Steve Jobs の WWDC キーノートに熱い視線を注いでいたひとたちがいる。その一人が John Siracusa だ。
FatBits：”Time Machine and the future of the file system” by John Siracusa：８月１５日
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キーワードはタイムマシン
「タイムマシン」というキーワードを聞いた瞬間、John Siracusa の頭の中が弾けてつぎのような連鎖反応が起きたという。
タイムマシン・・・タイムトラベル・・・時を遡り古いバージョンのファイルを取り戻す・・・過去に存在したファイルシステムの状態を見る・・・なんてことだ！スナップショットだ！Leopard に新しいファイルシステムができた！Leopard の新しいファイルシステムだ！
Time Machine….time travel…go back in time to get older versions of files…to see the state of the file system as it existed in the pastﾑOMG, snapshots! New file system in Leopard! New file system in Leopard!
ファイルシステムマニア（file system nerd）なら、「スナップショット」（snapshot）が今使われているファイルシステムに簡単にくっつけられる代物ではないことを知っている。HFS+ はオリジナルが持っていた能力を遥かに超えて拡張されている。スナップショットの追加は拡張の範囲を大きく超えてしまうだろう。したがって、スナップショットがあるということは新しいファイルシステムを前提にしているのではないか。
File system nerd knows that snapshots are not the kind of feature that’s easy to tack onto an existing file system. HFS+ has already been extended significantly past its original abilities. Trying to add snapshots is probably one extension too far. So snapshots probably mean a new file system.
タイムマシンのデモが進行しても新しい「ファイルシステム」ということばは出てこない。そこで John Siracusa は考える。
まてよ、アップルが何も言わないということは、ひょっとしたら誰かほかのひとが作ったものを使っているのではないか。もしかしたらアップルは、Leopard で ZFS［注：オープンソースのフリーのファイルシステムで、Sun Microsystems が Solaris OS のために開発］に移行しようとしているのではないか。
Wait! Maybe Apple didn’t say anything about a new file system because the one they’re using was created by someone else. Maybe Apple is moving to ZFS in Leopard!
この数週間というもの、マックのフォーラムやブログの住人たちは、アップルが ZFS に移行しつつあると信じたように思える。Time Machine は、みんなが期待していたこのことを公式に認めるものではないのか。「zfs leopard snapshots」をググってみれば、Time Machine がアナウンスされたときどれほど沢山のひとが同じことを考えたか分かる。ジクソーバズルのようにすべてのピースがぴったりはまる。・・・ そうでなかったのはつくづく残念だ。
In the past few months, it’s seemed like accepted wisdom among the denizens of Mac web forums and blogs that Apple was moving to ZFS. Time Machine seemed like an official confirmation of what everyone expected. Just google for “zfs leopard snapshots” to see how many people came to the same conclusion when Time Machine was announced. All the pieces fit. Too bad it’s not true.
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みんなが期待した新しいファイルシステムとはなにか。John Siracusa は ZFS や ReiserFS［注：GNU/Linux がサポートするファイルシステムで、Namesys の Hans Reiser チームが開発］を例に挙げながらつぎのように説明する。
[ZFS - The Last Word in File System]
新しいファイルシステムとは
ひとことでいえばそのとおりだ。HFS は時代の最先端をいくパーソナルコンピュータのファイルシステムだ、・・・いや、だったのだ。２１年前に発表されたときには、だが。HFS+ はまだ８年しかたっていない。ただし、その設計デザインの多くは HFS に基づいている。その後多くの進展がみられた。多くの追加がなされてもなお HFS+ にはない次のような機能が、最新最良のファイルシステムにはある。
・非常に小さいファイルの効率的保存と処理
・プールストレージモデル（pooled storage model）による論理的なボリューム管理
・全てのデータをチェックサム（checksum）するデータの一体化
・スナップショット（snapshot）
In a word, yes. HFS was a state-of-the-art personal computer file system when it was first released…twenty-one years ago. HFS+ is only eight years old, but it’s built on many of the design decisions of HFS. Progress marches on. Today, there are new capabilities that the best modern file systems have, but that HFS+, even with all of its recent additions, does not. Here’s a short list.
• Efficient storage and handling of very small files.
• Logical volume management through a pooled storage model.
• Improved data integrity using checksums on all data.
• Snapshots.
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スナップショット
スナップショット（snapshot）とは、特定の時点におけるファイルシステム全体の状態を保存したものだ。バックアップと同じに聞こえるかもしれないが、重要な点で違いがある。
Snapshots. A snapshot preserves the state of an entire file system at a given point in time. This may sound a lot like a backup, but there are some important differences.
まず第一に、スナップショットはいかなる時点についてであれ、ファイルシステム全体の状態を、ファイルひとつひとつに至るまでそのままの状態で保存する。そういう意味で完全に自己完結的だ。
First, a snapshot is entirely self-consistent, exactly preserving the state of each file at a particular instant in time across an entire file system. A traditional backup running on an active file system makes no such guarantees without invasive locking schemes or the even more onerous requirements.
さらに、スナップショットはバックアップに比べ相当効率的にスペースを使う。変更された個別のディスクブロック（disk block）を記憶するだけなので、従来のバックアップに比べほんの少しのスペースを使うだけだ。
Second, snapshots are considerably more space-efficient than backups. By recording only the individual disk blocks that have changed, a snapshot takes a fraction of the disk space required by a traditional backup.
最後に、多分これが一番大切なのだが、バックアップを完全にしようとすれば、ファイルシステムのサイズが大きくなるにつれてバックアップにかかる時間も大きくなる。ところがスナップショットなら、ファイルシステムの大きさに関係なく一定の時間しかかからない。スナップショットが「瞬間的」といわれることが多いのはこのためだ。通常スナップショットにかかる時間はとても短いので、スナップショットにはまったく時間がかからないように見える。しかも、覚えておいてほしいのだが、ディスクが大きくなってもかかる時間は増えないのだ。
Finally, and perhaps most importantly, while a full backup takes an amount of time that’s proportional to the size of the file system, a snapshot can happen in constant time, regardless of file system size. This is why you’ll often see snapshots referred to as “instantaneous.” The time required is usually so small that a snapshot appears to take no time at all. And remember, this time does not increase as disks get bigger.
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Time Machine は新しいファイルシステムとは無関係だった
Time Machine は、ZFS を使っている訳ではない。最初はこの点について大きな混乱があった。それは Leopard が DTrace（もうひとつの有名なオープンソースプロジェクトで、Sun の OpenSolaris に遡る）を移植したものを部分的に含んでいるためだ。しかし、ZFS がないからといってショックではなかった。
Time Machine does not use ZFS. There was a lot of initial confusion about this, partially because Leopard does include a port of DTrace, the “other” high-profile open source project to come out of Sun’s OpenSolaris efforts. But the absence of ZFS was no surprise to me.
私は ZFS の移植を額面どおりに受け取っていた。HFS+ の後継ではなく、これまでとは異なったファイルシステムが移植されると。どうせ Leopard には間に合わないだろう。で、私が期待したのは、アップルから新しいファイルシステムが出るのではないかということだった。移植されたものではなく、オープンソースのファイルシステムをいじったものでもない、アップルのエンジニアチームによる、自家製の、まっさらで、クールなファイルシステムのことだ。残念ながら、そうはならなかった。
I took the ZFS port at face value—as a port of a foreign file system, not as a replacement for HFS+ (certainly not in the Leopard time frame, anyway). But what I did expect was a new file system from Apple. Not a port or a fork of an open source file system, but a brand-new, home-grown, kick-ass file system created by Apple’s own team of engineers. Unfortunately, that didn’t happen either.
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Time Machine とはなんだったか
読者はもうお分かりのように、結論をいえば、Time Machine は新しい現代的なファイルシステムのいかなるものも使っておらず、そのスナップショットをベースとするものでもなかった。そうではなくて、旧来の HFS+ 上で動く自動化されたバックアップシステムなのだ。Time Machine のある時点でのビュー（point-in-time views）とは、実は外付けディスクないしはサーバーの「スパースディレクトリ階層」（sparsely populated directory trees）なのだ。それは、書き換えられなかったディレクトリのハードリンク（hard link）と、最後のバックアップ以降に書き換えられた少数のファイルの完全コピーで構成されている。
The upshot, as readers probably know by now, is that Time Machine is not an interface to file system snapshots built on any sort of new, modern file system. Instead, it’s an automated backup system that works with plain old HFS+. The point-in-time views in Time Machine are actually sparsely populated directory trees on an external disk or server containing mostly hard links to unchanged directories, plus full copies of the few files that have been created or modified since the last backup.
Mac OS X 10.0 がリリースされたとき、アップルは HFS+ に旧来のハードリンク（hard link）、すなわちファイルへのハードリンクを付け加えた。Leopard では、HFS+ は任意のディレクトリについてもハードリンクを作成できる。私の知る限り、ほかの Unix ライクな OS ではこういう機能は全く見られない。Time Machine は次のようにして「スパース階層」を作成する。最初のバックアップでは完全コピーを作る。それ以降のバックアップには、［書き換えられた部分のコピーに加え、］書き換えられなかった部分のハードリンクが含まれる。
Apple added traditional hard links (that is, hard links to files) to HFS+ back before Mac OS X 10.0 was released. In Leopard, HFS+ supports the safe creation of arbitrary hard links to directories as well—an ability wholly alien to any other Unix-like operating system that I can think of. This is how Time Machine builds its sparse trees. The very first backup is a full copy. All subsequent backups contain hard links to the unchanged portions of the previous backup.
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過去のしがらみを断ち切った Time Machine
Time Machine の最も目立つ特徴［注：スナップショット］は、下部構造のファイルシステムやコピーエンジンとは全く関係ない。これまでの［バックアップソフトに見られる］「ユーティリティアプリケーション」モデルは、多くのひとに対し心理的プレシャーや混乱を与えてきたが、アップルはそれから解き放ったのだ。
The most significant feature of Time Machine has nothing to do with the underlying file system or copy engine. Apple has set backups free from the traditional “utility application” model that so many people find intimidating and confusing.
バックアップ自体を自動化することはとても簡単だ。ほかの多くのバックアップソフトもそうやっている。アップルの巧いところは、復元のプロセスを、これまた従来のバックアップ専用ソフトがもつ繰り返し作業から解放したことだ。簡単で、楽しくなるようなインターフェイスを使って、標準的なファイルマネージャの中で簡単にファイルが復元される。もっといいことに、アップルのアプリケーションのみならず、ほかのアプリケーションでもデータ復元が可能だ。サードパーティのデベロッパは、彼らのアプリケーションに Time Machine を取り込むことが出来るのだ。
Making the actual backup process automatic is pretty easy. Lots of existing backup products do that. The ingenious bit is that Apple has made the recovery process similarly free of any interaction with a dedicated backup application. Files are recovered from a simple—fun, even!—interface right in the standard file manager. Even better, data can be recovered from within individual applications, and not just those from Apple. Third-party developers can also integrate Time Machine into their applications.
ついで John Siracusa は、Macworld の Rob Griffiths が指摘した Time Machine の問題点についても同じように触れているが、ここでは割愛する。
むしろおもしろいのは、Time Machine のデモを見ながら想像したというつぎの点だ。
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マイクロソフトだったら・・・
Time Machine のデモを見ながら考えていたことといえば、これがアップルでなくマイクロソフトが同じことをやったとしたらどんなインターフェイスになっただろうかということだった。私が想像したのは、つぎのようなファイル復元ウィザード（File Recovery Wizard）だった。復元するフォルダのコピー元、コピー先を特定するため、たくさんの日付指定やブラウズボタンが付いている。５段階にも及ぶステップが完了すると「完了」ボタンをクリックすることになる。ひょっとしたらワンちゃんのアニメも付いてくるかもしれない。
When I saw the demo of Time Machine, all I could think of is what kind of interface the same set of basic requirements would have produced if created by Microsoft instead of Apple. I pictured some sort of File Recovery Wizard, replete with date-picker widgets and multiple “Browse…” buttons to select target and destination folders. The five-step process would end by clicking a button named “Finish.” There may or may not be an animated cartoon dog.
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スナップショットの利点
すべてはスナップショットに話が戻るのだ。もう一度いうが、スナップショットはバックアップとは異なる。スナップショットを使えば、Time Machine のような自動化されたバックアップシステムをより効率的にできる。スナップショットの機能をもった（snapshot-enabled）ファイルシステムがコピー元とコピー先の両方のボリュームにあれば、ファイルレベルではなく、ブロックレベル（block level）でのバックアップが可能になる。500MB のファイルの中のたった１バイトを変更しただけなら、バックアップボリュームではたったの１ブロック（4KB 程度）で済むのだ。
All of this comes back to snapshots. Again, snapshots are not the same thing as backups. But they can certainly be used to more efficiently implement an automated backup system like Time Machine. With snapshot-enabled file systems on both the primary and backup volumes, backups could be done at the block level rather than the file level. A one byte change to a 500MB file would then cause only a single block (say, 4KB) of new storage to be used on the backup volume.
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私は待つ・・・
私としては、未来の Mac OS X では、現行の HFS+ に代わって、もっと近代的な、なんらかのシステムにとって代わることを期待する。
As for the future of file systems in Mac OS X, I continue to hold out hope that something more modern will replace HFS+…
だから私は待ち続ける。Time Machine が発表されたあとの数分間は、ファイルシステムマニアにとっては至福の瞬間だった。その後、実は新しいファイルシステムなんてないのだと分かったときは残念だったけれど。私のウォッチリストには Mac OS X 10.6 が正式に加わった。さあ、2008 年の WWDC を待つぞ！
And so I continue to wait. The few minutes between the announcement of Time Machine and the eventual revelation that there’s no new file system under the covers represents the best experience for Mac file system nerds in a keynote in many years. (Sad, but true.) Mac OS X 10.6 has officially been added to my watch list. WWDC 2008, here I come!
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門外漢には難しすぎて、どの程度訳出できたか自信ないが、WWDC の主役だったデベロッパがどう感じたかということの一端は窺い知ることができるのではないだろうか。
WWDC 直後のネットの様子から、（まだ Jobs のキーノートを見る前だったけれど）、迂闊にも「なんだ、噂にあがっていたことだけじゃないか」と思ってしまった。しかしそれは、噂に毒されたシロウトの考えることで、本当のプロは別の視点から見ていたのだ。
デベロッパとは夢を持つひとびとなのだなあと思った。
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