Netzwelt-Wissen: Dateisysteme

Als Konrad Zuse den ersten Computer namens Z3 entwickelt hat, war die IT-Welt noch sehr übersichtlich: In Europa gab es nur ein Dutzend Rechner, bei den Speichersystemen konnten sich die Entwickler austoben. Bis heute haben sich Standards entwickelt, aus denen die IT nicht so einfach ausbrechen kann. Dazu gehört vor allem auch das Konzept, Daten dauerhaft auf Festplatten nach HDD- oder SSD-Bauart zu speichern, die 2,5 oder 3,5 Zoll groß sind. Festplatten mit einem Terabyte waren für Konrad Zuse noch undenkbar.

Inhaltsverzeichnis

1. 1Probleme mit der Sicherheit
2. 2Microsoft mit FAT und NTFS
3. 3Ext-Versionen und ReiserFS
4. 4Mac OS nutzt HFS/HFS-Plus
5. 5UFS, XFS und das liebe ZFS
6. 6Im Netz: NFS, GFS und Samba
7. 7DVD: Universal Disc Format
8. 8Fazit

Festplatten sind das Gehirn unserer modernen Welt und Dateisystemen kommt die extrem wichtige Aufgabe zu, immer größere Datenvolumina möglichst effizient zu speichern und schnell wieder abrufbar zu machen. Moderne Dateisysteme abstrahieren die eigentliche physische Funktionsweise eines Datenträgers, sodass Betriebssystem und Anwendungen essentielle Operationen unabhängig vom Medium ausführen können. Zu diesen gehört das Öffnen, Lesen, Schreiben und Schließen von Dateien und Ordnern und auch der Wechsel des aktuellen Verzeichnisses. Auch symbolische Links muss ein Dateisystem anlegen können.

Probleme mit der Sicherheit

Neben den grundlegenden Operationen haben Dateisysteme den Zweck, die Integrität der gespeicherten Daten zu sichern. Wenn zum Beispiel genau in dem Moment, während der Rechner Inhalte in eine Datei schreibt, der Strom ausfällt, kann das auf der Festplatte zu großen Schwierigkeiten führen. Der abgebrochene Vorgang hinterlässt im Dateisystem einen Bereich ohne korrekt markiertes Ende. Heute ist ein sogenanntes Journal üblich, in dem alle Schreiboperationen erst nach korrektem Abschluss protokolliert werden. Nur das Journal ist für die Systemintegrität maßgeblich, Operationen lassen sich bei Fehlern auch wieder aufnehmen.

Außer der Integrität ist es besonders bei mobilen Rechnern unerlässlich, die Daten des Nutzers vor fremden Blicken zu schützen: Geht ein USB-Stick, ein Notebook oder Tablet verloren, ist besonders in Unternehmen der Ärger groß. Auch privat möchte man wohl kaum fremden Menschen Einblick in die Urlaubsbilder geben. Daher sollte ein Dateisystem idealerweise eine Möglichkeit bieten, Dateien zu verschlüsseln. Im Gegensatz zu Lösungen auf Anwendungsebene wie BitLocker in Windows bietet Verschlüsselung direkt im Dateisystem den Vorteil, dass der Nutzer nur einmal beim Einbinden des Laufwerks das Passwort kennen muss. 

Links zum Thema

• Sun Solaris ZFS
• Mac OS X HFS+
• Microsoft NTFS
• UDF für DVDs
• Microsoft FAT32