Az Apple által régóta használt HFS+ és elődje, a HFS több mint 30 éves múltra tekint vissza. Ezek a fájlrendszerek akkor születtek, amikor még forgó alkatrésszel üzemelő merevlemezek, sőt, floppy lemezek voltak forgalomban, és a fájlméreteket elsősorban kilobyte-ban és megabyte-ban számolták.

Napjainkra az adattárolás módozatai jelentősen változtak: az adatok többségét már mozgó alkatrész nélkül, elképesztően gyorsan működő, gyakorlatilag késés nélkül üzemelő szilárdtest tárhelyeken tároljuk, elterjedtek továbbá a nagy kapacitású memóriakártyák, amelyek szintén nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket.

A számítógépeken tárolt adatok értéke az elmúlt három évtizedben megnövekedett, így komoly elvárás, hogy kiemelt biztonsági paraméterekkel rendelkezzék az adattároló eszköz.

Az Apple régóta dolgozik a megoldáson, azaz a hierarchikus fájlrendszer (HFS) utódjának kiválasztásán vagy kifejlesztésén. A kétezres évek elején a nyílt forráskódú platformmal is rendelkező ZFS tűnt a nyerő útnak, ám az Apple leállította ezt a fejlesztési irányt, és további tíz évet adott a HFS+ (Mac OS Extended) fájlrendszernek.

A bejelentés 2016 nyarán történt meg: a WWDC esemény keretében Craig Federighi elmondta: a macOS Sierra operációs rendszerben új fájlrendszer debütál. A hivatalos dokumentáció ezt kicsit későbbre, 2017 elejére helyezte át, a macOS Sierra 2016. szeptemberében még új fájlrendszer nélkül jelent meg.

Az új fájlrendszer neve az egyszerűség elvénél maradva Apple File System lett, rövidítése APFS. Fontos kiemelni, hogy nem csupán a Mac gépeken, hanem az iOS, tvOS és watchOS rendszereken is ez a fájlrendszer lesz a szabványos.

Az Apple File System egy 64-bites fájlrendszer, amely akár 9 trillió irat tárolását támogatja egy meghajtón. Újdonságai között a legelső helyen az SSD-re optimalizált teljesítmény, illetve az adatbiztonság maximalizálása található meg.

A következőkben röviden összefoglaljuk az új fájlrendszer néhány fő képességét, amelyben eltér elődeitől.

Klónozás
Az adatbiztonság és a teljesítmény szolgálatában van az a megoldás, amellyel az éppen használt fájlokat a macOS fájlrendszer szinten kezelni képes. Ha megnyitunk szerkesztésre egy iratot, az intelligens fájlrendszer a mentésig nem nyúl a fájlhoz: létrehoz egy archivált másolatot, amely valójában nem tényleges másolat, csupán hivatkozás az eredeti fájlra. A módosításokat a tárhely egy külön szegmensében tárolja el a fájlrendszer, azaz amíg nem hajtunk végre mentést, az eredeti fájl nem módosul.

Ez azt is eredményezi, hogy például egy áramszünet vagy program kilépés esetén az eredeti irat, amelyben módosítást hajtottunk végre, nem módosul, nem sérül. A módosítások kisebb méretű iratokban kerülnek eltárolásra mindaddig, amíg a mentést végre nem hajtjuk. A mentéskor a módosításokat tartalmazó előzetes iratok törlődnek, a fájl bezárásakor az alkalmazás igénye szerint az archivált klón is törlődik, vagyis az extra tárhely igény megszűnik. Amennyiben az alkalmazás támogatja a verzió követést, akkor az eredeti elemre való hivatkozás megmarad, és a módosításokat a fájlrendszer, illetve az alkalmazás képes megbontatlan egységként kezelni.

Pillanatképek
Az Apple File System egyik intelligens megoldása a pillanatképek készítése a fájlrendszer aktuális állapotáról. Az angolul snapshots névvel illetett funkció lényege, hogy az operációs rendszer bizonyos időközönként készít egy „fényképet” a fájlrendszerről, amely gyorsítja a biztonsági mentések lefutását, hiszen nem kell hosszasan keresgélni az újdonságokat, illetőleg könnyebb visszaállítást tesz lehetővé hiba esetén.

A funkciót aktívan használják azok az alkalmazások, amelyek lehetővé tették a verziókövetést és a visszaállítást egy régebbi állapotra. A fájlrendszer szintű optimalizálás révén ez a képesség gyorsabban működik. Ennek köszönhetően a Time Machine biztonsági mentések is dinamikusabbá és tervezhetőbbé válnak.

Rugalmas partíciók, közös szabad terület
A Mac felhasználók hagyományosan nem állnak nagy particionálók hírében. Ha azonban valamilyen okból mégis ilyen módon kellene felosztanunk a lemezünket, többé nem jelent gondot, hogy az egyik partíción 2 GB, a másikon 248 GB szabad hely van, és nem férünk el a kisebbre.

Az Apple File System révén a szabad területet a partíciók közösen érik el, vagyis ha egy 500 GB-os szilárdtest meghajtót két részre osztunk, és az egyiken 2 GB foglalt, a másikon pedig 248 GB van telítve, akkor mindkét partíción 250 GB lesz a szabad hely mérete. A fájlrendszer intelligensen kezeli a szabad helyet, és képes akár dinamikusan módosítani a partíció méretét.

Megjegyzés: Az APFS nem partíciónak, hanem APFS containernek nevezi a tárhelyből szoftveresen leválasztott logikai egységeket.

Titkosítás
Néhány éve az Apple új számítógépinek alapbeállítása, hogy az indítólemezt titkosítjuk: az üzembe helyezési asszisztens eleve bekapcsolja a FileVault 2 titkosítást. Az Apple számára a felhasználók adatainak védelme első számú prioritás, a FileVault 2 révén pedig a külső hozzáférés az adatokhoz gyakorlatilag lehetetlen a jelszó ismerete nélkül.

Az Apple File System támogatja a teljes lemezre vonatkozó titkosítást, beleértve az iratok és a metaadatok kódolását is.

Az Apple File System kétféle titkosítási sémát támogat - a titkosítás inaktivitása mellett: egykulcsos titkosítás, többkulcsos titkosítás akár fájlonkénti titkosítással. Utóbbi esetben a lemezhez való hozzáférés nem jelenti a fájlokhoz való hozzáférés jogosultságát.

Az Apple File System az AES-XTS vagy az AES-CBC kódolási sémákat alkalmazza hardvertől függően. (Az Apple File System nem csak a Mac gépeken, hanem az iPhone, iPad, Apple TV és az Apple Watch tárhelyén is megjelenő fájlrendszer.)

További új funkciók
• Fagyás védelem: A fájlokról írás közben élőben másolat készül, amely biztosítja, hogy hiba esetén sem sérül az irat. (A HFS+ fájlrendszer erre a naplózást használta, amely lassabb megoldás. Az APFS élőben, már az írás közben másolatot hoz létre.)
• Dinamikusan növekedni képes iratok: Különleges allokációs megoldás arra a célra, ha valamely irat még üres, de a fájlrendszer csak akkor kezdi el fogyasztani a tárhelyet, amikor a fájlméret azt megköveteli. (Ilyen megoldást a lemezképek világában láthattunk: egy dinamikusan növekedni képes lemezkép nem foglalt el a szükségesnél több helyet, míg a klasszikus lemezképeknek kötött mérete van, és annyi adat fér bele, amekkora a lemezkép.)
• Gyors címtár felmérés: Az Apple File System minden eddiginél gyorsabban képes nyomon követni a változásait, ennek köszönhetően az elfoglalt és szabad méret információt is igen gyorsan megkapjuk. A HFS+ fájlrendszer esetén előfordulhat, hogy percekig nem frissül az ezzel kapcsolatos adat, mert a lemez a leterheltsége miatt csak később veti össze tartalmát a katalógussal. Az APFS esetén ez többé nem probléma.
• Atomic Safe-Save: A jó marketing nevű funkció villámgyors átnevezést hajt végre a fájlrendszerben.
• TRIM támogatás: A szilárdtest meghajtók törlés utáni tényleges ürítése fájlrendszer szinten zajlik annak érdekében, hogy a meghajtók gyorsasága megmaradjon.

Az Apple File System karbantartására, illetve a fájlrendszeri műveletek elvégzésére a Disk Utility / Lemezkezelő alkalmazás szolgál. Emellett az Apple a UNIX alapú operációs rendszerét kiegészíti Terminal alkalmazásokkal is, így a hdiutil és a diskutil nevű alkalmazások továbbra is a rendelkezésünkre állnak, kiegészítve az APFS-releváns parancsokkal. A fájlrendszer karbantartására szolgáló fsck UNIX alkalmazás Apple File System változata szintén elérhető: fsck_apfs.

© MacMag.hu | Cikk: Birincsik József 2016. X. 13-14. | Forrás: Apple Developer Library
Frissítés: 2021. június 15.

     Keresés a lap tartalmában a Google motorja segítségével: