Windows-Standarddateisystem Was ist das New Technology File System (NTFS)?

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Das New Technology File System (NTFS) ist ein proprietäres Dateisystem von Microsoft. Es löste die bis in die ’90er-Jahre in Windows üblichen FAT-Dateisysteme ab. NTFS bietet gegenüber FAT-basierten Dateisystemen zahlreiche Vorteile. Es unterstützt größere Partitions- und Dateigrößen, ermöglicht das Einrichten individueller Zugriffsrechte und besitzt integrierte Funktionen zum Komprimieren und Verschlüsseln von Daten.

New Technology File System, abgekürzt NTFS, ist der Name eines proprietären, von Microsoft entwickelten Dateisystems für Rechner mit Windows-Betriebssystem. Es dient zur Organisation, Speicherung und Verwaltung von Dateien auf Speicherlaufwerken. Eingeführt wurde NTFS im Jahr 1993 zusammen mit dem Betriebssystem Windows NT 3.1.

NTFS wurde entwickelt, um die vielen Schwächen und Limitierungen der bis dahin üblichen FAT-Dateisysteme (File Allocation Table) zu beseitigen und die Leistung zu verbessern. Seit der Einführung 1993 wurde das New Technology File System in verschiedenen Versionen mehrfach überarbeitet und aktualisiert.

Das New Technology File System unterstützt große Partitions- und Dateigrößen und arbeitet dank Journaling-Funktionen deutlich zuverlässiger. Auch die Sicherheit und Datenverwaltung sind mit NTFS deutlich verbessert. So unterstützt NTFS beispielsweise die Verschlüsselung und die Komprimierung von Daten, Datenträgerkontingente und feingranular konfigurierbare, individuelle Zugriffsrechte. NTFS ist inzwischen das Standarddateisystem für alle aktuellen Windows-Betriebssystemversionen. Das Dateisystem lässt sich über spezielle Treiber auch in anderen Betriebssystemen wie Linux oder macOS verwenden.

Prinzipielle Funktionsweise und Merkmale von NTFS

Mit NTFS formatierte Festplatten sind in logische Speichereinheiten, sogenannte Cluster, gleicher Größe unterteilt. Die Clustergröße kann zwischen 512 Byte und 64 Kilobyte betragen. Die optimale Größe hängt von der Größe des Datenträgers (Partition) und dem Verwendungszweck (hauptsächlich große oder kleine Dateien) ab.

Sämtliche Informationen zu allen auf einem Datenträger gespeicherten Dateien sind im sogenannten Master File Table (MFT) abgelegt. Der MFT ist eine Art Index in Tabellenform. Jede Datei hat einen Eintrag, und auch Verzeichnisse werden in Form von Dateien behandelt. Der MFT speichert, welche Cluster zu einer Datei gehören und welche Attribute oder Zugriffsrechte einer Datei zugeordnet sind. Attribute sind zum Beispiel Dateiname, Erstellungs- oder Änderungsdatum, Größe der Datei, Dateityp oder Freigaben. Bei sehr kleinen Dateien lässt sich auch der Inhalt einer Datei komplett im MFT anstatt in separaten Clustern auf dem Datenträger speichern. Dadurch wird der Zugriff auf kleine Dateien beschleunigt. Für den Master File Table wird immer ein bestimmter Prozentsatz der Gesamtkapazität einer Partition reserviert. Meist beträgt er 12,5 Prozent.

Alle Schreibvorgänge von Metadaten auf einem NTFS-Laufwerk werden vor der Ausführung in einem Journal protokolliert. Ist der Schreibvorgang erfolgreich, wird das Journal entsprechend aktualisiert. Dieses Journaling stellt sicher, dass sich die Konsistenz eines Datenträgers zum Beispiel nach einem Systemabsturz wiederherstellen lässt.

Die wichtigsten Merkmale des NTFS-Dateisystems sind:

• Unterstützung der Dateikompression auf Dateisystemebene,

• integriertes Verfahren zur Verschlüsselung der Daten,

• integrierte Journaling-Funktion mit automatischen Korrektur- und Datenwiederherstellungsverfahren nach Systemabstürzen,

• Unterstützung von Kontingenten und Diskquotas,

• granulare Zugriffssteuerung mit ACLs (Access Control Lists),

• bis zu 255 Zeichen lange Dateinamen,

• Unterstützung von Pfadlängen von bis zu 32.767 Zeichen,

• Unterstützung sehr großer Volume- und Dateigrößen.

Abgrenzung zum FAT-Dateisystem

Die Abkürzung FAT steht für File Allocation Table. Es handelt sich um ein seit circa 1980 eingesetztes Filesystem für diverse DOS- und Windows-Betriebssysteme. FAT32 wurde von Microsoft entwickelt und mit Windows 95B im Jahr 1996 eingeführt. Es ergänzt die Vorgängerversion FAT16. FAT32 ist mit allen Windows-Versionen seit Windows 95B nutzbar. Ein wesentlicher Unterschied zu NTFS ist, dass die maximale Dateigröße bei FAT32 auf vier Gigabyte beschränkt ist. Die Partitionsgröße einer mit FAT32 formatierten Partition liegt bei der typischen Sektorgröße von 512 Byte bei zwei Terabyte. Mit einer Sektorgröße von vier Kilobyte sind 16 Terabyte große Partitionen möglich. FAT32 oder FAT16 bieten keinen gezielten Zugriffsschutz auf Dateiebene. Darüber hinaus sind Daten nach einem Systemabsturz der Gefahr des Verlusts ausgesetzt, da keine umfassende Journalfunktion existiert. Weitere Nachteile von FAT sind das Fehlen von Verschlüsselungs- und Komprimierungsfunktionen auf Dateiebene.

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