Souborové systémy disků

17. 01.
2022

Připravil jsem menší přehled vlastností aktuálních i starších souborových systémů NTFS, FAT, FAT32, exFAT (FAT64), linuxové ext2, ext3, ext4 a optické standardy ISO 9660, ISO 13490 a UDF.

File system, čili souborový systém, slouží v ICT k určování struktury dat na každém záznamovém (paměťovém) zařízení. Bez souborového systému by zkrátka nebylo možno určit, jak data číst a zapisovat a řadit soubory do složek (adresářů).

Paměťové zařízení je vždy nakonfigurováno na určitý typ souborového systému, který musí být podporován operačním systémem, s nímž komunikuje. Každý souborový systém má také svá specifika, která níž ozřejmíme. Věnovat se budeme především souborovým systémům pro HDD, SSD, paměťové karty a USB klíčenky (flash disky).

Přehled častých souborových systémů

FAT16

Zastaralý souborový systém z 80. let, vytvořen pro MS-DOS, bohatě stačil ještě u flashek z přelomu milénia. Odlišoval se od staršího FAT12 podle 16 bit adresace clusterů.

Maximální velikost disku: 2 GiB / 4 GiB
Maximální velikost souboru: 2 GiB / 4 GiB
Podpora OS: MS-Dos a Windows od prvních verzí, zpětně kompatibilní s novějšími OS

FAT32

File systém pro 32bit adresy clusterů z roku 1996, který je stále hojně používán. Dnešní hlavní nevýhodou je omezení velikosti souboru na 4 GB.

Maximální velikost disku: až 8 TiB
Maximální velikost souboru: 4 GiB (u FAT+ až 256 GiB)
Podpora OS: od Windows 95

exFAT (FAT64)

Souborový systém Microsoftu uvedený roku 2006, populární u přenosných flash disků a paměťových SD a MS karet. Nevýhodou je patent Microsoftu, který donedávna zamezoval použití na jiných OS. Pro Mac OS je možné exFAT využívat od verze 10.6.5. Teoreticky by měl být schopen v jednom adresáři uchovat přes 2,5 mil. souborů.

Maximální velikost disku: teoreticky 128 EiB, ~147,5 exabytů
Maximální velikost souboru: prakticky je limitována velikostí disku, teoreticky 16 EiB, ~ 18,5 exabytů
Podpora OS: plně ve Windows 7, zpětně kompatibilní pro Windows Vista (v Service Pack 1) a Windows XP (v Service Pack 3), MacOS 10.6.5, linuxové systémy od jádra 5.4, ChromeOS

NTFS

S názvem New Technology File System příliš nekoresponduje datum vývoje disku, který začal být hojně využíván v půlce 90. let a dodnes je velmi častým filesystémem na pevných discích. Vyvinula jej firma Microsoft a je tudíž podporován všemi verzemi OS Windows.

Jedním ze zapeklitých limitů tohoto souborového systému je omezení délky názvu souboru a adresáře na 255 znaků, absolutní délka cesty k souboru pak nesmí přesáhnout 32767 znaků.

Maximální velikost disku: teoreticky 16 TiB u 64 KB clusterů 256 TB
Maximální velikost souboru: teoreticky 16 EiB, prakticky nemůže přesáhnout 16 TiB
Podpora OS: všechny OS Windows, Mac OS od verze 10.3 pro čtení, Linux od jádra 2.2 pro čtení, od jádra 2.6 i zápis, Chrome OS

Linuxové souborové systémy

ext2, ext3

Second extended filesystem a Third extended filesystem jsou souborové systémy užívané v linuxových OS vyvinuté v 90. letech.

Maximální velikost disku: oddíl může mít dle velikosti adresace clusterů max. od 2 TiB až po 32 TiB (u 8KiB velikosti bloku)
Maximální velikost souboru: podle velikosti adresace clusterů od 16 GiB po 64 TiB

ext4

Fourth extended filesystem je nový linuxový souborový systém vyvíjený od r. 2006, který umožňuje ukládat velké soubory a odstraňuje limity předchozích filesystémů. Počet souborů je příjemně omezen na 4 miliardy.

Maximální velikost disku: 1 EiB
Maximální velikost souboru: 16 TiB

Optické disky

ISO 9660

Norma pro organizaci dat u CD a DVD, která zapisuje soubory jednorázově.

Max. možná velikost 8 TiB

ISO 13490

též ECMA-168, vylepšený nástupce ISO 9660, umožňuje přepis dat a může existovat spolu s ISO 9660 na jednom optickém disku.

UDF

Universal Disk Format, založený na specifikacích ISO/IEC 13346 and ECMA-167, umožňuje i opakovaný zápis a je vhodný pro naprostou většinu optických disků, včetně Blu-Ray, DVD-RAM či HD-DVD. Nejpoužívanější standardu 1.02 podporují pro čtení OS Windows od verze 98, pro zápis až od verze Vista.