Jak zobrazit systém souborů zařízení iOS v systému Windows. Nový souborový systém APFS v macOS Sierra
Od ledna letošního roku Apple testuje aktualizaci iOS 10.3, ve které společnost představuje nový souborový systém. Po Macu přijde nový způsob organizace ukládání dat na iPhone, iPad a Apple Watch. Jak z toho budou těžit uživatelé zařízení Apple, je dále v našem materiálu.
Co je Apple File System (APFS)?
Apple File System („Apple File System“) je vlastní vývoj společnosti, který byl oznámen loni v létě. Nahradil předchozí souborový systém HFS+, který Apple poprvé představil již v roce 1998. APFS byl oznámen v červnu 2016 na WWDC Worldwide Developers Conference. Technologie byla vyvinuta společností Apple od nuly a je zaměřena především na práci s flash disky a pokročilejší šifrování dat.
APFS podporuje téměř všechny funkce HFS+, ale lépe splňuje požadavky moderních produktů Apple. Na rozdíl od HFS+ je optimalizován pro flash a SSD disky, podporuje silnější šifrování, vytváří systémové snímky, metadata kopírování při zápisu a atomová primitiva.
Jaké jsou výhody APFS?
Ne všichni uživatelé si toho mohou všimnout, ale APFS umožňuje zařízení běžet rychleji. Jednak nový souborový systém jinak počítá množství volného a využitého místa, takže po přechodu na APFS se ukáže, že na disku bude více místa. Toho si již všimli vývojáři, kteří na iPhone a iPad nainstalovali beta verzi iOS 10.3.
Za druhé, APFS přesouvá a kopíruje soubory rychleji, což znamená, že spuštění operačního systému a instalace aplikací zabere méně času. Výhody APFS oproti HFS+ jasně ukázal na WWDC 2016 inženýr společnosti Apple Eric Tamura, který zkopíroval iTunes na flash disk naformátovaný pro nový systém. Když APFS již dokončil svou práci, disk na HFS+ pokračoval v kopírování dalších 17 sekund.
APFS umožňuje kopírování při zápisu metadat, klonování souborů a složek, snímky systému souborů, vylepšenou odolnost proti selhání, sdílení prostoru, rychlejší katalogizaci a mnoho dalších funkcí, díky kterým bude váš iPhone a iPad fungovat rychleji a spolehlivěji.
Datum vydání APFS
Minulý čtvrtek byla vydána sedmá beta verze iOS 10.3, což znamená, že finální vydání je hned za rohem. Uživatelé se nemusí bát: nový OS automaticky převede aktuální souborový systém HFS+ na APFS.
APFS je navržen tak, aby fungoval s iOS, macOS, tvOS a watchOS, takže jej lze nainstalovat na všechny produkty Apple. Firma se do ní chystá převést svá zařízení. Změna systému souborů by neměla vést ke ztrátě uživatelských dat, říká společnost, ale doporučuje se zálohovat informace pro každý případ.
iOS 10.3 a macOS Sierra 10.12.4, v pondělí běží na novém systému souborů Apple nebo APFS. Na první pohled na tom není nic zvláštního - hlavní věc je, že se zařízení po aktualizaci nezmění v „cihly“.Na přechodu na nový systém je ale zajímavější, než se zdá.
Co je systém souborů Apple
Apple File System je nový souborový systém, kterýkterý bude použit na všech zařízeních od Apple Watch po Mac. Je „šitý na míru“ pro flash paměti a nahradil zastaralý HFS+. Hlavní inovace APFS: vylepšené šifrovací algoritmy, optimalizace využití paměti, ochrana proti selhání, funkce pro klonování souborů a složek achytré využití prostoru. V praxi to zajistí stabilnější provoz OS, zvýší rychlost čtení/zápisu dat a dále ochrání uživatelské informace.
Proč Apple přechází na APFS
30 let starý HFS+, na kterém jsou založeny souborové systémy moderních gadgetů Apple, byl vytvořen pro počítače s více jednotkami, které zpracovávaly velké objemy souborů. Na mobilních zařízeních, jako je iPhone nebo Apple Watch, jsou priority odlišné – uživatelé potřebují, aby se aplikace otevíraly rychle a operační systém reagoval na požadavky včas. K tomu využívá APFS funkce jako klonování (okamžité zkopírování souboru nebo adresáře, které nevyžaduje další úložný prostor pro data) a komprese (komprese dat, která šetří místo na disku a zvyšuje rychlost zápisu). A pomocí „snapshotů“ (pouze pro čtení „snímků“ souborového systému ve svazku) se zrychlí zálohování, konkrétně vytváření záloh pomocí Time Machine.
APFS je navržen pro budoucí rozšíření. Na rozdíl od HFS+, který používá 32bitový adresář pro zápis, APFS používá 64bitový inode (toto je datová struktura v souborových systémech). Jinými slovy, APFS bude umět uložit 9 kvintilionů (milionu bilionů!) souborů, což pro iOS zařízení není tak důležité, ale pro macOS a externí disky to bude na dalších deset let více než dost.
Jaké jsou výhody pro uživatele
Kromě rychlejšího a stabilnějšího provozu operačního systému budou mít uživatelé k dispozici spolehlivé nástroje pro šifrování dat na disku. Díky APFS se iPhony po neúspěšných aktualizacích již nebudou měnit v „cihly“ - Apple bude chránit data na disku před poškozením způsobeným poruchami. A konečně, pomocí funkce Sdílení prostoru mohou všechny diskové svazky „sdílet“ volné místo.
Inženýr UiPservice Vladislav Yudchenko komentoval redaktory UiP:
„APFS umožní operačním systémům méně padat, rychle kopíruje soubory a optimalizuje prostor. Prozatím nebude rozdíl tak markantní, ale v nových aktualizacích bude patrný. Brzy si na to úplně zvykneme, přechod všech zařízení na APFS si ani nevšimneme.“
Třeba u druhého systému (přes Bootcamp) máš nainstalovaný Windows a tyalokovalo na to 100 GB. S Apple File System již nemusíte ručně přerozdělovat přidělenou paměť. Pokud 100 GB nestačí, systém sám „ubere“ potřebné množství volného místa na disku. Funkce klonování souborů a složek vám zároveň umožní rychleji kopírovat a přesouvat data.
Omezení souborového systému Apple
V současné době nelze formátovat systémové jednotky v APFS. Funkce Hybrid Fusion Drive, FileVault a Time Machine nepodporují nový systém souborů.
Jak začít používat APFS
Pokud jste aktualizovali svůj iPhone nebo iPad na iOS 10.3, zařízení již používá systém souborů Apple. Složitější je to na Macu, kde je APFS něco jako beta verze. Naformátovat můžete externí disk, SD kartu nebo flash disk a i to pouze pomocí Terminálu. Zkrátka je lepší prozatím neexperimentovat.
Apple na včerejší prezentaci WWDC 2016 ukázal nové verze operačních systémů macOS (Sierra) 10.12, iOS 10, tvOS 10, watchOS 3, aplikaci pro výuku dětí programovat Swift Playgrounds a nové emotikony.Zdálo by se, že tam není nic zajímavého. Apple však přesto vyválel něco zásadního. Nejvýznamnějším vývojem zmíněným na prezentaci byl Apple File System (APFS) nové generace v operačním systému macOS (Sierra) 10.12.
Na webu byla pro vývojáře krátce po prezentaci zveřejněna dokumentace s hlavní charakteristikou a popisem souborového systému, který opakuje jednotlivé funkce výkonného bezplatného souborového systému ZFS.
V současné době používají počítače Apple souborový systém HFS+, rozšířenou verzi HFS (Hierarchical File System, hierarchický souborový systém), vytvořenou před více než 30 lety. Stejně jako jeho předchůdce používá HFS+ k ukládání většiny metadat stromovou strukturu zvanou B* strom. Odtud název „hierarchický souborový systém“.
Oficiální představení HFS+ proběhlo 19. ledna 1998 spolu s MacOS 8.1. Od roku 2002 systém zavádí protokolování pro zvýšení spolehlivosti ukládání informací. Od verze OS X 10.3 je protokolování ve výchozím nastavení povoleno a nyní je možné pracovat v režimu rozlišování velkých a malých písmen.
Až do OS X 10.7 vývojáři pokračovali ve zdokonalování HFS+ a implementaci nových funkcí pro OS X na úrovni souborového systému. Faktem však zůstává: HFS byl původně vyvinut v dobách disket a rotujících pevných disků, kdy se velikosti souborů měřily v roce. kilobajty nebo megabajty. Mnoho lidí dnes pracuje s SSD disky, kde jsou uloženy miliony souborů – gigabajtů nebo terabajtů dat. Na souborový systém jsou kladeny zcela jiné požadavky. Místo přepracování starého kódu se Apple rozhodl konečně napsat nový souborový systém od nuly.
Nová generace souborového systému APFS je stále ve fázi vývojářský náhled, to znamená, že se v blízké budoucnosti neplánuje jeho masové nasazení. Svazek APFS nelze aktuálně použít jako spouštěcí jednotku ani jej nelze použít se zálohováním Time Machine, Fusion Drive nebo šifrováním File Vault. Ale je to možné pro běžný nespouštěcí svazek.
Před námi je ještě spousta vývoje a testování, ale teprve potom se APFS stane hlavním souborovým systémem Applu na desítky let dopředu.
APFS, na rozdíl od HFS+, přirozeně rozlišuje velká a malá písmena v názvech souborů a složek a tuto funkci nelze zakázat. To by měl mít na paměti každý, kdo se rozhodne používat APFS.
Hlavní vlastnosti
Oficiální dokumentace uvádí obecné charakteristiky souborového systému APFS ve srovnání s HFS+.Kontejnery a objemy
Kontejner je hlavním objektem pro ukládání dat v APFS. Kontejnery jsou obvykle přesně stejné jako položky GUID Partition Table (GPT) a mají své vlastní schéma ochrany proti selhání a přidělování místa na disku. Každý kontejner obsahuje jeden nebo více svazky nebo souborové systémy, z nichž každý má svůj vlastní jmenný prostor, tedy sadu souborů a adresářů.APFS přímo nepodporuje softwarový RAID, ale lze jej použít se svazky Apple RAID pro podporu prokládání (RAID 0), zrcadlení (RAID 1) a zřetězení (JBOD).
64bitové inody
64bitové inody výrazně zvětšují jmenný prostor ve srovnání s 32bitovými inody v HFS+. 64bitový souborový systém APFS podporuje více než 9 kvintilionů souborů na každém svazku. To by mělo stačit všem, jak řekl Bill Gates.Nanosekundová časová razítka
APFS výrazně zvýšil přesnost časových razítek. APFS podporuje časové razítko s přesností na nanosekundy. Pro srovnání, v HFS+ byly časové značky nastaveny s přesností až na sekundu.Nanosekundová časová razítka jsou velmi důležitá v moderních souborových systémech, protože pomáhají implementovat atomicitu a atomické transakce – jeden z hlavních ACID požadavků na transakční systém (například DBMS). Atomicita zajišťuje, že žádná transakce není částečně zavázána systému. Buď budou provedeny všechny jeho dílčí operace, nebo nebude provedena žádná.
Ochrana proti selhání
APFS implementuje inovativní schéma metadat kopírování při zápisu, které Apple nazývá „Crash Protection“. Zajišťuje, že změny systému souborů a zápisy do protokolu zůstanou synchronizované, pokud se během zápisu něco stane, jako je výpadek napájení.Schéma kopírování při zápisu v ZFS
Řídké soubory
Soubor s atributem „sparse“ předpokládá, že obsahuje bloky nula bajtů, které nejsou uloženy na jednotce, ale jsou implikované. HFS+ neměl podporu pro řídké soubory.Rozšířené atributy
APFS má vestavěnou podporu pro rozšířené atributy souborů, která byla v HFS+ implementována prostřednictvím souboru Attributes, tedy prostřednictvím B-stromu.Šifrování
Apple říká, že šifrování je základní vlastností, která je zabudována do APFS na úrovni souborového systému. Pro každý svazek v kontejneru APFS je nastaven jeden z modelů šifrování: žádné šifrování, šifrování s jedním klíčem nebo šifrování s více klíči. V druhém případě se k šifrování souborů a metadat používají samostatné klíče. V závislosti na hardwaru používá APFS režim šifrování AES-XTS nebo AES-CBC.Klonování souborů a adresářů
Klonování je téměř okamžité zkopírování souboru nebo adresáře, které nevyžaduje další úložný prostor pro data. Když je klon upraven, systém souborů zaznamená pouze změnu dat. Tímto způsobem může nový souborový systém ukládat mnoho verzí velkých souborů a přitom zabírat méně místa na disku.Snímky
Snímky jsou snímky systému souborů na svazku určené pouze pro čtení. Operační systém může používat snímky pro efektivnější postup zálohování. To znamená, že Time Machine bude konečně fungovat normálně (rychle).APFS je samozřejmě ve svých schopnostech výrazně horší než 128bitový souborový systém ZFS, který je podporován Linuxem, FreeBSD a dalšími svobodnými operačními systémy, ale ze strany Applu je to krok správným směrem.
Je zvláštní, že se v předběžné dokumentaci nezmiňuje funkce komprese, kterou HFS+ mimochodem podporuje.
Apple se již delší dobu snaží o portování ZFS na systém OS X, na mailing listech ZFS se o tom vedla aktivní diskuse, byly zveřejněny předběžné snímky pro další verzi OS X. Později byla provedena implementace OpenZFS pro OS X (O3X) a MacZFX.
Souborový systém ZFS je open source a Apple si možná vypůjčil některé nápady ze souborového systému APFS. Implementace open source pro APFS ještě není připravena na zdokumentování a zveřejnění formátu APFS v roce 2017.
První formální zasedání se uskuteční na WWDC dnes večer, kde budou vývojářům podrobněji předvedeny nové možnosti APFS.
V roce 2017 začne Apple ve svých zařízeních používat nový Apple File System (APFS), který nahradí systém HFS+ používaný na počítačích Mac od roku 1998, který je založen na HFS z roku 1985.
APFS je zcela nový souborový systém určený pro moderní hardwarové a cloudové technologie. Oproti starším systémům Apple zlepšuje šifrování, zabezpečení a spolehlivost. Jako obvykle v takových případech dojde k problémům s kompatibilitou, ale Apple má čas je vyřešit, než bude nový systém dostupný široké veřejnosti.
Nejprve se podívejte na APFS
APFS je aktuálně k dispozici v beta verzi macOS Sierra 10.12 (nástupce OS X Capitan 10.11) pro vývojáře.
Můžete v něm vytvořit obraz disku APFS, ale není s ním dostupných mnoho akcí - kopírování souborů na něj a z něj a disk APFS nelze použít jako spouštěcí disk. To vše se má změnit v roce 2017 s příchodem nových modelů Mac, iPhone a iPad.
Vylepšené zabezpečení a trvalé klonování
Většina uživatelů si na zařízeních podporujících APFS na pevném disku nevšimne ničeho radikálně nového, ale pod kapotou se skrývá spousta podstatných rozdílů. APFS používá integrované šifrování namísto instalovatelných technik třetích stran ve stávající funkci OS X FileVault, která pomalu šifruje a dešifruje celý disk.
APFS může šifrovat celé disky a jednotlivé soubory pomocí různých klíčů pro soubory a metadata, což poskytuje flexibilní kontrolu, která uživatelům umožňuje upravovat data v souboru bez přístupu k jiným oblastem disku.
APFS také umožňuje okamžitě kopírovat složky a jednotky. Tato technologie zlepší rychlost vestavěné funkce Sierra, která automaticky zálohuje soubory ze složek Plocha a Dokumenty do cloudového úložiště iCloud (funkci lze deaktivovat) – o této funkci jsme již hovořili v článku „ macOS Sierra: novinka funkce nástupce OS X“. Funkce již funguje na stávajících zařízeních, ale měla by být rychlejší s APFS.
Nanosekundová přesnost, vylepšené zálohování
Aktuální systém souborů společnosti Apple označí soubory časovými značkami s přesností na jednu sekundu, což nestačí k zachycení změn souborů při aktuální rychlosti zařízení. APFS označuje soubory s přesností na nanosekundy, což v kombinaci s technologií zálohování umožňuje ukládat různé verze souborů a přitom zabírat minimální prostor.
V macOS Sierra můžete očekávat novou verzi funkce Time Machine společnosti Apple, která bude využívat systém souborů ke zlepšení výkonu zálohování. Microsoft vytvořil podobnou funkcionalitu v souborovém systému NTFS před mnoha lety a uživatelé počítačů Mac nyní budou moci zažít podobnou technologii „stínové kopie“ jako ve Windows.
Vylepšené rozložení prostoru
Mezi další výhody disků APFS patří flexibilní přidělování prostoru, takže dva „disky“ APFS si mohou vzájemně půjčovat prostor, aniž by se museli spokojit pouze s prostorem, který dostaly při vytváření.
APFS má podporu pro "řídké soubory", které nezaplňují veškerý přidělený diskový prostor. Předchozí verze OS X již podporují řídké soubory, ale ne tím nejpohodlnějším způsobem a pouze pro vývojáře.
A díky rychlé vestavěné správě souborů je nám přislíbena spolehlivější ochrana před ztrátou dat při pádu systému.
Optimalizace pro flash paměti
Mezi další interní inovace patří optimalizace pro flash paměti, zatímco technologie HFS+ jsou určeny pro rotaci pevných disků. Ti, kteří někdy dlouho čekali, až vám OS X řekne, kolik místa zabírá konkrétní složka, budou rádi, že tento problém vyřeší funkce rychlého nastavení velikosti adresáře APFS.
Pokud plánujete používat svůj Mac dalších 25 let, je nejlepší upgradovat na APFS před 6. únorem 2040, protože HFS+ nebude moci po tomto datu označovat soubory časovým razítkem.
Nevýhody APFS
Hlavní je kompatibilita. Pokud má váš Mac oddíl pro Windows vytvořený pomocí Apple Boot Camp, bude potřebovat ovladač pro Windows, který umí číst disk APFS, stejně jako ovladač Apple pro Windows umí číst disky HFS+. Apple takový ovladač jistě poskytne před veřejným vydáním APFS.
Stejně tak duální bootování se Sierrou a staršími verzemi OS X neumožní přístup k oddílu APFS z oddílu se staršími verzemi. Normální síťový přístup k a z disku APFS nebude problém, protože APFS podporuje standardní síťový protokol SMB používaný systémem Windows a všemi ostatními.
Místo závěru
Pouze vývojáři musí přemýšlet o učení APFS. Ve zbytku bude nový souborový systém poskytovat vyšší rychlost systému, zvýšenou bezpečnost a spolehlivost. Veřejná beta verze macOS Sierra bude vydána v červenci, poté bude mít každý přístup k novému systému souborů.
V roce 2014 začal Apple vyvíjet nový souborový systém Apple File System (APFS), který byl o tři roky později oznámen na WWDC 16 a bude používán v počítačích Mac, iPhonech, iPadech, Apple TV a dalších produktech. První zařízení s APFS byly počítače se systémem macOS Sierra – vývojáři mohli využít vývojářský náhled nového souborového systému na nespouštěcích discích. A počínaje iOS 10.3 budou mobilní zařízení Apple – iPhone a iPad – používat APFS. První z nich vývojáři již obdrželi a přesné datum finálního vydání aktualizace operačního systému zatím není, ale dá se předpokládat, že se tak stane v následujících měsících. Co je ale Apple File System a jak důležitý je přechod na nový souborový systém pro společnost a uživatele zařízení?
Samotný standard souborového systému je poměrně odolný a jen zřídka prochází radikálními změnami. Apple používá ve svých počítačích hierarchický souborový systém HFS od roku 1985 a teprve v roce 1998 implementoval přechod na aktualizovanou verzi HFS+, která se používala do roku 2016 a nyní postupně ustoupí APFS. Nabízí se přirozená otázka: pokud již vše funguje perfektně, je skutečně nutné přejít na nový souborový systém, nebo půjde o změnu kvůli změně samotné? Vlastně opravdu nutné. Na rozdíl od vývojářů zůstalo oznámení APFS pro běžného uživatele prakticky nepovšimnuto, ale nový souborový systém lze označit za přelomovou a dokonce revoluční změnu.
Problém s HFS a HFS+ je v tom, že tyto souborové systémy byly vyvinuty v době, kdy flash paměti byly pro masový trh příliš drahé. V dnešní době jsou SSD disky velmi oblíbené a cenově dostupné, ale jejich podpora v HFS+ je implementována prostřednictvím přídavného modulu původně vytvořeného pro přehrávače iPod. Ve skutečnosti HFS+ během svého vývoje získal příliš mnoho dalšího kódu a „berliček“, takže místo jeho modernizace bylo mnohem jednodušším a logickým krokem vytvořit nový souborový systém – takový, který by zpočátku odpovídal vlastnostem současných zařízení a by měl do budoucna velkou rezervu bezpečnosti a vyřešil mnoho problémů svého předchůdce.
