Dateisysteme einfach erklärt

Was ist überhaupt ein Dateisystem?

Ein Dateisystem bestimmt, wie ein Datenträger organisiert wird, damit der Computer weiß, wo welche Datei liegt, wie sie heißt, wem sie gehört und wie groß sie ist.
Stell dir deine Festplatte wie ein riesiges Regal vor. Das Dateisystem entscheidet, wie die Fächer nummeriert sind, wo welches Buch liegt und wie du es wiederfindest.

Im Nachfolgenden schauen wir uns nun einige, gängige Dateisysteme etwas genauer an.

🧱 1. FAT16

Das File Allocation Table (FAT)-System ist eines der ältesten Dateisysteme (von Microsoft, ca. 1980er). FAT16 bezeichnet die Variante mit 16-Bit-Adressierung.

Vorteile:

• Sehr einfach und universell kompatibel (funktioniert auf fast allen Geräten).
• Ideal für ältere Geräte, Speicherkarten, Kameras.

Nachteile:

• Unterstützt maximal 2 GB pro Partition.
• Keine Zugriffsrechte oder Sicherheitsfunktionen.
• Starke Fragmentierung möglich (Dateien werden über den Speicher zerstreut).

Beispiel: Eine alte Digitalkamera mit einer 1-GB-SD-Karte verwendet meist FAT16, damit auch ältere Computer sie lesen können.

🧱 2. FAT32

Nachfolger von FAT16 – dieselbe Grundidee, aber unterstützt größere Datenträger (bis 2 TB).

Vorteile:

• Sehr breite Kompatibilität (Windows, macOS, Linux, Kameras, Smart-TVs).
• Perfekt für USB-Sticks oder Speicherkarten.

Nachteile:

• Einzelne Dateien dürfen max. 4 GB groß sein.
• Keine modernen Funktionen (keine Rechte, keine Verschlüsselung).

Beispiel: Du speicherst Urlaubsfotos auf einem 32-GB-USB-Stick, den du an TV, Laptop und Auto-Radio nutzt – FAT32 ist hier optimal.

🧱 3. VFAT (Virtual FAT)

Eine Erweiterung von FAT, die lange Dateinamen (statt nur 8 Zeichen) erlaubt. Sie wurde mit Windows 95 eingeführt.

Vorteile:

• Kompatibel zu FAT.
• Unterstützt lange Dateinamen (bis 255 Zeichen).

Nachteile:

• Keine echten Zusatzfunktionen außer längeren Namen.
• Gleiche Einschränkungen wie FAT32 (z. B. 4-GB-Grenze).

Beispiel: Unter Windows 95 konntest du plötzlich eine Datei “Urlaubsbilder_Spanien_1999.jpg” nennen – dank VFAT.

🧱 4. exFAT (Extended FAT)

Ein modernes FAT-Derivat von Microsoft (2006), gedacht für große Flash-Speicher. Wird von Kameras, SDXC-Karten, USB-Sticks, macOS und Windows genutzt.

Vorteile:

• Unterstützt große Dateien (> 4 GB).
• Schnell und einfach.
• Breit kompatibel (besonders seit 2019, da exFAT offen spezifiziert wurde).

Nachteile:

• Keine Journaling-Funktion → bei Stromausfall können Daten verloren gehen.
• Keine Zugriffsrechte oder Verschlüsselung.

Beispiel: Eine 128-GB-SD-Karte deiner Kamera nutzt exFAT, um 8-GB-4K-Videos zu speichern.

🧱 5. NTFS (New Technology File System)

Standard-Dateisystem für Windows seit 2001. Unterstützt Sicherheit, Wiederherstellung, Verschlüsselung.

Vorteile:

• Journaling schützt Daten bei Abstürzen.
• Unterstützt große Dateien und Partitionen (mehrere TB).
• Zugriffsrechte und Verschlüsselung integriert.

Nachteile:

• Nur eingeschränkt beschreibbar unter macOS/Linux (ohne Zusatzsoftware).
• Etwas komplexer und mit mehr Overhead.

Beispiel: Deine Systemfestplatte *C:* auf einem Windows-PC ist NTFS-formatiert.

🧱 6. ext2 (Second Extended Filesystem)

Ein frühes Linux-Dateisystem (ab 1993), einfach, aber effizient.

Vorteile:

• Schnell, robust, geringer Overhead.
• Gut für Wechseldatenträger oder kleine Systeme.

Nachteile:

• Kein Journaling → nach Absturz kann es zu Datenverlust kommen.
• Heute meist durch ext3/ext4 ersetzt.

Beispiel: Frühe Linux-Distributionen (z. B. Debian 2.0) verwendeten ext2 für das gesamte System.

🧱 7. ext3 (Third Extended Filesystem)

Weiterentwicklung von ext2 mit Journaling – also einer Art “Notizbuch”, das Dateiveränderungen sichert.

Vorteile:

• Sicherer als ext2 bei Abstürzen.
• Abwärtskompatibel zu ext2.
• Bewährt und stabil.

Nachteile:

• Leistung etwas geringer durch Journaling.
• Begrenzte moderne Features (keine Checksummen, Snapshots).

Beispiel: Server mit älteren Linux-Versionen (z. B. RHEL 5) liefen meist auf ext3.

🧱 8. ext4 (Fourth Extended Filesystem)

Standard-Dateisystem moderner Linux-Distributionen.

Vorteile:

• Unterstützt sehr große Dateien (bis 16 TB).
• Schnell und zuverlässig.
• Rückwärtskompatibel zu ext3/ext2.

Nachteile:

• Keine eingebauten Snapshots oder Prüfsummen.
• Nicht ideal für sehr große Datenspeicher-Pools.

Beispiel: Ubuntu, Debian, Fedora – alle verwenden standardmäßig ext4 als Hauptdateisystem.

🧱 9. Btrfs (B-Tree File System)

Modernes Linux-Dateisystem mit Funktionen wie Snapshots, Copy-on-Write, Selbstheilung.

Vorteile:

• Snapshots & Subvolumes für Backups.
• Copy-on-Write schützt Daten.
• Unterstützt mehrere Laufwerke als Speicherpool.

Nachteile:

• Etwas komplexer in Einrichtung.
• Noch nicht überall so stabil wie ext4.

Beispiel: OpenSUSE Leap oder Fedora nutzen Btrfs standardmäßig, um Backups mit Snapshots zu ermöglichen.

🧱 10. XFS

Ein High-Performance-Dateisystem von SGI (1994), heute Standard bei vielen Servern.

Vorteile:

• Extrem schnell bei großen Dateien.
• Journaling, Snapshots, Defragmentierung integriert.
• Sehr zuverlässig für Serverbetrieb.

Nachteile:

• Weniger gut für viele kleine Dateien.
• Reparaturtools etwas anspruchsvoll.

Beispiel: Viele Enterprise-Server (z. B. Red Hat Enterprise Linux) nutzen XFS für Datenbanken oder Medienserver.

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