Что такое файловая система iphone

Файловая система APFS: зачем она стала нужна

О том что прежняя файловая система у Apple была отсталой и никуда не годилась, вот уже лет десять говорили и писали тысячи экспертов и авторов. На момент её замены на APFS ей было уже лет тридцать, модными новшествами она и в самом деле не блистала, но, как ни странно, если её отсталость кому-то и мешала, то очень немногим. Её не замечали, то есть, она отлично справлялась со своими обязанностями. С ней не было проблем, чего не скажешь о новой файловой системе – неплохой, но все еще слишком юной.

APFS — новая файловая система Apple

Файловые системы Mac’ов, начиная с самой первой из них, вызывали у тех, кто знает толк в файловых системах, презрение и чувство собственного превосходства. В самом первом Mac’e, в 1984 году, файловая система даже не была иерархической. MFS (Macintosh File System) обладала целым рядом уникальных особенностей, которые для первого Mac’а были намного нужнее чем самые современные и не до конца продуманные механизмы современных (на тот момент) файловых систем – я имел дело с VAX/VMS, по сравнению с файловой системой которых MFS была из каменного века. Но для первого Mac’а она была абсолютно достаточной. Сначала в первом Mac’е планировалось использовать файловую систему из Lisa OS, вполне себе иерархическую и современную на тот момент, которая, в свою очередь, происходила от SOS, очень приличной файловой системы для Apple II и Apple III – но амбициозные и безумные задачи стоявшие перед первым Mac’ом не оставили для неё места. MFS в той ситуации была одним из блестящих и остроумных инженерных решений, без которых Mac’а бы просто не было.

Что такое HFS

К иерархической системе вернулись через полтора года, в сентябре 1985 года. Когда Стив был уволен из Apple. Новую файловую систему назвали, не без вызова, просто и со вкусом: HFS. Операционную систему Mac’ов называли System, а иерархическую файловую систему – иерархической файловой системой (Hierarchical File System, или HFS). А какие еще могут быть операционные и файловые системы? В системах где от файловых систем требовались особые способности, они быстро усложнялись и развивались. В Mac’ах этого не требовалось. Пока к середине 90-х у HFS не возникла серьезная проблема, с которой надо было что-то делать: размеры дисков, по сравнению с 1985 годом, существенно увеличились. Типичный размер диска в конце 80-х – 40-80 Мегабайт. В конце 90-х размеры дисков уже измерялись в единицах Гигабайт. А HFS была 16-битной. На томе можно было разместить не более 65535 файлов. В результате, даже если в файле нужно было хранить один или два символа, на диске для него выделялось килобайт десять, а то и двадцать.

Читайте также: Как работает функция Sidecar на iPad и Mac

С файловой системой надо было что-то делать, и немедленно. Но компания была на грани гибели, несла убытки, как стало известно через несколько лет, через 2-3 месяца, если бы ничего не изменилось, ей грозило неминуемое банкротство. Как они этого избежали я не буду рассказывать, но примерно в то же время Стив, как будто случайно, зашел в один из офисов компании, где шло совещание, с блокнотиком – будто бы просто посидеть. Когда совещание закончилось, он уволил почти все руководство подразделения, и назначил на руководящий пост инженера который предложил что-то, что Стиву понравилось. Короче, самодур и все такое. С тем инженером я в 1998 общался, речь на том совещании шла о новой файловой системе. Вариантов было два: либо, в течение 3-4 лет, разрабатывать современную и насыщенную вкусностями (от которых эксперты индустрии будут в восторге) FS, а потом, в течение нескольких лет, доводить её до приличного состояния – либо быстро и просто устранить реальные проблемы, на что требовалось максимум полгода – по мнению тех кто предлагал этот путь. Через 3 или 4 месяца, в Mac OS 8.1, появилась HFS+. 32-битная.

APFS есть не только в Mac, но и iPhone, iPad и Apple Watch

Фактически, это была та же самая HFS, с относительно небольшими изменениями. Даже с переходом на исправленную и доработанную копию самой себя были проблемы. Недолго. Именно эта файловая система, вплоть до марта 2017 года, была файловой системой в macOS (как бы она не называлась), в iOS, в tvOS и в watchOS. Как обычно, “спецификации” у файловой системы были, мягко говоря, очень бледными. Но проблем с ней почти не было, разве что в серверном бизнесе Apple, который так и остался всего лишь эпизодом. Но, что бы о нем не говорили тогда и потом, очень ярким и интересным. Если бы с iPhone ничего не получилось, в Mac’ах на смену HFS+ пришла бы ZFS, году в 2008 или 2009. Но, к счастью или к несчастью, с iPhone все получилось.

С 2005 по 2009 Apple Computer, плавно превратившаяся на середине этого пути в просто Apple, активно интересовалась ZFS, уникальной файловой системой разработанной в Sun Microsystems. Это практически безграничная файловая система, 128-битная, пределы на которые она рассчитана скорее всего никогда не будут достигнуты, а по набору функций и признаков современной файловой системы едва ли не самая-самая в мире. До 2007 года, пока Apple была Apple Computer, “яблочный” вариант этой файловой системы успешно развивался, в Леопарде (в той самой версии Mac OS X, срок выхода которой перенесли из-за аврала по поводу подготовки самого первого iPhone к выходу в свет) ZFS должны была появиться в серверном варианте системы – но, внезапно, Apple утратила к ней интерес.

Предлагаем подписаться на наш канал в «Яндекс.Дзен». Там вы сможете найти эксклюзивные материалы, которых нет на сайте.

Как появилась APFS

До 2007 года у компании (точнее, у Стива) все еще были сомнения в успехе главной инновации десятилетия – iPhone, в 2007 году эти сомнения были развеяны. В индустрии до сих пор ходят слухи о том, что Apple не справилась с внедрением ZFS в Mac OS X. Есть еще одна версия: кто-то не то в Sun Microsystems, не то в Oracle Corporation (вскоре купившей Sun), забыл упомянуть Стива в какой-то речи, или как-то не так его упомянул. Реальная причина очевидна: поворот в сторону мобильных устройств (в которых HFS+ хватило бы на годы, и ведь хватило же) был рискованным, но сулил Apple намного большее. Как только на этом фронте наметился реальный успех, серверное направление стали потихоньку закрывать.

В 2014 году (по другим данным, в 2012 – но скорее всего, все-таки в 2014) в Apple началась разработка новой файловой системы. Для того чтобы взяться за столь трудоемкий проект, нужны были серьезные причины. Какие-то планы на будущее, с которыми HFS+ стала бы несовместимой. Файловые системы создаются долго и трудно. На это уходят годы. В 2016 году APFS была объявлена. В марте 2017 она дебютировала в iOS, достаточно успешно. В том же году, осенью, APFS в составе High Sierra пришла и на Mac’и. Чтобы состояться, операционной или файловой системе нужно дожить до версии 3.1. Им нужно переболеть детскими болезнями, научиться справляться с житейскими ситуациями, повзрослеть. Я не знаю к чему готовятся в Apple, для чего им понадобилась “современная файловая система” именно сейчас, но мощь этого неизвестного замысла уже впечатляет.

У APFS все еще много недостатков, но главный из них (юность) очень быстро проходит. О том что представляет из себя APFS, и какие из её целей уже озвучены – расскажу в другой раз.

Источник

В iOS 10.3 используется новая файловая система. Что такое Apple File System (APFS) и почему это важно?

В 2014 году в компании Apple начали разрабатывать новую файловую систему Apple File System (APFS), которая спустя три года была анонсирована на WWDC 16 и будет использоваться в компьютерах Mac, iPhone, iPad, Apple TV и других продуктах. Первыми устройствами с APFS стали компьютеры под управлением macOS Sierra — разработчики получили возможность использовать developer preview новой файловой системы на незагрузочных дисках. А начиная с iOS 10.3 в мобильных устройствах компании Apple – iPhone и iPad — будет использоваться APFS. Первые бета-версии iOS 10.3 уже получили разработчики и участники публичного тестирования, точной даты финального релиза обновления операционной системы пока нет, однако можно предположить, что это произойдет в ближайшие месяцы. Но что же представляет собой Apple File System и насколько важным является переход на новую файловую систему для компании и пользователей устройств?

Сам по себе стандарт файловой системы достаточно долговечен и крайне редко подвергается радикальным изменениям. Компания Apple использовала в своих компьютерах иерархическую файловую систему HFS начиная с 1985 года и лишь в 1998 году реализовала переход на обновленную версию HFS+, которая использовалась вплоть до 2016 года, а теперь будет постепенно уступать место APFS. Возникает закономерный вопрос: если все и так отлично работает, действительно ли нужно переходить на новую файловую систему или же это окажется изменением ради самого изменения? На самом деле действительно нужно. В отличие от разработчиков, для среднестатистического пользователя анонс APFS прошел практически незамеченным, однако новую файловую систему можно назвать знаковым и даже революционным изменением.

Проблема HFS и HFS+ заключается в том, что эти файловые системы были разработаны в то время, когда флеш-память была слишком дорогой для массового рынка. Теперь же SSD-накопители очень популярны и доступны, однако их поддержка в HFS+ реализована за счет дополнительного модуля, изначально созданного для плееров iPod. Фактически за время своего развития HFS+ обросла слишком большим количеством дополнительного кода и «костылей», так что вместо ее модернизации намного более простым и логичным шагом было создание новой файловой системы — такой, чтобы она изначально соответствовала особенностям актуальных устройств, имела большой запас прочности на будущее и решала многие проблемы предшественника.

Источник

Файловая система Apple — Apple File System

APFS

Разработчики)	Apple Inc.
Полное имя	Файловая система Apple
Введено	27 марта 2017 г. (iOS), 25 сентября 2017 г. (macOS), с iOS 10.3 , macOS 10.13
Идентификатор раздела	7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC ( GPT )
Структуры
Содержимое каталога	B-дерево
Пределы
Максимум. размер файла	8 EiB (9,223,372,036,854,775,808 байт)
Максимум. количество файлов	9 223 372 036 854 775 808
Допустимые символы в именах файлов	Unicode 9.0 в кодировке UTF-8
Функции
Даты записаны	доступ, изменены атрибуты, изменено содержимое, создано
Диапазон дат	1 января 1970 г. — 21 июля 2554 г.
Разрешение даты	1 нс
Разрешения файловой системы	Разрешения Unix, списки ACL NFSv4
Прозрачное сжатие	Частичный (decmpfs)
Прозрачное шифрование	да
Копирование при записи	да
Другой
Поддерживаемые операционные системы	macOS , iPadOS , iOS , tvOS , watchOS

Файловая система Apple ( APFS ) — это проприетарная файловая система, разработанная и развернутая Apple Inc. для macOS Sierra (10.12.4) и новее, iOS 10.3 и новее, tvOS 10.2 и новее, watchOS 3.2 и новее, а также всех версий iPadOS . Она призвана устранить основные проблемы из HFS + (также называется Mac OS Extended), предшественник НПФ на этих операционных системах. APFS оптимизирован для хранения на твердотельных накопителях и , помимо других возможностей, поддерживает шифрование , моментальные снимки и повышенную целостность данных.

СОДЕРЖАНИЕ

История

Apple , файловая система была объявлена в компании Apple «s конференции разработчиков (WWDC) в июне 2016 года в качестве замены для HFS + , которая была в эксплуатации с 1998 года НПФ была выпущена для 64-разрядных IOS устройств 27 марта 2017 года, с выходом iOS 10.3, а для устройств macOS 25 сентября 2017 г. с выпуском macOS 10.13 .

Apple выпустила частичную спецификацию для APFS в сентябре 2018 года, которая поддерживает доступ только для чтения к файловым системам Apple на незашифрованных устройствах хранения, отличных от Fusion. Спецификация программного шифрования была задокументирована позже.

Дизайн

Файловая система может использоваться на устройствах с относительно небольшим или большим объемом памяти. Он использует 64-битные номера inode и обеспечивает более безопасное хранение. Код APFS, как и код HFS +, использует команду TRIM для лучшего управления пространством и производительности. Это может увеличить скорость чтения-записи на iOS и macOS, а также пространство на устройствах iOS из-за того, как APFS вычисляет доступные данные.

Схема перегородки

APFS использует схему разделов GPT . В схеме GPT находится один или несколько контейнеров APFS (GUID типа раздела — 7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC ). В каждом контейнере есть один или несколько томов APFS, каждый из которых совместно использует выделенное пространство контейнера, и каждый том может иметь роли томов APFS. macOS Catalina (macOS 10.15) представила группу томов APFS, которая представляет собой группы томов, которые Finder отображает как один том. Фирменные ссылки APFS лежат между жесткими ссылками и программными ссылками и между томами.

В macOS Catalina роль системного тома (обычно называемая «Macintosh HD») стала доступной только для чтения, а в macOS Big Sur (macOS 11) она стала подписанным системным томом (SSV), и монтируются только моментальные снимки тома. Данная Роль объема (обычно называется «Macintosh HD — Data») используются в качестве наложения или тени системного тома, и обе системы и данных тома является частью одной и теми же групп томов и показано , как один в Finder.

Клоны

Клоны позволяют операционной системе создавать эффективные копии файлов на одном томе, не занимая дополнительного места для хранения. Изменения клонированного файла сохраняются в виде дельта-экстентов , что сокращает объем памяти, необходимый для ревизий и копий документа. Однако нет интерфейса, позволяющего пометить две копии одного и того же файла как клоны другого или для других типов дедупликации данных .

Снимки

Тома APFS поддерживают моментальные снимки для создания на определенный момент времени экземпляра файловой системы, доступного только для чтения.

Шифрование

Файловая система Apple изначально поддерживает полное шифрование диска и шифрование файлов со следующими параметрами:

• без шифрования
• шифрование с одним ключом
• Многоключевое шифрование, при котором каждый файл зашифрован отдельным ключом, а метаданные зашифрованы другим ключом.

Увеличено максимальное количество файлов

APFS поддерживает 64-битные номера inode , поддерживая более 9 квинтиллионов файлов ( 263 ) на одном томе.

Целостность данных

Файловая система Apple использует контрольные суммы для обеспечения целостности метаданных.

Защита от сбоев

Файловая система Apple предназначена для предотвращения повреждения метаданных из-за сбоев системы . Вместо того, чтобы перезаписывать существующие записи метаданных на месте, он записывает совершенно новые записи, указывает на новые, а затем освобождает старые, подход, известный как перенаправление при записи . Это позволяет избежать поврежденных записей, содержащих частично старые и частично новые данные, вызванные сбоем во время обновления. Это также позволяет избежать необходимости дважды записывать изменение, как это происходит с журналируемой файловой системой HFS +, где изменения сначала записываются в журнал, а затем в файл каталога.

Сжатие

APFS поддерживает прозрачное сжатие отдельных файлов с помощью Deflate (Zlib), LZVN (libFastCompression) и LZFSE . Все три являются алгоритмами типа Лемпеля-Зива . Эта функция унаследована от HFS + и реализована в той же системе AppleFSCompression / decmpfs с использованием вилок ресурсов или расширенных атрибутов. Как и в случае с HFS +, прозрачность нарушена для инструментов, которые не используют подпрограммы, завернутые в decmpfs.

Совместное использование пространства

APFS добавляет возможность иметь несколько логических дисков (называемых томами ) в одном контейнере, где свободное пространство доступно для всех томов в этом контейнере (блочное устройство).

Ограничения

Хотя APFS включает в себя множество улучшений по сравнению со своим предшественником HFS +, был отмечен ряд ограничений.

Ограниченная проверка целостности пользовательских данных

APFS не предоставляет контрольные суммы для пользовательских данных. Он также не использует преимущества энергонезависимой оперативной памяти с байтовой адресацией .

Производительность на жестких дисках

Перечисление файлов и любых метаданных inode в целом выполняется намного медленнее в APFS, когда он расположен на жестком диске . Это связано с тем, что вместо хранения метаданных в фиксированном месте, как это делает HFS +, APFS хранит их вместе с фактическими данными файла. Эта фрагментация метаданных означает, что при перечислении файлов выполняется больше поисков , приемлемых для твердотельных накопителей, но не для жестких дисков.

Совместимость с Time Machine до macOS 11

В отличие от HFS +, APFS не поддерживает жесткие ссылки на каталоги. Поскольку версия программного обеспечения для резервного копирования Time Machine, включенная в Mac OS X 10.5 (Leopard) по macOS 10.15 (Catalina), полагалась на жесткие ссылки на каталоги, APFS изначально не поддерживалась для его томов резервного копирования. Это ограничение было преодолено, начиная с macOS 11 Big Sur , где APFS теперь является файловой системой по умолчанию для новых резервных копий Time Machine (существующие резервные диски в формате HFS + также по-прежнему поддерживаются). Реализация Time Machine в macOS Big Sur в сочетании с дисками в формате APFS обеспечивает «более быстрое, компактное и более надежное резервное копирование», чем это было возможно с дисками для резервного копирования в формате HFS +.

Проблемы с безопасностью

• В марте 2018 года в драйвере APFS в High Sierra была обнаружена ошибка, из-за которой пароль шифрования диска регистрировался в виде открытого текста.
• В январе 2021 года в драйвере APFS в iOS Служба поддержки

macOS

Ограниченная экспериментальная поддержка APFS была впервые представлена ​​в macOS Sierra 10.12.4. Начиная с macOS 10.13 High Sierra , все устройства с флеш-памятью автоматически конвертируются в APFS. Начиная с macOS 10.14 Mojave , диски Fusion и жесткие диски также обновляются при установке. Основной пользовательский интерфейс для обновления не предоставляет возможности отказаться от этого преобразования, а устройства, отформатированные с использованием версии APFS High Sierra, не будут доступны для чтения в предыдущих версиях macOS. Пользователи могут отключить преобразование APFS, используя startosinstall утилиту установщика в командной строке и передав —converttoapfs NO .

Тома FileVault не конвертируются в APFS в macOS Big Sur 11.2.1. Вместо этого macOS форматирует внешние диски FileVault как логические тома CoreStorage, отформатированные с помощью Mac OS Extended (журналируемые). Диски FileVault могут быть дополнительно зашифрованы.

Экспериментальная версия APFS с некоторыми ограничениями доступна в macOS Sierra через diskutil утилиту командной строки . Среди этих ограничений он не выполняет нормализацию Unicode, в то время как HFS + выполняет, что приводит к проблемам с языками, отличными от английского. Диски, отформатированные с помощью версии APFS от Sierra, также могут быть несовместимы с будущими версиями macOS или окончательной версией APFS, а версия APFS от Sierra не может использоваться с Time Machine , томами FileVault или дисками Fusion.

iOS, tvOS и watchOS

IOS 10,3 , tvOS 10,2 и watchOS 3,2 конвертировать существующий HFSX файловой системы на НПФ совместимых устройств.

Сторонние утилиты

Несмотря на повсеместное распространение томов APFS на современных компьютерах Mac и введение этого формата в 2016 году, сторонние утилиты восстановления по-прежнему имеют заметные ограничения в поддержке томов APFS из-за задержки выпуска полной документации Apple. По словам Alsoft, производителя DiskWarrior, выпуск Apple в 2018 году частичной документации формата APFS задержал создание версии DiskWarrior, которая может безопасно восстанавливать диски APFS. Ожидается, что конкурирующие продукты, в том числе TechTool от MicroMat и Drive Genius от Prosoft, также увеличат поддержку APFS.

Paragon Software Group опубликовала комплект для разработки программного обеспечения под лицензией BSD из 4 пунктов, который поддерживает доступ только для чтения к дискам APFS. Независимая реализация Joachim Metz с открытым исходным кодом только для чтения , libfsapfs, выпущена под лицензией GNU Lesser General Public License v3. Он был упакован в репозитории программного обеспечения Debian и Ubuntu . Оба являются инструментами командной строки, которые не предоставляют обычный интерфейс драйвера файловой системы. Существует драйвер файловой системы в пространстве пользователя (FUSE) для Linux под названием apfs-fuse с доступом только для чтения. Проект «APFS для Linux» работает над интеграцией поддержки APFS в ядро ​​Linux.

Источник