ISO9660卷描述符结构图形化说明

ISO 9660 卷描述符结构图形化说明

概述

本文档通过图形化方式展示ISO 9660标准中关于卷描述符的详细结构和内容。ISO 9660是用于光盘文件系统的国际标准,卷描述符是其核心组成部分,用于标识和描述卷的各种属性。

1. 卷描述符整体结构

卷描述符是ISO 9660文件系统的基础组成部分,每个卷描述符占用2048字节。卷描述符集由一个或多个卷描述符组成,并以终止符结束。

卷描述符类型分类

类型值	名称	用途
0	引导记录	标识能够识别并执行引导系统的信息
1	主卷描述符	标识卷的主要信息和属性
2	补充卷描述符	提供多语言字符集支持
3	卷分区描述符	标识卷空间内的卷分区
4-254	保留	保留用于未来标准化
255	卷描述符集终止符	标记卷描述符集的结束

通用字段(所有卷描述符)

所有类型的卷描述符都包含以下三个通用字段:

•BP 1: 卷描述符类型(8位数字)

•BP 2-6: 标准标识符(固定为"CD001")

•BP 7: 卷描述符版本(8位数字)

2. 主卷描述符(类型1)详细结构

主卷描述符是最重要的卷描述符类型,包含了卷的核心信息。其2048字节的空间按功能划分为多个区域:

字段分组说明

基本标识区域(BP 1-7)

•BP 1: 卷描述符类型 = 1

•BP 2-6: 标准标识符 = "CD001"

•BP 7: 版本号 = 1

系统与卷信息区域(BP 8-88)

•BP 8: 未使用字段(00)

•BP 9-40: 系统标识符(32字节,a字符)

•BP 41-72: 卷标识符(32字节,d字符)

•BP 73-80: 未使用字段(00)

•BP 81-88: 卷空间大小(32位数字,记录逻辑块数)

卷集信息区域(BP 89-132)

•BP 89-120: 未使用字段(00)

•BP 121-124: 卷集大小(16位数字)

•BP 125-128: 卷序列号(16位数字)

•BP 129-132: 逻辑块大小(16位数字,以字节为单位)

路径表信息区域(BP 133-156)

•BP 133-140: 路径表大小(32位数字,以字节为单位)

•BP 141-144: L型路径表位置(32位数字,最低有效字节在前)

•BP 145-148: L型路径表可选位置(32位数字,0表示不记录)

•BP 149-152: M型路径表位置(32位数字,最高有效字节在前)

•BP 153-156: M型路径表可选位置(32位数字,0表示不记录)

目录与标识符区域(BP 157-702)

•BP 157-190: 根目录的目录记录(34字节)

•BP 191-318: 卷集标识符(128字节,d字符)

•BP 319-446: 发布者标识符(128字节,a字符)

•BP 447-574: 数据准备者标识符(128字节,a字符)

•BP 575-702: 应用程序标识符(128字节,a字符)

文件标识符区域(BP 703-813)

•BP 703-739: 版权文件标识符(37字节,d字符+分隔符)

•BP 740-776: 摘要文件标识符(37字节,d字符+分隔符)

•BP 777-813: 书目文件标识符(37字节,d字符+分隔符)

日期时间信息区域(BP 814-881)

•BP 814-830: 卷创建日期和时间(17字节)

•BP 831-847: 卷修改日期和时间(17字节)

•BP 848-864: 卷失效日期和时间(17字节)

•BP 865-881: 卷生效日期和时间(17字节)

版本与应用区域(BP 882-2048)

•BP 882: 文件结构版本 = 1(8位数字)

•BP 883: 保留字段(00)

•BP 884-1395: 应用程序用途(512字节,未指定内容)

•BP 1396-2048: 保留用于未来标准化(653字节,00)

3. 日期时间格式(17字节)

卷描述符中的日期时间信息采用统一的17字节格式:

相对字节位置	内容	范围	说明
RBP 1-4	年份	1-9999	4位数字
RBP 5-6	月份	1-12	2位数字
RBP 7-8	日期	1-31	2位数字
RBP 9-10	小时	0-23	2位数字
RBP 11-12	分钟	0-59	2位数字
RBP 13-14	秒	0-59	2位数字
RBP 15-16	百分之一秒	0-99	2位数字
RBP 17	GMT偏移	-48至+52	15分钟间隔,西为负东为正

特殊说明: 如果RBP 1-16的所有字符均为数字零,且RBP 17也为零,则表示日期和时间未指定。

日期时间字段的使用场景

•卷创建日期时间(BP 814-830): 指定卷中信息创建的日期和时间

•卷修改日期时间(BP 831-847): 指定卷中信息最后修改的日期和时间

•卷失效日期时间(BP 848-864): 指定卷中信息被视为已失效的日期和时间

•卷生效日期时间(BP 865-881): 指定卷中信息可使用的日期和时间

4. 路径表结构

路径表用于快速定位目录层次结构,分为两种类型:

路径表类型

1.L型路径表(Little-Endian)

•多字节数值以最低有效字节在前的方式记录

•主要位置: BP 141-144

•可选位置: BP 145-148(值为0表示不记录)

2.M型路径表(Big-Endian)

•多字节数值以最高有效字节在前的方式记录

•主要位置: BP 149-152

•可选位置: BP 153-156(值为0表示不记录)

路径表相关字段

•路径表大小(BP 133-140): 32位数字,指定记录的路径表实例的长度(以字节为单位)

•路径表位置: 32位数字,指定分配给包含路径表的区段的第一个逻辑块的逻辑块号

5. 补充卷描述符(类型2)

补充卷描述符的结构与主卷描述符基本相同,但增加了以下特殊字段:

特有字段

•卷标志(BP 8): 8位标志字段

•位0: 0表示转义序列符合ISO 2375,1表示至少一个不符合

•位1-7: 保留用于未来标准化,应全部设置为零

•转义序列(BP 89-120): 32字节

•根据ISO 2022标准指定转义序列

•用于指定G0和G1图形字符集

•支持多语言字符编码

字符集说明

•a1字符: 补充卷描述符中使用的字符集,可通过转义序列自定义

•d1字符: 补充卷描述符中使用的目录字符集,可通过转义序列自定义

•如果转义序列字段全为(00),则a1字符集等同于a字符集,d1字符集等同于d字符集

6. 引导记录(类型0)

引导记录用于标识和执行引导系统,包含以下字段:

字节位置	字段名称	内容
BP 1	卷描述符类型	数值 = 0
BP 2-6	标准标识符	CD001
BP 7	卷描述符版本	数值 = 1
BP 8-39	引导系统标识符	a字符(32字节)
BP 40-71	引导标识符	a字符(32字节)
BP 72-2048	引导系统用途	未指定(1977字节)

字段说明

•引导系统标识符: 能够识别并处理引导记录内容的系统标识符

•引导标识符: 引导系统的具体标识符

•引导系统用途: 保留供引导系统使用,本标准未规定其内容

7. 卷分区描述符(类型3)

卷分区描述符用于标识卷空间内的卷分区:

字节位置	字段名称	内容
BP 1	卷描述符类型	数值 = 3
BP 2-6	标准标识符	CD001
BP 7	卷描述符版本	数值 = 1
BP 8	未使用字段	(00)字节
BP 9-40	系统标识符	a字符(32字节)
BP 41-72	卷分区标识符	d字符(32字节)
BP 73-80	卷分区位置	数值(32位)
BP 81-88	卷分区大小	数值(32位)
BP 89-2048	系统用途	未指定(1960字节)

字段说明

•卷分区位置: 32位数字,指定分配给该卷分区的第一个逻辑块的逻辑块号

•卷分区大小: 32位数字,指定卷分区所占的逻辑块数

•系统用途: 保留供系统使用,本标准未规定其内容

8. 卷描述符集终止符(类型255)

卷描述符集终止符标记卷描述符集的结束:

字节位置	字段名称	内容
BP 1	卷描述符类型	数值 = 255
BP 2-6	标准标识符	CD001
BP 7	卷描述符版本	数值 = 1
BP 8-2048	保留用于未来标准化	(00)字节(2041字节)

说明

•记录的卷描述符集应由一个或多个卷描述符集终止符序列终止

•终止符之后的所有字节应设置为(00)

9. 字符类型说明

ISO 9660标准中定义了不同的字符类型:

•a字符: 字母字符,用于系统标识符、发布者标识符等

•d字符: 目录字符,用于卷标识符、文件标识符等

•a1字符: 补充卷描述符中的字母字符,可通过转义序列自定义

•d1字符: 补充卷描述符中的目录字符,可通过转义序列自定义

•分隔符1和分隔符2: 用于文件标识符中的特殊分隔符

10. 数值记录格式

ISO 9660标准中定义了多种数值记录格式:

•7.1.1: 8位数字记录格式

•7.1.2: 数字字符记录格式

•7.2.3: 16位数字记录格式(both-byte order)

•7.3.1: 32位数字记录格式(LSB first)

•7.3.2: 32位数字记录格式(MSB first)

•7.3.3: 32位数字记录格式(both-byte order)

•7.5: 文件标识符记录格式

总结

ISO 9660卷描述符体系通过不同类型的描述符,完整地定义了光盘文件系统的结构和属性。主卷描述符提供核心信息,补充卷描述符支持多语言,引导记录支持系统启动,卷分区描述符定义分区,终止符标记结束。这种设计确保了文件系统的完整性、可扩展性和国际化支持。

附图说明

本文档配套提供了以下图形化展示:

1.volume_descriptor_structure.png: 卷描述符整体结构和类型关系图

2.primary_volume_descriptor.png: 主卷描述符详细字段布局图

3.descriptor_types_comparison.png: 卷描述符类型对比图

4.datetime_format.png: 日期时间格式结构图

5.path_table_structure.png: 路径表结构图

这些图表以可视化方式展示了ISO 9660标准中卷描述符的复杂结构,便于理解和参考。