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Dateisysteme - Das steckt hinter NTFS und Co.

10.11.2017 | 10:14 Uhr |

FAT, FAT32, NTFS und exFAT sind die wichtigsten Dateisysteme. Unser Ratgeber erläutert, welche Formatierungsart für welche Dateien, Datenträger und Geräte die richtige ist und wie Sie plötzlich auftretende Probleme lösen.

In aller Regel müssen Sie sich im PC-Alltag um das sogenannte Dateisystem gar nicht kümmern, weil das Speichern, Lesen und Löschen von Dateien problemlos funktioniert. Manchmal aber unterbricht Windows diese Betriebsruhe dann doch mit dieser oder jener Fehlermeldung: Mal passt eine Datei nicht auf den USB-Stick, obwohl der Speicherplatz völlig ausreichen sollte. Mal lässt sich Microsofts Cloud-Speicher Onedrive partout nicht so konfigurieren, wie man es gerne möchte. Und mal will sich Windows 10 auf einem Rechner partout nicht so installieren lassen, dass die gesamte Festplatte und die übrigen Hardware-Ressourcen optimal genutzt werden. Auf den ersten Blick haben die Fälle nichts miteinander zu tun, tatsächlich aber ist die Ursache aller drei Probleme identisch: Ein Datenträger wurde mit dem falschen Datensystem formatiert. Um Ihnen solche zum Teil rätselhaften Phänomene zu ersparen, haben wir das für die Praxis Wichtige zu den Dateisystemen unter Windows zusammengestellt – und wirklich nur das. Keine Sorge also, denn die zum Teil komplizierten Grundlagen, die mehr als 100 Dateisystemvarianten für Netzwerke oder spezielle Einsatzzwecke und vieles andere streift dieser Ratgeber nicht einmal.

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Dateisystem-Grundlagen zu FAT, FAT32, NTFS und exFAT

Statt einer langwierigen Erklärung definieren wir den Begriff Dateisystem hier knapp als den Teil des Betriebssystems, der das Datei-Management organisiert. Wenn Sie eine Word-Datei auf der Festplatte speichern, soll Windows auch nach dem Neustart darauf zugreifen können. Was banal scheint, erschließt sich mit der in diesem Zusammenhang häufig verwendeten Abkürzung FAT. Denn FAT steht für File Allocation Table oder ins Deutsche übersetzt für Dateizuordnungstabelle.

Und mit FAT, FAT32 und exFAT (extended FAT), die alle die Abkürzung im Namen tragen, sind auch schon drei der vier wichtigsten Dateisysteme unter Windows genannt. Nur beim ebenfalls gängigen NTFS, von Microsoft nun auch schon vor fast 25 Jahren eingeführten „New Technology File System“, fehlt der FAT-Zusatz. Dies deutet gleichzeitig die großen Unterschiede zwischen FAT auf der einen und NTFS auf der anderen Seite an.

Obwohl alle FAT-Varianten primär für Windows konzipiert wurden, eignet sich das Dateisystem ausgezeichnet auch zum sonstigen Datenaustausch. Denn FAT-formatierte Datenträger lassen sich sowohl unter Linux und Mac OS nutzen, genauso aber werden sie von den meisten anderen Geräten unterstützt: Dazu zählen unter anderem Smartphones, Digitalkameras, Router, Fernseher, TV-Receiver, Radios und Multimediasysteme im Auto– im Grund also alles, was irgendwo eine USB-Buchse hat. Das bedeutet nicht, dass all diese Hardware oder die alternativen Betriebssysteme auf FAT-Basis laufen. Im Gegenteil, denn Mac OS und Linux benötigen für die Installation eigene Systeme, sie können aber verbundene FAT-Datenträger lesen und beschreiben.

Zu differenzieren sind zunächst FAT16 (oft nur mit FAT bezeichnet), FAT32 und exFAT. Die drei FAT-Systeme unterscheiden sich vor allem in der maximalen Partitionsgröße des Dateisystems an sich und der Größe der einzelnen Dateien. Während FAT16 wegen der Partitionsgröße von maximal vier GByte für Festplatten schon lange keine Bedeutung mehr hat, schlägt bei FAT32 vor allem die Dateigrenze von nur vier GByte durch.

Bereits das Dateiabbild einer gewöhnlichen DVD übersteigt mit 4,7 GByte dieses Limit. Wer also mit großen Dateien wie Filmen hantiert, muss seine Datenträger umformatieren: wahlweise als NTFS oder als exFAT. NTFS ist das universellere System, zumal es mit einem Zusatzprogramm wie NTFS-3G auch unter Linux und Mac OS vollen Lese- und Schreibzugriff gewährt.

Beim Formatieren stehen meist vier Dateisysteme zur Auswahl: FAT, FAT32, exFAT und NTFS.
Vergrößern Beim Formatieren stehen meist vier Dateisysteme zur Auswahl: FAT, FAT32, exFAT und NTFS.

Jeden Datenträger passend formatieren und konvertieren

Sind die Daten auf dem umzuformatierenden Datenträger unwichtig oder anderweitig gesichert, starten Sie das Umformatieren, indem Sie im Explorer mit der rechten Maustaste auf den zugehörigen Laufwerksbuchstaben klicken, im Kontextmenü „Formatieren“ und als Dateisystem NTFS (oder exFAT) wählen und dann mit „Starten -> OK“ bestätigen. Ohne Datenverlust erledigen Sie das Gleiche unter Windows 10 durch einen Rechtklick auf das Windows-Icon ganz links unten gefolgt von „Eingabeaufforderung (Administrator)“. Als Befehl tippen Sie „convert x: /fs:ntfs“ ein. Das „x“ ersetzen Sie durch den jeweiligen Laufwerksbuchstaben und bestätigen danach mit der Eingabetaste. Für exFAT steht dieser Befehl nicht zur Verfügung, sodass hier nur der Formatieren-Befehl bleibt.

Haben Sie einen USB-Stick mit einer Speicherkapazität von 64 GByte oder mehr, lässt sich dieser unter Windows nicht mehr als FAT32 formatieren – obwohl dies theoretisch möglich ist. Der Grund ist, dass Microsoft bei 32 GByte eine willkürliche Grenze zieht. Um dennoch große Sticks, SD-Karten oder Festplatten im FAT32- Dateisystem in Kameras, in Geräten der Unterhaltungselektronik und ähnlichem nutzen zu können, gehen Sie wie folgt vor: Installieren und starten Sie Easeus Partition Master Free und klicken Sie auf der Programmoberfläche mit der rechten Maustaste auf das zu formatierende Laufwerk. Im Kontextmenü wählen Sie „Formatierung mehrerer Partitionen“, stellen im nächsten Schritt als Dateisystem FAT32 ein, bestätigen mit „OK -> Nein“ und starten den Prozess mit einem Klick auf den blauen Kontrollhaken links oben („Änderungen durchsetzen“). Alternativ verwenden Sie das Tool FAT32Format . Ansprechen und beschreiben lässt sich der große FAT32-Datenträger auch auf dem Windows-PC, außerdem können Sie ihn nun mit fast jedem externen Gerät mit USB-Anschluss verwenden.

Übrigens: Für die PC-Systempartition hat FAT schon seit zehn Jahren ausgedehnt, denn Windows Vista und alle neueren Versionen des Microsoft-Betriebssystems lassen sich nur auf NTFS-Datenträgern installieren. Das mit Windows 8 eingeführte Resilient File System (ReFS) hat sich bisher kaum durchgesetzt und wird deshalb hier nicht weiter erwähnt.

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Weshalb passt die Datei nicht auf den USB-Stick mit 7,44 GByte freiem Speicherplatz?
Vergrößern Weshalb passt die Datei nicht auf den USB-Stick mit 7,44 GByte freiem Speicherplatz?

NTFS-Datenträger komprimieren und verschlüsseln

Während das FAT-Dateisystem vor allem mit seiner großen Kompatibilität punktet, liegt NTFS bei der maximalen Datei- und Partitionsgröße, der Benennung von Dateien und vor allem in Sachen Sicherheit, Zugriffsrechten und Komprimierung vorn.

Beginnen wir bei der automatischen Komprimierung, die auf NTFS beschränkt ist und die abhängig von der Art der Dateien zum Teil viel Platz auf dem Datenträger spart. Sie eignet sich deshalb gerade für SSDs mit knapp bemessener Kapazität. Um die Komprimierung einzuschalten, klicken Sie im Explorer mit der rechten Maustaste auf das betreffende Laufwerk und wählen im Kontextmenü „Eigenschaften“. Unten aktivieren Sie die Option „Laufwerk komprimieren“ und bestätigen die beiden nächsten Schritte. Weil Windows auf der Systempartition nicht alle Dateien komprimieren kann, klicken Sie eine diesbezügliche Fehlermeldung mit „Alle ignorieren“ weg. Abhängig von der Datenmenge und -art, der Laufwerksgröße und der Leistungsfähigkeit Ihres PCs dauert die Komprimierung durchaus eine Stunde oder länger.

Mit diesem Convert-Befehl gehen die Daten beim Umwandeln nicht verloren.
Vergrößern Mit diesem Convert-Befehl gehen die Daten beim Umwandeln nicht verloren.

Die Komprimierung arbeitet von nun an selbstständig im Hintergrund, Sie müssen auch beim Kopieren oder Verschieben von Dateien nichts anders machen als sonst, denn diese werden automatisch ge- und wieder entpackt. Hinweis: Einen Ersatz zum Packen einzelner Dateien und Verzeichnisse stellt das Verfahren allerdings nicht dar, dafür verwenden Sie besser ein Tool wie 7Zip .

Ähnlich einfach funktioniert die EFS-Verschlüsselung. Allerdings steht Microsofts Encrypting File System nur in den Pro-Versionen von Windows 7, 8.1 und 10 zur Verfügung, nicht dagegen in den auf vielen Rechnern vorinstallierten Home- beziehungsweise Core-Varianten.

So richten Sie den Schutz vor unberechtigtem Zugriff auf Ihre Daten ein, der selbst bei einem Geräte- oder Datenträgerdiebstahl sicher schützt: Klicken Sie den zu schützenden Ordner im Explorer mit der rechten Maustaste an. Klicken Sie nun auf „Eigenschaften -> Erweitert“, aktivieren „Inhalt verschlüsseln, um Daten zu schützen“, und bestätigen mit „Übernehmen -> OK“. Das Verzeichnis wird im Hintergrund automatisch verschlüsselt und ist im Explorer nun grün markiert. Diese Ordner-basierte Verschlüsselung hat den Vorteil, dass sämtliche Daten, die Sie darin ablegen, automatisch mitverschlüsselt werden, ohne dass Sie jedes Mal aktiv werden müssen.

Nach der NTFS-Laufwerkskomprimierung stehen zehn Prozent mehr Speicherplatz zur Verfügung.
Vergrößern Nach der NTFS-Laufwerkskomprimierung stehen zehn Prozent mehr Speicherplatz zur Verfügung.

Windows warnt Sie zudem, falls Sie später solche verschlüsselten Inhalte (versehentlich) auf einen USB-Stick mit FAT-Dateisystem kopieren oder verschieben, dass dabei die Verschlüsselung verloren geht. Unverständlich dagegen ist, dass sich die Verschlüsselung auf PCs mit Windows Professional scheinbar auch auf FAT-Datenträgern aktivieren lässt. Denn die zugehörigen Schaltflächen sind in Windows aktivierbar, nur tatsächlich verschlüsselt wird eben nichts. Vielmehr müssen Sie für FAT auf ein externes Tool wie VeraCrypt zurückgreifen, das wir hier erläutern.

Wichtig: Damit Sie später unter allen Umständen und damit auch nach einer Windows-Neuinstallation oder mit einem neuen Benutzerkonto auf Ihre verschlüsselten Daten zugreifen können, sichern Sie unbedingt den erzeugten EFS-Schlüssel. Falls Sie dies nicht über den bei der erstmaligen Verschlüsselung angebotenen Assistenten erledigt haben, rufen Sie den Zertifikatsmanager auf, indem Sie unten in der Windows-Suchleiste nach „Computerzertifikate“ suchen. Nach dem Aufrufen klicken Sie auf „Zertifikate -> Eigene Zertifikate -> Zertifikate“ und hier mit der rechten Maustaste auf Ihren Kontonamen und wählen dann „Alle Aufgaben -> Exportieren“. Folgen Sie dem Assistenten, vergeben Sie ein sicheres Passwort und speichern Sie die Schlüsseldatei am besten auf einem nicht anderweitig verwendeten USB-Stick. Erst mit dieser Schlüsseldatei und Ihrem Kennwort erhalten Sie später erneuten Zugriff ( mehr Infos ).

Zugriffsrechte auf Ordner und Dateien unter Windows festlegen

VeraCrypt kann auch FAT-formatierte Datenträger verschlüsseln.
Vergrößern VeraCrypt kann auch FAT-formatierte Datenträger verschlüsseln.

Auch die Protokollierung der Datenzugriffe und das detaillierte Einstellen der Benutzerrechte wird nur vom NTFS-Dateisystem unterstützt, übrigens unabhängig davon, ob bei Ihnen Windows Home oder Pro läuft. Ganz trivial sind die Berechtigungseinstellungen unter Windows aber nicht, übersichtlicher ist dies mit den NTFS Permissions Tools , die Sie ohne Installation direkt starten können und auf deren Startoberfläche zunächst alle Partition erscheinen. Um ein Verzeichnis mitsamt Inhalt und Unterordner zu sperren oder auf „Nur Lesen“ einzuschränken, markieren Sie den Ordner, wählen „Deny Access“ oder „Read Only“, anschließend den einzuschränkenden Inhalt sowie – ganz wichtig – oben den etwas unscheinbar dargestellten Eintrag „Name“: also für wen die Einschränkung gelten soll. Wenn Sie die Entscheidung auf der Ebene der Benutzerkonten treffen möchten, klicken Sie auf „Advanced“, beschränken sich im nächsten Schritt über „Objekttypen“ auf „Benutzer“ und tippen in das freie Feld unten die betreffende Kontobezeichnung ein. Mit Klicks auf „Namen überprüfen -> OK -> OK“ übernehmen Sie die Änderung. Wenn die betreffende Person nun versucht, auf die für sie gesperrten Inhalte zuzugreifen, verweigert Windows dies.

Fazit: Welches Dateisystem eignet sich für welchen Zweck?

Zum Schluss fassen wir kurz zusammen, welches Dateisystem sich für welches Einsatzszenario am besten eignet.
FAT/FAT32: Universell unter allen verbreiteten Betriebssystemen und mit praktisch allen Geräten einsetzbar, darunter Smartphones, Digitalkameras, Routern, Fernsehern, Receivern, Radios sowie im Auto. FAT eignet sich deshalb vor allem für Austauschdatenträger wie USB-Sticks oder Speicherkarten.

NFTS: Ist im Windows-Umfeld für interne und externe Datenträger die erste Wahl, auch weil anders als bei FAT/FAT32 praktisch keine Beschränkungen bei Datei- und Partitionsgrößen bestehen. NTFS unterstützt Komprimierung, Verschlüsselung, Zugriffsrechte und protokolliert alle Dateizugriffe, zudem ist es schneller als FAT/FAT32.

exFAT: Ist speziell für Flash-Speichermedien wie USB-Sticks und ähnliches konzipiert, unterliegt aber nicht den Beschränkungen bei Datei- und Partitionsgrößen wie FAT/FAT32. Außerhalb der Windows-Welt wird exFAT kaum unterstützt, einige Android-Smartphone machen jedoch eine Ausnahme: Unter Umständen müssen Sie für den Zugriff auf den OTG-Datenträger die beiden Apps Total Commander und Paragon exFAT NTFS USB installieren.

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