Característica distintiva do HFS +
O diferencial do HFS + é o princípio de seu funcionamento baseado na arquitetura de 32 bits, que substituiu a de 16 bits no HFS. O endereçamento anterior teve um forte efeito dissuasor, pois estabeleceu um limite na capacidade dos volumes (65.536 blocos).
Assim, por exemplo, em uma unidade com capacidade de um gigabyte, o tamanho do bloco é definido como dezesseis kilobytes. E mesmo o menor arquivo de um byte ocupava todos os dezesseis bytes.
Para armazenar uma parte significativa das informações de serviço no sistema HFS +, como na versão anterior do HFS, uma árvore B é usada.
Um único volume em um sistema HFS + é dividido em setores de 512 bytes. Um ou mais setores são combinados coletivamente em um cluster, cujo número final depende diretamente da capacidade total da unidade de origem. A nova opção de endereçamento de 32 bits fornece acesso direto a mais de 4.294.967.296 clusters, o que é muito preferido em relação aos 65536 da versão anterior. Uma análise comparativa dos dois tipos de sistemas mostra que eles têm diferenças significativas. Por exemplo, eles diferem no comprimento do nome do arquivo (31 em HFS versus 255 em HFS +), a codificação usada (“Mac Roman” e “Unicode” para HFS e HFS +, respectivamente), nós de diretório (512 bytes e 4 kilobytes para HFS e HFS +), arquivos de tamanhos de limite: 2 ^ 31 versus 2 ^ 63.
Arquitetura do sistema de arquivos
O espaço no sistema de arquivos é dividido em blocos lógicos chamados setores. Basicamente, eles têm um valor de 512 bytes e são combinados coletivamente em blocos de alocação que incluem um ou mais setores. O número de blocos concatenados depende do tamanho total do volume.
HFS + é equipado com codificação Big Endian e o valor de suas unidades de alocação é de 32 bits.
O HFS + armazena informações de serviço no disco - arquivos de metadados usados para organizar e gerenciar a colocação de dados. Os mais importantes deles, que estão em demanda no processo de recuperação de dados e afetam diretamente a saúde do sistema, são os seguintes elementos:
- Cabeçalho de Volume O cabeçalho usa Extents e é formatado como uma tabela.
- Allocation File ( ). Extents .
- Catalog File ( ). . Extents.
- Extents Overflow File ( ). .
- Bad block file ( ). -.
- StartUp file ( ). .
- (Journal). , .
Além dos listados no HFS +, existem outros elementos. No entanto, os itens acima são de importância prioritária quando há uma necessidade urgente de recuperar esta ou aquela informação. Veremos agora as métricas fundamentais, a saber, o significado dos valores da árvore B e das extensões.
Uma breve explicação de Bi-Tree
O HFS + usa uma estrutura de armazenamento semelhante a uma árvore. A estrutura equilibrada das páginas de construção permite que você escreva uma quantidade diferente de informações nas células selecionadas de um determinado volume limite. O princípio básico da estrutura é implementado da seguinte maneira. Por exemplo, um arquivo de cem megabits deve ser colocado em células de quatro kilobytes. O sistema colocará no primeiro bloco links diretos para todas as células subsequentes vinculadas, nas quais todas as informações já estarão gravadas. Além disso, além dos dados, as células podem conter links de ligação adicionais de um novo nível de bloco. As células da árvore com links são chamadas de nós. O resto dos elementos responsáveis pelo armazenamento de dados são folhas.
Arquivo de estouro de extensão e extensão
Os registros estendidos são usados pelo sistema para armazenar informações sobre os setores nos quais um arquivo separado está localizado. Normalmente, eles são usados de zero a oito. Cada um dos registros recriados contém uma indicação do primeiro setor de informações que armazena dados e uma marca sobre o número total de clusters ocupados. Se o arquivo estiver muito fragmentado, ele será dividido em muitos fragmentos e o número de extensão alocado não for suficiente, então o sistema usa extensões adicionais (arquivo de estouro de extensão) para registrar o restante.
Compreendendo o cabeçalho do volume
O cabeçalho do volume está sempre localizado no segundo setor, se você contar desde o início da unidade. O cabeçalho do volume contém informações gerais sobre todos os outros blocos de construção do sistema, como tamanho do bloco de alocação, endereços, etc. No setor oposto da unidade, ou seja, o segundo setor, mas a partir do final, o sistema armazena uma cópia de backup do conteúdo do cabeçalho do Volume.
Mapa de espaço em disco usado
O elemento de arquivo de alocação fornece informações sobre todas as unidades de alocação (vazio e cheio incluído). Eles são rotulados de acordo com o sistema binário: "1" está cheio, "0" está vazio. Este formato de apresentação é denominado bitmap (bitmap). Fragmentos de um arquivo salvo em disco nem sempre precisam estar em células adjacentes. Detalhes completos sobre eles serão fornecidos no cabeçalho do Volume.
Objetivo do diretório de arquivos
A estrutura em árvore do armazenamento de arquivos é bastante extensa. Ele assume que há um arquivo separado para registrar informações sobre a localização de pastas e arquivos na unidade. Como na versão anterior do sistema, no HFS + este arquivo é um arquivo de catálogo. Mas, ao contrário da fonte original, sua capacidade foi aumentada significativamente. O tamanho do campo receptor em HFS + tornou-se maior, o que expande significativamente as capacidades disponíveis. O tamanho do campo não está vinculado a um único padrão e pode ser alterado com base em requisitos emergentes.
Basicamente, o sistema armazena uma pequena quantidade de informações nos campos, cujo tamanho final não ultrapassa quatro kilobytes. Se a matriz for maior, as extensões Extent correspondentes serão usadas.
Objetivo do arquivo de inicialização
Principalmente o arquivo StartUp é responsável por interagir com diferentes sistemas operacionais se eles não tiverem a capacidade de detectar HFS + e fazê-lo funcionar com sucesso. Seu princípio é semelhante ao dos blocos de inicialização HFS.
Lista de setores defeituosos
O elemento contém o registro do sistema. Inclui todas as informações sobre os setores deslocados.
Log de elemento do sistema
O diário é um espaço reservado na mídia de disco. Quando o sistema precisar fazer alterações, a sequência de ações será a seguinte. Ele primeiro gravará no log e só então fará as correções nos arquivos correspondentes. No caso de uma falha inesperada, essa abordagem restaurará a integridade do sistema de arquivos.
A área alocada para o log tem um tamanho finito. Portanto, o sistema atualiza regularmente as informações nele, sobrescrevendo os novos dados existentes. O intervalo de regravação para dispositivos diferentes é diferente e varia de várias dezenas de segundos a dezenas de minutos.
Uma ferramenta versátil para recuperar informações do Time Machine
O sistema operacional para dispositivos Mac, a partir do Mac OS X Leopard, fornece uma ferramenta de recuperação Time Machine. Seu objetivo principal é o registro obrigatório de quaisquer alterações sistêmicas para posterior recuperação segura com o desenvolvimento de consequências negativas.
Para cumprir com sucesso as obrigações do fabricante, a ferramenta de retorno de dados deve ser fornecida com um meio separado. Pode ser mídia externa, disco rígido interno, armazenamento USB. Ou você pode usar um Time Capsule da Apple especialmente preparado e projetado para o Time Machine. É uma unidade de rede na qual os backups são gravados antes de fazer alterações. No uso inicial, a ferramenta fará uma cópia completa e salvará apenas as alterações feitas.
Uma opção de recuperação de dados HFS + viável
Se, durante a operação, os usuários precisarem recuperar dados perdidos, será muito mais difícil fazer isso a partir do HFS +. Um sistema de arquivos que usa uma estrutura em árvore para armazenar informações do sistema requer atualização constante da Bi-tree após qualquer alteração, incluindo exclusões. E após essa substituição, todas as informações sobre a localização do elemento perdido são imediatamente apagadas.
Nesses casos, os usuários podem ser ajudados por um software de recuperação universal . Você pode usar programas diferentes e comparar como cada um deles executa a operação de check-in de arquivo.
Resultado
O sistema de arquivos HFS + substitui o HFS. No entanto, apesar das vantagens, ele já está sendo substituído por um novo tipo de sistema (APFS). Certas deficiências do HFS + levantam a questão da recuperação. E apesar da aparente complexidade do sistema, é possível recuperar os dados perdidos tanto com a ajuda de backup quanto com o uso de programas especiais.
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