ISO 9660

ISO 9660 — это международный стандарт, описывающий файловую систему для оптических дисков (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM и других). Он был разработан Международной организацией по стандартизации (ISO) и впервые опубликован в 1988 году. Стандарт обеспечивает совместимость носителей между различными операционными системами (ОС) и аппаратными платформами, позволяя читать диски на компьютерах под управлением Windows, macOS, Linux, а также на бытовых проигрывателях и игровых консолях.

История создания

В середине 1980-х годов, с появлением компакт-дисков (CD-ROM) как носителей данных, возникла необходимость в едином формате, который бы гарантировал переносимость информации между разными компьютерами. Производители (Philips, Sony, Microsoft) и организации (ISO, ECMA) начали совместную работу. В 1985 году был опубликован стандарт ECMA-119, который лёг в основу ISO 9660. Окончательная версия международного стандарта вышла в 1988 году.

Стандарт быстро стал доминирующим для CD-ROM. Позднее он был расширен для поддержки DVD (через спецификацию UDF), но ISO 9660 остаётся базовым для большинства оптических дисков, особенно тех, которые должны читаться на старых или специализированных устройствах.

Основные характеристики

ISO 9660 определяет структуру тома (тома данных) и способ организации файлов и каталогов на оптическом диске. Ключевые параметры:

• Имена файлов: ограничены форматом 8.3 (до 8 символов имени, точка, до 3 символов расширения) в базовом уровне (Level 1). Допускаются только заглавные латинские буквы, цифры и символ подчёркивания. В Level 2 и Level 3 разрешены более длинные имена (до 30 символов), но с ограничениями на символы.
• Глубина вложенности каталогов: не более 8 уровней (включая корневой).
• Максимальный размер файла: не более 4 гигабайт (2^32 байт) в базовой версии.
• Общий объём тома: не более 4 терабайт (2^32 блоков по 2048 байт).
• Кодировка: имена файлов и каталогов хранятся в ASCII (d-символы). Для поддержки национальных символов (например, кириллицы) используются расширения, такие как Joliet или Rock Ridge.
• Структура: данные организованы в виде иерархического дерева каталогов. Каждый файл и каталог имеет дескриптор записи, содержащий атрибуты (размер, дата, права доступа, расположение на диске).

Уровни совместимости

Стандарт определяет три уровня (Level 1, 2, 3), которые различаются строгостью ограничений на имена файлов и структуру:

• Level 1 (базовый): максимальная совместимость. Имена файлов — только 8.3, заглавные буквы, цифры, подчёркивание. Глубина каталогов — до 8. Этот уровень гарантирует чтение на любых устройствах, поддерживающих ISO 9660 (включая старые проигрыватели и DOS-системы).
• Level 2: разрешены имена файлов длиной до 30 символов, но без пробелов и специальных символов. Глубина каталогов — до 8. Совместимость несколько ниже, но поддерживается большинством современных ОС.
• Level 3: аналогичен Level 2, но дополнительно допускает фрагментированные файлы (не обязательно непрерывные блоки). Используется редко, в основном для записи дисков с большими файлами.

Расширения стандарта

Поскольку базовый ISO 9660 имеет жёсткие ограничения (короткие имена, отсутствие поддержки Unicode, малая глубина каталогов), были разработаны расширения, которые сохраняют совместимость, но добавляют новые возможности:

• Joliet (разработан Microsoft): расширение для Windows, добавляющее поддержку длинных имён (до 64 символов) и Unicode (UTF-16). Данные Joliet хранятся в дополнительной области тома, не нарушая базовую структуру ISO 9660. Диск с Joliet читается на Windows, macOS и Linux, но может отображать короткие имена на старых системах.
• Rock Ridge (POSIX-совместимое расширение): добавляет поддержку длинных имён, символических ссылок, прав доступа (UNIX-атрибуты), специальных файлов (устройства, сокеты). Используется в основном в Linux и UNIX-подобных системах. Rock Ridge также хранится в дополнительных записях, не нарушая базовый стандарт.
• El Torito (загрузочный CD): расширение, позволяющее загружать компьютер с оптического диска (live CD, установочные диски). Определяет образ загрузочного сектора (обычно в формате FAT или ISO 9660) и эмуляцию диска (floppy, hard disk). Широко используется для установочных дисков Windows и Linux.
• UDF (Universal Disk Format): более современный стандарт (ISO 13346, ECMA-167), который пришёл на смену ISO 9660 для DVD и Blu-ray. UDF поддерживает файлы размером более 4 ГБ, длинные имена, Unicode, пакетную запись (перезапись). Однако ISO 9660 остаётся основным для CD-ROM и для обеспечения совместимости со старыми устройствами.

Применение

ISO 9660 используется в следующих областях:

• Распространение программного обеспечения: установочные диски операционных систем (Windows, Linux), драйверов, приложений. Большинство коммерческих CD-ROM 1990-х — 2000-х годов использовали ISO 9660.
• Архивация данных: запись файлов на CD-R/RW и DVD±R/RW для долговременного хранения. ISO 9660 обеспечивает чтение на любых компьютерах без установки дополнительных драйверов.
• Аудио-CD: хотя аудиодиски (CD-DA) используют другой формат, гибридные диски (CD Extra) могут содержать как аудиодорожки, так и данные в ISO 9660.
• Загрузочные диски: live CD, установочные диски, диски для восстановления системы. Расширение El Torito позволяет загружать компьютер с диска.
• Игровые консоли: PlayStation, Sega Saturn, Dreamcast и другие использовали ISO 9660 для чтения игр с CD-ROM. Позднее консоли перешли на UDF для DVD.

Ограничения

Несмотря на широкую распространённость, ISO 9660 имеет ряд недостатков:

• Максимальный размер файла 4 ГБ — не позволяет записывать большие файлы (например, образы дисков, видео высокой чёткости). Для DVD и Blu-ray это ограничение снимается использованием UDF.
• Короткие имена файлов (8.3) — неудобны для пользователей, привыкших к длинным именам. Расширения (Joliet, Rock Ridge) решают эту проблему, но не на всех устройствах.
• Отсутствие поддержки Unicode в базовом стандарте — невозможность использовать символы национальных алфавитов (кириллица, иероглифы) без расширений.
• Ограничение на глубину каталогов (8 уровней) — может быть недостаточно для сложных иерархий.
• Отсутствие поддержки прав доступа и метаданных — в базовом стандарте нет атрибутов файлов, как в UNIX-системах. Rock Ridge добавляет их, но только для POSIX-совместимых ОС.

Сравнение с другими файловыми системами

Интересные факты

• Стандарт ISO 9660 часто называют «CDFS» (Compact Disc File System) в среде Windows, хотя CDFS — это конкретная реализация файловой системы для CD-ROM, основанная на ISO 9660.
• В Linux для монтирования ISO 9660 используется драйвер isofs, который поддерживает как базовый стандарт, так и расширения Rock Ridge и Joliet.
• Образ диска в формате ISO (файл с расширением .iso) — это точная копия структуры тома ISO 9660 (или UDF). Такие образы широко используются для распространения программного обеспечения и создания виртуальных дисков.
• В 2020-х годах ISO 9660 постепенно вытесняется UDF для DVD и Blu-ray, а также облачными и сетевыми хранилищами. Однако он остаётся стандартом для CD-ROM и для обеспечения обратной совместимости.