Файловая система для apple

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 против Mac OS Extended — что лучше и как форматировать [Советы по MiniTool]

Apfs Vs Mac Os Extended Which Is Better How Format

Резюме :

Что вы знаете о APFS и Mac OS Extended? Какую файловую систему Mac выбрать? Как отформатировать жесткий диск для Mac? Если у вас есть подобные вопросы, внимательно прочтите эту страницу, чтобы найти ответы; будут представлены основные различия между APFS и расширенной файловой системой Mac OS, а также несколько способов форматирования жесткого диска (внутреннего / внешнего) на Mac.

Быстрая навигация:

Mac (ранее известный как Macintosh) относится к персональным компьютерам, которые разрабатываются, производятся и продаются Apple Inc. MacOS — одна из самых популярных операционных систем в мире; это главный конкурент Windows.

Общая файловая система Mac включает:

• APFS (файловая система Apple) : файловая система по умолчанию, используемая в macOS 10.13 и более поздних версиях.
• Mac OS Extended : файловая система, используемая в macOS 10.12 и более ранних версиях.
• FAT (MS-DOS) и exFAT : системные системы, которые поддерживаются как Mac, так и Windows.

Вы можете спросить, в чем разница между APFS и Mac OS Extended? В следующем содержании сначала обсуждается APFS против Mac OS Extended ; после этого он расскажет, как отформатировать жесткий диск для Mac несколькими способами.

Наконечник: Ты знаешь Решение MiniTool ? Это компания, которая занимается разработкой программного обеспечения для различных целей (восстановление данных, управление дисками, резервное копирование системы и т. Д.) И регулярно обновляет их.

Часть 1: APFS против Mac OS Extended

В этой части я сначала познакомлю вас с APFS и расширенной Mac OS. Затем я кратко сравним эти две файловые системы, используемые на Mac.

Что такое формат APFS

APFS (полное название — Apple File System) — это проприетарная файловая система, выпущенная Apple Inc. Ее можно использовать на различных устройствах под управлением macOS High Sierra (10.13) и более поздних версий, iOS 10.3 и более поздних версий, всех версий iPadOS, watchOS 3.2 и новее или tvOS 10.2 и новее. APFS — это новая файловая система, которая изначально была разработана Mac для устранения основных проблем Mac OS Extended.

Что такое Mac OS Extended (в журнале)

Mac OS Extended, также известная как HFS +, HFS Plus или HFS Extended, на самом деле файловая система журналирования выпущен Apple Inc. Он был выпущен в 1998 году для замены HFS (иерархическая файловая система, также известная как стандарт Mac OS или стандарт HFS), которая является предыдущей основной файловой системой на компьютерах Apple. Два основных преимущества HFS + по сравнению с HFS: a. он поддерживает файлы гораздо большего размера; б. он использует Unicode для именования элементов.

Часть 2: что лучше: APFS или Mac OS Extended

APFS против HFS + против HFS:

Файловая система APFS была анонсирована в июне 2016 года для замены HFS + (также известной как HFS Plus или Mac OS Extended); последняя использовалась на всех компьютерах Mac в качестве основной файловой системы с 1998 года для замены предыдущей HFS.

Выберите APFS для SSD и флэш-накопителей

По сравнению с расширенной Mac OS, APFS была значительно оптимизирована с точки зрения шифрования, поэтому она больше подходит для хранения на флэш-дисках и твердотельных накопителях. APFS становится файловой системой по умолчанию как для твердотельных накопителей, так и для флеш-накопителей.

• В 2016 году Apple впервые выпустила APFS для замены Mac OS Extended (предыдущая файловая система по умолчанию на Mac); он обладает всеми преимуществами, которые есть в Mac OS Extended.
• Частичная спецификация для APFS была опубликована Apple в сентябре 2018 года, чтобы разрешить доступ только для чтения к диску APFS даже на незашифрованных устройствах хранения, не поддерживающих Fusion.

Но не волнуйтесь, вы все равно можете использовать APFS на механических и гибридных дисках.

Если это не поможет вам с бесплатным восстановлением данных USB, ничего не поможет

Чтобы получить качественную, но бесплатную услугу восстановления данных USB, вы должны использовать MiniTool Power Data Recovery Free Edition; в этом посте рассказывается, как восстановить данные USB.

В APFS есть два основных момента.

1 ул : высокая скорость. Копирование и вставка папки на диске APFS можно завершить мгновенно, поскольку файловая система указывает в основном на одни и те же данные дважды.

• В метаданных внесены огромные улучшения, поэтому многие действия можно выполнять быстро; например, подтверждение того, сколько места целевой файл / папка занимает на диске APFS.
• Надежность также значительно улучшена. Пользователи не сталкиваются поврежденные файлы так часто, как раньше.

2 nd : обратная совместимость. Если вы используете macOS Sierra 2016 или более поздние версии macOS, поздравляем, у вас есть доступ как для чтения, так и для записи к файловой системе APFS, HFS + и HFS. Однако пользователям, работающим со старым Mac (или операционной системой Windows), им не разрешается записывать данные на диски, отформатированные в APFS.

Плюсы и минусы APFS

Основные преимущества APFS:

• Он может создавать моментальные снимки для пользователей.
• APFS позволяет пользователям зашифровать весь диск с помощью одного или нескольких ключей, чтобы повысить безопасность.
• Контрольные суммы используются для обеспечения целостности метаданных.
• Он создает новые записи вместо перезаписи существующих, чтобы избежать повреждения метаданных; записи могут быть повреждены из-за сбоя системы или по другим причинам.
• Управление хранилищем APFS более эффективно, чем HFS +, что помогает пользователям получить дополнительное свободное пространство.
• Пользователям не нужно дважды записывать изменения, выбирая APFS вместо HFS +; это повысит производительность системы на некоторых устройствах.
• Допускаются клоны или несколько копий одного и того же файла; он сохранит изменения только как дельты. Это помогает значительно уменьшить пространство для хранения, когда пользователи копируют файлы, вносят изменения или делают другие вещи.
• Диск APFS обычно более стабилен и надежен, чем предыдущий диск HFS + или HFS.

Основные недостатки APFS:

• Сжатие запрещено на диске APFS.
• Он не поддерживает приводы Fusion.
• NVRAM ( Энергонезависимая память с произвольным доступом ) нельзя использовать даже для хранения данных.
• Используемые контрольные суммы доступны только для обеспечения целостности метаданных (достоверность пользовательских данных не может быть гарантирована).
• Вы можете получить доступ к зашифрованным томам только с другого компьютера, на котором работает macOS High Sierra.
• Кажется, самый большой недостаток в том, что APFS до сих пор несовместима с Time Machine. Вот почему пользователям рекомендуется делать резервные копии на диске Mac OS Extended, если они не используют сторонний инструмент резервного копирования, а не встроенную Time Machine.

Выберите Mac OS Extended Journaled для механических жестких дисков

Mac OS Extended (HFS +) является файловой системой по умолчанию для всех компьютеров Mac с 1998 по 2017 год, пока ее не заменит новый APFS. До сих пор это файловая система по умолчанию как для механических, так и для гибридных жестких дисков. Вы должны оставить его без изменений при установке macOS или форматировании внешнего жесткого диска Mac. HFS + — лучший выбор, чем APFS, даже для современных механических и гибридных жестких дисков.

Кроме того, вам обязательно следует выбрать Mac OS Extended при переформатировании внешнего жесткого диска Mac, учитывая, что он может использоваться на старых компьютерах Mac с El Capitan или более ранними версиями macOS. Как вы знаете, новая файловая система APFS несовместима с этими старыми версиями macOS.

Плюсы и минусы HFS +

Основные преимущества HFS +:

• Он поддерживает диски Fusion (которые не поддерживаются APFS).
• Он поддерживает все версии Mac OS X и macOS.
• Вы можете зашифровать тома, а затем получить к ним доступ из любой версии Mac OS X и macOS.

Основные недостатки HFS +:

• Нет моментального снимка для пользователей.
• Стандарт наносекунд не используется для отметок времени.
• Встроенная поддержка файлов для других файловых систем слишком ограничена.
• Поддержка Mac OS Extended будет прекращена 6 февраля 2040 года.
• Контрольная сумма не используется для целостности метаданных или целостности данных пользователя.
• У вас не может быть одновременного доступа к файловой системе для процесса.

Заметка: Похоже, Apple не будет уделять много времени совершенствованию HFS + в будущем. APFS будет новой файловой системой будущего для устройств Apple; вполне вероятно, что Apple добавит в APFS больше функций и продолжит улучшать ее для повышения безопасности и удобства пользователей.

При выборе между APFS и Mac OS Extended задайте себе следующие вопросы:

• Вы форматируете внутренний или внешний жесткий диск на Mac?
• На какой macOS вы работаете? Вы готовитесь к установке macOS High Sierra или новее?
• Включено ли резервное копирование Time Machine или загрузочный установщик в ваше ежедневное расписание?
• Вы собираетесь использовать диск на другом Mac или даже на компьютере с Windows?

Источник