Pilnīga NTFS, exFAT, FAT32, APFS, HFS+ un EXT4 analīze

Informatec Digital » Resursi » Pilnīga NTFS, exFAT, FAT32, APFS, HFS+ un EXT4 analīze

Ja kādreiz esat formatējis USB disku, ārējo cieto disku vai atmiņas karti , jūs zināt, ka pirmā dilemma ir pareizās failu sistēmas izvēle. Tā nav mazsvarīga lieta: no šī lēmuma ir atkarīga saderība ar dažādām operētājsistēmām, maksimālais saglabājamā faila lielums un daudzos gadījumos ierīces veiktspēja.

Akla izvēle var radīt ne vienu vien nepatīkamu pārsteigumu. Piemēram, ja izveidojat USB disku formātā, ko jūsu televizors, Mac vai Android tālrunis neatpazīst , vismazāk, kas var notikt, ir tas, ka jūs nevarēsiet redzēt failus. Sliktākajā gadījumā disku pat nevarēs pievienot. Tāpēc ir vērts veltīt piecas minūtes, lai saprastu, ko piedāvā NTFS, exFAT, FAT32, APFS vai pat EXT4, un izdarītu gudru izvēli.

Kas īsti ir failu sistēma?

Failu sistēma, vienkārši sakot, ir "valoda", ko disks, USB disks vai SSD disks izmanto, lai organizētu un atrastu datus . Tā nosaka, kā faili tiek saglabāti, kā tie tiek sadalīti blokos, kādi metadati tiek glabāti un kādi noteikumi attiecas uz mapēm un atļaujām.

Pateicoties šai "valodai", operētājsistēma var atrast konkrētu failu starp miljoniem , zināt, cik daudz vietas ir brīva, kuri sektori ir bojāti un kurš lietotājs var piekļūt kurai mapei. Bez failu sistēmas disks būtu vienkārša bitu kolekcija bez kārtības vai struktūras.

Vēl viena svarīga funkcija ir hierarhiska organizācija: direktoriju un apakšdirektoriju struktūra, ko mēs izmantojam katru dienu. Turklāt daudzas mūsdienu sistēmas ietver integritātes mehānismus (piemēram, reģistrēšanu vai žurnālizēšanu), kā arī šifrēšanas, saspiešanas vai momentuzņēmumu opcijas, lai aizsargātu datus pret strāvas padeves pārtraukumiem vai programmatūras kļūdām.

Katrai operētājsistēmai ir savas preferences. Windows pēc noklusējuma izmanto NTFS , pašreizējie Mac datori dod priekšroku APFS, un Linux pasaule parasti izmanto EXT4. Tomēr visas var apstrādāt citus formātus ar dažādu viegluma pakāpi, un tieši šeit datu apmaiņai starp platformām noder tādas savienojošas iespējas kā FAT32 vai exFAT.

FAT32: veterāns, īpaši saderīgs ar svarīgiem ierobežojumiem

FAT32 ir viena no skaitļošanas "klasikas" formātiem. Tā radās 20. gs. deviņdesmitajos gados kā FAT16 un FAT12 evolūcija un joprojām ir aktuāla, jo piedāvā gandrīz universālu saderību ar vecākiem datoriem, konsolēm, televizoriem un citām ierīcēm . Tā parasti ir atrodama lētos USB zibatmiņas diskos un atmiņas kartēs pamata ierīcēm.

Tās darbība ir balstīta uz failu piešķiršanas tabulu , kas norāda, kurus klasterus katrs fails aizņem diskā. Šī konstrukcija ir ļoti vienkārša, tāpēc to ir viegli ieviest pat mazjaudīgā aparatūrā, taču tas arī izskaidro dažus tās ierobežojumus.

FAT32 galvenais trūkums ir tas, ka tas neļauj izveidot atsevišķus failus, kas lielāki par 4 GB . Nav svarīgi, vai jums ir 2 TB nodalījums: ļoti liela filma, liela dublējumkopija vai virtuālā mašīna neietilps vienā failā. Turklāt operētājsistēmā Windows nevar izveidot FAT32 nodalījumus, kas lielāki par 32 GB, izmantojot standarta rīkus, lai gan teorētiskais apjoma ierobežojums ir aptuveni 8 TB.

Ikdienas lietošanā FAT32 ir arī vairāk pakļauts fragmentācijai un tam trūkst tādu uzlabotu funkciju kā detalizētas atļaujas, šifrēšana vai izmaiņu reģistrēšana. Tāpēc tas nav ieteicams mūsdienīgiem iekšējiem diskdziņiem vai intensīvai lietošanai; tā dabiskā vide ir mazi USB zibatmiņas diski, vienkāršas multimediju ierīces vai ļoti veci datori.

Pozitīvais aspekts ir tas, ka praktiski jebkura ierīce var lasīt un rakstīt FAT32 bez papildu draiveriem : Windows, macOS, Linux, spēļu konsoles, kameras, televizori un daudzas citas. Šī visuresamība ir iemesls, kāpēc, neskatoties uz novecošanu, tā joprojām ir tik izplatīta.

exFAT: mūsdienu pēctecis datu apmaiņai starp sistēmām

Lai pārvarētu FAT32 ierobežojumus, nezaudējot saderību, Microsoft 2006. gadā izveidoja exFAT (paplašināto failu piešķiršanas tabulu). Tas ir formāts, kas paredzēts zibatmiņas diskiem, lielas ietilpības SD kartēm un ārējiem cietajiem diskiem , kas tiks pārvietoti starp dažādām operētājsistēmām.

Galvenā exFAT priekšrocība ir tā, ka tas novērš 4 GB faila lieluma ierobežojumu . Varat saglabāt milzīgus 4K video, diska attēlus, lielus projektus vai jebkurus citus masīvus failus, neuztraucoties par izmēru. Teorētiskie apjoma un faila lieluma ierobežojumi ir tik augsti (apmēram eksbibaiti un zebibaiti), ka praksē mājas datoros ar tiem nesastapsiet.

Runājot par saderību, exFAT tiek atbalstīts operētājsistēmās Windows kopš XP SP3, macOS kopš 10.6.5 versijas un daudzos Linux izplatījumos (dažreiz izmantojot papildu pakotnes), kā arī daudzās modernās ierīcēs, piemēram, kamerās, spēļu konsolēs un televizoros. Arī Android to atbalsta jaunākajās versijās, padarot to par ļoti elastīgu iespēju.

Tehniskā līmenī exFAT izmanto mazākus klasterus un efektīvāku vietas pārvaldību nekā FAT32, samazinot neizmantoto vietu mazos failos. Tomēr tam joprojām trūkst NTFS vai APFS žurnāla un uzlabotās drošības: nav detalizētu atļauju, iebūvētas šifrēšanas vai standarta žurnālu veidošanas.

Kur tas izpaužas? Ārējos cietajos diskos un USB zibatmiņās, kuras vēlaties izmantot gan Windows, gan Mac operētājsistēmās, neinstalējot papildu programmatūru . Lielu failu pārsūtīšanai starp platformām exFAT gandrīz vienmēr ir vispiemērotākā iespēja.

NTFS: Windows standarts, jaudīgs un ar uzlabotu drošību

NTFS (Jaunās tehnoloģijas failu sistēma) jau gadu desmitiem ir bijusi noklusējuma failu sistēma mūsdienu Windows versijās. Tā ir paredzēta milzīgu failu apjomu, ļoti lielu failu apstrādei un vidēm, kurās drošība un stabilitāte ir ārkārtīgi svarīga.

Viena no tā galvenajām funkcijām ir detalizēts atļauju modelis failu un mapju līmenī . Pateicoties ACL (piekļuves kontroles sarakstiem), administratori var precīzi definēt, kas var lasīt, modificēt vai dzēst katru vienumu. Tas ir svarīgi profesionālā vidē ar vairākiem lietotājiem un sensitīviem datiem.

NTFS ietver arī tādas uzlabotas funkcijas kā žurnālu veidošana, caurspīdīga saspiešana, šifrēšana (EFS), TRIM atbalsts SSD diskiem un gari failu nosaukumi . Žurnāls palīdz saglabāt sistēmas integritāti strāvas padeves pārtraukumu vai avāriju gadījumā, samazinot nopietnas datu bojāšanas risku.

Runājot par ierobežojumiem, reālistiskai lietošanai tie tiek uzskatīti par praktiski neesošiem: teorētiskie failu un sējumu izmēri sasniedz eksbibaitus , un, lai gan praktiskos scenārijos parasti tiek risināti simtiem terabaitu ierobežojumi, tie ir krietni lielāki nekā mājas datoros redzamie.

Lielākais NTFS trūkums ir tā saderība ārpus Windows. macOS sistēmā NTFS diski ir sākotnēji pievienoti tikai lasīšanas piekļuvei : failus var skatīt un kopēt, bet tos nevar modificēt vai izveidot jaunus, neizmantojot trešo pušu programmatūru (piemēram, Paragon NTFS, Tuxera NTFS vai līdzīgas utilītas). Linux parasti piedāvā lasīšanas un rakstīšanas atbalstu, taču bieži vien ir nepieciešami ārēji draiveri. Android un citās ierīcēs saderība ir ierobežotāka un parasti ir nepieciešamas īpašas lietotnes.

Tāpēc NTFS ir lieliski piemērots iekšējiem Windows datoru diskdziņiem un ārējiem diskdziņiem, kas tiks izmantoti tikai ar šo sistēmu . Diskdziņiem, kurus vēlaties koplietot ar Mac datoriem vai citām ierīcēm, parasti labāk izvēlēties exFAT, lai izvairītos no problēmām.

APFS: Apple modernā failu sistēma

APFS (Apple failu sistēma) ir Apple pašreizējā failu sistēma macOS, iOS, iPadOS, tvOS un watchOS ierīcēm. Tā tika izveidota, lai aizstātu HFS+, un ir optimizēta SSD diskiem un zibatmiņām , lai gan to var izmantot arī tradicionālajos cietajos diskos.

Viens no tās tehniskajiem pamatprincipiem ir kopēšanas un rakstīšanas stratēģija . Kad fails vai metadati tiek modificēti, APFS tieši nepārraksta esošo bloku; tā ieraksta jauno versiju citur un atjaunina rādītājus. Tas samazina korupcijas risku kļūmju gadījumā un uzlabo sistēmas konsekvenci.

APFS ietver arī momentuzņēmumus, stabilu vietējo šifrēšanu, koplietotu vietas pārvaldību starp sējumiem un ļoti ātru direktoriju lieluma noteikšanu . Tas viss nozīmē ātrākas lasīšanas un rakstīšanas darbības, samazinātu piekļuves laiku un lielāku datu drošību.

Runājot par ietilpību, APFS apstrādā teorētiskus failu izmērus līdz 8 eksbibaitiem un apjomus līdz 16 eksbibaitiem — astronomiski skaitļi jebkurai mājas vai maza uzņēmuma videi. Šajā ziņā tā noteikti nav sašaurinājums.

Galvenais APFS trūkums ir tā ierobežotā saderība ārpus Apple ekosistēmas . Windows nevar dabiski lasīt vai rakstīt APFS, un operētājsistēmā Linux ir jāizmanto trešo pušu rīki ar tikai daļēju atbalstu. Ja disks ir jākoplieto starp Mac un PC, tā formatēšana kā APFS nav laba ideja: tas lieliski darbosies jūsu Mac datorā, bet lielākajā daļā Windows datoru būs neredzams vai nepieejams.

Tāpēc APFS ir ideāli piemērots iekšējiem Mac diskiem, ārējiem SSD diskiem, kas tiek izmantoti tikai ar macOS, un diskiem, kas paredzēti Time Machine dublējumkopijām jaunākajās versijās. Ja jums nav nepieciešams pārvietot šos diskus uz datoru, jūs gūsiet labumu no to pilnās veiktspējas un drošības.

HFS+ un citi klasiskie macOS formāti

Pirms APFS Apple daudzus gadus izmantoja HFS+ (formatēšanas rīkos bieži vien apzīmēts ar “Mac OS Plus”). Tas joprojām ir pieejams vecākos cietajos diskos, ārējos diskos un sistēmās ar vecākām macOS versijām.

HFS+ ir pieejams tādās variantos kā "Mac OS Extended (Journaled)" un "Mac OS Extended (Case-Sensitive) ". Žurnalizētā versija pievieno žurnalēšanu, lai nodrošinātu lielāku integritāti; reģistrjutīgais variants apstrādā "File.txt" un "file.txt" kā dažādus nosaukumus, kas ir izplatīta UNIX tipa sistēmās, bet var traucēt noteiktu Mac lietojumprogrammu darbību, kas neparedz šādu darbību.

Lai gan macOS joprojām pilnībā atbalsta HFS+, tā veiktspēja un dizains ir atpalicis no APFS, īpaši SSD diskos. Ja Mac ļauj izvēlēties APFS, tā ir vēlamāka par HFS+ , ja vien nav nepieciešams saglabāt saderību ar ļoti vecām macOS versijām.

Citās sistēmās situācija atšķiras: Linux var darboties ar HFS+ bez lielām problēmām , savukārt Windows parasti ir nepieciešami draiveri vai lietojumprogrammas, lai piekļūtu šiem sējumiem, bieži vien aprobežojoties ar lasīšanu.

EXT4: etalons Linux pasaulē

GNU/Linux ekosistēmā visizplatītākās failu sistēmas ir ext2, ext3 un jo īpaši EXT4 . Pēdējā ir dabiska tās priekšgājēju evolūcija un, pateicoties tās veiktspējas, uzticamības un elastības līdzsvaram, ir kļuvusi par noklusējuma opciju daudzās distribūcijās.

EXT4 ir paredzēts lielu apjomu un lielu failu apstrādei , kas ir būtiski serveriem, mākoņkrātuves sistēmām un prasīgiem galddatoriem. Tas atbalsta sējumu izmērus līdz 1 eksbibaitam un failus līdz 16 tebibaitiem, kas ievērojami pārsniedz tipisku mājas lietošanu.

Galvenās funkcijas ietver žurnālizēšanu, lai aizsargātu datu integritāti strāvas padeves pārtraukumu vai avāriju gadījumā , efektīvāku bloku piešķiršanu un dažādus veiktspējas uzlabojumus salīdzinājumā ar ext3. Lai gan fragmentācija joprojām var notikt, tā ir ievērojami samazināta salīdzinājumā ar vecākām sistēmām.

Galvenais EXT4 trūkums ir tā saderība ārpus Linux. Ne Windows, ne macOS to neatbalsta dabiski ; lai piekļūtu EXT4 diskam no šīm sistēmām, ir nepieciešami trešo pušu draiveri vai lietojumprogrammas . Praksē tas padara EXT4 perfektu kā iekšēju failu sistēmu Linux datoram, bet nav ieteicams ārējiem diskdziņiem, kurus vēlaties koplietot ar Windows vai Mac, ja vien nevēlaties instalēt īpašu programmatūru katrā platformā.

Saderība starp failu sistēmām un operētājsistēmām

Bieži uzdots jautājums ir par to, kādu formātu izmantot, lai disks labi darbotos vairākās vietās. Galvenais ir saprast, ko katra operētājsistēma var darīt ar katru failu sistēmu (lasīt, rakstīt vai pat neredzēt saturu).

Vispārīgi runājot, pašreizējo situāciju var apkopot šādi: FAT32 un exFAT ir universālākie formāti , NTFS dominē operētājsistēmā Windows, APFS — Apple un EXT4 — Linux. Tomēr niansēm ir nozīme, īpaši, ja runa ir par rakstīšanu.

Windows pilnībā atbalsta FAT32, exFAT un NTFS , bet nesaprot APFS vai EXT4 bez papildu atbalsta. macOS, savukārt, lasa un raksta exFAT un FAT32, lasa NTFS, bet neraksta to bez papildu programmatūras, un perfekti darbojas ar HFS+ un APFS . Linux var apstrādāt FAT32, exFAT un NTFS (bieži vien ar īpašiem draiveriem) un ir arī EXT4 dabiskā mājvieta.

Mobilajās ierīcēs un konsolēs aina mainās: daudzi viedtelevizori, kameras, konsoles un multivides atskaņotāji saprot FAT32 un arvien biežāk arī exFAT , savukārt NTFS, APFS vai EXT4 bieži vien netiek atbalstīti vai ir ierobežoti atbalstīti. Tāpēc pirms diska formatēšanas ir svarīgi apsvērt, kur to pievienosiet.

Tas viss noved pie skaidra praktiska secinājuma: ja meklējat maksimālu saderību daudzās ierīcēs un nestrādāsiet ar milzīgiem failiem , FAT32 varētu būt pietiekams. Ja jums ir jāapstrādā lieli faili un jākoplieto tie starp Mac un Windows, exFAT ir loģiska izvēle. Iekšējiem diskdziņiem, kas paredzēti vienai operētājsistēmai, vislabāk ir izmantot NTFS, APFS vai EXT4 atkarībā no piemērotības.

NTFS, exFAT, FAT32 un APFS lieluma un veiktspējas ierobežojumi

Papildus saderībai katrai failu sistēmai ir maksimālie izmēru ierobežojumi sējumiem un atsevišķiem failiem . Pašreizējā aparatūrā tikai FAT32 parasti kļūst par reālu problēmu.

Kā redzējām, FAT32 ierobežojums katram failam ir 4 GB , lai gan tas atļauj vairāku terabaitu apjomus. Šis formāts nav piemērots augstas izšķirtspējas video, pilnām dublējumkopijām vai disku attēliem. Tāpēc tas tiek uzskatīts par "robustu, bet novecojušu".

NTFS, exFAT un APFS darbojas citā līgā: to teorētiskie failu un sējumu lieluma ierobežojumi sasniedz eksbibaitus vai pat zebibaitus . Praksē vājās vietas atradīsies pašā operētājsistēmā, aparatūrā vai nodalījumu veidošanas rīkos, bet nekad nesasniegs šos teorētiskos ierobežojumus tipiskai lietošanai.

Runājot par veiktspēju, NTFS parasti tiek uzskatīts par ļoti efektīvu operētājsistēmā Windows, ar labu lasīšanas un rakstīšanas veiktspēju un zemu centrālā procesora noslodzi lielākajai daļai uzdevumu. exFAT un FAT32 noteiktos gadījumos var būt nedaudz mazāk efektīvi, īpaši ar daudzām nelielām darbībām vai nejaušu piekļuvi.

Apple ekosistēmā APFS ir optimizēts, lai nodrošinātu vislabāko SSD ātrumu : ātrāku sāknēšanas laiku, ātrāku lietojumprogrammu palaišanu, efektīvāku dublēšanu un atsaucīgāku metadatu pārvaldību nekā HFS+. Mehāniskajās cietajās sistēmās ieguvumi var būt mazāki, taču tā joprojām ir moderna un uzticama sistēma.

Kuru formātu izvēlēties, pamatojoties uz diska izmantošanu

Formatējot disku, svarīgākais jautājums nav tik daudz "kura ir labākā failu sistēma", bet gan "ko es darīšu ar šo disku un kādās ierīcēs es to izmantošu?". Atkarībā no tā izvēle ievērojami mainās.

Ja disks tiks izmantots tikai operētājsistēmai Windows (iekšējais cietais disks, SSD spēlēm, lokālais dublēšanas disks), loģiskā izvēle ir NTFS. Tas piedāvā drošību, stabilitāti, atbalstu ļoti lieliem failiem un uzlabotas funkcijas, kuru nav citiem vienkāršākiem formātiem.

Runājot par ārējo cieto disku vai zibatmiņas disku, ko izmantosiet gan ar Windows, gan macOS , exFAT parasti ir labākā izvēle: tam nav FAT32 4 GB ierobežojuma, un abas sistēmas var to lasīt un rakstīt, neinstalējot neko papildu. Tas ir ideāli piemērots projektu pārsūtīšanai no datora uz Mac, lielu video pārvietošanai un tā tālāk.

Diskam, kas tiks izmantots tikai Mac datorā , īpaši, ja tas ir SSD disks vai disks, kas tiks regulāri pievienots, vēlamais formāts ir APFS. Ja APFS nevar izmantot saderības problēmu dēļ ar vecākām macOS versijām, HFS+ ar žurnālošanu (Journaled Mac OS Extended) joprojām ir derīga alternatīva.

FAT32 ir paredzēts situācijām, kurās nepieciešama gandrīz pilnīga saderība ar plašu ierīču klāstu , un failu lielums nekad nepārsniegs 4 GB: USB diski, kas tiks izmantoti automašīnās, televizoros, vecās konsolēs, mūzikas atskaņotājos utt.

EXT4 ir jārezervē iekšējiem diskiem un Linux sistēmu galvenajiem sējumiem . Šajā kontekstā tas ir lieliski, bet kā ārējo disku formāts, ko vēlaties koplietot ar Windows vai Mac, tas ir sarežģīts, ja vien nevēlaties instalēt īpašu programmatūru katrā platformā.

Praktisks piemērs: failu pārvietošana no NTFS uz APFS, izmantojot exFAT

Interesants, bet ļoti bieži uzdots jautājums jauno Mac lietotāju vidū ir, kas notiek, ja paņemat failu no NTFS diska operētājsistēmā Windows, kopējat to uz exFAT disku un pēc tam pārvietojat uz APFS sējumu savā Mac datorā . Vai fails ir kaut kādā veidā "konvertēts"? Vai tas joprojām tiek uzskatīts par NTFS?

Īsā atbilde ir tāda, ka faili "nepieder" konkrētai failu sistēmai . Failu sistēmai pieder to glabāšanas veids un saistītie metadati, bet faila saturs (tā biti) ir neatkarīgs. Kopējot failu no NTFS uz exFAT un pēc tam uz APFS, jūs lasāt datu secību un rakstāt to citā sistēmā, nepārnesot nekādu "NTFS zīmolu".

Tādēļ fails, kas nonāk jūsu APFS diskā, darbojas tāpat kā jebkurš cits fails, kas izveidots tieši APFS . Pašā failā nav saglabāts starpposma "konvertēšanas" slānis; mainās tikai tas, kā failu sistēma apstrādā tā atrašanās vietu, atļaujas, papildu laika zīmogus utt.

Kopēšanas process ietver datu nolasīšanu no NTFS, to nodošanu operētājsistēmai un operētājsistēmas ierakstīšanu exFAT formātā. Pēc tam Mac datorā dati tiek nolasīti no exFAT un ierakstīti atpakaļ APFS formātā. Katrā solī metadati tiek pielāgoti mērķa sistēmai , bet saturs paliek neskarts, ja vien nav kopēšanas kļūdu.

Tāpēc varat būt droši: exFAT cietā diska izmantošana kā "tilts" starp Windows datoru un APFS Mac ir pilnīgi likumīga un neievieš nekādus slēptus "NTFS failu tipus" vai tamlīdzīgus elementus.

Galu galā, izpratne par NTFS, exFAT, FAT32, APFS, HFS+ un EXT4 darbību, to ierobežojumiem un piemērotāko pielietojumu ļauj gudri formatēt katru disku, izvairīties no nesaderības pārsteigumiem un maksimāli izmantot krātuvi neatkarīgi no tā, vai strādājat tikai ar vienu operētājsistēmu vai pastāvīgi pārslēdzaties starp Windows, macOS, Linux un visu veidu ierīcēm.