Dateisysteme – Das steckt hinter NTFS und Co.

Selbst langjährige Nutzer von Windows-PCs kommen mit den sogenannten Dateisystemen nur am Rande in Berührung – bis plötzlich irgendetwas nicht mehr so wie gewohnt oder gar nicht mehr funktioniert. Wir geben hier Antworten auf die wichtigsten Fragen: Was steckt hinter den Dateisystemen, wo liegen die Unterschiede, was ist bei Problemen am besten zu tun?

Was genau versteht man denn unter einem Dateisystem? 

Unter dem Dateisystem eines Datenträgers versteht man die Organisation, die Anwendern und Programmen schnellen und einfachen Zugriff auf gespeicherte Dateien gewährleistet. Was abstrakt klingt, stellen Sie sich bitte ähnlich vor wie die Ordnung zu Hause mit Keller, verschiedenen Räumen und der Unterordnung in Regale, Schränke, Schubladen und so weiter. Das Beispiel tangiert zugleich die Zugriffsrechte: So wie ohne Berechtigung in Form eines Schlüssels der Zugang zum Keller oder verschlossenen Schubladen verwehrt bleibt, lässt sich abhängig vom Dateisystem auch der Zugriff auf Dateien und Ordner regeln.

Ein Dateisystem ist nicht unmittelbar Bestandteil eines bestimmten Betriebssystems. Vielmehr haben sich für unterschiedliche Speichermedien bestimmte Dateisysteme etabliert: Für optische Speichermedien (CDs/DVDs) das „Compact Disc File System“ (CDFS) und das Universal Disk Format (UDF), für Flashspeicher das Extended File Allocation Table (exFAT) sowie für Festplatten viele weitere – abhängig auch vom jeweils verwendeten Betriebssystem. Für mobile Datenträger ist die Kompatibilität bedeutsam, schließlich soll ein USB-Stick am Windows-PC, Mac, Fernseher und so weiter laufen.

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Wie viele Dateisysteme gibt es – und welche sind wichtig?

In der Praxis existieren Dutzende verschiedener Dateisysteme, die sich zum Teil nur für bestimmte Einsatzzwecke eignen. Die für Windows- und Linux-PCs, den Mac und weitere Geräte wichtigsten sind FAT (FAT16), FAT32 und exFAT (extended FAT) – die Abkürzung FAT steht für „File Allocation Table“ oder deutsch Dateizuordnungstabelle – Ext4 (Fourth Extended Filesystem), APFS (Apple File System), dessen Vorgänger HFS+ (Hierarchical File System +) sowie schließlich NTFS (New Technology File System) von Microsoft. Viele dieser Dateisysteme tragen die Buchstaben „FS“ als Abkürzung für „File System“ im Namen; eine Liste finden Sie auf Wikipedia .

Wodurch unterscheiden sich die verschiedenen Dateisysteme?

Weil die Unterschiede auf ganz unterschiedlichen Ebenen bestehen, beschränken wir uns auf die wichtigsten Aspekte. Da ist zunächst der primäre Einsatzzweck beziehungsweise das an das Dateisystem gebundene Betriebssystem: Windows 10 erfordert eine NTFS-formatierte Partition, Linux läuft meist auf einem Datenträger mit dem Dateisystem Ext4, die aktuellen Mac-OS-Version auf solchen mit dem Apple File System.

Zugreifen lässt sich von allen drei Betriebssystemen teilweise auch auf die anderen Dateisysteme. Für exFAT gilt das praktisch uneingeschränkt. Die meisten aktuellen Linux-Betriebssysteme binden exFAT-Datenträger automatisch ein, anderenfalls muss man sie manuell mounten.

Darüber hinaus unterscheiden sich die Dateisysteme bei den Maximalgrößen einer Partition, des gesamten Datenträgers sowie einer einzelnen Datei, bei der Rechte- und Zugriffsverwaltung sowie der Komprimierung und Verschlüsselung.

Welches Dateisystem eignet sich am besten für externe Datenträger?

Hier kommt es den primären Zweck an. Wenn Sie Daten auf einer SSD oder Magnetfestplatte speichern und diese an Rechnern mit verschiedenen Betriebssystemen verwenden möchten, ist exFAT die richtige Wahl. Das Dateisystem wird von Windows, Linux und Mac-OS unterstützt, unterliegt aber im Gegensatz zu seinen Vorgängern FAT16 und FAT32 weniger starken Beschränkungen. So ist deren Dateigrößenlimit von lediglich zwei beziehungsweise vier GByte schnell erreicht, denn selbst das ISO-Image einer normalen DVD ist bereits größer.

Bei eingebauten, also intern per SATA angeschlossenen Datenträgern bietet Windows das Dateisystem exFAT bei der Formatierung jedoch nicht an. In diesem Fall nutzen Sie für die exFAT-Formatierung das Tool Aomei Partition Assistant ; danach kann Windows normal darauf zugreifen. Ein Nachteil von exFAT sei jedoch erwähnt: Das Dateisystem bietet im Gegensatz zu NFTS keine Datenkomprimierung.

FAT32 dagegen ist universell und wird von praktisch allen Geräten erkannt, darunter Smartphones, Digitalkameras, Router, Fernseher, Receiver, Autoradios, E-Book-Reader und vielen anderen: perfekt also für den Austausch kleinerer Datenmengen. Falls Sie auf einem Rechner mit Linux oder Mac-OS auf einen Datenträger mit dem NFTS-Dateisystem zugreifen möchten, ermöglicht ein Tool wie NTFS-3G  Lese- und Schreibzugriff. 

Weshalb verweigern große Sticks die FAT32-Formatierung?

Die Windows-eigene Formatierung über das Kontextmenü im Dateimanager gestattet bei Datenträgern mit mehr als 32 GByte Kapazität statt den üblichen drei nur zwei Dateisysteme, nämlich NTFS und exFAT. Lassen sich größere Datenträger also nicht mit dem Dateisystem FAT32 nutzen? Doch, nur Microsoft bietet die Formatierungsmöglichkeit nicht.

So geht’s: Stecken Sie den Stick in Ihren Rechner und starten Sie das Tool FAT32Format . Mit „Start –› OK“ ist die Formatierung im Nu erledigt. Windows kann völlig problemlos auch auf FAT32- Datenträger mit einer Kapazität von 64 GByte und mehr zugreifen, sie eben nur nicht ohne Zusatzprogramm einrichten. Alternativ zu FAT32Format verwenden Sie etwa ein Partitionierungstool wie Aomei Partition Assistant oder Paragon Festplatten Manager .

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Weshalb verlangt Onedrive einen NFTS-formatierten Datenträger? 

Einen einleuchtenden Grund dafür gibt es nicht, schließlich kam der Cloudspeicher früher durchaus mit FAT, FAT32 und exFAT zurecht. Weil Microsoft dann aber die FAT-Unterstützung strich, müssen Sie auch auf einem externen Datenträger für die automatische Synchronisierung zwingend das Dateisystem NTFS verwenden – sonst zeigt Windows eine Fehlermeldung.

Das Umformatieren ist schnell erledigt, indem Sie im Windows-Explorer mit der rechten Maustaste auf den Stick klicken und im Kontextmenü auf „Formatieren –› Dateisystem: NTFS –› Starten“ klicken. Bitte beachten Sie: Das Formatieren löscht alle abgelegten Dateien auf dem Stick beziehungsweise der externen Festplatte.

Darf man die kleinen Partitionen mit FAT32 oder NTFS löschen? 

Nein, auf keinen Fall! Je nach Windows-Version, Upgrade-Historie und Partitionsschema – also MBR (Master Bool Record) oder GPT (GUID Partition Table) – finden sich auf der Festplatte vor der Windows-Systempartition noch ein bis drei weitere Bereiche. Diese sind unter anderem für die Systemwiederherstellung und für die Bootauswahl erforderlich. Löschen Sie sie deshalb bitte nicht, und ändern Sie zudem nichts an den vorgegebenen Partitionsstilen. Die Bootpartition beim GPT-Partitionsschema beispielsweise muss zwingend mit dem Dateisystem FAT32 laufen.

Je nach PC-Hersteller sowie nach einem Upgrade von Windows 7 oder 8.1 auf die aktuelle Version 10 können weitere Partitionen vorhanden sein, an denen Sie bitte ebenfalls nichts ändern. 

Wie hängen Dateisystem und Partitionsstil zusammen? 

Zunächst gar nicht, Partitionsschema und Dateisystem sind nicht aneinander gekoppelt. Das gilt sowohl für den Systemdatenträger mit dem installierten Betriebssystem – also beispielsweise Windows, Linux, Mac- OS mit dem jeweils zurückgehörigen Dateisystem – als auch für die Installationsmedien. So formatiert Rufus  den Setup-Stick für Windows 10 immer als NTFS-Datenträger, während das Media Creation Tool von Microsoft am Dateisystem nichts ändert, wenn er zuvor FAT32-formatiert wurde.

Welche Dateisysteme bieten eine Komprimierung von Daten?

Von den unter Windows gebräuchlichen Dateisystemen beschränkt sich die Komprimierung auf NTFS. Sinnvoll ist die Komprimierung vor allem bei kleinen und festeingebauten Flashspeichern vor allem in älteren Tablet-PCs. Bei Notebooks dagegen empfiehlt sich angesichts der inzwischen sehr günstigen SSD-Preise der Austausch durch einen Datenträger mit größerer Kapazität, weil die Komprimierung die CPU belastet und somit das gesamte System ausbremst. 

Um die Komprimierung einer NTFS-formatierten Partition zu aktivieren, klicken Sie diese im Windows-Explorer mit der rechten Maustaste an und fahren mit „Eigenschaften –› Laufwerk komprimieren … –› Übernehmen“ fort. Bestätigen die beiden nächsten Schritte, und klicken Sie vermeintliche Fehler mit „Alle ignorieren“ weg.

Abhängig von der Datenmenge, der Festplatte und der Prozessorleistung kann die Datenkomprimierung eine halbe oder auch eine Stunde dauern.

Welches Dateisystem unterstützt Android bei OTG-Sticks?

Als OTG („On the Go“) bezeichnet man bei Smartphones die Möglichkeit, Peripheriegeräte wie USB-Sticks, Maus, Tastatur, Drucker und Ähnliches anzuschließen. Voraussetzung ist zum einen ein OTG-USB-Adapter, also ein kurzes Kabel, das auf der einen Seite über eine Buchse für den großen USB-Stecker verfügt (Typ A). Ferner muss das Android-Gerät OTG unterstützen. Das lässt sich mit der App USB OTG Checker aus dem Playstore überprüfen.

Doch in welchem Dateisystem muss ein per OTG verbundener Datenträger formatiert sein? Hier gibt es keine klare Antwort: Während FAT32 immer geht, kommt es bei NTFS- und exFAT-Sticks auf das Smartphone an. Manche Telefone erkennen solche Datenträger sofort, andere gar nicht und wieder andere erfordern für den Zugriff ein Update. Da hilft nur ausprobieren!