Wozu dienen Dateisysteme? Welche gibt es und wo bestehen Unterschiede? Dieser Beitrag soll Licht ins Dunkel bringen und Fragen beantworten, die nur gestellt werden, wenn es mal Probleme gibt.
Der Inhalt im Überblick
Was sind Dateisysteme?
Über Dateisysteme macht man sich als Anwender meist keine Gedanken. Stößt man jedoch auf Probleme, wie bspw. bei der Verwendung eines mit NTFS formatierten USB-Sticks, der an einen Mac angeschlossen wird und nicht beschrieben werden kann, geht das Grübeln los.
Dann hilft es zu wissen, was hinter FAT, Ext4, APFS, NTFS & Co. steckt und welcher Typ für welchen Datenträger und Einsatzzweck der Richtige ist.
Das Dateisystem (englisch file system oder filesystem) ist ein Organisationssystem zur Ablage von Dateien auf einem Datenträger. Dateien können gespeichert, gelesen, verändert oder gelöscht werden. Eine der wichtigsten Aufgaben des Dateisystems ist es hierbei, die Dateien zum Schreiben oder Lesen physisch auf den unterschiedlichen Speichermedien zu lokalisieren.
Welche Dateisysteme gibt es?
Ein Dateisystem ist nicht unmittelbar Bestandteil eines bestimmten Betriebssystems. Vielmehr haben sich für unterschiedliche Speichermedien bestimmte Dateisysteme etabliert:
Für optische Speichermedien (CDs/DVDs) das „Compact Disc File System“ (CDFS) und das Universal Disk Format (UDF). Bei externen Flashspeichern, wie USB Sticks oder SD Karten, das „Extended File Allocation Table“ (exFAT).
Für mobile Datenträger ist die Kompatibilität bedeutsam. Ein USB-Stick soll meistens mehrere Stationen problemlos durchlaufen. Beispielsweise einen Windows-PC, einen Mac oder auch einen Fernseher.
Für Festplatten existieren viele weitere Dateisysteme – abhängig auch vom jeweils verwendeten Betriebssystem. Auf die verbreitetsten Dateisysteme bei Festplatten soll im Folgenden näher eingegangen werden.
Die gängigsten Dateisysteme
Es gibt zwar mittlerweile recht viele Dateisysteme, aber nicht alle sind weit verbreitet. Die aktuell gängigsten Systeme sind:
- FAT32
- exFAT
- NTFS (Windows)
- HFS+ und APFS (macOS/Mac OS X).
- Linux nutzt derzeit u. a. ext4 (Nachfolger von ext3 und ext2), Btrfs, ZFS oder XFS
Die Abkürzung FAT steht für „File Allocation Table“ oder deutsch Dateizuordnungstabelle – Ext4 (Fourth Extended Filesystem), Btrfs (B-tree FS; auch ‚butter FS‘ genannt), exFAT (extended FAT), APFS (Apple File System), dessen Vorgänger HFS+ (Hierarchical File System +) sowie schließlich NTFS (New Technology File System) von Microsoft. NTFS wurde in Windows NT eingeführt und ist ein Hauptdateisystem für Windows.
Wo bestehen Unterschiede?
Hierbei beschränken wir uns auf die wichtigsten Aspekte. Da ist zunächst der primäre Einsatzzweck, beziehungsweise das an das Dateisystem gebundene Betriebssystem: Windows 10 erfordert eine NTFS-formatierte Partition, Linux läuft häufig auf einem Datenträger mit dem Dateisystem Ext4, die aktuellen macOS-Version auf solchen mit dem Apple File System.
Das Dateisystem FAT hat gegenüber NTFS den Vorteil, mit vielen Betriebssystemen kompatibel zu sein. Weiterhin nutzen auch viele andere Geräte wie Digitalkameras und MP3-Player FAT32. Im Gegensatz dazu wird NTFS nur von Windows-Betriebssystemen vollständig unterstützt, MacOS kann NTFS bspw. nur lesen. Ein entscheidender Nachteil des FAT-Dateisystems liegt allerdings in der beschränkten Dateigröße. Die maximale Dateigröße beträgt bei FAT32 nur 4 GB. Dieser Umstand macht das FAT-Dateisystem praktisch unbrauchbar für große Dateien, wie beispielweise hochauflösende 4K-Videos.
Lesen und schreiben lässt sich von allen drei Betriebssystemen teilweise auch auf die anderen Dateisysteme. Für exFAT gilt das praktisch uneingeschränkt. Die meisten aktuellen Linux-Betriebssysteme binden exFAT-Datenträger automatisch ein, anderenfalls muss man sie manuell mounten. Ein Nachteil von exFAT sei jedoch erwähnt: Das Dateisystem bietet im Gegensatz zu NFTS keine Datenkomprimierung.
FAT32 dagegen ist universell und wird von praktisch allen Geräten erkannt, darunter Smartphones, Digitalkameras, Router, Fernseher, Receiver, Autoradios, E-Book-Reader und vielen anderen: perfekt also für den Austausch kleinerer Datenmengen. Falls man auf einem Rechner mit macOS oder bestimmten Linux Distributionen auf einen Datenträger mit dem NFTS-Dateisystem vollständig zugreifen möchte, ermöglichen spezielle Tools den Lese- und Schreibzugriff. Ohne solche Tools kann macOS out of the box ein NTFS-Dateisystem nur lesen. Ubuntu allerdings (Linux Distribution) kann sogar lesen und schreiben.
Darüber hinaus unterscheiden sich die Dateisysteme bei den Maximalgrößen einer Partition, des gesamten Datenträgers sowie einer einzelnen Datei, bei der Rechte- und Zugriffsverwaltung sowie der Komprimierung und Verschlüsselung.
Und welches ist nun das Beste?
Wir haben also gelernt, wozu Dateisysteme dienen, welche es gibt und wo Unterschiede bestehen. Da stellt sich doch die Frage, ob es das beste Dateisystem gibt. Hierbei kann lediglich die Frage nach dem besten Dateisystem für die persönlichen Zwecke des Anwenders beantwortet werden.
Weiß man, welches Dateisystem welchen Verwendungszweck hat, weiß man somit auch, welches man für sein Vorhaben benötigt. Somit spart man nicht nur Zeit, sondern vermeidet auch Kompatibilitätsprobleme. Aber macht ein PC das nicht schon von alleine mit dem Dateisystem? Daraus ergibt sich im Umkehrschluss auch, dass Speichermedien zwar meist schon ein Dateisystem besitzen, es aber manchmal sinnvoll sein kann, dieses manuell umzuformatieren.
