stringtranslate.com

Файловая система Apple

Apple File System ( APFS ) — это собственная файловая система , разработанная и развернутая Apple Inc. для macOS Sierra (10.12.4) [6] и более поздних версий, iOS 10.3 , tvOS 10.2, [7] watchOS 3.2, [8] и всех версий. iPadOS .​ [9] [10] Он направлен на исправление основных проблем HFS + (также называемого Mac OS Extended), предшественника APFS в этих операционных системах. APFS оптимизирована для хранения данных на твердотельных накопителях и поддерживает шифрование , создание снимков и повышенную целостность данных, а также другие возможности. [11] [12]

История

Файловая система Apple была анонсирована на конференции разработчиков Apple ( WWDC) в июне 2016 года в качестве замены HFS+ , которая использовалась с 1998 года. [11] [12] APFS была выпущена для 64-битных устройств iOS 27 марта. , 2017 г., с выпуском iOS 10.3, и для устройств macOS 25 сентября 2017 г., с выпуском macOS 10.13 . [13] [8]

В сентябре 2018 года Apple выпустила частичную спецификацию APFS, которая поддерживала доступ только для чтения к файловым системам Apple на незашифрованных устройствах хранения, не поддерживающих Fusion. Спецификация программного шифрования была задокументирована позже. [14]

Дизайн

Файловую систему можно использовать на устройствах с относительно небольшим или большим объемом памяти. Он использует 64-битные номера индексных дескрипторов [2] и обеспечивает более безопасное хранение с помощью технологии, называемой «Защита данных». Код APFS, как и код HFS+, использует команду TRIM для лучшего управления пространством и производительности. Это может увеличить скорость чтения и записи на iOS и macOS [8] , а также пространство на устройствах iOS из-за того, как APFS рассчитывает доступные данные. [15]

Схема раздела

APFS использует схему разделов GPT . В схеме GPT имеется один или несколько контейнеров APFS (GUID типа раздела — 7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC ). В каждом контейнере имеется один или несколько томов APFS, каждый из которых совместно использует выделенное пространство контейнера, и каждый том может иметь роли тома APFS. В macOS Catalina (macOS 10.15) появилась группа томов APFS, представляющая собой группы томов, которые Finder отображает как один том. Фирменные ссылки APFS находятся между жесткими и программными ссылками , а также между томами.

В macOS Catalina роль системного тома (обычно называемая «Macintosh HD») стала доступна только для чтения, а в macOS Big Sur (macOS 11) она стала подписанным системным томом (SSV), и монтируются только снимки тома. Роль тома данных (обычно называемая «Macintosh HD — Данные») используется как наложение или тень системного тома , а тома « Система» и «Данные» являются частью одной и той же группы томов и отображаются как один в Finder.

Клоны

Клоны позволяют операционной системе эффективно создавать копии файлов на одном и том же томе, не занимая дополнительного места для хранения. Изменения в клонированном файле сохраняются как дельта-экстенты , что сокращает объем памяти, необходимый для версий и копий документа. [10] Однако не существует интерфейса для пометки двух копий одного и того же файла как клонов другого или для других типов дедупликации данных .

Снимки

Тома APFS поддерживают снимки для создания экземпляра файловой системы, доступного только для чтения, на определенный момент времени. [10]

Шифрование

Apple File System изначально поддерживает полное шифрование диска [ 2] и шифрование файлов со следующими параметрами:

Увеличено максимальное количество файлов.

APFS поддерживает 64-битные номера индексных дескрипторов , поддерживая более 9 квинтиллионов файлов (2 63 ) на одном томе. [2] [5]

Целостность данных

Файловая система Apple использует контрольные суммы для обеспечения целостности метаданных, но не пользовательских данных. [16]

Защита от сбоев

Файловая система Apple разработана таким образом, чтобы избежать повреждения метаданных, вызванного сбоями системы . Вместо того, чтобы перезаписывать существующие записи метаданных, он записывает совершенно новые записи, указывает на новые, а затем освобождает старые — подход, известный как перенаправление при записи . Это позволяет избежать повреждения записей, содержащих частично старые и частично новые данные, вызванных сбоем, возникающим во время обновления. Это также позволяет избежать необходимости дважды записывать изменения, как это происходит в журналируемой файловой системе HFS+, где изменения записываются сначала в журнал, а затем в файл каталога. [16]

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 с помощью той же системы AppleFSCompression/decmpfs с использованием вилок ресурсов или расширенных атрибутов. Как и в случае с HFS+, прозрачность нарушается для инструментов, которые не используют процедуры, заключенные в decmpfs. [17]

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). [18]

Ограничения

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

Ограниченные проверки целостности пользовательских данных

APFS не предоставляет контрольные суммы для пользовательских данных. [19] Он также не использует преимущества энергонезависимой оперативной памяти с байтовой адресацией . [20] [21]

Производительность на жестких дисках

Перечисление файлов и любых метаданных inode в целом происходит намного медленнее в APFS, если они расположены 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. Такая фрагментация метаданных означает, что при перечислении файлов выполняется больше операций поиска , приемлемых для твердотельных накопителей, но не для жестких дисков. [22]

Совместимость с Time Machine до macOS 11.

В отличие от HFS+, APFS не поддерживает жесткие ссылки на каталоги. [3] [23] 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 поддерживался для томов резервных копий. [24] [23] 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 диски для резервных копий в формате HFS+ также по-прежнему поддерживаются). [25] Реализация Time Machine в macOS Big Sur в сочетании с дисками в формате APFS обеспечивает «более быстрое, компактное и надежное резервное копирование», чем это было возможно с дисками для резервного копирования в формате HFS+. [26] [27]

Проблемы с безопасностью

Поддерживать

macOS

Экспериментальная версия APFS с некоторыми ограничениями представлена ​​в macOS Sierra 10.12.4. Он доступен через diskutilутилиту командной строки. Среди этих ограничений он не выполняет нормализацию Unicode , в отличие от HFS+, [33] что приводит к проблемам с языками, отличными от английского. [34] Диски, отформатированные с помощью версии APFS Sierra, также могут быть несовместимы с более поздними версиями macOS или APFS, а версию APFS Sierra нельзя использовать с Time Machine , томами FileVault или Fusion Drives. [35]

Начиная с macOS 10.13 High Sierra , все устройства с флэш-памятью автоматически преобразуются в APFS. [36] Начиная с macOS 10.14 Mojave , Fusion Drives и жесткие диски также обновляются при установке. [37] В основном пользовательском интерфейсе для обновления нет возможности отказаться от этого преобразования, а устройства, отформатированные с помощью версии APFS High Sierra, не будут читабельны в предыдущих версиях macOS. [36] Пользователи могут отключить преобразование APFS, используя утилиту установщика startosinstallв командной строке и передав --converttoapfs NO. [38]

Тома FileVault не преобразуются в APFS, начиная с macOS Big Sur 11.2.1. Вместо этого macOS форматирует внешние диски FileVault как логические тома CoreStorage, отформатированные с помощью Mac OS Extended (журналируемый). Диски FileVault могут быть дополнительно зашифрованы. [ нужна цитата ]

iOS, tvOS и watchOS

iOS 10.3 , tvOS 10.2 и watchOS 3.2 преобразуют существующую файловую систему HFSX в APFS на совместимых устройствах. [13] [8] [39]

Сторонние утилиты

Несмотря на повсеместное распространение томов APFS на современных компьютерах Mac и появление 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 компании Tooft, производителя DiskWarrior, выпуск Apple частичной документации по формату APFS в 2018 году задержал создание версии DiskWarrior, которая может безопасно восстанавливать диски APFS. [40] Ожидается, что конкурирующие продукты, в том числе TechTool от MicroMat и Drive Genius от Prosoft, также расширят поддержку APFS.

Группа компаний Paragon Software опубликовала комплект разработки программного обеспечения под лицензией BSD из 4 пунктов , который поддерживает доступ только для чтения к дискам APFS. [41] Независимая реализация с открытым исходным кодом только для чтения , разработанная Йоахимом Метцем, libfsapfs, выпущена под лицензией GNU Lesser General Public License v3. Он был упакован в репозитории программного обеспечения Debian , Fedora Linux , Rocky Linux , Red Hat Enterprise Linux и Ubuntu . [42] [43] [44] Оба являются инструментами командной строки, которые не предоставляют обычный интерфейс драйвера файловой системы. Для Linux существует драйвер файловой системы в пространстве пользователя (FUSE), который называется apfs-fuse и имеет доступ только для чтения. [45] Проект «APFS для Linux» работает над интеграцией поддержки APFS в ядро ​​Linux. [46]

Коммерческий продукт APFS для Windows от Paragon обеспечивает поддержку чтения и записи на тома APFS во всех версиях Windows, от Windows 7 до Windows 11 и от Windows Server 2008 R2 до Windows Server 2022, но он не может форматировать или проверять тома APFS, и он не может читать тома APFS, которые аппаратно зашифрованы с помощью чипа безопасности Apple T2 . [47]

MacDrive, разработанный Mediafour, впервые был выпущен в 1996 году с поддержкой HFS-дисков в формате Mac, чтобы удовлетворить растущую потребность в кроссплатформенном обмене файлами между компьютерами Mac и Windows. За прошедшие годы MacDrive претерпел множество обновлений, расширяющих его возможности и добавляющих полную поддержку новых файловых систем macOS, таких как HFS+ и APFS. В 2017 году Mediafour была приобретена компанией OWC (Other World Computing), которая продолжила разработку и улучшение MacDrive.

В отличие от Paragon, MacDrive предлагает более комплексное решение по сравнению с Paragon. Поддержка APFS в MacDrive является встроенной, а не решением с открытым исходным кодом, обеспечивающим большую поддержку дисков APFS, например, полную защиту от сбоев в случае неожиданного отключения диска. MacDrive также может форматировать тома APFS и обеспечивает полную поддержку чтения/записи, даже если том APFS имеет дублированные файлы или резервную копию которого создала Time Machine. Удобный интерфейс и производительность MacDrive делают его более надежным выбором для пользователей, которым нужна надежная и комплексная поддержка APFS в системах Windows.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Аб Хансен, К.Х.; Тулан, Ф. (21 сентября 2017 г.). «Расшифровка файловой системы APFS». Цифровое расследование . 22 : 107–132. doi :10.1016/j.diin.2017.07.003. ISSN  1742-2876.
  2. ^ abcdef «Сравнение форматов томов». Разработчик Apple . Проверено 25 мая 2018 г.
  3. ^ abc «Руководство по файловой системе Apple / Часто задаваемые вопросы» . Проверено 25 мая 2018 г.
  4. ^ Бертен, Рене. «Сжатие и APFS». Гитхаб . Проверено 2 февраля 2019 г.
  5. ^ abc Apple Inc. «Руководство по файловой системе Apple (функции)» . Проверено 16 декабря 2023 г.
  6. ↑ Виго, Хесус (13 апреля 2017 г.). «Как настроить и использовать файловую систему Apple APFS в macOS Sierra». TechRepublic.
  7. ^ «tvOS 10.2». Что нового в tvOS . Apple Инк.
  8. ↑ abcd Уоррен, Том (27 марта 2017 г.). «Сегодня Apple обновляет миллионы устройств iOS до новой современной файловой системы». Грань . Вокс Медиа . Архивировано из оригинала 27 марта 2017 года . Проверено 27 марта 2017 г.
  9. ↑ Роджер Фингас (13 июня 2016 г.). «Apple File System» будет масштабироваться с Apple Watch на Mac и заменит HFS+». Apple Инсайдер . Архивировано из оригинала 23 июля 2016 года.
  10. ↑ abcd Хатчинсон, Ли (13 июня 2016 г.). «Изучаем APFS, новую файловую систему Apple». Арс Техника Великобритания . Проверено 15 июня 2016 г.
  11. ^ аб Вайнтрауб, Сет (13 июня 2016 г.). «Файловая система Apple (APFS), анонсированная в 2017 году, масштабируется от Apple Watch до Mac Pro и фокусируется на шифровании». 9to5Mac . Архивировано из оригинала 28 марта 2017 года . Проверено 27 марта 2017 г.
  12. ↑ Аб Хатчинсон, Ли (13 июня 2016 г.). «В macOS Sierra обнаружена новая файловая система [обновлено]». Арс Техника . Конде Наст . Архивировано из оригинала 28 марта 2017 года . Проверено 27 марта 2017 г.
  13. ↑ Ab Clover, Джули (27 марта 2017 г.). «Apple выпускает iOS 10.3 с функциями Find My AirPods, APFS, настройками обзора App Store и многим другим». МакСлухи . Архивировано из оригинала 27 марта 2017 года . Проверено 27 марта 2017 г.
  14. ^ «Справочник по файловой системе Apple» (PDF) . Разработчик Apple.
  15. ^ Алан Локнейн (апрель 2017 г.). «Обновление вашего iPhone даст вам одно важное преимущество». joe.co.uk. ​Архивировано из оригинала 20 мая 2017 года.
  16. ^ аб Адам Левенталь (19 июня 2016 г.). «APFS в деталях: целостность данных». Архивировано из оригинала 21 июня 2016 года.
  17. ^ Согаард, Йенс К. «Как включить прозрачное сжатие в APFS?». Спросите другое . Проверено 13 ноября 2019 г.
  18. ^ Тамура, Эрик; Джампаоло, Доминик (2016). «Знакомство с файловой системой Apple» (PDF) . Проверено 28 мая 2022 г.
  19. ^ «Анализ хороших и плохих достоинств новой файловой системы APFS от Apple, проведенный разработчиком ZFS» . Арс Техника . 26 июня 2016 г.
  20. ↑ Робин Харрис (24 июня 2016 г.). «Почему APFS Apple не прослужит 30 лет». ЗДНет .
  21. ↑ Адам Левенталь (19 июня 2016 г.). «Подробно об APFS: обзор» . Проверено 1 октября 2017 г.
  22. ^ «Анализ производительности перечисления APFS на ротационных жестких дисках» . Клонер карбоновой копии . Проверено 8 января 2020 г.
  23. ^ аб Левенталь, Адам Х. (26 июня 2016 г.). «Анализ хороших и плохих достоинств новой файловой системы APFS от Apple, проведенный разработчиком ZFS». Арс Техника . APFS в настоящее время несовместима с Time Machine из-за отсутствия жестких ссылок на каталоги — довольно отвратительная реализация, которая, вероятно, способствует сомнительной надежности Time Machine.
  24. ^ «Диски, которые можно использовать с Time Machine» . Проверено 17 декабря 2019 г.
  25. ^ «Изменения APFS в Биг-Суре» . 29 июня 2020 г. Проверено 26 ноября 2020 г.
  26. ^ «Примечания к выпуску macOS Big Sur 11.0.1» . Яблоко . Проверено 13 декабря 2020 г.
  27. ↑ Каннингем, Эндрю (12 ноября 2020 г.). «macOS 11.0 Big Sur: обзор Ars Technica» . Арс Техника . Проверено 6 марта 2021 г.
  28. ^ «Ой! Единые журналы в High Sierra (10.13) показывают пароль в виде открытого текста для внешних томов, зашифрованных APFS, через Disk Utility.app» . mac4n6 . 21 марта 2018 года . Проверено 11 ноября 2019 г.
  29. ^ «О мерах безопасности iOS 14.4 и iPadOS 14.4 — Служба поддержки Apple» . Поддержка Apple . Проверено 7 февраля 2021 г.
  30. ^ «О содержании безопасности macOS Big Sur 11.2, обновлении безопасности 2021-001 Catalina, обновлении безопасности 2021-001 Mojave — поддержка Apple» . Поддержка Apple . Проверено 7 февраля 2021 г.
  31. ^ «О мерах безопасности watchOS 7.3 — Служба поддержки Apple» . Поддержка Apple . Проверено 7 февраля 2021 г.
  32. ^ «О мерах безопасности tvOS 14.4 — Служба поддержки Apple» . Поддержка Apple . Проверено 7 февраля 2021 г.
  33. ^ Цай, Майкл Дж. «Майкл Цай - Блог - Имена файлов APFS «Мешок байтов»» .
  34. ^ «APFS в настоящее время непригодна для большинства языков, отличных от английского». 6 апреля 2017 г. Архивировано из оригинала 8 июня 2017 г.
  35. ^ «Как отформатировать диск с файловой системой APFS в macOS Sierra» . Архивировано из оригинала 26 октября 2016 года . Проверено 26 октября 2016 г.
  36. ^ ab «Подготовка к использованию APFS в macOS High Sierra». Apple.com . 7 сентября 2017 г. Проверено 19 сентября 2017 г.
  37. ^ «macOS 10.14 Mojave: обзор Ars Technica» . arstechnica.com . 25 сентября 2018 г. Проверено 20 декабря 2018 г.
  38. ↑ Траутон, Рич (26 сентября 2017 г.). «Использование инструмента startosinstall установщика ОС macOS High Sierra, чтобы избежать преобразования APFS». Дер Камбала . Проверено 16 января 2018 г.
  39. ^ "Джейкпетрулес/Файловая система". Гитхаб . Проверено 29 марта 2017 г.
  40. ^ «DiskWarrior 5.2 и файловая система Apple (APFS)» . Проверено 28 июня 2020 г.
  41. ^ «Группа Paragon Software выпускает бесплатную версию Paragon APFS SDK Community Edition для разработчиков программного обеспечения, OEM-производителей и экспертов-криминалистов» . Группа программного обеспечения Paragon .GitHub
  42. ^ "Libyal/libfsapfs". Гитхаб . 7 ноября 2019 г. Библиотека и инструменты для доступа к файловой системе Apple (APFS).
  43. ^ «apfs-fuse — Пакеты Fedora» . packages.fedoraproject.org . Проверено 20 октября 2022 г.
  44. ^ "apfs-fuse-20200928-1.el9.x86_64.rpm" . rhel.pkgs.org .
  45. ↑ Росс, Алистер (23 февраля 2019 г.). «Как смонтировать дисковые тома macOS APFS в Linux». Полное руководство для новичков в Linux .(Гитхаб)
  46. ^ «linux-apfs/linux-apfs-rw: модуль APFS для Linux с экспериментальной поддержкой записи». Гитхаб . APFS для Linux. 4 февраля 2022 г.
  47. ^ «APFS для Windows | Программное обеспечение Paragon» . Группа программного обеспечения Paragon . Проверено 29 января 2024 г.

Внешние ссылки