APFS nowy system plików

APFS to już trzeci format plików, który używam na urządzeniach od Apple. Pierwszym był powstały w 1985 roku HFS (Hierarchical File System) stworzony do obsługi dyskietek i dysków twardych. Pozwalał on na nadawanie „długich”, bo aż 31 znakowych, nazw plików (dla PC normą jeszcze wiele lat pozostawało 8 plus 3 znaki). W 1998 zastąpił go HFS+ (Extended), z którego korzystamy w systemie macOS dotąd. Jednak nadszedł czas zmian. Niemal dwudziestoletni system plików nie jest w stanie sprostać obecnym wymaganiom co do szybkości, optymalizacji, nowych nośników danych, a zwłaszcza bezpieczeństwa.

Przed i po, czyli w trakcie

Nie wiem, czy wszyscy z Was zauważyli, ale jesteśmy już po części zmian związanych z wprowadzeniem APFS. Otóż jest on na wszystkich iPhone’ach, iPadach, Apple Watchach, Apple TV 4 zaktualizowanych odpowiednio do iOS 10.3, watchOS 3.2, tvOS 10.2. Jak się domyślam, wielu użytkowników nawet nie zauważyło tej zmiany, choć niektórym przybyło trochę wolnego miejsca w urządzeniach po aktualizacji. Na pełne wsparcie dla APFS w macOS musimy jeszcze trochę poczekać. Systemy, które już mogą korzystać z zalet APFS, są „zamknięte” i zmiana systemu plików jest bardziej przewidywalna.

Co zyskamy?

O bezpieczeństwie napiszę niżej, teraz krótko wymienię inne zalety przejścia na APFS. Zyskamy optymalizację dla nowych nośników, jak SSD i pamięci flash. Duplikowanie plików logiczne, czyli powielone pliki nie zajmują więcej miejsca (do czasu wprowadzenia zmian). Migawki: metoda „zamrażania” stanu dysku dająca możliwość szybkiego powrotu do niego. Znacznie szybsze podawanie wielkości katalogów. Wspólna wolna przestrzeń, czyli w uproszczeniu łączenie wolnych zasobów z różnych partycji. Nanosekundowe (a nie sekundowe) oznaczanie czasu zapisu i modyfikacji plików.

Bezpieczeństwo!

Jak wiecie, bezpieczeństwo danych jest przez Apple traktowane priorytetowo, zarówno to rozumiane jako zabezpieczenie przed ich utratą, jak i poufność. Możliwość systemowego szyfrowania całych dysków wprowadzono już w Mac OS 10.3 (2005 r.), a system kopii bezpieczeństwa i archiwizacji wraz z Mac OS 10.5 w 2007.
iOS jest szyfrowany w całości w zasadzie od początku. Dlatego nie dziwi, że w nadchodzącym dla macOS APFS sprawy bezpieczeństwa są na pierwszym planie.

Wszechobecne szyfrowanie

Do tej pory, gdy nie mamy ochoty na kodowanie całej zawartości dysku np. dlatego, że powoduje to lekki spadek wydajności, to aby zabezpieczyć pojedyncze pliki lub foldery, musimy uciekać się do kombinacji z szyfrowanymi obrazami dysków, zaklęciami z terminala lub pomocy aplikacji firm trzecich. W APFS możemy szyfrować całe dyski, grupy lub pojedyncze pliki, i to różnymi kluczami, a szyfrowanie jest wspierane sprzętowo.

Bezpieczniejszy zapis

Nie tylko poufność danych będzie w nowym systemie plików Apple większa, również nowe metody zapisu zwiększą odporność danych na przypadki losowe i awarie. W celu ochrony danych przed np. ewentualnym zawieszeniem procesu lub utratą zasilania podczas zapisu czasochłonny journaling został zastąpiony metodą copy-on-write. Atomic Safe-Save to kolejna metoda zabezpieczająca dane i metadane podczas zapisu. Z punktu widzenia użytkownika skutkuje ona tym, że zapis pliku (czy inna operacja dyskowa) została zakończona sukcesem albo nie odbyła się wcale. Działa wedle zaleceń Mistrza Yody z „Gwiezdnych wojen” — nie ma „spróbuję, czy się uda”. Skutkuje to tym, że nawet w razie jakiegoś nieszczęścia przy zapisie nie dostaniemy w wyniku operacji dyskowej bezużytecznego zlepku nieprzydatnych danych.

Proces przejścia

Apple obiecuje, że aktualizacja do nowego systemu plików odbędzie się automatycznie bez konieczności używania dodatkowego nośnika (choć kopia danych nigdy nie zaszkodzi) i w sposób nieangażujący użytkownika, tak jak miało to miejsce na iOS. Moje doświadczenia opisane niżej to potwierdzają.

Pierwsze wrażenia z pierwszej bety macOS 10.13

Jeszcze w nocy po WWDC 2017 po wcześniejszym wykonaniu kopii Time Machine na dwa dyski (sieciowy i Thunderbolt) zaktualizowałem system do pierwszej bety macOS 10.13 High Sierra. Aktualizacja wraz z konwersją plików przebiegła bez niespodzianek i trwała tylko trochę dłużej niż typowa aktualizacja. Po uruchomieniu systemu gorączkowo zacząłem sprawdzać, czy wszystkie ważne pliki są i działają. Gorączka była wywołana tym, że przed aktualizacją miałem wolnej przestrzeni 16 GB, a po… uwaga… 60 GB! Po 2 dniach użytkowania (jak na pierwszą betę wyjątkowo bezproblemowego) nadal mam ponad 55 GB miejsca, a braków nie stwierdziłem. Prawdopodobnie jest to efekt wspomnianej „wirtualnej” obsługi duplikatów. Czas reakcji systemu i operacji na plikach również jest bardzo dobry i zgodny z obietnicami. Wolne przestrzenie na partycjach utworzonych na jednym napędzie się sumują, czyli przy zakładaniu partycji (napędu logicznego) nie musimy zaprzątać sobie głowy określaniem jej wielkości. Oczywiście można określić minimalną i maksymalną przestrzeń dla danych na partycji, ale nie jest to obowiązkowe.
Na razie nie udało mi się znaleźć opcji szyfrowania pojedynczych plików czy folderów. Można jak przy HFS+ włączyć szyfrowanie całej partycji podczas jej inicjalizacji. W opcjach bezpieczeństwa nie można włączyć FileVault dla systemu na partycji niezaszyfrowanej podczas tworzenia. Z ciekawostek, nadal można wybrać format nazw plików nierozróżniający wielkości znaków i taki jest uznawany za podstawowy.

Podsumowując:

APFS to zmiany w bardzo dobrym kierunku. Przypomnę, że to są wrażenia i opcje dostępne w pierwszej deweloperskiej becie systemu i jeszcze wiele może się zmienić, ale już teraz mój MacBook Air 2013 i7 czuje się bardzo rześko z AFS (APFS) na pokładzie.
Artykuł oryginalnie pojawił się w numerze 6/2017 Mój Mac Magazynu.