سجل تمهيد وحدة التخزين (Volume Boot Record)

وظيفة سجل تمهيد وحدة التخزين

تكمن الوظيفة الأساسية لـ VBR في تهيئة عملية التمهيد. عندما يبدأ تشغيل جهاز الكمبيوتر ، يبحث نظام الإدخال / الإخراج الأساسي (BIOS) أو نظام التشغيل الموحد للبرامج الثابتة (UEFI) عن VBR على أجهزة التخزين المتصلة. بمجرد العثور عليه ، يقوم BIOS/UEFI بتحميل وتنفيذ التعليمات الموجودة في VBR.

تشمل المهام الرئيسية التي يؤديها VBR ما يلي:

• تحديد نظام الملفات: يحتوي VBR على معلومات حول نظام الملفات المستخدم على وحدة التخزين ، مثل نظام الملفات FAT32 أو NTFS. يتيح ذلك لنظام التشغيل فهم كيفية تنظيم البيانات على وحدة التخزين.
• تحميل برنامج الإقلاع: يحتوي VBR عادةً على برنامج إقلاع صغير (bootloader) ، وهو برنامج مسؤول عن تحميل نظام التشغيل إلى الذاكرة. يقوم برنامج الإقلاع بتحميل نواة نظام التشغيل والملفات الأخرى الضرورية لبدء تشغيل النظام.
• توفير معلومات التمهيد: قد يحتوي VBR على معلومات إضافية حول عملية التمهيد ، مثل موقع قسم نظام التشغيل وقيود الوصول.

بنية سجل تمهيد وحدة التخزين

تختلف بنية VBR اعتمادًا على نظام التشغيل ونظام الملفات المستخدم. ومع ذلك ، هناك بعض العناصر الشائعة التي توجد عادةً في VBR:

• رمز التمهيد (Boot Code): هذا هو الجزء التنفيذي من VBR ، والذي يحتوي على التعليمات التي يتم تنفيذها بواسطة BIOS/UEFI. يقوم رمز التمهيد بمهام مثل تحديد نظام الملفات وتحميل برنامج الإقلاع.
• معلومات نظام الملفات: يتضمن ذلك معلومات حول نظام الملفات المستخدم ، مثل نوع نظام الملفات وحجم القسم.
• بيانات إضافية: قد تحتوي VBR على بيانات إضافية ، مثل علامة التمهيد ومعلومات عن موقع برنامج الإقلاع.

أمثلة على سجلات تمهيد وحدة التخزين

هناك أنواع مختلفة من VBR اعتمادًا على نظام التشغيل ونظام الملفات. فيما يلي بعض الأمثلة:

• سجل تمهيد DOS/Windows: في أنظمة التشغيل DOS و Windows الأقدم ، يحتوي VBR على رمز تمهيد يقوم بتحميل برنامج الإقلاع الرئيسي (MBR) أو برنامج إقلاع القسم النشط.
• سجل تمهيد Windows NT/2000/XP/Vista/7/8/10/11: في هذه الأنظمة ، يحتوي VBR على رمز تمهيد يقوم بتحميل برنامج الإقلاع Windows Boot Manager (bootmgr) أو برنامج إقلاع آخر.
• سجل تمهيد Linux: في أنظمة Linux ، قد يحتوي VBR على رمز تمهيد يقوم بتحميل برنامج الإقلاع GRUB أو LILO.

مشاكل سجل تمهيد وحدة التخزين

نظرًا لأهمية VBR في عملية التمهيد ، يمكن أن تتسبب المشاكل التي تؤثر عليه في حدوث أخطاء في التمهيد. تشمل المشاكل الشائعة ما يلي:

• الفساد (Corruption): إذا أصبح VBR تالفًا بسبب أخطاء في القرص الصلب أو البرامج الضارة أو الإغلاق غير الصحيح ، فقد يتعذر على الكمبيوتر التمهيد.
• الفيروسات: قد تقوم بعض الفيروسات بتعديل أو استبدال VBR ، مما يؤدي إلى مشاكل في التمهيد أو إصابة النظام.
• أخطاء التكوين: قد يؤدي التكوين الخاطئ لـ VBR أو برنامج الإقلاع إلى حدوث أخطاء في التمهيد.

استعادة سجل تمهيد وحدة التخزين

في حالة حدوث مشكلة في VBR ، هناك عدة طرق لاستعادته أو إصلاحه. تشمل الطرق الشائعة ما يلي:

• أداة الإصلاح التلقائي لنظام التشغيل Windows: توفر أنظمة التشغيل Windows أداة إصلاح تلقائي يمكن استخدامها لإصلاح مشاكل التمهيد ، بما في ذلك مشاكل VBR.
• أوامر bootrec.exe: يوفر موجه الأوامر في Windows مجموعة من الأوامر التي يمكن استخدامها لإصلاح سجل التمهيد ، مثل bootrec /fixmbr و bootrec /fixboot و bootrec /rebuildbcd.
• أدوات استعادة البيانات: يمكن استخدام بعض أدوات استعادة البيانات لاستعادة VBR من نسخ احتياطية أو من قطاعات القرص الصلب.
• إعادة تثبيت نظام التشغيل: في بعض الحالات ، قد يكون من الضروري إعادة تثبيت نظام التشغيل لإصلاح مشاكل التمهيد.

الفرق بين سجل تمهيد وحدة التخزين وسجل التمهيد الرئيسي (MBR)

من المهم التمييز بين VBR و MBR. MBR (Master Boot Record) هو سجل خاص يقع في القطاع الأول من القرص الصلب ، بينما VBR يقع في بداية كل قسم على القرص الصلب. MBR مسؤول عن تحديد القسم النشط وتحميل VBR الخاص به. بمجرد تحميل VBR ، فإنه يتولى عملية تحميل نظام التشغيل.

بمعنى آخر:

• MBR هو المسؤول عن إدارة أقسام القرص الصلب وتحديد القسم القابل للتمهيد.
• VBR هو المسؤول عن تحميل نظام التشغيل من القسم المحدد.

كيفية عمل سجل تمهيد وحدة التخزين (VBR)

عملية عمل VBR معقدة بعض الشيء ، ولكن يمكن تلخيصها على النحو التالي:

1. بدء التشغيل: عند تشغيل الكمبيوتر ، يبحث BIOS أو UEFI عن جهاز تخزين (مثل القرص الصلب) يحتوي على سجل تمهيد.
2. قراءة MBR: يتم قراءة MBR (Master Boot Record) ، الذي يقع في القطاع الأول من القرص الصلب.
3. تحديد القسم النشط: يحدد MBR القسم النشط ، والذي يحتوي على علامة تمهيد.
4. تحميل VBR: يقوم MBR بتحميل VBR (Volume Boot Record) من القسم النشط. يقع VBR في بداية كل قسم.
5. تنفيذ التعليمات: يتم تنفيذ التعليمات الموجودة في VBR. يتضمن ذلك تحديد نظام الملفات وتحميل برنامج الإقلاع (bootloader).
6. تحميل نظام التشغيل: يقوم برنامج الإقلاع بتحميل نواة نظام التشغيل والملفات الأخرى الضرورية لبدء تشغيل النظام.
7. بدء تشغيل النظام: بعد تحميل نظام التشغيل ، يبدأ الكمبيوتر في العمل بشكل طبيعي.

الخطوات المذكورة أعلاه هي تبسيط لعملية معقدة. هناك العديد من العمليات الأخرى التي تحدث في الخلفية أثناء عملية التمهيد.

أهمية VBR

VBR أمر بالغ الأهمية لعملية بدء تشغيل الكمبيوتر. إنه بمثابة حلقة وصل بين BIOS/UEFI ونظام التشغيل. بدون VBR ، لن يتمكن الكمبيوتر من تحديد نظام التشغيل أو تحميله. تكمن أهمية VBR في النقاط التالية:

• بدء التشغيل: يساعد VBR في بدء تشغيل الكمبيوتر عن طريق تحميل برنامج الإقلاع.
• تحديد نظام الملفات: يساعد VBR في تحديد نظام الملفات المستخدم على وحدة التخزين ، مما يتيح لنظام التشغيل قراءة البيانات من وحدة التخزين.
• تكامل النظام: يعمل VBR على دمج عملية التمهيد مع BIOS/UEFI ونظام التشغيل.
• إدارة الأقسام: بالإضافة إلى دوره في التمهيد ، يمكن لـ VBR أيضًا توفير معلومات حول أقسام القرص الصلب.

التهديدات الأمنية المتعلقة بـ VBR

بسبب أهمية VBR في عملية التمهيد ، فإنه هدف جذاب للمهاجمين. يمكن أن تؤدي البرامج الضارة التي تستهدف VBR إلى تعطيل نظام التشغيل أو سرقة البيانات أو تثبيت برامج ضارة أخرى. تشمل بعض التهديدات الأمنية الشائعة المرتبطة بـ VBR:

• البرامج الضارة: يمكن للبرامج الضارة التي تستهدف VBR أن تحل محل VBR الأصلي بنسخة ضارة ، مما يؤدي إلى تعطيل نظام التشغيل أو تثبيت برامج ضارة أخرى. تتضمن أمثلة البرامج الضارة التي تستهدف VBR فيروسات boot sector.
• برامج الفدية: يمكن لبرامج الفدية تشفير VBR أو استبداله بنسخة ضارة ، مما يمنع المستخدم من الوصول إلى بياناته. غالبًا ما يطلب المهاجمون فدية مقابل استعادة الوصول إلى البيانات.
• التهديدات المستمرة المتقدمة (APT): تستخدم بعض المجموعات المتقدمة من التهديدات المستمرة VBR كآلية للإقامة المستمرة ، مما يسمح لهم بالوصول إلى النظام والتحكم فيه على المدى الطويل.

لحماية النظام من التهديدات الأمنية المتعلقة بـ VBR ، يجب على المستخدمين اتخاذ الإجراءات التالية:

• تثبيت برنامج أمان: يوفر برنامج الأمان الحماية من البرامج الضارة وبرامج الفدية وغيرها من التهديدات الأمنية.
• تحديث النظام والبرامج: يساعد تحديث النظام والبرامج على تصحيح الثغرات الأمنية التي يمكن للمهاجمين استغلالها.
• استخدام النسخ الاحتياطية: تسمح النسخ الاحتياطية للمستخدمين باستعادة بياناتهم في حالة تلف VBR أو إصابته بالبرامج الضارة.
• توخي الحذر عند تصفح الإنترنت وتنزيل الملفات: يجب على المستخدمين توخي الحذر عند تصفح الإنترنت وتنزيل الملفات لتجنب الوقوع ضحية للبرامج الضارة.

نصائح إضافية

بالإضافة إلى الإجراءات المذكورة أعلاه ، إليك بعض النصائح الإضافية لحماية VBR:

• استخدام برنامج تشفير القرص: يقوم برنامج تشفير القرص بتشفير جميع البيانات الموجودة على القرص الصلب ، مما يجعل من الصعب على المهاجمين الوصول إلى البيانات حتى لو تمكنوا من اختراق VBR.
• تمكين التمهيد الآمن (Secure Boot): يساعد التمهيد الآمن على منع تحميل البرامج الضارة أثناء عملية التمهيد.
• استخدام أداة إصلاح VBR بشكل دوري: تساعد أدوات إصلاح VBR في إصلاح مشاكل VBR وتأمين عملية التمهيد.
• توعية المستخدم: يجب تثقيف المستخدمين حول التهديدات الأمنية المتعلقة بـ VBR وكيفية حماية أنظمتهم.

تكنولوجيا UEFI والجيل القادم من VBR

مع ظهور واجهات UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) ، تطورت عملية التمهيد بشكل كبير. تستبدل UEFI نظام BIOS القديم وتوفر ميزات محسّنة ، مثل دعم الأجهزة الأحدث ، والتمهيد الأسرع ، وميزات الأمان المحسّنة.

أحد التغييرات الرئيسية التي أدخلتها UEFI هو استخدام ما يسمى بـ “أقسام التمهيد المعتمدة على UEFI” (UEFI-bootable partitions). تعتمد هذه الأقسام على نظام ملفات جديد يسمى نظام ملفات EFI (EFI System Partition – ESP). يتضمن ESP ملفات الإقلاع اللازمة لبدء تشغيل نظام التشغيل.

في بيئة UEFI ، لم يعد VBR يلعب نفس الدور الذي يلعبه في نظام BIOS. بدلاً من ذلك ، يقوم UEFI بتحميل برنامج الإقلاع مباشرة من ESP. ومع ذلك ، لا يزال VBR موجودًا على أقسام القرص الصلب ، ولكنه يستخدم بشكل أساسي للتوافق مع أنظمة التشغيل القديمة.

خاتمة

سجل تمهيد وحدة التخزين (VBR) هو جزء أساسي من عملية بدء تشغيل الكمبيوتر. يحتوي على تعليمات وبيانات ضرورية لتحميل نظام التشغيل والتحكم في عملية التمهيد. يختلف هيكل ووظيفة VBR اعتمادًا على نظام التشغيل ونظام الملفات المستخدم. نظرًا لأهمية VBR ، يمكن أن تتسبب المشاكل التي تؤثر عليه في حدوث أخطاء في التمهيد. لذلك ، من المهم فهم وظيفة VBR واتخاذ الإجراءات اللازمة لحمايته.

المراجع

• Microsoft Learn: Boot Process
• Wikipedia: Volume boot record
• PC Magazine: Volume Boot Record
• How-To Geek: What’s the Difference Between MBR and GPT?

“`