Was ist ein Dateisystem und warum gibt es so viele davon?

Verschiedene Betriebssysteme unterstützen unterschiedliche Dateisysteme. Ihr austauschbares Laufwerk sollte FAT32 verwenden, um die beste Kompatibilität zu gewährleisten, sofern es nicht größer ist und NTFS benötigt. Mac-formatierte Laufwerke verwenden HFS + und funktionieren nicht mit Windows. Und Linux hat auch eigene Dateisysteme.

Leider müssen selbst typische Computerbenutzer über die verschiedenen Dateisysteme und deren Kompatibilität nachdenken. Hier erfahren Sie, was Sie über Dateisysteme wissen müssen - und warum es so viele verschiedene gibt.

Dateisysteme 101

Unterschiedliche Dateisysteme sind einfach verschiedene Methoden zum Organisieren und Speichern von Dateien auf einer Festplatte, einem Flash-Laufwerk oder einem anderen Speichergerät. Jedes Speichergerät verfügt über eine oder mehrere Partitionen, und jede Partition ist mit einem Dateisystem „formatiert“. Beim Formatierungsprozess wird einfach ein leeres Dateisystem dieses Typs auf dem Gerät erstellt.

Ein Dateisystem bietet eine Möglichkeit, die Daten auf dem Laufwerk in einzelne Teile, die Dateien, zu trennen. Außerdem können Daten zu diesen Dateien gespeichert werden, z. B. Dateinamen, Berechtigungen und andere Attribute. Das Dateisystem stellt auch einen Index bereit - eine Liste der Dateien auf dem Laufwerk und wo sich diese auf dem Laufwerk befinden, sodass das Betriebssystem an einem Ort die Informationen auf dem Laufwerk sehen kann, anstatt das gesamte Laufwerk nach Dateien zu durchsuchen.

Ihr Betriebssystem muss ein Dateisystem verstehen, damit es seinen Inhalt anzeigen, Dateien öffnen und Dateien darauf speichern kann. Wenn Ihr Betriebssystem ein Dateisystem nicht versteht, können Sie möglicherweise einen Dateisystemtreiber installieren, der Unterstützung bietet - oder Sie können dieses Dateisystem einfach nicht mit diesem Betriebssystem verwenden.

Die Metapher ist ein Papierablagesystem - die Datenbits auf einem Computer werden als "Dateien" bezeichnet, und sie sind in einem "Dateisystem" organisiert, wie Papierdateien in Aktenschränken organisiert werden können. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Dateien zu organisieren und Daten darüber zu speichern - "Dateisysteme".

Aber warum gibt es so viele??

Nicht alle Dateisysteme sind gleich. Unterschiedliche Dateisysteme haben unterschiedliche Möglichkeiten, ihre Daten zu organisieren. Einige Dateisysteme sind schneller als andere, andere bieten zusätzliche Sicherheitsfunktionen und einige unterstützen Laufwerke mit großen Speicherkapazitäten, während andere nur auf Laufwerken mit geringerem Speicherplatz arbeiten. Einige Dateisysteme sind robuster und resistenter gegen Dateikorruption, während andere diese Robustheit gegen zusätzliche Geschwindigkeit eintauschen.

Es gibt kein bestes Dateisystem für alle Zwecke. Jedes Betriebssystem verwendet normalerweise ein eigenes Dateisystem, an dem auch die Betriebssystementwickler arbeiten. Microsoft, Apple und die Linux-Kernel-Entwickler arbeiten alle auf ihren eigenen Dateisystemen. Neue Dateisysteme könnten schneller, stabiler, für größere Speichergeräte besser skalierbar sein und mehr Funktionen aufweisen als alte.

Das Entwerfen eines Dateisystems ist mit viel Arbeit verbunden und kann auf verschiedene Arten erfolgen. Ein Dateisystem ist nicht wie eine Partition, sondern nur ein Teil des Speicherplatzes. Ein Dateisystem gibt an, wie Dateien angeordnet, organisiert, indexiert und mit Metadaten verknüpft werden. Es gibt immer Raum, um zu optimieren und zu verbessern, wie dies gemacht wird.

Dateisysteme wechseln

Jede Partition ist mit einem Dateisystem formatiert. Manchmal können Sie eine Partition in ein anderes Dateisystem "konvertieren" und die Daten darauf behalten. Dies ist jedoch selten eine ideale Option. Stattdessen möchten Sie wahrscheinlich zuerst Ihre wichtigen Daten von der Partition kopieren.

Wenn Sie der Partition ein neues Dateisystem zuweisen, müssen Sie sie einfach mit diesem Dateisystem in dem Betriebssystem formatieren, das sie unterstützt. Wenn Sie beispielsweise ein Laufwerk im Linux- oder Mac-Format haben, können Sie es unter Windows NTFS oder FAT32 formatieren, um ein Windows-formatiertes Laufwerk zu erhalten.

Betriebssysteme formatieren Partitionen auch während der Installation des Betriebssystems automatisch mit dem entsprechenden Dateisystem. Wenn Sie eine Windows-formatierte Partition haben, auf der Sie Linux installieren möchten, formatiert der Linux-Installationsprozess seine NTFS- oder FAT32-Partition mit dem Linux-Dateisystem, das von Ihrer bevorzugten Linux-Distribution bevorzugt wird.

Wenn Sie also über ein Speichergerät verfügen und ein anderes Dateisystem darauf verwenden möchten, kopieren Sie einfach die Dateien, um sie zu sichern. Formatieren Sie dieses Laufwerk anschließend mit einem Tool wie Disk Management in Windows, GParted in Linux oder Disk Utility in Mac OS X.

Eine Übersicht über gängige Dateisysteme

Hier ist ein kurzer Überblick über einige der häufigsten Dateisysteme, auf die Sie stoßen. Es ist nicht erschöpfend - es gibt viele andere.

FAT32: FAT32 ist ein älteres Windows-Dateisystem, wird jedoch immer noch auf Wechseldatenträgern verwendet - allerdings nur bei den kleineren. Größere externe Festplatten von etwa 1 TB werden wahrscheinlich mit NTFS formatiert. Sie möchten dies nur mit kleinen Speichergeräten oder zur Kompatibilität mit anderen Geräten wie Digitalkameras, Spielekonsolen, Set-Top-Boxen und anderen Geräten, die nur FAT32 unterstützen, und nicht mit dem neueren NTFS-Dateisystem verwenden.
NTFS: Moderne Windows-Versionen - seit Windows XP - verwenden das NTFS-Dateisystem für ihre Systempartition. Externe Laufwerke können entweder mit FAT32 oder NTFS formatiert werden.
HFS+: Macs verwenden HFS + für ihre internen Partitionen und formatieren auch externe Laufwerke gerne mit HFS +. Dies ist erforderlich, wenn Sie ein externes Laufwerk mit Time Machine verwenden, damit beispielsweise die Dateisystemattribute ordnungsgemäß gesichert werden können. Macs können auch FAT32-Dateisysteme lesen und schreiben, obwohl sie standardmäßig nur aus NTFS-Dateisystemen lesen können. Für das Schreiben auf NTFS-Dateisysteme von einem Mac aus benötigen Sie Drittanbieter-Software.
Ext2/Ext3/Ext4: Unter Linux werden häufig die Dateisysteme Ext2, Ext3 und Ext4 angezeigt. Ext2 ist ein älteres Dateisystem und es fehlen wichtige Funktionen wie Journaling. Wenn beim Schreiben auf ein ext2-Laufwerk der Strom ausfällt oder ein Computer abstürzt, können Daten verloren gehen. Ext3 fügt diese Robustheitsfunktionen zum Preis einer gewissen Geschwindigkeit hinzu. Ext4 ist moderner und schneller - es ist jetzt das Standarddateisystem der meisten Linux-Distributionen und ist schneller. Windows und Mac unterstützen diese Dateisysteme nicht. Sie benötigen ein Tool eines Drittanbieters, um auf Dateien in solchen Dateisystemen zuzugreifen. Aus diesem Grund ist es oft ideal, Ihre Linux-Systempartitionen als ext4 zu formatieren und Wechselmedien mit FAT32 oder NTFS zu formatieren, wenn Sie Kompatibilität mit anderen Betriebssystemen benötigen. Linux kann sowohl FAT32 als auch NTFS lesen und schreiben.
Btrfs: Btrfs - "better file system" - ist ein neueres Linux-Dateisystem, das sich noch in der Entwicklung befindet. Bei den meisten Linux-Distributionen ist dies an dieser Stelle nicht der Standard, wird Ext4 aber wahrscheinlich eines Tages ersetzen. Das Ziel besteht darin, zusätzliche Funktionen bereitzustellen, mit denen Linux auf größere Speichermengen skaliert werden kann.
Wechsel: Unter Linux ist das "Swap" -Dateisystem kein Dateisystem. Eine als „Swap“ formatierte Partition kann vom Betriebssystem lediglich als Swap-Speicherplatz verwendet werden - sie ist wie die Auslagerungsdatei unter Windows, erfordert jedoch eine dedizierte Partition.

Es gibt auch andere Dateisysteme - insbesondere unter Linux und anderen UNIX-ähnlichen Systemen.

Ein typischer Computerbenutzer muss das meiste davon nicht kennen - es sollte transparent und einfach sein -, aber wenn Sie die Grundlagen kennen, können Sie Fragen wie "Warum funktioniert dieses Mac-formatierte Laufwerk nicht mit meinem Windows-PC?" Und "Soll ich diese USB-Festplatte als FAT32 oder NTFS formatieren?"

Bildnachweis: Gary J. Wood auf Flickr, kleuske auf Flickr