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Hintergrundwissen zu Linux- und Windows-Dateisystemen

Datei mit System

Was ist ein Dateisystem? Warum gibt es mehrere davon, und warum verwendet Linux nicht die gleichen wie Windows? Das sind viele Fragen, die wir in diesem Artikel beantworten.

Vielleicht haben Sie bei der Linux-Installation von (Open) Suse, Mandriva oder Ubuntu Linux den Hinweis gesehen, dass der Installer eine Partition "mit Ext3 formatiert". Ext3 ist der Kurzname eines Dateisystems für Linux. Den meisten Desktop-Anwendern sagt auch der Begriff "Dateisystem" nicht mehr als "Ext3"; ein Großteil der Magie rund um Dateisysteme geschieht unter der Haube und damit vom Benutzer ungemerkt. Akut wird das Thema allerdings, wenn Sie unter Linux Windows- oder Apple-Dateisysteme (z. B. NTFS, HFS) lesen möchten. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die Funktionsweise eines Dateisystems und stellt die wichtigen Vertreter vor.

Begriffsklärung

Was genau ist ein Dateisystem? Die Antwort auf diese Frage liegt in den Interna der Computertechnik begraben. Halten Sie sich zunächst vor Augen, wie Datenträger Informationen speichern: Auf Festplatten schreibt ein Schreib-/Lesekopf magnetisch, Flash-Laufwerke (z. B. Speicherkarten für Digitalkameras oder USB-Sticks) schreiben elektronisch auf integrierte Speicherchips.

Würde das Betriebssystem die Daten "einfach so" ohne feste Ordnung auf das Speichermedium schreiben, wäre das zwar eine schnelle und praktikable Methode, aber das System hätte anschließend große Schwierigkeiten, das zuvor Geschriebene wiederzufinden. Denken Sie an eine Bibliothek, in der es einen Zettelkasten mit Informationen über alle verfügbaren Bücher gibt. Ohne diesen Zettelkasten wäre es praktisch unmöglich, gezielt ein bestimmtes Buch zu suchen. Ein Dateisystem ist der Zettelkasten der Festplatte, in dem alle Dateien und Ordner mit ihren physikalischen Adresses vermerkt sind. Es dient also der sinnvollen Verwaltung von Speicherplatz. Dazu gehört auch, Zugriffsrechte zu speichern: Nicht jeder Benutzer darf beliebige Dateien lesen oder überschreiben.

Abbildung 1: Erst ein Dateisystem macht die sinnvolle Verwaltung von Speicherplatz mit Ordnern überhaupt möglich.

Die technische Beschreibung ist freilich etwas komplizierter und variiert in Details von einem zum anderen Dateisystem sowie zwischen den verschiedenen Betriebssystemen: Unterschiedliche Programmierer und Softwarehersteller haben ganz eigene Vorstellungen davon, wie ein Dateisystem funktionieren muss.

Anwender sehen sich heute einer Vielzahl verschiedener Dateisysteme für Linux gegenüber, auch für Windows gibt es zumindest zwei wichtige Vertreter. Windows kommt nicht problemlos mit den Linux-eigenen Dateisystemen klar, und Linux kennt zwar einige der Windows-Dateisysteme, nutzt diese aber auch nur mit Einschränkungen.

An dieser Stelle stellen wir zunächst die wichtigsten Linux-Dateisysteme vor, zwischen denen Sie sich bei der Installation oder dem späteren Einbau einer zusätzlichen Platte entscheiden können, bevor ein Blick über den Tellerrand auch Windows miteinbezieht.

Ext2, der Linux-Klassiker

Ext2fs oder Ext2 ist der Kurzname für das Second Extended File System, auch das zugehörige Kernel-Modul heißt so (ext2fs). Das Dateisystem ist der Nachfolger des schon länger nicht mehr unterstützten Extended File System, mit dem sehr alte Linux-Versionen arbeiteten. Die Verbreitung von Ext2 ist auch heute noch hoch, da es viele ältere Systeme gibt, die vor Jahren aufgesetzt wurden.

Der logische Aufbau eines Ext2-Dateisystems ist simpel: Es teilt den verfügbaren Platz in Blöcke auf und fasst diese zu Blockgruppen zusammen. Jede solche Blockgruppe besteht aus einem Superblock (das ist der erste Block der Gruppe) und weiteren Kontrollblöcken, bevor im Anschluss die eigentlichen Datenblöcke folgen, in denen die Dateien und Verzeichnisse liegen. Im Vergleich mit moderneren Dateisystemen ist Ext2 veraltet – unter anderem, weil es keine Journaling-Features bietet.

Abbildung 2: Mit dem Kommando "mount" auf der Konsole sehen Sie, welche Laufwerke mit welchen Dateisystemen derzeit eingehangen sind. ?????????

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