區(qū)，也就是 512 Byte。其中 446 Byte 安裝了啟動(dòng)引導(dǎo)程序，其后 64 Byte 描述分區(qū)表，最后的 2 Byte 是結(jié)束標(biāo)記。我們已經(jīng)知道，每塊硬盤只能劃分 4 個(gè)主分區(qū)，原因就是在 MBR 中描述分區(qū)表的空間只有 64 Byte。其中每個(gè)分區(qū)必須占用 16 Byte，那么 64 Byte 就只能劃分 4 個(gè)主分區(qū)。每個(gè)分區(qū)的 16 字節(jié)的規(guī)劃如表 2 所示。

表 2 分區(qū)表內(nèi)容
存儲(chǔ)字節(jié)	數(shù)據(jù)內(nèi)容及含義
第 1 字節(jié)	引導(dǎo)標(biāo)志
第 2 字節(jié)	本分區(qū)的起始磁道號(hào)
第 3 字節(jié)	本分區(qū)的起始扇區(qū)號(hào)
第 4 字節(jié)	本分區(qū)的起始柱面號(hào)
第 5 字節(jié)	分區(qū)類型，可以識(shí)別主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)
第 6 字節(jié)	本分區(qū)的結(jié)束磁道號(hào)
第 7 字節(jié)	本分區(qū)的結(jié)束扇區(qū)號(hào)
第 8 字節(jié)	本分區(qū)的結(jié)束柱面號(hào)
第 9~12 字節(jié)	本分區(qū)之前已經(jīng)占用的扇區(qū)數(shù)
第 13~16 字節(jié)	本分區(qū)的總扇區(qū)數(shù)

大家注意到了吧，MBR 中最主要的功能就是存儲(chǔ)啟動(dòng)引導(dǎo)程序。

啟動(dòng)引導(dǎo)程序的作用

BIOS 的作用就是自檢，然后從 MBR 中讀取出啟動(dòng)引導(dǎo)程序。那么，啟動(dòng)引導(dǎo)程序最主要的作用就是加載操作系統(tǒng)的內(nèi)核。當(dāng)然，每種操作系統(tǒng)的啟動(dòng)引導(dǎo)程序都是不同的。

每種操作系統(tǒng)的文件格式不同，因此，每種操作系統(tǒng)的啟動(dòng)引導(dǎo)程序也不一樣。不同的操作系統(tǒng)只有使用自己的啟動(dòng)引導(dǎo)程序才能加載自己的內(nèi)核。如果我的服務(wù)器上只安裝了一個(gè)操作系統(tǒng)，那么這個(gè)操作系統(tǒng)的啟動(dòng)引導(dǎo)程序就會(huì)安裝在 MBR 中。BIOS 調(diào)用 MBR 時(shí)讀取出啟動(dòng)引導(dǎo)程序,就可以加載內(nèi)核了。

但是在有些時(shí)候，我的服務(wù)器中安裝了多個(gè)操作系統(tǒng)，而 MBR 只有一個(gè)，那么在 MBR 中到底安裝哪個(gè)操作系統(tǒng)的啟動(dòng)引導(dǎo)程序呢？

很明顯，一個(gè) MBR 是不夠用的。每塊硬盤只能有一個(gè) MBR 是不能更改的，所以不可能増加 MBR 的數(shù)量。系統(tǒng)只能在每個(gè)文件系統(tǒng)（可以看成分區(qū)）中單獨(dú)劃分出一個(gè)扇區(qū)，稱作引導(dǎo)扇區(qū)（Boot Sector)。每個(gè)分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)中也能安裝啟動(dòng)引導(dǎo)程序，也就是說(shuō)，在 MBR 和每個(gè)單獨(dú)分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)中都可以安裝啟動(dòng)引導(dǎo)程序。這樣多個(gè)操作系統(tǒng)才能安裝在同一臺(tái)服務(wù)器中（每個(gè)操作系統(tǒng)要安裝在不同的分區(qū)中），而且每個(gè)操作系統(tǒng)都是可以啟動(dòng)的。

還有一個(gè)問(wèn)題，BIOS 只能找到 MBR 中的啟動(dòng)引導(dǎo)程序，而找不到在分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)中的啟動(dòng)引導(dǎo)程序。那么，要想完成多系統(tǒng)啟動(dòng)，我們的方法是増加啟動(dòng)引導(dǎo)程序的功能，讓安裝到 MBR 中的啟動(dòng)引導(dǎo)程序（GRUB）可以調(diào)用在分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)中的其他啟動(dòng)引導(dǎo)程序。

因此，啟動(dòng)引導(dǎo)程序擁有以下功能：

加載操作系統(tǒng)的內(nèi)核。這是啟動(dòng)引導(dǎo)程序最主要的功能。
擁有一個(gè)可以讓用戶選擇的菜單，來(lái)選擇到底啟動(dòng)哪個(gè)系統(tǒng)。大家如果在服務(wù)器上安裝過(guò)雙 Windows 系統(tǒng)，就應(yīng)該見(jiàn)過(guò)類似的選擇菜單，不過(guò)這個(gè)選擇菜單是由 Windows 的啟動(dòng)引導(dǎo)程序提供的，而不是 GRUB。
可以調(diào)用其他的啟動(dòng)引導(dǎo)程序，這是多系統(tǒng)啟動(dòng)的關(guān)鍵。不過(guò)需要注意的是，Windows 的啟動(dòng)引導(dǎo)程序不能調(diào)用 linux 的啟動(dòng)引導(dǎo)程序，所以我們一般建議先安裝 Windows，后安裝 Linux，是為了將 Linux 的啟動(dòng)引導(dǎo)程序安裝到 MBR 中，覆蓋 Windows 的啟動(dòng)引導(dǎo)程序。

當(dāng)然，這個(gè)安裝順序不是絕對(duì)的，就算最后安裝了 Windows，我們也可以通過(guò)手工再安裝 GRUB 的方法，來(lái)保證 MBR 中安裝的還是 Linux 的啟動(dòng)引導(dǎo)程序。

下圖為我們展示了啟動(dòng)引導(dǎo)程序的作用。