Выбираем файловую систему независимую от ОС
Всем привет. Недавно я задался вопросом как организовать обмен файлами между операционными системами. Предположим, я хочу установить сразу три основные ос на своём ноутбуке: линукс, виндовз и хакинтош. Каждая ос предназначается для своих задач: Линукс — для работы и программирования, винда — для игр и хак — просто для разных экспериментов.
Поскольку я создаю обучающие видео ролики о линуксе, мне удобнее работать именно на нём. Но монтировать хочется попробовать в «финальном вырезе». Уж очень мне приглянулась идея магнитной ленты времени.
Так вот, задача стоит такая: нужен раздел на системном накопителе, причём с такой файловой системой, которая поддерживается на чтение и запись всеми перечисленными операционками. На этом разделе будут храниться скачанные из интернета файлы и меж-операционные проекты.
Как такая задача решалась мной раньше? Раньше я использовал только винду с линуксом, поэтому задачи обмена с apple os не возникало. Конечно, хотелось использовать открытую и родную фс для линукса — ext4. Но на винде её смонтировать непросто. Нужно устанавливать бесплатный (но проприетарный) Paragon ExtFS for Windows. И ладно, если бы это работало, но к сожалению данное ПО повреждает вам раздел с линуксом. Напоролся пару раз, и всякое желание пользоваться этим по пропало.
А вот виндовая фс под линуксом читается и пишется без проблем. Нужно всего лишь установить ntfs-3g драйвер. Он работает в юзерспейсе. Файловая система проприетарная, но решение работает.
Теперь же я хочу использовать ещё и хакинтош, и хочется разобраться какие ещё есть варианты для решения этой задачи, кроме ntfs.
На самом деле вариантов немного. Давайте разберёмся, какие есть файловые системы, и какие из них являются более или менее универсальными.
Fat32 — всем известная древняя фс, является самой универсальной в плане переносимости, но и самой убогой в плане ограничений. Была разработана давно, не поддерживает файлы размером более 4 Гб. Проприетарная. Для моих задач не подходит.
Ntfs — родная фс для винды, проприетарщина. Линукс, как я уже писал выше, её поддерживает с помощью стороннего драйвера (ntfs-3g). Мак нативно её не понимает, хотя можно доустановить соответствующее по. Есть несколько вариантов, как платных, так и бесплатных. Ни один из них мне не нравится. ntfs-3g работает в userspace (с медленной скоростью), а платные решения — платные.
Hfs+ — одна из худших фс, когда либо созданных. Родная для мак ос, но нисколько не универсальная. Можно примонтировать на линуксе, а для винды опять же есть платные решения — в пролёте.
Ext4 — одна из правильных фс, родная для линукс. Но в плане монтирования в неродных ос — опять проблемы. За платные решения для хакинтоша и для винды опять просят денег. Есть и бесплатные решения, к примеру ext2fsd, но этот драйвер не умеет писать в ext4. В пролёте.
Udf — одна из правильных фс, поддерживается нативно всеми ос. Эта фс была бы лучшим вариантом, если бы не компания apple. Изначально udf создавалась для оптических носителей, но она может быть спокойно использована на обычном жёстком магнитном диске. НО! Из-за того, что яблочники не реализовали поддержку этой фс с раздела, вся задумка отменяется. Даже последняя мак ос Х поддерживает данную фс только если всё блочное устройство не имеет таблицы разделов. На гитхабе есть скрипт format-udf, который может подготовить носитель специальным образом: в начальном блоке данных прописывается mbr, говорящий что раздел начинается прямо там же где и сам mbr. Т.е. накопитель как бы одновременно и с таблицей разделов (то что понимает винда), и вроде как и без таблицы разделов. Этот способ предполагает что носитель будет внешний, а мне нужно сделать exchange раздел именно на внутреннем накопителе. Так что данный вариант тоже в пролёте.
exFat — проприетарщина, но нативно работает как в винде, так и в маке. Это очень хорошо. А что в линуксе?
Эта фс использовалась для sd карт на андроидах, а там у нас линукс ядро. Производители реализовали драйвер exfat для linux ядра и никому его не показывали. Но некто в интернете слил на гитхаб их код. Было понятно, что это воровство, и в таком виде код в ядро попасть не мог. Однако, в этом коде сообщество нашло куски gpl кода, что разумеется, требовало раскрытия всех исходников, т.е. это было уже воровство у сообщества со стороны компании samsung. Через некоторое время самсунг выпустили этот код под gpl лицензией.
Спрашивается, а почему тогда данный драйвер не поддерживается из коробки? Потому что его нет в ядре. Мердж этого кода (пусть и gpl-ного) в mainline — это по сути троян от мелких (из-за патентов). Торвальдс это понимает, и, понятное дело, ядро не отравит.
В линуксе монтировать exfat можно либо с помощью exfat-fuse драйвера, либо с помощью exfat-nofuse. Конечно, лучше nofuse, так как он будет работать быстрее. Но его придётся собирать каждый раз при обновлении ядра. Благо, для автоматизации этой задачи есть механизм dkms.
Я останавливаюсь на exfat. Да, проприетарщина, но ничего не поделаешь. Зато всё нативно работает, и “танцы с бубном” отсутствуют: во всех трех операционных системах есть нативная поддержка и возможность поставить эту фс именно на раздел. Ограничения в 4 Гб нет. И в целом, это решение достаточно простое.
Надеюсь, вы узнали что-то новое для себя и выберите подходящий вариант исходя из ваших нужд.
Апдейт 4 февраля 2020:
Оказывается раздел с exfat невозможно ни растянуть, ни сжать. Причём даже на самой винде. Не учёл этот момент при выборе решения. Если нужно изменить размер раздела — придётся только бекапить данные в другое место и пересоздавать раздел уже с нужным размером.
С UDF в этом плане дела не лучше. Вот здесь лежит табличка, описывающая возможности по работе с разделами в gparted.
Файловые системы: NTFS, exFAT, FAT32, ext4 и другие
В данной статье речь пойдёт о компьютерных файловых системах. Это стандарты для организации данных на нашем жестком диске или SSD в качестве устройства хранения, которые применяются при форматировании дисков или разделов. На сегодняшний день используется множество различных файловых систем, выбор которых зависит от используемой операционной системы и типа форматируемого диска. Так, например, в Windows пользуются файловой системой NTFS или exFAT. Для Linux же, при надобности отформатировать флешку, параметры файловой системы — FAT32, NTFS или ext4. В чем же разница между файловыми системами и какую из них стоит выбрать?
FAT12, FAT16 и FAT32
Файловые системы делят пространство хранения на диске на виртуальные отсеки, известные как кластеры, и поддерживают индекс расположения отдельных файлов и доступного свободного места. Первая файловая системая эксплуатировалась Windows MS—DOS и была названа таблицей размещения файлов (file allocation table) или FAT с тремя основными версиями: FAT12, FAT16 и FAT32. Каждый вариант может разделить диск на все большее число кластеров и поддерживать увеличивающийся максимальный размер файла.
Например, FAT12 поддерживает максимальный размер файла и тома 32 мегабайта. FAT32 может хранить отдельные файлы размером до 4 гигабайт и ограничивается объемом 32 ГБ при форматировании в Windows, объемом до 2 терабайт при форматировании в других операционных системах и имеет абсолютный максимальный размер тома 16 терабайт. FAT32 остается популярной файловой системой из-за высокого уровня совместимости с операционными системами и до сих пор широко используется для форматирования USB-накопителей, карт памяти и некоторых других внешних устройств хранения данных.
NTFS
На сегодняшний день самой популярной файловой системой для Windows является New Technology File System или NTFS. Появился он в 1993 году для преодоления ограничений FAT32 и имеет границы на размер файла 16 эксабайт (ЭБ). Эксабайт равен 1 миллиону терабайт, поэтому на практике ограничений по размеру файла нет. NTFS также является файловой системой с журналированием, что означает возможность поддерживать запись изменений для шанса восстановления после сбоя системы или питания. В отличие от FAT32, NTFS также поддерживает права доступа к файлам, позволяя пометить файл как доступный только для чтения. Также поддерживается шифрование и другие функции, которые делают NTFS более удобной для использования на системном диске. По этим причинам все современные версии Windows необходимо устанавливать на диск, отформатированный в NTFS. Единственным реальным недостатком данной файловой системы является отсутствие совместимости со старыми версиями Windows и другими операционными системами. Например, по умолчанию тома NTFS доступны только для чтения в Mac OS и в старых дистрибутивах Linux, а также могут вовсе не читаться на некоторых устройствах, таких как автономные медиаплееры.
exFAT
exFAT, иначе именуемая расширенная таблица размещения файлов, разработана Microsoft в 2006 году в качестве оптимизированной для USB-накопителей большой емкости и карт памяти файловой системы. exFAT менее сложен, чем NTFS, но имеет значительные преимущества по сравнению с FAT32. Не в последнюю очередь, максимальный размер файла составляет 16 ЭБ или фактически неограничен, что делает exFAT лучшим выбором в форматировании карт памяти для записи видео. По этой причине exFAT была принята Ассоциацией SD Card Association в качестве файловой системы по умолчанию для карт памяти SDXC. С точки зрения совместимости, exFAT поддерживает системы Windows, Mac OS и последние версии Android. Однако большинство систем Linux требуют установки дополнительных драйверов для доступа к устройствам exFAT.
Ext2, Ext3 и Ext4
Специально для операционной системы Linux в 1992 году была запущена расширенная файловая система или Ext (extended file system). В 1993 году было выпущено обновление под названием Extended File System 2, или Ext2, которое в течение многих лет было файловой системой по умолчанию во многих дистрибутивах Linux.
К 2001 году Ext2 обновился до Ext3, в котором было добавлено ведение журнала с целью защиты от повреждений в случае сбоев питания.
Ext4, наиболее актуальная специализированная файловая система для Linux, выпущена в 2008 году. Ext4 обладает максимальным размером файла 16 ТБ и максимальным размером тома 1 ЭБ. Однако, как можно догадаться, ни Windows, ни MacOS не поддерживают Ext2, Ext3 или Ext4.
HFS, HFS+ и APFS
HFS, или иерархическая файловая система (Hierarchical File System), выпущена Apple в 1985 году для использования в MacOS. Он предлагает максимальный размер файла 2 гигабайта и максимальный размер тома 2 терабайта и также известен как «Mac OS standard». В 1998 году HFS была обновлена до новой версии под названием HFS+ или «HFS Extended», иначе известной как «MacOS Extended». В новой версии добавлено журналирование, а максимальный размер файла и размер тома составляет 8ЭБ при использовании MacOS 10.4 или выше. В 2017 году Apple представила новую файловую систему под названием APFS или Apple File System, которая оптимизирована для SSD и других твердотельных носителей.
HFS, HFS+ и APFS разрабатывались для Apple систем, потому изначально не поддерживаются Windows или другими операционными системами.
ZFS
Рассмотрим также ZFS или Zed File System. Первоначально выпущенная в 2006 году, она была создана Sun Microsystems, но с 2013 года разрабатывается в рамках проекта OpenZFS. Файловая система отличается от других вариантов тем, что в нее встроен диспетчер томов для управления устройствами хранения, подключенными к компьютеру. Интегрируя управление физическими дисками с функциями файловой системы, ZFS обеспечивает повышенную защиту от потери или повреждения данных. В настоящее время ZFS доступна для Linux, FreeBSD и TrueOS, а в будущем может быть перенесена на Windows.
Выбор файловой системы
Какая файловая система подойдет вам? Для любого системного диска файловая система выбирается на основе используемой вами операционной системы. Так, NTFS подойдет для Windows, Ext4 для дистрибутивов Linux, а HFS+ или APFS для MacOS. Для USB-накопителей и карт флэш-памяти FAT32 остается лучшим выбором устройств емкостью менее 32 ГБ, чтобы обеспечить максимальную совместимость между платформами. exFAT — лучший выбор для флэш-накопителя или карты памяти емкостью 32 ГБ и более, а также в случае необходимости хранить файлы размером более 4 ГБ.
Для внешних жестких дисков или твердотельных накопителей NTFS — лучший выбор тех, кто полностью или в основном работает на Windows, а exFAT, вероятно, лучший вариант для тех, кто регулярно обменивается файлами между ПК и Mac. С учетом ограничений на размер файла и тома FAT32 также остается хорошим вариантом для внешних дисков, к которым необходимо получить доступ в широком диапазоне систем Windows, Mac и Linux.
Чтобы проверить, какая файловая система находится на диске, зайдите в операционную систему, выберите нужный диск, щелкните правой кнопкой мыши и выберите «Свойства», через которые и можно увидеть файловую систему. Если система не та, которую хотелось бы иметь, то изменить ее можно путём форматирования диска.
Итак, в статье были рассмотрены различные файловые системы и их особенности. Вы всегда можете использовать любую из них, основываясь на вашей операционной системе и общем весе хранящихся на диске файлов, так что выбирайте с умом.