FAT

FAT (File Allocation Table) ist einer der einfachsten FS-Typen, den es seit den 1980er Jahren gibt. Er besteht aus dem FS-Deskriptorsektor (Bootsektor oder Superblock), der Blockzuordnungstabelle (File Allocation Table) und dem reinen Speicherplatz für die Daten. Die Dateien in FAT werden in Verzeichnissen gespeichert. Jedes Verzeichnis ist ein Array von 32-Byte-Datensätzen, die jeweils eine Datei oder ihre erweiterten Attribute (z. B. einen langen Namen) definieren. Ein Datensatz bezeichnet den ersten Block einer Datei. Jeder weitere Block kann über die Blockzuordnungstabelle gefunden werden, indem diese als verknüpfte Liste verwendet wird.

Die Blockzuordnungstabelle enthält ein Array von Blockdeskriptoren. Ein Nullwert zeigt an, dass der Block nicht verwendet wird, und ein Wert ungleich Null bezieht sich auf den nächsten Block einer Datei oder einen speziellen Wert für ihr Ende.

Die Zahlen in FAT12, FAT16 und FAT32 stehen für die Anzahl der Bits, die zur Adressierung eines FS-Blocks verwendet werden. Das bedeutet, dass FAT12 bis zu 4096 verschiedene Blockreferenzen verwenden kann, während FAT16 und FAT32 bis zu 65536 und 4294967296 verwenden können. Die tatsächliche maximale Anzahl von Blöcken ist noch geringer und hängt von der Implementierung des FS-Treibers ab.

FAT12 und FAT16 wurden früher für Disketten verwendet und finden heute keine große Verbreitung mehr. FAT32 ist immer noch weit verbreitet für Speicherkarten und USB-Sticks. Das Format wird von Smartphones, Digitalkameras und anderen tragbaren Geräten unterstützt.

FAT32 kann auf Windows-kompatiblen externen Speichern oder Festplattenpartitionen mit einer Größe von weniger als 32 GB verwendet werden, wenn sie mit dem integrierten Tool des Betriebssystems formatiert werden, oder bis zu 2 TB, wenn andere Mittel zur Formatierung des Speichers verwendet werden. Das Dateisystem erlaubt auch nicht die Erstellung von Dateien, deren Größe 4 GB überschreitet. Um dieses Problem zu lösen, wurde exFAT eingeführt.

exFAT hat keine realistischen Größenbeschränkungen und wird häufig auf modernen externen Festplatten und SSDs verwendet.

 

NTFS

NTFS (New Technology File System) wurde 1993 mit Windows NT eingeführt und ist derzeit das am weitesten verbreitete Dateisystem für Endbenutzer-Computer, die auf Windows basieren. Auch die meisten Betriebssysteme der Windows-Server-Reihe verwenden dieses Format.

Dieser FS-Typ ist dank Journaling recht zuverlässig und unterstützt viele Funktionen, darunter Zugriffskontrolle, Verschlüsselung usw. Jede Datei in NTFS wird als Deskriptor in der Master File Table und ihrem Dateninhalt gespeichert. Die Master File Table enthält Einträge mit allen Informationen über Größe, Zuordnung, Name usw. Die ersten 16 Einträge der Tabelle werden für die BitMap, die alle freien und benutzten Cluster aufzeichnet, das Log, das für Journaleinträge verwendet wird, und den BadClus, der Informationen über fehlerhafte Cluster enthält, aufbewahrt. Der erste und der letzte Sektor des Dateisystems enthalten seine Einstellungen (den Boot-Record oder den Superblock). Dieses Format verwendet 48- und 64-Bit-Werte, um Dateien zu referenzieren, so dass es Datenspeicher mit extrem hoher Kapazität unterstützen kann.

 

ReFS

ReFS (Resilient File System) ist die neueste Entwicklung von Microsoft, die mit Windows 8 eingeführt wurde und nun für Windows 10 und 11 verfügbar ist. Seine Architektur unterscheidet sich grundlegend von anderen Windows-Formaten und ist hauptsächlich in Form des B+-Baums organisiert. ReFS hat eine hohe Fehlertoleranz aufgrund neuer Funktionen, die darin enthalten sind. Die bemerkenswerteste unter ihnen ist Copy-on-Write (CoW): Keine Metadaten werden geändert, ohne kopiert zu werden; Daten werden nicht über die bestehenden Daten geschrieben - sie werden in einem anderen Bereich auf der Festplatte abgelegt. Nach jeder Änderung wird eine neue Kopie der Metadaten in einem freien Bereich des Speichers gespeichert, und dann erstellt das System eine Verknüpfung von älteren Metadaten mit der neueren Kopie. Auf diese Weise wird eine beträchtliche Anzahl älterer Backups an verschiedenen Orten gespeichert, was eine einfache Datenwiederherstellung ermöglicht, sofern dieser Speicherplatz nicht überschrieben wird.


Last modified: Sunday, 28 July 2024, 9:55 AM