2.7.2 Wichtige Dateisysteme

Ein Dateisystem ist eine Methode der Datenstrukturierung, die das Betriebssystem verwendet, um Dateien auf einem Datenträger zu verwalten. Ein Dateisystem bietet eine Möglichkeit, Daten zu speichern, zu organisieren und zu verwalten, und stellt die Schnittstelle zwischen den Anwendungen und der physischen Speicherung der Daten bereit. Unterschiedliche Betriebssysteme nutzen verschiedene Dateisysteme, um ihren spezifischen Anforderungen gerecht zu werden.

Windows USB-Stick oder USB-Festplatte am Mac und warum es manchmal funktioniert

Ein häufiger Grund, warum ein Windows-USB-Stick oder eine externe USB-Festplatte auf einem Mac nicht vollständig funktioniert, liegt in der Inkompatibilität der Dateisysteme.

USB-Sticks werden üblicherweise mit FAT32 oder exFAT formatiert und funktionieren damit sowohl unter Windows als auch unter macOS problemlos.

Externe USB-Festplatten hingegen werden unter Windows oft mit NTFS ausgeliefert oder vom Benutzer damit formatiert. macOS kann NTFS-Partitionen standardmäßig nur lesen, aber ohne zusätzliche Software nicht beschreiben. Um Schreibzugriff zu ermöglichen, muss entweder zusätzliche Software installiert werden oder das Laufwerk muss in ein kompatibles Format wie exFAT oder für kleinere Datenträger FAT32 formatiert werden.

Umgekehrte Situation: macOS-Festplatte unter Windows
Festplatten, die unter macOS formatiert wurden, verwenden häufig APFS (neue macOS-Versionen) oder HFS+ (ältere macOS-Versionen). Windows kann diese Dateisysteme weder lesen noch schreiben, da dafür keine native Unterstützung vorhanden ist. Um solche Laufwerke unter Windows nutzen zu können, benötigt man ebenfalls zusätzliche Software, oder man muss das Laufwerk in ein plattformübergreifendes Dateisystem wie exFAT umformatieren (was alle Daten löscht).

Was ist eine Partition?

Eine Partition ist ein logisch abgetrennter Bereich auf einem physischen Datenträger. Durch Partitionierung kann ein einzelnes physisches Laufwerk wie eine Festplatte oder eine SSD in mehrere logische Laufwerke unterteilt werden, die unabhängig voneinander verwaltet und formatiert werden können. Jede Partition kann ein eigenes Dateisystem haben und als separates Laufwerk im Betriebssystem erscheinen. So kann man auch unterschiedliche Betriebssysteme auf einer Festplatte mit jeweils ihrem Dateisystem verwenden.

Windows-Dateisysteme

Microsoft Windows-Betriebssysteme verwenden hauptsächlich die folgenden Dateisysteme:

  • FAT32 (File Allocation Table 32): Ein älteres Dateisystem, das weit verbreitet und mit vielen Betriebssystemen kompatibel ist. Es unterstützt Dateigrößen bis zu 4 GB und Volumengrößen bis zu 8 TB.
  • NTFS (New Technology File System): Das Standard-Dateisystem für Windows-NT-basierte Systeme (Windows 2000 und später). Es bietet verbesserte Sicherheit, Unterstützung für große Dateien und Volumen, Datei- und Ordnerkomprimierung sowie Datenträgerquoten und Verschlüsselung.

MacOS-Dateisysteme

Apple verwendet für seine Betriebssysteme folgende Dateisysteme:

  • HFS+ (Hierarchical File System Plus): Ein älteres Dateisystem, das in Mac OS 8.1 eingeführt wurde und bis macOS High Sierra verwendet wurde. Es bietet Unterstützung für große Dateien und Journaling, um die Integrität des Dateisystems zu gewährleisten.
  • APFS (Apple File System): Das aktuelle Dateisystem, das mit macOS High Sierra eingeführt wurde. Es ist für Flash- und SSD-Speicher optimiert und bietet verbesserte Leistung, Verschlüsselung, Snapshot-Funktionalität und bessere Fehlerbehandlung.

Linux-Dateisysteme

Linux unterstützt eine Vielzahl von Dateisystemen, darunter die folgenden:

  • ext4 (Fourth Extended Filesystem): Das Standard-Dateisystem für viele Linux-Distributionen. Es bietet verbesserte Leistung und Zuverlässigkeit, Unterstützung für große Volumina und Dateien sowie erweiterte Funktionen wie Journaling und extents-basierte Dateispeicherung.
  • Btrfs (B-tree Filesystem): Ein modernes Copy-on-Write-Dateisystem, das auf Skalierbarkeit und hohe Verfügbarkeit ausgelegt ist. Es bietet erweiterte Funktionen wie Snapshots, integrierte RAID-Unterstützung und transparente Komprimierung.
  • XFS: Ein leistungsstarkes 64-Bit-Journaling-Dateisystem, das für seine hohe Leistung bei großen Dateisystemen und parallelen Ein- und Ausgabeoperationen bekannt ist.
  • ZFS (Zettabyte File System): Ein fortschrittliches Dateisystem, das ursprünglich von Sun Microsystems entwickelt wurde. Es bietet Funktionen wie integriertes RAID, Snapshots, Datenintegritätsprüfung und automatische Reparatur.

Alle Dateisysteme unterscheiden sich in ihren Merkmalen, Vorteilen und Anwendungsbereichen.

Wie kann ich mein Dateisystem ermitteln

  • Um das aktuell verwendete Dateisystem auf einem Linux-System zu ermitteln, kann der Befehl df -T verwendet werden. Dieser zeigt die verschiedenen Dateisysteme an, die auf den verschiedenen Partitionen verwendet werden.

    In diesem Beispiel ist es das ext4 für die eigentliche Datenpartition /dev/vda2 (vda = erste virtuelle Festplatte; 2 = zweite Partition).

    Linux Dateisystem

    Das Dateisystem /tmpfs ist eine Bezeichnung für das "Dateisystem" für den RAM-Speicher, Swap-Speicher und andere temporäre Speicher.

  • Auf einem Windows-System kann man im Datei-Explorer mit einem Rechtsklick auf das Laufwerk und einem Klick auf "Eigenschaften" das Dateisystem einsehen.

  • Auf macOS kann man das Festplattendienstprogramm verwenden, um Informationen über das Dateisystem zu erhalten.