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Tabla de partición GUID

Estructura de un disco con la tabla de particiones GUID. En este ejemplo, cada bloque lógico tiene un tamaño de 512 bytes y cada entrada tiene 128 bytes. Se supone que las entra...

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Estructura de un disco con la tabla de particiones GUID. En este ejemplo, cada bloque lógico tiene un tamaño de 512 bytes y cada entrada tiene 128 bytes. Se supone que las entradas de partición correspondientes se encuentran en las direcciones LBA  2 a 33. Las direcciones LBA negativas indican una posición desde el final del volumen, siendo -1 el último bloque direccionable.

La tabla de particiones GUID ( GPT ) es un estándar para la organización de las tablas de particiones de un dispositivo de almacenamiento físico , como un disco duro o una unidad de estado sólido . Forma parte del estándar UEFI ( Unified Extensible Firmware Interface ).

Presenta varias ventajas sobre las tablas de partición del registro de arranque maestro (MBR), como la compatibilidad con más de cuatro particiones primarias y direcciones de bloque lógico (LBA) de 64 bits en lugar de 32 bits para los bloques en un dispositivo de almacenamiento. El mayor tamaño de LBA admite discos de mayor capacidad.

Algunas BIOS admiten tablas de partición GPT, además de las tablas de partición MBR, para poder admitir discos de mayor capacidad que los que admiten las tablas de partición MBR.

GPT utiliza identificadores únicos universales (UUID), también conocidos como identificadores únicos globales (GUID), para identificar particiones y tipos de particiones.

Todos los sistemas operativos modernos para ordenadores personales son compatibles con GPT. Algunos, como macOS y Microsoft Windows en la arquitectura x86, solo admiten el arranque desde particiones GPT en sistemas con firmware EFI, pero FreeBSD y la mayoría de las distribuciones de Linux pueden arrancar desde particiones GPT en sistemas con interfaz de firmware BIOS o EFI.

Historia

El esquema de particionamiento del Registro de Arranque Maestro (MBR), ampliamente utilizado desde principios de la década de 1980, presentaba limitaciones en lo que respecta al hardware moderno. El tamaño disponible para las direcciones de bloque y la información relacionada está limitado a 32  bits. Para discos duros con sectores de 512 bytes , las entradas de la tabla de particiones MBR permiten un tamaño máximo de 2 TiB ( 2³² × 512 bytes ) o 2,20 TB (2,20 × 10¹² bytes ). [ 1 ]     

A finales de la década de 1990, Intel desarrolló un nuevo formato de tabla de particiones como parte de lo que eventualmente se convirtió en la Interfaz de Firmware Extensible Unificada ( UEFI). La Tabla de Particiones GUID se especifica en el capítulo 5 de la especificación UEFI 2.11. [ 2 ] : 111 GPT utiliza 64  bits para direcciones de bloques lógicos, lo que permite un tamaño máximo de disco de 2 64 sectores. Para discos con sectores de 512 bytes, el tamaño máximo es de 8 ZiB (2 64 × 512 bytes ) o 9,44 ZB (9,44 × 10 21 bytes). [ 1 ] Para discos con sectores de 4096 bytes , el tamaño máximo es de 64 ZiB (2 64 × 4096 bytes ) o 75,6 ZB (75,6 × 10 21 bytes).          

En 2010, los fabricantes de discos duros introdujeron unidades con sectores de 4096 bytes ( formato avanzado ). [ 3 ] Para garantizar la compatibilidad con hardware y software heredados, estas unidades incluyen una tecnología de emulación ( 512e ) que presenta sectores de 512 bytes a la entidad que accede al disco duro, a pesar de sus sectores físicos subyacentes de 4096 bytes. [ 4 ] El rendimiento podría degradarse en las operaciones de escritura, cuando la unidad se ve obligada a realizar dos operaciones de lectura-modificación-escritura para satisfacer una única operación de escritura desalineada de 4096 bytes. [ 4 ] Desde abril de 2014, las unidades de clase empresarial sin tecnología de emulación ( 4K nativo ) están disponibles en el mercado. [ 5 ] [ 6 ]

La disponibilidad del soporte para  sectores lógicos de 4 KB dentro de los sistemas operativos difiere entre sus tipos, proveedores y versiones. [ 7 ] Por ejemplo, Microsoft Windows admite  unidades nativas de 4K desde Windows 8 y Windows Server 2012 (ambos lanzados en 2012) en UEFI . [ 8 ]

Características

Visualización del particionamiento MBR frente al GPT y la secuencia de arranque (sistemas que utilizan firmware BIOS). Véase GRUB2 .

Al igual que MBR, GPT utiliza el direccionamiento de bloques lógicos (LBA) en lugar del direccionamiento histórico de sector de cabeza de cilindro (CHS). El MBR de protección se almacena en LBA 0, y la cabecera GPT está en LBA 1. La cabecera GPT tiene un puntero a la tabla de particiones ( Partition Entry Array ), que normalmente se encuentra en LBA 2. Cada entrada en la tabla de particiones tiene el mismo tamaño, que es de 128, 256, 512, etc., bytes; normalmente este tamaño es de 128 bytes. La especificación UEFI estipula que se asignen un mínimo de 16 384 bytes, independientemente del tamaño del sector, para la Partition Entry Array. Así, en un disco con sectores de 512 bytes, se utilizan al menos 32 sectores para la matriz de entrada de partición (Partition Entry Array), y el primer bloque utilizable se encuentra en LBA 34 o superior, mientras que en un disco con sectores de 4096 bytes, se utilizan al menos 4 sectores para la matriz de entrada de partición (Partition Entry Array), y el primer bloque utilizable se encuentra en LBA 6 o superior. Además del encabezado GPT principal y la matriz de entrada de partición (Partition Entry Array), almacenados al principio del disco, existe un encabezado GPT de respaldo y una matriz de entrada de partición (Partition Entry Array), almacenados al final del disco. El encabezado GPT de respaldo debe estar en el último bloque del disco (LBA -1) y la matriz de entrada de partición de respaldo se coloca entre el final de la última partición y el último bloque. [ 2 ] : pp. 115-120, §5.3

Variantes de MBR

MBR protector (LBA 0)

Para garantizar una compatibilidad retroactiva limitada, el espacio del antiguo Master Boot Record (MBR) sigue reservado en la especificación GPT, pero ahora se utiliza de forma que impide que las utilidades de disco basadas en MBR reconozcan erróneamente y posiblemente sobrescriban discos GPT. Esto se conoce como MBR de protección . [ 9 ]

Se indica una única partición de tipo EEh, que abarca toda la unidad GPT (donde "total" significa la mayor parte de la unidad que se puede representar en un MBR), y se identifica como GPT. Los sistemas operativos y las herramientas que no pueden leer discos GPT generalmente reconocerán el disco como si contuviera una partición de tipo desconocido y sin espacio vacío, y normalmente se negarán a modificar el disco a menos que el usuario solicite y confirme explícitamente la eliminación de esta partición. Esto minimiza los borrados accidentales. [ 9 ] Además, los sistemas operativos compatibles con GPT pueden comprobar el MBR de protección y, si el tipo de partición incluido no es de tipo EEh o si hay varias particiones definidas en el dispositivo de destino, el sistema operativo puede negarse a manipular la tabla de particiones. [ 10 ]

Si el tamaño real del disco excede el tamaño máximo de partición que se puede representar usando las entradas LBA de 32 bits heredadas en la tabla de particiones MBR, el tamaño registrado de esta partición se recorta al máximo, ignorando así el resto del disco. Esto equivale a un tamaño máximo informado de 2  TiB, suponiendo un disco con 512 bytes por sector (ver 512e ). Esto daría como resultado 16  TiB con  sectores de 4 KiB ( 4Kn ), pero dado que muchos sistemas operativos y herramientas antiguos están codificados para un tamaño de sector de 512 bytes o están limitados a cálculos de 32 bits, exceder el  límite de 2 TiB podría causar problemas de compatibilidad. [ 9 ]

MBR híbrido (LBA 0 + GPT)

En los sistemas operativos que admiten el arranque basado en GPT a través de los servicios de la BIOS en lugar de EFI, el primer sector también puede utilizarse para almacenar la primera etapa del código del cargador de arranque, pero modificado para reconocer particiones GPT. El cargador de arranque en el MBR no debe asumir un tamaño de sector de 512 bytes. [ 9 ]

Encabezado de la tabla de particiones (LBA 1)

El encabezado de la tabla de particiones define los bloques utilizables en el disco. También define el número y el tamaño de las entradas de partición que componen la tabla de particiones (desplazamientos 80 y 84 en la tabla). [ 2 ] : 117-118

Entradas de partición (LBA 2–33)

Después del encabezado principal y antes del encabezado de respaldo, la matriz de entrada de partición describe las particiones, utilizando un tamaño mínimo de 128 bytes para cada bloque de entrada. [ 13 ] La ubicación inicial de la matriz en el disco y el tamaño de cada entrada se especifican en el encabezado GPT. Los primeros 16  bytes de cada entrada designan el identificador único global (GUID) del tipo de partición. Por ejemplo, el GUID para una partición del sistema EFI es C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B . Los siguientes 16 bytes son un GUID único para la partición. A continuación, se encuentran los LBA de 64 bits inicial y final, los atributos de la partición y el nombre de partición Unicode de 36 caracteres (máximo) . Debido a la naturaleza y el propósito de los GUID y según la RFC 4122 , no se necesita un registro central para garantizar la unicidad de los designadores de tipo de partición GUID. [ 14 ] [ 2 ] : 1970 

Los atributos de la tabla de particiones de 64 bits se comparten entre atributos comunes de 48 bits para todos los tipos de partición y atributos específicos de tipo de 16 bits:

Microsoft define los atributos específicos del tipo para la partición de datos básica como: [ 16 ] [ 17 ]

Google define los atributos específicos del tipo para el kernel de ChromeOS como: [ 18 ]

Soporte del sistema operativo

Sistemas UNIX y similares a Unix

Windows: versiones de 32 bits

Windows 7 y versiones anteriores no admiten UEFI en plataformas de 32 bits y, por lo tanto, no permiten el arranque desde particiones GPT. [ 33 ]

Windows: versiones de 64 bits

Limitado a 128 particiones por disco. [ 33 ]

GUID de tipo de partición

El "GUID de tipo de partición" significa que cada tipo de partición se identifica estrictamente mediante un número GUID único para ese tipo; por lo tanto, las particiones del mismo tipo tendrán todas el mismo "GUID de tipo de partición". Cada partición también tiene un "GUID único de partición" como entrada independiente, que, como su nombre indica, es un identificador único para cada partición.

Ejemplo

Aquí hay un ejemplo de tabla de particiones GUID para una unidad de estado sólido NVM Express  de 512 GB utilizada con una configuración de arranque múltiple , que contiene una partición del sistema EFI , una partición reservada de Microsoft , tres particiones de datos básicas de Microsoft (una es una partición estándar de Windows y dos son particiones ocultas del entorno de recuperación de Windows ) y tres particiones de Linux (incluida una partición de intercambio ):

etiqueta: gpt ID de etiqueta: 96BB56B7-AE3C-4E94-986E-10E7F3CCA80B dispositivo: /dev/nvme0n1 unidad: sectores primer-lba: 34 último-lba: 1000215182 tamaño-del-sector: 512 /dev/nvme0n1p1 : inicio = 2048 , tamaño = 532480 , tipo = C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B, uuid = 7885D52E-0F50-4E28-B058-8DCE7B7FF921, nombre = "Partición del sistema EFI" /dev/nvme0n1p2 : inicio = 534528 , tamaño = 32768 , tipo = E3C9E316-0B5C-4DB8-817D-F92DF00215AE, uuid = 5C34D099-E77A-4B46-9662-430D33E55AFF, nombre = "Partición reservada de Microsoft" /dev/nvme0n1p3 : inicio = 567296 , tamaño = 419196928 , tipo = EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7, uuid = 109218B1-3097-4635-BE5F-044E28C2BCB0, nombre = "Partición de datos básicos" /dev/nvme0n1p4 : inicio = 419764224 , tamaño = 1669120 , tipo = DE94BBA4-06D1-4D40-A16A-BFD50179D6AC, uuid = 527B26E5-2768-444E-AB1F-ECB28201F3C8, attrs = "RequiredPartition GUID:63" /dev/nvme0n1p5 : inicio = 421435392 , tamaño = 329410560 , tipo = 0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4, uuid = 5C52E480-AEE7-437B-A136-53F8C946D5ED, nombre = "Cosas de Linux" /dev/nvme0n1p6 : inicio = 750845952 , tamaño = 243933184 , tipo = 0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4, uuid = 023F3B88-D3D9-4E39-9F50-77F242410789, nombre = "Raíz de Linux" /dev/nvme0n1p7 : inicio = 994779136 , tamaño = 4194304 , tipo = 0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F, uuid = 18F44D65-B28D-4871-AF02-DDBD96771460, nombre = "Intercambio" /dev/nvme0n1p8 : inicio = 998973440 , tamaño = 1228800 , tipo =DE94BBA4-06D1-4D40-A16A-BFD50179D6AC, uuid = D4A41B1A-2F28-4AE5-AC67-A2D98FB91E22, nombre = "Partición de datos básicos" , atributos = "GUID de partición requerida: 63"

Véase también

Notas

  1. ↑ AgregarULLun sufijo a una constante entera la convierte en un tipounsigned long long int.
  2. 1 2 3 Los GUID están estructurados en formato little endian, [ 11 ] pero aparecen como mixed endian, debido a que se utiliza una matriz de bytes para almacenar los últimos ocho bytes. [ 12 ]
  3. ↑ Existe una implementación de terceros (GPTTSD)
  4. ↑ Windows XP de 64 bits normalmente no admite el arranque desde discos GPT, pero existen métodos no oficiales para arrancar XP desde ellos. [ 38 ]
  5. ↑ Solo si se utiliza su Service Pack 1 o 2.
  6. ↑ En una configuración de varios discos, el cargador de arranque no UEFI (unidad de arranque) requiere particionamiento basado en MBR, mientras que una unidad del sistema puede usar particionamiento GUID.
  7. ↑ Los GUID de esta tabla se escriben según RFC 4122, es decir, en orden de bytes big-endian , reconocible por la posición de los bits de versión. Por ejemplo, el GUID de una partición del sistema EFI (), cuando se serializa en estructuras de datos GPT (little-endian), corresponde a la secuencia hexadecimal. Los tres primeros bloques se intercambian a little-endian, el último es una matriz de bytes. Consulte los detalles en TN2166 [ 10 ].C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B28 73 2A C1 1F F8 D2 11 BA 4B 00 A0 C9 3E C9 3B
  8. ↑ La formación de este GUID no sigue la definición de GUID; se forma utilizando loscódigos ASCII de la cadena " Hah!IdontNeedEFI ". Esta formación del valor "GUID" rompe la unicidad garantizada del GUID.
  9. 1 2 Algunos fabricantes de computadoras tienen sus propios GUID para particiones que son análogas a la partición del sistema EFI, pero que contienen cargadores de arranque para ejecutar herramientas de recuperación específicas del fabricante. [ 45 ]
  10. 1 2 Anteriormente, Linux usaba el mismo GUID para las particiones de datos que Windows (partición de datos básica: EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7 ). Linux nunca tuvo un GUID de tipo de partición único separado definido para sus particiones de datos. Esto creó problemas al arrancar Linux y Windows en configuración UEFI-GPT. El nuevo GUID (datos del sistema de archivos de Linux: 0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4 ) fue definido conjuntamente por los desarrolladores de GPT fdisk y GNU Parted. [ 47 ] Se identifica como código de tipo 0x8300 en GPT fdisk.
  11. ↑ Hurd y GRUB utilizan el mismo sistema de archivos Linux ext2 para funcionar y Hurd ya no admite elsistema de archivos UFS [ 61 ].
  12. ↑ Hurd utiliza el mismo sistema de archivos de intercambio de Linux.
  13. 1 2 El GUID para/usrSolaris se utiliza como un GUID genérico para ZFS por macOS.
  14. 1 2 NetBSD y MidnightBSD habían utilizado los GUID de FreeBSD antes de que se crearan sus propios GUID.
  15. ↑ El sistema de archivos Ceph utiliza GUID para marcar el estado de preparación en el que se encuentra un disco. [ 70 ] [ 71 ]
  16. ↑ Los GUID de Fuchsia heredados tenían dos peculiaridades: los UUID no se generaban aleatoriamente (varias secuencias de bits eran comunes entre particiones), y las particiones se identificaban de forma única mediante el GUID de tipo. El esquema estandarizado utiliza GUID generados aleatoriamente, y las particiones ranuradas (por ejemplo,zircon_{a,b,r}) comparten el mismo tipo y se distinguen por nombre y GUID único. [ 86 ]
  17. ↑ Debido a las limitaciones del Bloque de Disco Rígido (RDB), el tamaño de esta partición no puede exceder los 2 TiB.

Referencias

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  13. ↑ El encabezado GPT contiene un campo que especifica el tamaño de una entrada de la tabla de particiones. El mínimo requerido es de 128 bytes, pero las implementaciones deben permitir otros valores. Consulte la "Nota técnica TN2166: Secretos de la GPT" . Developer.Apple.com . Apple . Consultado el 10 de enero de 2025 .
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  • Microsoft TechNet: Sectores de disco en discos GPT (página archivada)
  • Implementación de Microsoft Windows: Conversión de MBR a GPT sin pérdida de datos
  • Microsoft TechNet: Solución de problemas de discos y sistemas de archivos
  • Microsoft TechNet: Uso de unidades GPT
  • Microsoft: Preguntas frecuentes sobre el uso de discos GPT en Windows
  • Microsoft Technet: Cómo funcionan los discos y volúmenes básicos. Un poco específico de Microsoft, pero con buenas ilustraciones que relacionan GPT con el formato MBR antiguo y el MBR de protección, muestra la estructura de discos completos y cómo interpretar los volcados hexadecimales de la tabla de particiones.
  • Conexión con desarrolladores de Apple: Secretos de la GPT
  • Sácale el máximo partido a las unidades de gran capacidad con GPT y Linux.
  • Convierta el arranque de Windows Vista SP1+ o 7 x86_64 del modo BIOS-MBR al modo UEFI-GPT sin reinstalar.
  • Compatibilidad con GPT (esquema de partición) y discos duros de más de 2,19 TB en Microsoft Windows XP
  • Configuración de un volumen RAID en Linux con discos de más de 2 TB.
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