Übersicht über die Dateisysteme FAT, HPFS und NTFS
ÜBERSICHT ÜBER FAT
FAT ist das bei weitem einfachste der von Windows NT unterstützten Dateisysteme. Das Charakteristikum des FAT-Dateisystems ist die File Allocation Table. Dabei handelt es sich um eine Tabelle, die sich "an der Spitze" des Datenträgers befindet. Als Schutzmaßnahme für den Datenträger werden zwei Exemplare der FAT angelegt für den Fall, daß eine FAT beschädigt wird. Darüber hinaus müssen die FAT-Tabellen und das Stammverzeichnis an einem festen Speicherort gespeichert sein, damit die Boot-Dateien des Systems ordnungsgemäß gefunden werden können.
Eine FAT-formatierte Festplatte wird in Cluster eingeteilt, deren Größe von der Größe des Datenträgers abhängt. Wenn eine Datei angelegt wird, wird im Verzeichnis ein Eintrag angelegt, und die Nummer des ersten Clusters, das Daten enthält, wird festgelegt. Der Eintrag in der FAT-Tabelle gibt entweder an, daß es sich bei diesem Cluster um das letzte in der Datei handelt, oder er verweist auf das nächste Cluster.
Die Aktualisierung der FAT-Tabelle ist äußerst wichtig, gleichzeitig aber auch zeitaufwendig. Wird die FAT-Tabelle nicht regelmäßig aktualisiert, kann es zu Datenverlusten kommen. Die Aktualisierung ist zeitaufwendig, weil die Leseköpfe der Festplatte bei jeder Aktualisierung der FAT-Tabelle neu an der logischen Spur 0 der Festplatte positioniert werden müssen.
Die FAT-Verzeichnisstruktur ist nicht speziell organisiert. Dateien werden an der ersten verfügbaren Stelle auf dem Laufwerk gespeichert. Darüber hinaus unterstützt FAT ausschließlich die Dateiattribute Schreibgeschützt, Versteckt, System und Archiv.
FAT-Benennungskonventionen
FAT verwendet die traditionelle 8.3-Benennungskonvention für Dateien. Darüber hinaus müssen alle Dateinamen aus Zeichen des ASCII-Zeichensatzes bestehen. Der Name einer Datei oder eines Verzeichnisses kann bis zu acht Zeichen lang sein, dann folgen ein Punkt (.) als Trennzeichen und eine Erweiterung von bis zu drei Zeichen Länge. Der Name muß mit einem Buchstaben oder einer Ziffer beginnen und kann jedes beliebige Zeichen mit Ausnahme der folgenden enthalten: . " / \ [ ] : ; | ,
Wird eines der oben genannten Zeichen benutzt, kann es zu unvorhersehbaren Ergebnissen kommen. Leerzeichen darf ein Dateiname nicht enthalten.
Alle Zeichen werden in Großbuchstaben umgewandelt.
Vorteile von FAT
Unter Windows NT kann bei keinem der unterstützten Dateisysteme das Löschen rückgängig gemacht werden. Die entsprechenden Dienstprogramme versuchen, direkt auf die Hardware zuzugreifen, was unter Windows NT nicht möglich ist. Wenn sich die Datei jedoch in einer FAT-Partition befand und das System unter MS-DOS neu gestartet wird, läßt sich das Löschen der Datei rückgängig machen. Das FAT-Dateisystem ist am besten geeignet für Laufwerke und/oder Partitionen mit einer Größe von bis zu etwa 200 MB, da beim FAT-System nur sehr wenig Verwaltungsaufwand entsteht.
Nachteile von FAT
Für Laufwerke oder Partitionen von mehr als 200 MB sollte das FAT-Dateisystem möglichst nicht verwendet werden, weil die Systemleistung bei FAT mit wachsender Größe des Datenträgers recht schnell abnimmt. Darüber hinaus ist es nicht möglich, für Dateien in FAT-Partitionen Berechtigungen zu setzen.
FAT-Partitionen sind unter Windows NT auf eine Größe von 4 Gigabytes (GB) bzw. unter MS-DOS auf eine Größe von 2 GB beschränkt.
ÜBERSICHT ÜBER HPFS
<Musste wegen Beitragslänge gekürzt werden>
ÜBERSICHT ÜBER NTFS
Vom Standpunkt des Benutzers aus gesehen organisiert auch NTFS die Dateien in Verzeichnissen, die wie bei HPFS sortiert werden. Im Gegensatz zu FAT oder HPFS befinden sich jedoch keine "speziellen" Objekte auf der Festplatte, und es besteht auch keine Abhängigkeit von der zugrundeliegenden Hardware, wie zum Beispiel im Hinblick auf Sektoren zu je 512 Bytes. Es gibt auf der Platte auch keine speziellen Speicherorte wie etwa FAT-Tabellen oder HPFS-Superblöcke.
Ziel von NTFS ist es, folgendes zur Verfügung zu stellen:
Zuverlässigkeit, wie sie insbesondere für High-End-Systeme und Dateiserver erforderlich ist
Eine Plattform für zusätzliche Funktionen
Unterstützung der POSIX-Anforderungen
Vermeiden von Einschränkungen der FAT- und HPFS-Dateisysteme
Zuverlässigkeit
Um die Zuverlässigkeit des NTFS sicherzustellen, konzentrierte sich die Entwicklung in erster Linie auf drei Bereiche: Wiederherstellbarkeit, Vermeidung schwerwiegender Fehler an einem Sektor und das Hot-Fixing.
NTFS ist ein wiederherstellbares Dateisystem, weil es die Transaktionen, die mit dem Dateisystem durchgeführt werden, protokolliert. Wird bei den Systemen FAT oder HPFS eine Überprüfung der Festplatte durchgeführt, werden die Konsistenz der Zeiger innerhalb des Verzeichnisses, die Zuordnung und die Dateitabellen überprüft. Unter NTFS wird ein Protokoll der Transaktionen mit diesen Komponenten geführt, so daß bei einem CHKDSK die Transaktionen nur auf den Stand der letzten Festschreibung zurückgesetzt werden müssen, um wieder Konsistenz im Dateisystem herzustellen.
Wenn unter FAT oder HPFS ein Sektor beschädigt wird, in dem sich eins der speziellen Objekte des Dateisystems befindet, kommt es zu einem Einzelsektorfehler. NTFS vermeidet dies mit Hilfe von zwei Strategien: Erstens gibt es auf der Festplatte keine speziellen Objekte. Statt dessen werden alle Objekte auf der Festplatte protokolliert und geschützt. Zweitens werden unter NTFS mehrere Exemplare (die Anzahl hängt von der Datenträgergröße ab) der Master-Dateitabelle angelegt.
Eins der wichtigsten Design-Ziele auf allen Ebenen besteht bei Windows NT darin, eine Plattform zu schaffen, die erweitert und auf die aufgebaut werden kann. NTFS ist hier keine Ausnahme. NTFS stellt eine umfassende und flexible Plattform zur Verfügung, die auch andere Dateisysteme nutzen können. Darüber hinaus unterstützt NTFS uneingeschränkt das Sicherheitsmodell von Windows NT sowie die Technik mehrerer Datenströme. Eine Datendatei bildet nicht länger einen einzigen Datenstrom. Und schließlich kann der Benutzer unter NTFS eine Datei mit seinen eigenen, benutzerdefinierten Attributen versehen.
NTFS ist von allen unterstützten Dateisystemen das am weitestgehenden POSIX.1-kompatible, denn es unterstützt die folgenden POSIX.1-Anforderungen:
Berücksichtigung von Groß- und Kleinschreibung bei der Benennung:
Unter POSIX sind README.TXT, Readme.txt und readme.txt unterschiedliche Dateien.
Zusätzliche Zeitangabe:
Aus der zusätzlichen Zeitangabe geht hervor, wann zum letzten Mal auf die Datei zugegriffen wurde.
Eine feste Verknüpfung liegt vor, wenn zwei verschiedene Dateinamen in verschiedenen Verzeichnissen auf die gleichen Daten verweisen.
Vermeiden von Einschränkungen
Erstens ist bei NTFS die Größe von Dateien und Datenträgern wesentlich gewachsen, so daß sie jetzt bis zu 2^64 Bytes umfassen können. Ebenso ist NTFS zum FAT-typischen Cluster-Prinzip zurückgekehrt, um das HPFS-Problem einer festen Sektorgröße zu umgehen. Diese Neuerung wurde vorgenommen, weil Windows NT ein portierbares Betriebssystem ist und es daher möglich sein soll, das System auch mit andersartigen Festplattentechnologien einzusetzen. Daher ging man davon aus, daß ein fester Wert von 512 Bytes pro Sektor mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht in jedem Fall für die Dateizuordnung geeignet sein dürfte. Man erreichte die neue Flexibilität, indem man ein Cluster als das Mehrfache der "natürlichen" Zuordnungsgröße der Hardware definierte. Und nicht zuletzt basieren in NTFS alle Dateinamen auf dem Unicode, wodurch 8.3-Dateinamen weiterhin neben langen Dateinamen bestehen.
Vorteile von NTFS
NTFS eignet sich am besten für Datenträger mit 400 MB oder mehr, weil die Systemleistung unter NTFS im Gegensatz zu FAT bei größeren Datenträgern nicht abnimmt.
Die designimmanente Wiederherstellbarkeit ist bei NTFS so ausgelegt, daß der Benutzer auf einer NTFS-Partition eigentlich nie irgendwelche Dienstprogramme zur Festplattenreparatur ausführen muß.
Nachteile von NTFS
Es ist wegen des Platzaufwands für die Verwaltung unter NTFS nicht empfehlenswert, NTFS auf einem Datenträger von weniger als etwa 400 MB einzusetzen. Dieser Platzaufwand wird für NTFS-Systemdateien benötigt, die in der Regel bei einer 100-MB-Partition mindestens 4 MB belegen.
Zur Zeit gibt es bei NTFS noch keine integrierte Dateiverschlüsselung. Daher ist es möglich, das System unter MS-DOS oder einem anderen Betriebssystem zu starten und mit Hilfe eines Festplatteneditors, der auf einer niedrigen Ebene ansetzt, die Daten auf einem NTFS-Datenträger anzeigen zu lassen.
Die Formatierung einer Diskette im NTFS-Dateisystem ist nicht möglich. Unter Windows NT werden alle Disketten im FAT-Dateisystem formatiert, weil der für die Verwaltung unter NTFS benötigte Platz auf einer Diskette nicht zur Verfügung steht.
Datei- und Verzeichnisnamen können bis zu 255 Zeichen lang sein.Bei den Namen wird die Groß- und Kleinschreibung zwar beibehalten, bleibt jedoch ohne Wirkung. Das heißt, NTFS unterscheidet nicht auf der Basis von Groß- und Kleinschreibung zwischen den Dateinamen. Die Namen können jedes bleibige Zeichen mit Ausnahme der folgenden enthalten: ? " / \ < > * | :
, solange kein Win9x drauf zu greifen muss.
