Файловая система Apple - Apple File System

Не путать с Apple File Service (AFS), службой, реализующей Протокол хранения Apple (AFP).
Не путать с Файловая система Andrew (AFS), распределенная файловая система.

APFS
Разработчики)Apple Inc.
Полное имяФайловая система Apple
Введено27 марта 2017 г. (iOS), 25 сентября 2017 г. (macOS), с iOS 10.3, macOS 10.13
Идентификатор раздела7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC (GPT )
Структуры
Содержимое каталогаB-дерево[1]
Пределы
Максимум. размер файла8 EiB (9 223 372 036 854 775 808 байт)[2]
Максимум. количество файлов9,223,372,036,854,775,808[2]
Допустимые символы в именах файловЮникод 9.0 закодировано в UTF-8[3]
Функции
Даты записаныдоступ, изменены атрибуты, изменено содержимое, создано
Диапазон дат1 января 1970 г. - 21 июля 2554 г.[1]
Разрешение даты1 нс[2]
Разрешения файловой системыРазрешения Unix, NFSv4 ACL
Прозрачное сжатиеЧастично (decmpfs)[4]
Прозрачное шифрованиеда[5]
Копирование при записида[3][5]
Другой
Поддерживается операционные системыmacOS, iPadOS, iOS, tvOS, watchOS

Файловая система Apple (APFS) это проприетарный файловая система за macOS Высокая Сьерра (10,13) и позже, iOS 10.3 и новее, tvOS 10.2 и новее,[6] watchOS 3.2 и новее,[7] и все версии iPadOS, разработан и развернут Apple Inc.[8][9] Он направлен на исправление основные проблемы из HFS + (также называемая Mac OS Extended), предшественник APFS в этих операционных системах. Файловая система Apple оптимизирована для вспышка и твердотельный накопитель хранилище, уделяя основное внимание шифрование.[10][11]

История

Файловая система Apple была анонсирована на яблоко с конференция разработчиков (WWDC) в июне 2016 года в качестве замены HFS +, который использовался с 1998 года.[10][11] APFS был выпущен для 64-битный iOS устройств 27 марта 2017 г. с выпуском iOS 10.3 и для устройств MacOS 25 сентября 2017 г. с выпуском macOS 10.13.[12][7]

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.[13]

дизайн

Файловая система может использоваться на устройствах с относительно небольшим или большим объемом памяти. Он использует 64-битный индекс числа[2] и обеспечивает более безопасное хранение. Код APFS, как и код HFS +, использует Команда TRIM, для лучшего использования пространства и производительности. Это может увеличить скорость чтения-записи на iOS и macOS,[7] а также пространство на устройствах iOS из-за того, как APFS вычисляет доступные данные.[14]

Клоны

Клоны позволяют операционной системе создавать эффективные копии файлов на одном томе, не занимая дополнительного места для хранения. Изменения в клонированном файле сохраняются как дельта экстенты, уменьшая пространство для хранения, необходимое для редакций и копий документов.[9] Однако нет интерфейса, чтобы пометить две копии одного и того же файла как клоны другого или для других типов файлов. дедупликация данных.

Снимки

Файловая система Apple поддерживает снимки для создания доступного только для чтения экземпляра файловой системы на определенный момент времени.[9]

Шифрование

Файловая система Apple изначально поддерживает полное шифрование диска,[2] и шифрование файлов со следующими параметрами:

  • без шифрования
  • одноклавишный шифрование
  • многоключевое шифрование, при котором каждый файл зашифрован отдельным ключом, и метаданные зашифрован другим ключом.[9]

Увеличено максимальное количество файлов

APFS поддерживает 64-битную номера inode, поддерживает более 9 квинтиллионов файлов (263) на одном томе.[2][5]

Целостность данных

Файловая система Apple использует контрольные суммы для обеспечения целостность данных для метаданных.[15]

Защита от сбоев

Файловая система Apple предназначена для предотвращения повреждения метаданных, вызванного система вылетает. Вместо того, чтобы перезаписывать существующие записи метаданных на месте, он записывает совершенно новые записи, указывает на новые и 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.[15]

Сжатие

APFS поддерживает прозрачное сжатие отдельных файлов с помощью Deflate (Zlib), LZVN (libFastCompression) и LZFSE. Все трое Лемпель-Зив алгоритмы типа. 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.[16]

Совместное использование пространства

APFS добавляет возможность иметь несколько логических дисков (называемых тома ) в том же контейнере, где свободное пространство доступно для всех томов в этом контейнере (блочное устройство).[17]

Ограничения

Файловая система Apple не предоставляет контрольные суммы для пользовательских данных.[18] Он также не использует возможности побайтовой адресации. энергонезависимая память с произвольным доступом.[19][20]

В отличие от версий HFS + начиная с Leopard, APFS не поддерживает жесткие ссылки в каталоги.[3][21] Это соответствует многим другим современным файловым системам, но Машина времени по-прежнему полагается на них, поэтому APFS еще не является вариантом для резервных томов (начиная с macOS 10.15 Catalina).[22][21] Начиная с macOS 11 (Big Sur), APFS теперь является файловой системой по умолчанию для резервного копирования Time Machine.[23]

Перечисление файлов и любых индекс метаданные в целом намного медленнее в APFS, когда они расположены на накопитель 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 больше ищет выполняются при перечислении файлов, приемлемых для SSD, но не для HDD.[24]

Проблемы с безопасностью

  • В марте 2018 года в драйвере APFS в High Sierra была обнаружена ошибка, из-за которой пароль шифрования диска записывался в виде открытого текста.[25]

Поддержка

macOS

поскольку macOS High Sierra, все устройства с флеш-памятью автоматически конвертируются в APFS.[26] FileVault тома также конвертируются. По состоянию на macOS Mojave, Приводы Fusion жесткие диски также обновляются при установке.[27] 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.[26] Пользователи могут отключить преобразование APFS с помощью установщика startosinstall утилиту в командной строке и передав --converttoapfs НЕТ.[28]

Экспериментальная версия APFS с некоторыми ограничениями доступна в macOS Sierra через командную строку diskutil полезность. Среди этих ограничений он не работает. Юникод нормализация в то время как HFS + делает,[29] что приводит к проблемам с языками, отличными от английского.[30] Диски, отформатированные с помощью APFS от Sierra, также могут быть несовместимы с будущими версиями macOS или окончательной версией APFS, а APFS-версия Sierra не может использоваться с Машина времени, Тома FileVault или диски Fusion.[31]

iOS, tvOS и watchOS

iOS 10.3, tvOS 10.2, и watchOS 3.2 преобразовать существующие HFSX файловую систему в APFS на совместимых устройствах.[12][7][32]

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 отложил создание версии DiskWarrior, которая может безопасно восстанавливать диски APFS.[33] Ожидается, что конкурирующие продукты, включая TechTool от MicroMat и Drive Genius от Prosoft, также увеличат поддержку APFS.

Paragon Software Group опубликовал комплект для разработки программного обеспечения по части 4 Лицензия BSD который поддерживает доступ только для чтения к дискам APFS.[34] Независимый доступ только для чтения Открытый исходный код реализация Joachim Metz, libfsapfs, выпущена под Стандартная общественная лицензия ограниченного применения GNU v3. Он был упакован в Debian и Ubuntu программные репозитории.[35] Оба являются инструментами командной строки, которые не предоставляют обычный интерфейс драйвера файловой системы. Существует Файловая система в пространстве пользователя (FUSE) драйвер для Linux под названием apfs-fuse с доступом только для чтения.[36] Проект «APFS для Linux» работает над интеграцией поддержки APFS в ядро ​​Linux.[37]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Hansen, K.H .; Ф. Тулан (21 сентября 2017 г.). «Расшифровка файловой системы APFS». Цифровое расследование. 22: 107–132. Дои:10.1016 / j.diin.2017.07.003. ISSN  1742-2876.
  2. ^ а б c d е ж «Сравнение формата тома». Разработчик Apple. Получено 25 мая, 2018.
  3. ^ а б c «Руководство по файловой системе Apple / Часто задаваемые вопросы». Получено 25 мая, 2018.
  4. ^ Бертен, Рене. «Сжатие и APFS». Github. Получено 2 февраля, 2019.
  5. ^ а б c Apple Inc. «Руководство по файловой системе Apple (функции)». Получено 25 мая, 2018.
  6. ^ «tvOS 10.2». Что нового в tvOS. Apple Inc.
  7. ^ а б c d Уоррен, Том (27 марта 2017 г.). «Сегодня Apple переводит миллионы устройств iOS на новую современную файловую систему». Грани. Vox Media. В архиве из оригинала 27 марта 2017 г.. Получено 27 марта, 2017.
  8. ^ Роджер Фингас (13 июня 2016 г.). "'Файловая система Apple »будет масштабироваться с Apple Watch на Mac, заменит HFS +». Apple Insider. В архиве с оригинала от 23 июля 2016 г.
  9. ^ а б c d Хатчинсон, Ли (13 июня 2016 г.). «Копаемся в APFS, новой файловой системе Apple». Ars Technica UK. Получено 15 июня, 2016.
  10. ^ а б Вайнтрауб, Сет (13 июня 2016 г.). «Файловая система Apple (APFS), объявленная на 2017 год, масштабируется« от Apple Watch до Mac Pro »и ориентирована на шифрование». 9to5Mac. В архиве с оригинала 28 марта 2017 г.. Получено 27 марта, 2017.
  11. ^ а б Хатчинсон, Ли (13 июня 2016 г.). «В macOS Sierra обнаружена новая файловая система [Обновлено]». Ars Technica. Condé Nast. В архиве с оригинала 28 марта 2017 г.. Получено 27 марта, 2017.
  12. ^ а б Клевер, Джули (27 марта 2017 г.). «Apple выпускает iOS 10.3 с функцией« Найти мои AirPods », APFS, настройками обзора в App Store и многим другим». MacRumors. В архиве из оригинала 27 марта 2017 г.. Получено 27 марта, 2017.
  13. ^ «Справочник по файловой системе Apple» (PDF). Разработчик Apple.
  14. ^ Алан Локнейн. «Обновление вашего iPhone даст вам одно важное преимущество». joe.co.uk. В архиве из оригинала 20 мая 2017 года.
  15. ^ а б Адам Левенталь (19 июня 2016 г.). «APFS в деталях: целостность данных». В архиве из оригинала от 21 июня 2016 г.
  16. ^ Согаард, Йенс К. "Как включить прозрачное сжатие в APFS?". Спросите другое. Получено 13 ноября, 2019.
  17. ^ «Архивная копия» (PDF). В архиве (PDF) с оригинала 23 октября 2016 г.. Получено 10 июня, 2017.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  18. ^ Разработчик ZFS проанализировал достоинства и недостатки новой файловой системы Apple APFS. В архиве 2 февраля 2017 г. Wayback Machine
  19. ^ Робин Харрис (24 июня 2016 г.). «Почему APFS от Apple не просуществует 30 лет». ZDNet.
  20. ^ Адам Левенталь (19 июня 2016 г.). «APFS в деталях: обзор». Получено 1 октября, 2017.
  21. ^ а б Левенталь, Адам Х. (26 июня 2016 г.). «Анализ хорошего и плохого в новой файловой системе Apple APFS, проведенный разработчиком ZFS». Ars Technica. APFS прямо сейчас несовместима с Time Machine из-за отсутствия жестких ссылок на каталоги, довольно отвратительная реализация, которая, вероятно, способствует сомнительной надежности Time Machine.
  22. ^ «Диски, которые можно использовать с Time Machine». Получено 17 декабря, 2019.
  23. ^ «Изменения APFS в Биг-Суре». Получено 26 ноября, 2020.
  24. ^ «Анализ производительности перечисления APFS на вращающихся жестких дисках». Копировальный клонер. Получено 8 января, 2020.
  25. ^ «Ой-ой! Унифицированные журналы в High Sierra (10.13) показывают открытый пароль для зашифрованных внешних томов APFS через Disk Utility.app». mac4n6. Получено 11 ноября, 2019.
  26. ^ а б «Подготовка к APFS в macOS High Sierra». Apple.com. 7 сентября 2017 г.. Получено 19 сентября, 2017.
  27. ^ «macOS 10.14 Mojave: обзор Ars Technica». arstechnica.com. 25 сентября 2018 г.. Получено 20 декабря, 2018.
  28. ^ Траутон, Рич (26 сентября 2017 г.). «Использование инструмента startosinstall установщика macOS High Sierra OS для предотвращения преобразования APFS». Der Flounder. Получено 16 января, 2018.
  29. ^ Имена файлов APFS «Мешок байтов»
  30. ^ APFS в настоящее время невозможно использовать с большинством неанглийских языков - The Eclectic Light Company В архиве 8 июня 2017 г. Wayback Machine
  31. ^ «Как отформатировать диск с помощью файловой системы APFS в macOS Sierra». В архиве с оригинала 26 октября 2016 г.. Получено 26 октября, 2016.
  32. ^ "jakepetroules / Файловая система". GitHub. Получено 29 марта, 2017.
  33. ^ «DiskWarrior 5.2 и файловая система Apple (APFS)». Получено 28 июня, 2020.
  34. ^ "Paragon Software Group выпускает бесплатную версию Paragon APFS SDK Community Edition для разработчиков программного обеспечения, OEM-производителей и экспертов-криминалистов". Paragon Software Group. GitHub
  35. ^ "libyal / libfsapfs". GitHub. 7 ноября 2019. Библиотека и инструменты для доступа к файловой системе Apple (APFS)
  36. ^ Росс, Алистер (23 февраля 2019 г.). «Как смонтировать дисковые тома macOS APFS в Linux». Окончательное руководство для новичков в Linux. (Github )
  37. ^ "linux-apfs / linux-apfs-oot: модуль APFS для Linux (внеплановый репозиторий)". GitHub. APFS для Linux. 30 марта 2020 г.

внешняя ссылка