Netzwelt-Wissen: Dateisysteme
UFS, XFS und das liebe ZFS
Eines der ältesten Dateisysteme ist das Unix File System, das direkt vom Dateisystem des Unix-Großvaters "System V" abstammt. Die wesentlichen Komponenten waren das Vorbild für diverse Linux-Dateisysteme, es gibt also keine großen konzeptionellen Unterschiede zwischen Ext2 und UFS. Am Anfang jeder UFS-Platte gibt es einen Bootsektor und den magischen Block, der das Dateisystem als UFS identifiziert. Praktisch alle großen Unix-Abkömmlinge wie NetBSD und FreeBSD nutzen noch bis heute UFS. Die Erweiterung UFS2 in FreeBSD 5.x kann mit Dateisystemen größer als ein Terabyte umgehen und Snapshots anlegen.
Der Konkurrent XFS ist eines der wenigen 64-bit-Dateisysteme, das schon seit 1994 verfügbar ist, als noch kaum ein Anwender an 64-bit-Betriebssysteme dachte. Die maximale Partitionsgröße von acht Exabyte war jahrelang führend, außerdem gilt XFS als eines der schnellsten und stabilsten Dateisysteme überhaupt. Es besitzt seit der ersten Version ein Journal und ist ab Kernel 2.6 offizieller Bestandteil von Linux.
Das jüngste unixoide Dateisystem ist ZFS, das aus dem Hause Sun Microsystems stammt. Es ist vollständig transaktionsbasiert, sodass Schreiboperationen entweder vollständig oder garnicht ausgeführt werden. Der Zustand des Dateisystems ist stets konsistent, zudem gibt es in ZFS keine Partitionen nach herkömmlichem Konzept mehr. Ein sogenannter ZFS-Pool kann sich über beliebig viele Datenträger erstrecken, zum Beispiel über USB-Sticks an einem Hub. Um den Speicherplatz zu erweitern, lassen sich auch während des Betriebs Datenträger zu einem Pool hinzufügen, was bei keinem Konkurrenten funktioniert. Zusätzlich besitzt ZFS ein geniales Sicherungskonzept: Der Anwender kann den Zustand des Pools zum Zeitpunkt jeder Transaktion wiederherstellen, so werden Sicherungskopien praktisch während der Arbeit automatisch erstellt.
Seit 2009 gibt es zudem die sogenannte Deduplizierung für ZFS. Damit eliminiert das Dateisystem ohne den manuellen Eingriff des Nutzers alle identischen Cluster, was erheblich Speicherplatz spart - die Kopie einer Datei benötigt also nicht länger weiteren Speicherplatz. ZFS verfügt mit 128-bit-Schlüsseln über die längsten Zeiger aller Dateisysteme und verwaltete theoretisch enorm viele Dateien - in der Praxis ist es aber auch auf 64-bit beschränkt, da es in der Programmiersprache C (bisher) keine 128-bit-Datentypen gibt. Leider ist das rechtliche Umfeld durch die Übernahme von Sun durch Oracle sehr unsicher geworden.
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Wie geht's weiter? Zu diesem Thema haben wir eine redaktionelle Übersicht erstellt. Sie finden das Special zu Mac OS X hier.