NTFS – was sich hinter dem Dateisystem verbirgt

In der Frühphase der Entwicklung von Windows NT, das später als Microsoft Windows NT 3.1 veröffentlicht wurde, stand die Wahl des Dateisystems noch nicht fest. Zu dieser Zeit waren FAT16, bekannt durch seine Verwendung in MS-DOS, und HPFS, das Dateisystem von OS/2, die verfügbaren Optionen. Mit der Zeit setzte sich NTFS immer mehr als die bevorzugte Lösung durch.

Doch was ist NTFS und welche Relevanz hat es in Zeiten von Windows 10 und Windows 11? In diesem Blogbeitrag gehen wir auf diese Fragen und weitere Aspekte näher ein.

Was ist NTFS?

„NTFS“, eine Abkürzung für „New Technology File System“ (deutsch: Technologisch neues Dateisystem), ist aufgrund der Dominanz von Microsoft ein weit verbreitetes Dateisystem zur Datenorganisation auf Festplatten und anderen Speichermedien. Seit der Einführung von Windows XP im Jahr 2001 hat sich NTFS als der unbestrittene Standard für Windows-Betriebssysteme etabliert.

Beim NTFS-Dateisystem liegt die maximale Größe einer Partition bei etwa 2 Terabyte. Innerhalb dieser Grenze gibt es für einzelne Dateien keine Beschränkung der Größe, was es theoretisch ermöglicht, eine Datei mit fast 2 Terabyte auf einem NTFS-formatierten Speichermedium zu speichern. Der NTFS-Standard erlaubt eine maximale Länge von 255 Zeichen für Dateinamen.

Funktion und Arbeitsweise von NTFS

Bei der Betriebssysteminstallation entscheidet sich der Nutzer für ein Dateisystem, ebenso bei der Formatierung einer SSD oder Festplatte. Die Formatierungsprozesse dieser Laufwerkstypen weisen leichte Unterschiede auf, sind aber beide mit NTFS kompatibel.

Während der Formatierung wird eine Festplatte in Partitionen eingeteilt, die als Hauptsegmente des physischen Speichers fungieren. Das Betriebssystem verwaltet innerhalb jeder Partition die gespeicherten Dateien. Dateien werden in Clustern gespeichert, die als Speicherbereiche mit einer festgelegten Größe fungieren.

Die Clustergrößen bei NTFS variieren zwischen 512 Byte und 2048 KB. Windows NT empfiehlt für verschiedene Laufwerksgrößen bestimmte Standard-Clustergrößen. Zum Beispiel wird für ein 4-GB-Laufwerk eine Standard-Clustergröße von 4 KB empfohlen. Da Cluster die kleinste Speichereinheit sind, belegt selbst die kleinste Datei einen ganzen Cluster. Eine Datei von 4,1 KB würde in einem 4-KB-Cluster-System zwei Cluster oder 8 KB einnehmen.

Die Festlegung der Clustergröße basiert auf einem Kompromiss zwischen maximaler Speicherplatzausnutzung und minimaler Anzahl an Festplattenzugriffen für den Dateizugriff. Bei größeren Laufwerken sind die Cluster in der Regel größer, um die Anzahl der Festplattenzugriffe zu reduzieren, auch wenn dies zu einer weniger effizienten Nutzung des Speicherplatzes führt.

Bei der Erstellung einer NTFS-Datei wird ein Eintrag in der Master File Table (MFT) angelegt, um die eventuell über verschiedene Bereiche verteilten Cluster der Datei zu lokalisieren. NTFS versucht, einen zusammenhängenden Speicherplatz für alle Cluster einer Datei zu finden, kann dies jedoch nicht immer gewährleisten.

Die Vor- und Nachteile im Überblick

Nachfolgende Vorteile sprechen für die Verwendung von NTFS:

• Festplattenkontingente: NTFS ermöglicht die Verwendung von Festplattenkontingenten, die Organisationen mehr Kontrolle über den Speicherplatz bieten. Administratoren können damit den Speicherplatz, der einem Nutzer zur Verfügung steht, begrenzen.
• Fehlertoleranz und Datenwiederherstellung: NTFS erhöht die Zuverlässigkeit und ermöglicht eine schnelle Wiederherstellung von Daten und Dateien im Falle eines Systemausfalls. Es hält die Konsistenz des Dateisystems aufrecht und verfügt über eine MFT-Spiegeldatei für den Fall, dass die primäre MFT beschädigt wird.
• Zugriffskontrolle und Verschlüsselung: Administratoren können mit NTFS spezifische Berechtigungen für den Zugriff auf sensible Daten festlegen und diesen auf bestimmte Benutzer beschränken. NTFS unterstützt auch die Verschlüsselung von Daten.
• Dateikomprimierung: Durch die Komprimierung von Dateien verringert NTFS die Dateigröße, erhöht die Geschwindigkeit der Dateiübertragung und spart Speicherplatz. Es unterstützt auch sehr große Dateien.
• Journaling und Protokollierung: NTFS ist ein Journaling-Dateisystem, das Änderungen im Dateisystemjournal protokolliert, um die Nachverfolgung von gelöschten, hinzugefügten oder geänderten Dateien zu erleichtern.

Die folgenden Nachteile sind zu berücksichtigen:

• Eingeschränkte Betriebssystemkompatibilität: Ein Nachteil von NTFS ist seine begrenzte Kompatibilität mit nicht-Windows-Betriebssystemen, da es dort oft nur lesbar, aber nicht beschreibbar ist.
• Mac OS X-Kompatibilität: Geräte mit OS X sind nur eingeschränkt mit NTFS-Laufwerken kompatibel; sie können Daten auf NTFS-Laufwerken lesen, aber nicht darauf schreiben.
• Begrenzte Unterstützung bei Wechseldatenträgern: Viele Wechseldatenträger, wie Android-Smartphones, DVD-Player und Digitalkameras, unterstützen NTFS nicht. Auch andere Geräte wie Media-Player, Smart-TVs und Drucker bieten oft keine NTFS-Unterstützung.

ReFS – möglicher Nachfolger von NTFS

ReFS, kurz für “Resilient File System” (auf Deutsch “robustes” oder “widerstandsfähiges Dateisystem”), ist ein von Microsoft entwickeltes proprietäres Dateisystem, das erstmals mit Windows Server 2012 eingeführt wurde. Es wird oft als potenzieller Nachfolger von NTFS angesehen.

Die Hauptunterschiede von ReFS im Vergleich zu NTFS liegen in seiner Robustheit gegenüber Datenfehlern und dem effizienten Umgang mit großen Datenmengen. Microsoft hat ReFS für maximale Datenverfügbarkeit optimiert, wobei es eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Datenkorruption zeigt. Das System unterstützt theoretisch maximale Volume-Größen von einem Yobibyte und Dateigrößen bis zu 16 Exbibyte.

Allerdings gibt es bei ReFS einige Nachteile zu beachten. Ein direkter Wechsel von NTFS zu ReFS ohne Datenverlust ist nicht möglich, das heißt, eine NTFS-Festplatte kann nicht einfach in eine ReFS-Festplatte umgewandelt werden. Außerdem unterstützt ReFS derzeit keine Formatierung von Systemlaufwerken, und Windows kann nicht von einem ReFS-Dateisystem booten, sondern nur von einem NTFS-Dateisystem.

Obwohl ReFS als Nachfolger von NTFS gehandelt wird, hat Microsoft bisher nicht offiziell bestätigt, dass NTFS vollständig durch ReFS ersetzt werden soll. NTFS ist zwar weniger widerstandsfähig, aber es wird von den meisten Systemen und Programmen unterstützt. Daher behält NTFS auch in Zeiten von Windows 10 und Windows 11 weiterhin seine Relevanz.

Wenn Sie nach einem Windows 10 Produktschlüssel oder einer Windows 11 Lizenz suchen, sollten Sie unbedingt unseren Shop-Bereich aufsuchen. Wir bieten Ihnen die Betriebssysteme von Microsoft zu einem überzeugenden Preis-Leistungs-Verhältnis an.