Класс запоминающих устройств USB (также известный как USB MSC или UMS ) представляет собой набор протоколов вычислительной связи , в частности класс USB-устройств , определенный Форумом разработчиков USB , который делает USB- устройство доступным для главного вычислительного устройства и обеспечивает передачу файлов. между хостом и USB-устройством. Для хоста USB-устройство действует как внешний жесткий диск; набор протоколов взаимодействует с рядом устройств хранения данных.
К устройствам, подключенным к компьютерам по этому стандарту, относятся:
Устройства, поддерживающие этот стандарт, известны как устройства MSC (Mass Storage Class). Хотя MSC является исходной аббревиатурой, UMS (Universal Mass Storage) также вошло в обиход.
Большинство основных операционных систем включают поддержку USB-накопителей; поддержка в старых системах обычно доступна через исправления.
Microsoft Windows поддерживает MSC, начиная с Windows 2000. Поддержка USB, поставляемая Microsoft, в Windows до Windows 95 и Windows NT 4.0 не поддерживается . Windows 95 OSR2.1, обновление операционной системы, имело ограниченную поддержку USB. В то время Microsoft не выпустила универсального драйвера USB-накопителя (в том числе для Windows 98 ), и для каждого типа USB-накопителя требовался драйвер для конкретного устройства. Бесплатные драйверы сторонних производителей стали доступны для Windows 98 и Windows 98SE, а сторонние драйверы также доступны для Windows NT 4.0. Windows 2000 поддерживает (через универсальный драйвер) стандартные USB-накопители; Windows Me и все более поздние версии Windows также включают поддержку.
Windows Mobile поддерживает доступ к большинству USB-накопителей большой емкости, отформатированных с помощью FAT, на устройствах с USB-хостом. Однако портативные устройства обычно не могут обеспечить достаточную мощность для корпусов жестких дисков (2,5-дюймовый (64 мм) жесткий диск обычно требует максимум 2,5 Вт в спецификации USB) без USB-концентратора с автономным питанием . Устройство Windows Mobile не может отображать свою файловую систему как запоминающее устройство, если разработчик устройства не добавит эту функциональность. Однако сторонние приложения добавляют эмуляцию MSC в большинство устройств WM (коммерческий Softick CardExport и бесплатный WM5torage). Обычно можно экспортировать только карты памяти (не внутреннюю память) из-за проблем с файловой системой; см. доступ к устройству ниже.
Функция автозапуска Windows работала на всех съемных носителях, позволяя USB-накопителям стать порталом для компьютерных вирусов . Начиная с Windows 7 , Microsoft ограничила автозапуск приводами CD и DVD, обновив предыдущие версии Windows. [1]
Ни MS-DOS , ни большинство совместимых операционных систем не поддерживали USB. Для поддержки USB-устройств хранения данных доступны универсальные драйверы сторонних производителей, такие как Duse, USBASPI и DOSUSB. FreeDOS поддерживает USB-накопители в качестве интерфейса Advanced SCSI Programming Interface (ASPI).
Mac OS 9 и macOS от Apple Computer поддерживают USB-накопители; Mac OS 8.5.1 поддерживала USB-накопитель большой емкости через дополнительный драйвер.
Ядро Linux поддерживает USB-устройства хранения данных начиная с серии 2.4 (2001 г.), и был сделан обратный порт ядра 2.2.18 [2] . В Linux существуют дополнительные функции в дополнение к общим драйверам для устройств класса запоминающих устройств USB, включая особенности, исправления ошибок и дополнительные функции для устройств и контроллеров (функции, поддерживаемые поставщиком, такие как сквозная передача команд ATA для мостов ATA-USB). , что полезно для SMART или мониторинга температуры, управления раскруткой и замедлением жестких дисков и других опций). Сюда входит определенная часть устройств на базе Android благодаря поддержке USB-OTG , поскольку Android использует ядро Linux. [ нужна цитата ]
Solaris поддерживает устройства с версии 2.8 (1998 г.), NetBSD с версии 1.5 (2000 г.), FreeBSD с версии 4.0 (2000 г.) и OpenBSD с версии 2.7 (2000 г.). Digital UNIX (позже известный как Tru64 UNIX ) поддерживает USB и запоминающие устройства USB начиная с версии 4.0E (1998 г.). AIX поддерживает запоминающие устройства USB начиная с версий 5.3 T9 и 6.1 T3; однако он не поддерживается должным образом и ему не хватает таких функций, как разбиение на разделы и общая блокировка. [3]
Xbox 360 и PlayStation 3 поддерживают большинство устройств хранения данных для передачи мультимедийных данных, таких как изображения и музыка. По состоянию на апрель 2010 года на Xbox 360 (a) использовалось запоминающее устройство для сохраненных игр [4] , а на PS3 допускалась передача данных между устройствами на запоминающем устройстве. Независимые разработчики выпустили драйверы для TI-84 Plus и TI-84 Plus Silver Edition для доступа к USB-накопителям. [5] В этих калькуляторах драйвер usb8x поддерживает приложение пользовательского интерфейса msd8x.
Спецификация USB-накопителя обеспечивает интерфейс для ряда стандартных наборов команд, позволяя устройству раскрывать свой подкласс. На практике указание набора команд через его подкласс мало поддерживается; большинство драйверов поддерживают только прозрачный набор команд SCSI , обозначая свое подмножество набора команд SCSI типом периферийного устройства SCSI (PDT). Коды подклассов определяют следующие наборы команд:
Спецификация не требует наличия определенной файловой системы на соответствующих устройствах. На основе указанного набора команд и любого подмножества он предоставляет средства для чтения и записи секторов данных (аналогично низкоуровневому интерфейсу, используемому для доступа к жесткому диску ). Операционные системы могут относиться к запоминающему устройству USB как к жесткому диску; пользователи могут разделить его в любом формате (например, MBR и GPT) и отформатировать в любой файловой системе.
Из-за своей относительной простоты наиболее распространенной файловой системой на встроенных устройствах , таких как USB-накопители , камеры или цифровые аудиоплееры, является файловая система Microsoft FAT или FAT32 (с дополнительной поддержкой длинных имен файлов ). Однако запоминающие устройства USB можно отформатировать в любой другой файловой системе, например NTFS в Windows NT, HFS Plus в macOS , Ext2 в Linux или файловой системе Unix в Solaris или BSD). Этот выбор может ограничить (или предотвратить) доступ к содержимому устройства оборудования, использующего другую операционную систему. Варианты хранения, зависящие от ОС, включают LVM , таблицы разделов и программное шифрование.
В камерах, MP3-плеерах и подобных устройствах, которым необходим доступ к файловой системе, независимой от внешнего хоста, производители предпочитают файловую систему FAT32. Все такие устройства останавливают свою файловую систему ( размонтируют ), прежде чем сделать ее доступной операционной системе хоста, чтобы предотвратить повреждение файловой системы или другой ущерб (хотя теоретически оба устройства могут использовать режим только для чтения или кластерную файловую систему ). . Некоторые устройства имеют переключатель (или опцию) защиты от записи, позволяющий использовать их в режиме только для чтения.
Производители предварительно отформатированных устройств используют две основные схемы разделения. Файловую систему (обычно FAT32) помещают непосредственно на устройство без разбиения на разделы, начиная с сектора 0 без дополнительных загрузочных секторов, заголовков или разделов. Другой использует таблицу разделов DOS (и код MBR), причем один раздел охватывает все устройство. Этот раздел часто выравнивается по двум секторам высокой мощности (например, 1 или 2 МБ), что характерно для твердотельных накопителей для обеспечения производительности и долговечности. Некоторые устройства со встроенным хранилищем, напоминающие запоминающие устройства USB (например, MP3-плееры с портом USB), сообщают о поврежденной (или отсутствующей) файловой системе, если их переформатировать в другую файловую систему. Однако большинство устройств с разделами по умолчанию можно переразбить (путем уменьшения первого раздела и файловой системы) с помощью дополнительных разделов. Такие устройства будут использовать первый раздел для своих операций; после подключения к хост-системе все разделы доступны.
Устройства, подключенные к одному порту USB, могут работать как несколько устройств USB, одно из которых является запоминающим устройством USB. Это упрощает распространение и доступ к драйверам и документации, в первую очередь для операционных систем Microsoft Windows и Mac OS X. Такие драйверы необходимы для полноценного использования устройства, обычно потому, что оно не соответствует стандартному классу USB или имеет дополнительные функции. Встроенное запоминающее устройство USB позволяет устанавливать дополнительные драйверы без использования компакт-дисков, дискет или доступа в Интернет к веб-сайту поставщика; это важно, поскольку многие современные системы поставляются без оптических или флоппи-дисководов. Доступ в Интернет может быть недоступен, поскольку устройство обеспечивает доступ к сети (беспроводной, GSM или Ethernet-карте). Встроенный USB-накопитель обычно предоставляется производителем постоянно только для чтения, что предотвращает случайное повреждение и использование для других целей (хотя при обновлении прошивки его можно обновить с помощью собственных протоколов). Преимуществами такого способа распространения являются меньшая стоимость, упрощенная установка и обеспечение переносимости драйверов.
Некоторые расширенные команды жесткого диска , такие как очередь команд с тегами и собственная очередь команд (которая может повысить производительность), безопасное стирание ATA (которая позволяет безопасно удалить все данные на диске) и SMART (доступ к индикаторам надежности диска) существуют как расширения наборов команд низкого уровня, таких как SCSI , ATA и ATAPI . Эти функции могут не работать, если диски помещены в дисковый массив , поддерживающий интерфейс USB-накопителя. Некоторые интерфейсы USB-накопителей являются универсальными и предоставляют базовые команды чтения и записи; хотя это хорошо работает для базовой передачи данных с устройствами, содержащими жесткие диски, не существует простого способа отправки расширенных, специфичных для устройства команд на такие запоминающие устройства USB (хотя устройства могут создавать свои собственные протоколы связи через стандартный интерфейс управления USB). ). Протокол USB Attached SCSI (UAS), представленный в USB 3.0, устраняет некоторые из этих проблем, включая организацию очереди команд, каналы команд для оборудования, требующего их, и управление питанием.
Определенные наборы микросхем USB 2.0 имели собственные методы обеспечения сквозной передачи SCSI, которые можно было использовать для чтения данных SMART с дисков с помощью таких инструментов, как smartctl (с использованием параметра -d , за которым следует «набор микросхем»). [6] Более поздние чипсеты USB-накопителей поддерживают SCSI/ATA Translation (SAT) как общий протокол для взаимодействия с устройствами ATA (и SATA). [7] Использование экзотических сквозных команд ATA или SCSI (таких как безопасное удаление или защита паролем) при подключении диска через USB-мост может привести к сбою диска, особенно при использовании утилиты hdparm . [8]
С сайта форума разработчиков USB: