NTFS & Co.: Wie funktionieren Dateisysteme?

Was macht Dateisysteme unterschiedlich?

Die genauen technischen Details sind natürlich extrem komplex, sodass die Auflistung dieser Unterschiede hier zu weit führen würde. Zunächst kommen Dateisysteme immer in Bezug auf Ihr Betriebssystem zum Einsatz:

• Aktuelle Linux-Distributionen nisten sich gerne auf EXT4-formatierten Festplatten ein.
• Windows 10 mag das NTFS-Format (New Technology File System) am liebsten.
• Apple bevorzugt im aktuellen macOS das Apple File System, abgekürzt APFS.

Einige Dateisysteme sind auch plattformübergreifend nutzbar. exFAT beispielsweise verstehen sowohl Windows- als auch Linux- und macOS-Systeme problemlos. Andere Dateisysteme können oft zwar gelesen werden, aber sie eignen sich nicht als Unterbau für eine bootbare Systempartition. Weitere Unterschiede sind in den Bereichen Verschlüsselung, Rechte- und Zugriffsverwaltung sowie Datenkomprimierung zu finden. Das Dateisystem hat außerdem großen Einfluss auf Datei-Eigenschaften wie deren maximale Größe. Auch der Umfang einer gesamten Partition oder eines Datenträgers ist vom verwendeten Dateisystem abhängig.

Das beste Dateisystem für externe Datenträger

Der Einsatzzweck regelt hier normalerweise die Definition des "besten Dateisystems": Externe Festplatten - egal ob SSD oder HDD - fühlen sich mit exFAT aufgrund der Kompatibilität wohl. Dieses Dateisystem können Sie an Computern jeglicher Art (Windows, Linux und macOS) verwenden. FAT und FAT32 können das zwar auch - aber hier gibt es teilweise starke Einschränkungen, die heute einfach nicht mehr zeitgemäß sind (FAT32 kann beispielsweise nur mit höchstens 4 GB großen Dateien umgehen - eine einzige DVD ist bereits größer).

Möchten Sie exFAT auch für interne Datenträger etwa unter Windows verwenden, können Sie das nur mit Tools von Drittanbietern, da Windows selbst diese Funktion nicht anbietet. Eine Lösung wäre beispielsweise der Aomei Partition Assistant. Windows kann darauf ganz normal zugreifen, allerdings bietet exFAT keine Datenkomprimierung - der Speicherbedarf steigt also.

FAT32 ist der Alleskönner: Smartphones verstehen das Dateisystem ebenso wie Computer, Receiver, e-Book-Reader, Fernseher, Router, Digitalkameras und sogar Autoradios. Die genannte Einschränkung (4 GB Dateigröße als Maximum) gilt natürlich weiterhin, sodass Sie FAT32 eigentlich nur dann nutzen können, wenn Sie eher kleinere Datenmengen von A nach B bringen möchten.

Auf NTFS, das eigentlich Windows-exklusiv ist, können Sie unter Linux und macOS ebenfalls mit den richtigen Tools zugreifen. NTFS-3G ist ein solches Programm, das den Lese- und Schreibzugriff auf NTFS-formatierte externe Datenträger auch unter den genannten Betriebssystemen möglich macht.

Sonderfall #1: große USB-Sticks und FAT32

Wenn Sie einen recht großen USB-Stick verwenden (etwa mit einer Größe von 32 GB), werden Sie bei der ersten Formatierung unter Windows feststellen, dass Ihnen nur zwei Dateisysteme angeboten werden: NTFS und exFAT. Prinzipiell kann FAT32 jedoch mit maximal 2 TB großen Datenträgern umgehen. Die Ursache liegt darin begründet, dass Windows diese Option einfach nicht anbietet, obwohl es möglich wäre.

Eine Lösung für das Problem steht in Form des kostenfreien Tools FAT32Format bereit. Starten Sie das Tool und stecken Sie den gewünschten USB-Stick ein. Klicken Sie in dem Programm dann auf "Start" und "OK", um den Vorgang zu starten. Das sollte bei einem leeren Datenträger sehr schnell gehen. Der Umgang mit dem Stick ist unter Windows dann ganz normal möglich, Einschränkungen gibt es, bis auf die Dateigröße, nicht.

Sonderfall #2: OneDrive und NTFS-formatierte Datenträger

Verwenden Sie die automatische Synchronisierung Ihrer Daten von OneDrive, möchte Windows gerne einen NTFS-formatierten Datenträger haben. Einen technischen Grund gibt es dafür eigentlich nicht, in der Vergangenheit ging dieser Vorgang auch mit FAT32 & Co. problemlos vonstatten. Vielmehr möchte Microsoft wohl das betagte FAT-System über Bord werfen und besteht daher auf NTFS. Eine Lösung für dieses Problem gibt es nicht. Sie müssen also zwingend Ihren Datenträger auf NTFS umformatieren (und dabei beachten, dass alle Dateien über Bord gehen).

Sonderfall #3: FRITZ!Box und USB-Datenträger

Abhängig vom genauen Modell kann eine FRITZ!Box mit NTFS sowie FAT und FAT32 umgehen. Zusätzlich versteht sie die Dateisysteme EXT2, EXT3 und EXT4. exFAT wird leider ausgelassen, APFS versteht der Router ebenfalls nicht. Als Faustregel gilt außerdem: Je älter der Router, desto unwahrscheinlicher ist der Support moderner Dateisysteme wie EXT4. Ein Blick ins Handbuch oder ins Internet schafft auch hier Abhilfe, um die FRITZ!Box in ein kleines NAS zu verwandeln.

Löschung wichtiger Systempartitionen: warum eigentlich nicht?

Ganz einfach: Es wird dafür sorgen, dass Windows nicht mehr startet. Wenn Sie mit einem Partitionsmanager nachschauen, in welche Partitionen Ihre Festplatte unterteilt ist, werden Sie auch einige teilweise sehr kleine Partitionen entdecken (mit einer Größe von beispielsweise 128 MB). Die sind jedoch nicht etwa verschwendeter Speicherplatz, sondern beispielsweise wichtige Bereiche, in denen Daten wie der Master Boot Record (MBR) oder die GPT (GUID Partition Table) gespeichert sind. Ohne diese Partitionen können Sie etwa die Systemwiederherstellung nicht anstoßen oder auch die Boot-Auswahl nicht treffen. Das GPT-Partitionsschema etwa muss zwingend in FAT32 gehalten sein - eine Umformatierung hätte also schlimme Folgen.

Das gilt auch für ältere Betriebssysteme, denn auch Windows 7 oder Windows 8.1 legen diese Partitionen an. Behalten Sie einfach im Hinterkopf, dass es sich dabei um sehr wichtige Partitionen handelt, ohne die das System nicht funktionieren kann. Anfassen sollten Sie diese Partitionen nur, wenn Sie wissen, was Sie tun.

Partitionsschema und Dateisystem: Was haben sie miteinander zu tun?

Eigentlich nicht besonders viel, denn das Partitionsschema und das Dateisystem agieren weitgehend unabhängig voneinander. Diese Aussage trifft sowohl auf den Systemdatenträger zu, also die Festplatte und Partition, auf der sich das Betriebssystem befindet (etwa macOS mit seinem APFS-Dateisystem), als auch auf Installationsmedien wie USB-Sticks oder DVDs. Das bekannte Tool Rufus, das USB-Sticks für das Setup von Windows 10 erstellen kann, greift beispielsweise automatisch auf NTFS zurück. Das Media Creation Tool von Microsoft hingegen belässt den Datenträger auch im FAT32-Format, wenn dies vorher bereits das Dateisystem auf dem Datenträger war.

Datenkomprimierung durch das Dateisystem

Viele moderne Dateisysteme können ab Werk Daten komprimieren. Das ist immer dann hilfreich, wenn es sich um Dateien handelt, die ohnehin eher selten in Benutzung sind. So sparen Sie - je nach Datentyp - teilweise beträchtliche Mengen Speicherplatz. Das kann beispielsweise in Smartphones oder Tablets wichtig sein, da diese Geräte mit eher geringen Mengen Speicherkapazität ausgeliefert werden. Bei Notebooks und PCs hingegen muss die Datenkomprimierung nicht zwingend aktiv sein: Selbst sehr große SSD-Festplatten sind inzwischen recht preiswert, sodass der Zukauf von mehr Speicherkapazität attraktiver ist. Denn: Die Datenkomprimierung kostet ein wenig Performance, da die CPU permanent leicht belastet wird.

Möchten Sie die Datenkomprimierung in NTFS aktivieren, klicken Sie einfach eine Partition - etwa Laufwerk C: - mit der rechten Maustaste an. Danach gehen Sie in die Eigenschaften und dann auf die Option für die Komprimierung des Laufwerks. Stimmen Sie der Datenkomprimierung mit einem Klick auf Übernehmen zu. Zwei weitere Schritte müssen Sie dann noch bestätigen und eventuell auftretende Fehlermeldungen am besten einfach ignorieren.

Die Dauer der ersten Datenkomprimierung kann geraume Zeit in Anspruch nehmen. Handelt es sich nur um eine 256 GB große SSD-Festplatte, die nur zu 50 % gefüllt ist, wird der Vorgang recht schnell beendet sein. Komprimieren Sie hingegen 5 TB einer älteren HDD, können Sie sich sogar auf einige Stunden Wartezeit einstellen. Während dieser Zeit können Sie zwar den PC nutzen, aber eine besonders hohe Performance sollten Sie sich in dieser Zeit nicht versprechen.

OTG-Datenträger für Android

Die Option OTG bei Android-Smartphones steht für "On The Go" und bezeichnet eine Methode, um USB-Sticks (und andere Hardware) über einen Adapter mit dem Smartphone zu verbinden. Sie brauchen also zwingend diesen Adapter - und das Smartphone muss OTG auch offiziell unterstützen. Ob das bei Ihnen der Fall ist, können Sie beispielsweise mit der App "USB OTG Checker" im Playstore von Google herausfinden.

Hinsichtlich des Dateisystems hingegen kann keine klare Aussage getroffen werden. Einige Smartphones haben mit NTFS und exFAT überhaupt keine Probleme - andere aber schon. FAT32 hingegen geht praktisch immer und ist daher die sichere Lösung, die aber dann mit den bereits für FAT32 genannten Einschränkungen daherkommt. Probieren Sie es also am besten einfach aus oder erkundigen Sie sich im Internet nach Erfahrungsberichten von anderen Anwendern mit Ihrem Smartphone-Typen.