Apple file system linux

Файловая система Apple File System (APFS)

64-битные иноды, атомарные транзакции, метки времени в наносекундах, клонирование директорий, встроенное шифрование

На вчерашней презентации WWDC 2016 компания Apple показала новые версии операционных систем macOS (Sierra) 10.12, iOS 10, tvOS 10, watchOS 3, приложение для обучения детей программированию Swift Playgrounds и новые эмодзи.

Казалось бы, ничего интересного. Однако, Apple всё-таки выкатила кое-что фундаментальное. Самая значительная разработка из всего упомянутого на презентации — это файловая система нового поколения Apple File System (APFS) в операционной системе macOS (Sierra) 10.12.

На сайте для разработчиков вскоре после презентации опубликована документация с основными характеристиками и описанием файловой системы, которая повторяет отдельные функции мощной свободной файловой системы ZFS.

Сейчас в компьютерах Apple используется файловая система HFS+, расширенная версия HFS (Hierarchical File System, иерархическая файловая система), созданной более 30 лет назад. Подобно своей предшественнице, HFS+ использует древовидную структуру, называемую B*-дерево, для хранения большей части метаданных. Отсюда и название «иерархическая файловая система».

Официальное представление HFS+ состоялось 19 января 1998 года, вместе с MacOS 8.1. С 2002 года в системе реализовано журналирование для повышения надёжности хранения информации. С версии OS X 10.3 журналирование включено по умолчанию, появилась возможность работать в режиме с учётом регистра имён.

Вплоть до версии OS X 10.7 разработчики продолжали дорабатывать HFS+ и реализовывать на уровне файловой системы новые функции для OS X. Но факт остаётся фактом: HFS изначально разрабатывалась во времена флоппи-дисков и крутящихся винчестеров, когда размеры файлов измерялись в килобайтах или мегабайтах. Сегодня многие работают с накопителями SSD, где хранятся миллионы файлов — гигабайты или терабайты данных. К файловой системе выдвигаются совершенно иные требования. Вместо доработки старого кода компания Apple решила наконец-то написать новую файловую систему с нуля.

Файловая система APFS нового поколения пока находится на стадии developer preview, то есть её не планируется выкатывать в массовое использование в ближайшее время. В данный момент нельзя использовать том APFS как загрузочный диск, его также нельзя применять в системе резервного копирования Time Machine, в Fusion Drive или с шифрованием File Vault. Но можно для обычного незагрузочного тома.

Предстоит ещё долгая доработка и тестирование, но уже потом APFS станет основной файловой системой Apple на десятилетия вперёд.

APFS, в отличие от HFS+, изначально различает регистр символов в названиях файлов и папок, и эту функцию нельзя отключить. Это следует иметь в виду всем, кто решит использовать APFS.

В принципе, Apple рекомендует для начала поэкспериментировать с APFS на внешнем накопителе, на котором не хранится ничего важного. Для этого предлагается использовать утилиту hdiutil.

Основные характеристики

В официальной документации перечислены общие характеристики файловой системы APFS в сравнении с HFS+.

Контейнеры и тома

Контейнер — это основной объект для хранения данных в APFS. Конейнеры обычно полностью совпадают с записями GUID Partition Table (GPT), у них собственная схема защиты от сбоев и распределения дискового пространства. Каждый контейнер содержит один или больше томов или файловых систем, в каждой из которых есть собственное пространство имён, то есть набор файлов и директорий.

APFS напрямую не поддерживает программный RAID, но её можно использовать с томами Apple RAID для поддержки Striping (RAID 0), Mirroring (RAID 1) и Concatenation (JBOD).

64-битные индексные дескрипторы (inode)

64-битные иноды значительно увеличивает пространство имён, по сравнению с 32-битными индентификаторами в HFS+. В 64-битной файловой системе APFS поддерживается более 9 квинтиллионов файлов на каждом томе. Этого должно хватить каждому, как говорил Билл Гейтс.

Наносекундные метки времени

В APFS значительно увеличена точность меток времени (таймстампов). APFS поддерживает установку меток времени с точностью до наносекунды. Для сравнения, в HFS+ метки времени выставлялись с точностью до секунды.

Наносекундные таймстампы очень важны в современных файловых системах, потому что они помогают реализовать атомарности и атомарных транзакций — одного из основных требований ACID к транзакционной системе (например, к СУБД). Атомарность гарантирует, что никакая транзакция не будет зафиксирована в системе частично. Будут либо выполнены все её подоперации, либо не выполнено ни одной.

Защита от сбоев

В APFS реализована инновационная схема метаданных copy-on-write, которую Apple называет «защитой от сбоев» (“Crash Protection”). Она гарантирует, что изменения в файловой системе и записи в журнал остаются в синхронизированном виде, если что-то происходит во время записи — например, пропадает электропитание.

Схема copy-on-write в ZFS

Разреженные файлы (sparse files)

Файл с атрибутом «разреженный» предполагает содержание блоков нулевых байт, не хранимых на накопителе, а подразумеваемых. В HFS+ не было поддержки разреженных файлов.

Расширенные атрибуты

APFS имеет встроенную поддержку расширенных файловых атрибутов, которая в HFS+ реализовалась через файл Attributes, то есть через B-дерево.

Шифрование

Apple заявляет, что шифрование является фундаментальным свойством, которое встроено в APFS на уровне файловой системы. Для каждого тома в контейнере APFS устанавливается одна из моделей шифрования: без шифрования, шифрование с одним ключом, шифрование с несколькими ключами. В последнем случае отдельные ключи применяются для шифрования файлов и метаданных. В зависимости от оборудования, APFS использует режим шифрования AES-XTS или AES-CBC.

Клонирование файлов и директорий

Клонирование — практически мгновенное копирование файла или директории, при котором не требуется дополнительное место для хранения данных. При модификации клона файловая система записывает только изменение данных. Таким образом, новая файловая система может хранить много версий больших файлов, отнимая меньше дискового пространства.

Снапшоты

Снапшоты — открытые только для чтения «слепки» файловой системы в томе. Операционная система может использовать снапшоты для более эффективной процедуры резервного копирования. То есть наконец-то Time Machine будет работать нормально (быстро).

Конечно, по своим возможностям APFS значительно уступает 128-битной файловой системе ZFS, которую поддерживают Linux, FreeBSD и другие свободные ОС, но со стороны Apple это шаг в правильном направлении.

Странно, что в предварительной документации не упомянута функция компрессии, которую HFS+, кстати, поддерживает.

Apple долго пыталась перенести ZFS на систему OS X, по этому поводу велась активная дискуссия в списках рассылки ZFS, были опубликованы предварительные снапшоты для следующей версии OS X. Позже была сделана реализация OpenZFS для OS X (O3X) и MacZFX.

Файловая система ZFS распространяется с открытым исходным кодом, и Apple вполне могла позаимствовать некоторые идеи для файловой системы APFS. Реализация open source для APFS пока не готова, компания Apple планирует опубликовать задокументировать и опубликовать формат APFS в 2017 году.

На конференции WWDC сегодня вечером состоится первая формальная сессия, где разработчикам более подробно продемонстрируют новые возможности APFS.

Источник

APFS for Linux by Paragon Software

Full read/write access to APFS volumes!

APFS for Linux by Paragon Software is a driver for the access to the APFS-formatted volumes from a Linux environment.

Easy to Install and Uninstall

Simply run the assistant scripts (install.sh and uninstall.sh scripts) that will perform all the necessary operations to build the driver, install it, and deactivate and remove it from the platform.

High Performance

The Paragon Software tool boosts your performance by opening direct access to partitions you had difficulties with accessing previously from Linux. The transfer rate is the same for native Linux file systems and in some cases even better.

Full Access to APFS Volumes

Rapid and transparent read and write access to APFS volumes from Linux.

Expertise You Can Trust

Paragon Software Group has been providing market-proven reliable solutions since 1994, helping 8 million customers achieve maximum productivity. We keep an eye on the IT industry, its news and trends and regularly supply you with product updates and enhancements.

OEM and Embedded Solutions

APFS for Linux by Paragon Software is a File System Link driver. Our FSL technology solves incompatibility issues between various file systems and popular operating systems. With FSL support for all popular file systems embedded into modern digital devices, consumers can enjoy issue-free platform interoperability. In search of a solution for your product?

Interested? Call us!
US: 1-888-347-5462
Europe: +49 (0)761 59018-202

OEM Customization Form

Many Paragon products come with free technical support. All of our Customers are entitled to a free 30-day upgrade if a new version appears within 30 days of product purchase. Should you have any questions about the installation or configuration of our software, do not hesitate to contact our Support Team via ParagonBox.

How it Works

Install

Download and install APFS for Linux by Paragon Software

Connect

Connect your APFS drive to your PC

Mount

Mount the drive and use it in the shell and any file manager

Features

New Features

new Supported Linux Kernels

Linux kernel from 2.6.36 to 5.14.x

Automatic driver rebuild for newer supported kernels with DKMS library.

new Supported macOS versions

macOS versions 10.13 High Sierra to 12 Monterey.

Key Features

32/64 Bit architecture support

Both x86 and x86-64 CPUs are supported.

Extended SMP support

Support for SMP kernels (multiprocessor systems).

Share your data over a network

Share volumes mounted by APFS for Linux via SAMBA.

Low CPU load during data transfers

Reduced CPU load and memory consumption.

No file or volume size limitations

There are no limitations to maximum file and volume size within Linux kernel and APFS limitations.

Support of non-Roman characters and languages

File and folder names in native languages, including Asian. Codepage for filename translation is specified via mount options.

Supported Technologies

• Full support for APFS subvolumes on 64-bit systems
• Full support for space sharing between subvolumes within the same APFS container
• Reading and writing compressed files is fully supported in both sequential and random orders
• Reading and writing cloned files is fully supported in both sequential and random orders
• Read-only access to APFS encrypted volumes
• Read-only access to APFS snapshots

Compatibility

This product supports only x86 and x86-64 architectures.

Paragon Software Group also offers drivers for other architectures where Linux is used. For example:

For more information, please send us a request.

• Processor: Intel Pentium 300 MHz and higher, or compatible
• Both 32- and 64-bit CPUs are supported
• RAM: 32 MB
• HDD: 10 MB

Supported storage types: SSD, HDD, flash. No support for Fusion Drive and T2 Security Chip encryption.

Supported Linux Kernels

Linux kernel versions 2.6.36 up to 5.14.x.

Due to the ever-changing nature of Linux, using newer Linux kernels may require changes to the product. The driver update appears within 1 month after the kernel release. The product doesn’t insure compatibility with highly customized kernels.

To keep up with changes in the Linux kernel, our product is updated frequently. As a result, this website may not contain the most up-to-date information. Please contact support for the most up-to-date list of supported Linux kernels.

A development environment is required to compile the Linux drivers.

Источник

APFS for Linux от Paragon Software

Стабильность

Безотказная работа как узкоспециализированных приложений, так и приложений общего назначения на поддерживаемых аппаратных и программных комплексах

Безопасность

Защита данных от повреждений и потерь

Производительность

Стабильная и сбалансированная производительность с минимальными затратами системных ресурсов

Эффективность

Экономное использование ресурсов процессора, оперативной памяти и дисковой подсистемы

Привычное окружение

Как это работает

Установите

Скачайте и установите APFS for Linux от Paragon Software

Подключите

Подключите диск с файловой системой APFS к вашему ПК

Используйте

Диск доступен для работы в файловом менеджере ОС Linux

Функции

Поддерживаемые файловые системы

APFS (только чтение)

Доступ на чтение

Если том смонтирован в режиме чтения, вы можете открывать и просматривать содержимое файлов, но не можете вносить изменения. Для редактирования файлов вам следует скопировать их на диск, смонтированный в режиме записи.

Драйвер монтирует тома APFS автоматически при старте системы. Данный режим можно отключить в программном интерфейсе.

Поддержка всех локализаций ОС, включая нелатинские алфавиты. Файлы с любыми именами доступны для работы.

Утилита командной строки

Управление APFS for Linux от Paragon Software с командной строки.

Центр технологий Paragon

Хотите узнать больше о технологиях, применяемых в наших решениях? Посетите Технологический портал Paragon!

Часто задаваемые вопросы

Какие операции с файлами на томах APFS мне будут доступны?

Вы можете открывать и копировать файлы с томов APFS.

Ваш драйвер поддерживает файловую систему HFS+?

Нет. Если вы хотите открывать и записывать файлы на томах HFS+, установите Microsoft NTFS for Linux by Paragon Software.

У вас есть драйверы APFS для других ОС?

Да, вы можете работать с томами APFS в Windows после установки APFS for Windows by Paragon Software.

Я могу записывать файлы на диски, отформатированные в APFS?

Нет, в настоящий момент данная функция находится в стадии разработки.

Я могу отформатировать тома APFS?

Нет, в настоящий момент данная функция находится в стадии разработки.

Я могу открывать резидентные и фрагментированные файлы? Я могу увидеть метаданные и права доступа для файлов?

Ресурсы

Скачать брошюру APFS for Linux от Paragon Software

	Анносировано создание драйвера APFS для ОС Linux с закрытым исходным кодом. Подробнее* ››
	Storage falling, all around me… Snowflake, Komprise… Paragon. Подробнее* ››

*Paragon Software Group не несет ответственности за содержание сторонних веб-сайтов.

Читайте блог компании и будьте в курсе последних разработок Paragon Software

Источник