Класс USB-накопителя большой емкости

Класс запоминающих устройств USB (также известный как USB MSC или UMS ) представляет собой набор протоколов вычислительной связи , в частности класс USB-устройств , определенный Форумом разработчиков USB , который делает USB- устройство доступным для главного вычислительного устройства и обеспечивает передачу файлов. между хостом и USB-устройством. Для хоста USB-устройство действует как внешний жесткий диск; набор протоколов взаимодействует с рядом устройств хранения данных.

Использование

К устройствам, подключенным к компьютерам по этому стандарту, относятся:

Внешние магнитные жесткие диски
Внешние оптические приводы, включая компакт-дисков и DVD- дисков. приводы для чтения и записи
USB-флешки
Твердотельные накопители
Адаптеры между стандартными картами флэш-памяти и USB-соединениями
Цифровые фотоаппараты
Портативные медиаплееры
Кардридеры
КПК
Мобильные телефоны

Устройства, поддерживающие этот стандарт, известны как устройства MSC (Mass Storage Class). Хотя MSC является исходной аббревиатурой, UMS (Universal Mass Storage) также вошло в обиход.

Поддержка операционной системы

Большинство основных операционных систем включают поддержку USB-накопителей; поддержка в старых системах обычно доступна через исправления.

Microsoft Windows

отсутствует Microsoft Windows поддерживает MSC, начиная с Windows 2000. Поддержка USB, поставляемая Microsoft, в Windows до Windows 95 и Windows NT 4.0 . Windows 95 OSR2.1, обновление операционной системы, имело ограниченную поддержку USB. В то время Microsoft не выпускала универсального драйвера USB-накопителя (в том числе для Windows 98 ), и для каждого типа USB-накопителя требовался драйвер для конкретного устройства. Бесплатные драйверы сторонних производителей стали доступны для Windows 98 и Windows 98SE, а сторонние драйверы также доступны для Windows NT 4.0. Windows 2000 поддерживает (через универсальный драйвер) стандартные USB-накопители; Windows Me и все более поздние версии Windows также включают поддержку.

Windows Mobile поддерживает доступ к большинству USB-накопителей большой емкости, отформатированных с помощью FAT, на устройствах с USB-хостом. Однако портативные устройства обычно не могут обеспечить достаточную мощность для корпусов жестких дисков (2,5-дюймовый (64 мм) жесткий диск обычно требует максимум 2,5 Вт с автономным питанием в спецификации USB) без USB-концентратора . Устройство Windows Mobile не может отображать свою файловую систему как запоминающее устройство, если разработчик устройства не добавит эту функциональность. Однако сторонние приложения добавляют эмуляцию MSC в большинство устройств WM (коммерческий Softick CardExport и бесплатный WM5torage). Обычно можно экспортировать только карты памяти (не внутреннюю память) из-за проблем с файловой системой; см. доступ к устройству ниже.

Функция автозапуска Windows работала на всех съемных носителях, позволяя USB-накопителям стать порталом для компьютерных вирусов . Начиная с Windows 7 , Microsoft ограничила автозапуск приводами компакт-дисков и DVD, обновив предыдущие версии Windows. ^{[ 1 ]}

MS-DOS

Ни MS-DOS , ни большинство совместимых операционных систем не поддерживали USB. Для поддержки USB-накопителей доступны универсальные драйверы сторонних производителей, такие как Duse, USBASPI и DOSUSB. FreeDOS поддерживает USB-накопители в качестве интерфейса Advanced SCSI Programming Interface (ASPI).

Классическая Mac OS и macOS

Apple Computer от Mac OS 9 и macOS поддерживают USB-накопители; Mac OS 8.5.1 поддерживала USB-накопитель большой емкости через дополнительный драйвер.

Линукс

Ядро Linux поддерживает USB-устройства хранения данных начиная с серии 2.4 (2001 г.), а также имеет обратную версию ядра 2.2.18. ^{[ 2 ]} было сделано. В Linux существуют дополнительные функции в дополнение к общим драйверам для устройств класса запоминающих устройств USB, включая особенности, исправления ошибок и дополнительные функции для устройств и контроллеров (функции, поддерживаемые поставщиком, такие как ATA сквозная передача команд для мостов ATA-USB). , что полезно для SMART или мониторинга температуры, управления раскруткой и замедлением жестких дисков и других опций). Сюда входит определенная часть устройств на базе Android благодаря поддержке USB-OTG , поскольку Android использует ядро Linux. ^{[ нужна ссылка ]}

Другие системы, связанные с Unix

Solaris поддерживает устройства с версии 2.8 (1998 г.), NetBSD с версии 1.5 (2000 г.), FreeBSD с версии 4.0 (2000 г.) и OpenBSD с версии 2.7 (2000 г.). Digital UNIX (позже известный как Tru64 UNIX ) поддерживает USB и USB-накопители начиная с версии 4.0E (1998 г.). AIX поддерживает запоминающие устройства USB начиная с версий 5.3 T9 и 6.1 T3; однако он не поддерживается должным образом и ему не хватает таких функций, как разбиение на разделы и общая блокировка. ^{[ 3 ]}

Игровые консоли и встраиваемые устройства

Xbox 360 и PlayStation 3 поддерживают большинство устройств хранения данных для передачи мультимедийных данных, таких как изображения и музыка. По состоянию на апрель 2010 года Xbox 360 (а) использовал запоминающее устройство большой емкости для сохраненных игр. ^{[ 4 ]} а PS3 позволяла передавать данные между устройствами на запоминающем устройстве. Независимые разработчики выпустили драйверы для TI-84 Plus и TI-84 Plus Silver Edition для доступа к USB-накопителям. ^{[ 5 ]} В этих калькуляторах драйвер usb8x поддерживает msd8x приложение пользовательского интерфейса .

Доступ к устройству

Маленькая, тонкая, серая коробка с картой данных, вставленной в нижний слот. — USB Считыватели карт обычно реализуют класс запоминающих устройств USB.

Спецификация USB-накопителя обеспечивает интерфейс для ряда стандартных наборов команд, позволяя устройству раскрывать свой подкласс. На практике указание набора команд через его подкласс мало поддерживается; большинство драйверов поддерживают только прозрачный набор команд SCSI , обозначая свое подмножество набора команд SCSI типом периферийного устройства SCSI (PDT). Коды подклассов определяют следующие наборы команд:

Сокращенные блочные команды (RBC)
SFF -8020i, MMC -2 (используется приводами CD и DVD в стиле ATAPI)
QIC -157 (стримеры)
Единый интерфейс гибких дисков (UFI)
SFF-8070i (используется устройствами типа ARMD)
Прозрачный набор команд SCSI (используйте «запрос», чтобы получить PDT)

Спецификация не требует наличия определенной файловой системы на соответствующих устройствах. На основе указанного набора команд и любого подмножества он предоставляет средства для чтения и записи секторов данных (аналогично низкоуровневому интерфейсу, используемому для доступа к жесткому диску ). Операционные системы могут рассматривать запоминающее устройство USB как жесткий диск; пользователи могут разделить его в любом формате (например, MBR и GPT) и отформатировать в любой файловой системе.

Из-за своей относительной простоты наиболее распространенной файловой системой на встроенных устройствах, таких как USB-накопители , камеры или цифровые аудиоплееры, является файловая система Microsoft FAT или FAT32 (с дополнительной поддержкой длинных имен файлов ). Однако запоминающие устройства USB можно отформатировать в любой другой файловой системе, например NTFS в Windows NT, HFS Plus в macOS , Ext2 в Linux или файловой системе Unix в Solaris или BSD). Этот выбор может ограничить (или предотвратить) доступ к содержимому устройства оборудования, использующего другую операционную систему. Варианты хранения, зависящие от ОС, включают LVM , таблицы разделов и программное шифрование.

В камерах, MP3-плеерах и подобных устройствах, которым необходим доступ к файловой системе, независимой от внешнего хоста, производители предпочитают файловую систему FAT32. Все такие устройства останавливают свою файловую систему ( размонтируют ), прежде чем сделать ее доступной операционной системе хоста, чтобы предотвратить повреждение файловой системы или другой ущерб (хотя теоретически оба устройства могут использовать режим только для чтения или кластерную файловую систему ). . Некоторые устройства имеют переключатель (или опцию) защиты от записи, позволяющий использовать их в режиме только для чтения.

Производители предварительно отформатированных устройств используют две основные схемы разделения. Файловую систему (обычно FAT32) помещают непосредственно на устройство без разбиения на разделы, начиная с сектора 0 без дополнительных загрузочных секторов, заголовков или разделов. Другой использует таблицу разделов DOS (и код MBR), причем один раздел охватывает все устройство. Этот раздел часто выравнивается по двум секторам высокой мощности (например, 1 или 2 МБ), что характерно для твердотельных накопителей для обеспечения производительности и долговечности. Некоторые устройства со встроенным хранилищем, напоминающие запоминающие устройства USB (например, MP3-плееры с портом USB), сообщают о поврежденной (или отсутствующей) файловой системе, если их переформатировать в другую файловую систему. Однако большинство устройств с разделами по умолчанию можно переразбить (путем уменьшения первого раздела и файловой системы) с помощью дополнительных разделов. Такие устройства будут использовать первый раздел для своих операций; после подключения к хост-системе все разделы доступны.

Устройства, подключенные к одному порту USB, могут работать как несколько устройств USB, одно из которых является запоминающим устройством USB. Это упрощает распространение и доступ к драйверам и документации, в первую очередь для операционных систем Microsoft Windows и Mac OS X. Такие драйверы необходимы для полноценного использования устройства, обычно потому, что оно не соответствует стандартному классу USB или имеет дополнительные функции. Встроенное запоминающее устройство USB позволяет устанавливать дополнительные драйверы без использования компакт-дисков, дискет или доступа в Интернет к веб-сайту поставщика; это важно, поскольку многие современные системы поставляются без оптических или флоппи-дисководов. Доступ в Интернет может быть недоступен, поскольку устройство обеспечивает доступ к сети (беспроводной, GSM или Ethernet-карте). Встроенный USB-накопитель обычно предоставляется производителем постоянно только для чтения, что предотвращает случайное повреждение и использование для других целей (хотя при обновлении прошивки его можно обновить с помощью собственных протоколов). Преимуществами такого способа распространения являются меньшая стоимость, упрощенная установка и обеспечение переносимости драйверов.

Дизайн

Некоторые расширенные команды жесткого диска , такие как очередь команд с тегами и собственная очередь команд (которая может повысить производительность), безопасное стирание ATA (которая позволяет безопасно удалить все данные на диске) и SMART (доступ к индикаторам надежности диска) существуют как расширения наборов команд низкого уровня, таких как SCSI , ATA и ATAPI . Эти функции могут не работать, если диски помещены в дисковый массив , поддерживающий интерфейс USB-накопителя. Некоторые интерфейсы USB-накопителей являются универсальными и предоставляют базовые команды чтения и записи; хотя это хорошо работает для базовой передачи данных с устройствами, содержащими жесткие диски, не существует простого способа отправки расширенных, специфичных для устройства команд на такие запоминающие устройства USB (хотя устройства могут создавать свои собственные протоколы связи через стандартный интерфейс управления USB). ). Протокол USB Attached SCSI (UAS), представленный в USB 3.0, устраняет некоторые из этих проблем, включая организацию очереди команд, каналы команд для оборудования, требующего их, и управление питанием.

Определенные наборы микросхем USB 2.0 имели собственные методы обеспечения сквозной передачи SCSI, которые можно было использовать для чтения данных SMART с накопителей с помощью таких инструментов, как smartctl (с использованием -d, за которым следует «чипсет»). ^{[ 6 ]} Более поздние чипсеты USB-накопителей поддерживают SCSI/ATA Translation (SAT) как общий протокол для взаимодействия с устройствами ATA (и SATA). ^{[ 7 ]} Использование экзотических сквозных команд ATA или SCSI (таких как безопасное стирание или защита паролем) при подключении диска через USB-мост может привести к сбою диска, особенно при использовании утилиты hdparm . ^{[ 8 ]}

См. также

Ссылки

^ «Изменения в Windows в соответствии с изменениями в ландшафте угроз» . Блоги TechNet. 28 апреля 2009 г. Проверено 7 ноября 2012 г.
^ «Драйвер для устройств, совместимых с USB-накопителями» . Архивировано из оригинала 23 сентября 2005 г.
^ «eserver: HOWTO: JFS2 на USB-устройстве в AIX 5.3.11.1» . Eserver.livejournal.com . 21 января 2010 г. Архивировано из оригинала 31 марта 2012 г. Проверено 7 ноября 2012 г.
^ «Майор Нельсон из Xbox Live » Поддержка USB-памяти для Xbox 360 появится 6 апреля» . Majornelson.com . 26 марта 2010 г. Проверено 7 ноября 2012 г.
^ «83Plus:Программное обеспечение:usb8x/Asm Interface/MSD» . ВикиТИ. 18 февраля 2009 г. Проверено 7 ноября 2012 г.
^ «#25 (Проход SCSI для SMART через USB на Smartmontools MacOSX? Доступен сторонний код!) – smartmontools» . Sourceforge.net . Проверено 21 января 2014 г.
^ «USB-смартмонтулы» . Sourceforge.net . Архивировано из оригинала 7 февраля 2012 г. Проверено 21 января 2014 г.
^ «Безопасное стирание ATA — ATA Wiki» . Ata.wiki.kernel.org . 22 июля 2013 г. Проверено 21 января 2014 г.

Дальнейшее чтение

С сайта форума разработчиков USB:

Внешние ссылки

Исходный код USB-устройства хранения данных во FreeBSD
Что на самом деле происходит, когда вы подключаете USB-устройство? – Внутреннее устройство ядра Linux

[1] «Изменения в Windows в соответствии с изменениями в ландшафте угроз» . Блоги TechNet. 28 апреля 2009 г. Проверено 7 ноября 2012 г.

[2] «Драйвер для устройств, совместимых с USB-накопителями» . Архивировано из оригинала 23 сентября 2005 г.

[3] «eserver: HOWTO: JFS2 на USB-устройстве в AIX 5.3.11.1» . Eserver.livejournal.com . 21 января 2010 г. Архивировано из оригинала 31 марта 2012 г. Проверено 7 ноября 2012 г.

[4] «Майор Нельсон из Xbox Live » Поддержка USB-памяти для Xbox 360 появится 6 апреля» . Majornelson.com . 26 марта 2010 г. Проверено 7 ноября 2012 г.

[5] «83Plus:Программное обеспечение:usb8x/Asm Interface/MSD» . ВикиТИ. 18 февраля 2009 г. Проверено 7 ноября 2012 г.

[6] «#25 (Проход SCSI для SMART через USB на Smartmontools MacOSX? Доступен сторонний код!) – smartmontools» . Sourceforge.net . Проверено 21 января 2014 г.

[7] «USB-смартмонтулы» . Sourceforge.net . Архивировано из оригинала 7 февраля 2012 г. Проверено 21 января 2014 г.

[8] «Безопасное стирание ATA — ATA Wiki» . Ata.wiki.kernel.org . 22 июля 2013 г. Проверено 21 января 2014 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

v т и USB
USB Implementers Forum Hardware connectors cabling power
Versions	1.0 1.1 2.0 3.0 USB-C USB4 USB On-The-Go
Device classes	Mass storage Flash drive FlashCard UASP SSD Human interface Video Communications
Security	Juice jacking BadUSB USB flash drive security USB killer
Other	Enhanced mini-USB Ethernet over USB Decoration Hub Serial adapter PoweredUSB WebUSB

v т и Технические и фактические стандарты для проводных компьютерных шин
General	System bus Front-side bus Back-side bus Daisy chain Control bus Address bus Bus contention Bus mastering Network on a chip Plug and play List of bus bandwidths
Standards	SS-50 bus S-100 bus Multibus Unibus VAXBI MBus STD Bus SMBus Q-Bus Europe Card Bus ISA STEbus Zorro II Zorro III CAMAC FASTBUS LPC HP Precision Bus EISA VME VXI VXS VPX NuBus TURBOchannel MCA SBus VLB HP GSC bus InfiniBand Ethernet UPA PCI PCI Extended (PCI-X) PXI PCI Express (PCIe) AGP Compute Express Link (CXL) Direct Media Interface (DMI) RapidIO Intel QuickPath Interconnect NVLink HyperTransport Infinity Fabric Intel Ultra Path Interconnect Coherent Accelerator Processor Interface (CAPI) SpaceWire
Storage	ST-506 ESDI IPI SMD Parallel ATA (PATA) Bus and Tag DSSI HIPPI Serial ATA (SATA) SCSI Parallel SAS ESCON Fibre Channel SSA SATAe PCI Express (via AHCI or NVMe logical device interface)
Peripheral	Apple Desktop Bus Atari SIO DCB Commodore bus HP-IL HIL MIDI RS-232 RS-422 RS-423 RS-485 Lightning DMX512-A IEEE-488 (GPIB) IEEE-1284 (parallel port) IEEE-1394 (FireWire) UNI/O 1-Wire I²C (ACCESS.bus, PMBus, SMBus) I3C SPI D²B Parallel SCSI Profibus USB Camera Link External PCIe Thunderbolt
Audio	ADAT Lightpipe AES3 Intel HD Audio I²S MADI McASP S/PDIF TOSLINK
Portable	PC Card ExpressCard
Embedded	Multidrop bus CoreConnect AMBA (AXI) Wishbone SLIMbus
Interfaces are listed by their speed in the (roughly) ascending order, so the interface at the end of each section should be the fastest. Category