Cluster: Festplatteneinheit in Windows Betriebssystemen

»Cluster« unter Windows bzw »Blöcke« bei anderen Betriebssystemen, sind eine logische Zusammenfassung von Sektoren eines Datenträgers bzw. eine Zuordnungseinheit. Anders als die Sektoren bei Festplatten, welche Bestandteil der -> Festplattengeometrie sind und eine Komponente der zugrunde liegenden Hardware darstellen, sind Cluster bzw Blöcke Bestandteil des Dateisystems, und somit eine Komponente des Betriebssystems. Im weiteren Verlauf dieses Artikel wird nur noch der aus der aus der Welt von Windows stammende Terminus »Cluster« verwendet, kann aber auch grundsätzlich auf den Terminus »Block« übertragen werden, wobei sich die Logik im Detail von Betriebssystem zu Betriebssystem bzw. auch Filesystem unterscheidet.

Typische Größen eines Cluster sind 512 Byte (was bei normalen Festplatten der Größe eins Sektors entspricht) bis hin zu 4096 Byte (was bei -> Advanced Format Festplatten der Größe eines Sektors entspricht). Die Standard Clustergröße richtet sich nach der Größe der Partition.

Bei NTFS zB wird die Standard Größe der Cluster zB wie folgt aufgeteilt:

Größe des Datenträgers Clustergröße Anzahl Sektoren
(512 Byte Sektor)
512 MiB oder weniger 512 Byte 1
513 MiB bis 1024 MiB 1024 Byte 2
1025 MiB bis 2048 MiB 2048 Byte 4
2049 MiB und mehr 4096 Byte 8

Es sind aber auch größere Cluster einstellbar (bei NTFS bis 64 KB) jedoch ist dabei zu bedenken, dass das Betriebssystem idR immer nur vollständige Cluster adressieren kann. Dh eine 1 KiB große Datei belegt auf der Festplatte 4 KiB (= 1 Cluster bei einer Clustergröße von 4 KiB), eine 13 KiB große Datei belegt 16 KiB (= 3 volle Cluster a 4 KiB und der Rest einen weiteren Cluster a 4 KiB) Dadurch erklären sich zB die unterschiedlichen Größenangaben einer Datei in den Dateieigenschaften von Windows. Somit bedeutet die Clustergröße einen Kompromiss zwischen Verschnitt (verschwendete Speicherkapazität) und Verwaltungsaufwand, weil jeder Cluster natürlich im Inhaltsverzeichnis des Datenträgers (FAT/MFT) referenziert werden muss.

Die Anzahl der Cluster hängt mit der maximalen Größe des Datenträgers zusammen. FAT16 erlaubt lediglich 65.524 (216-12) Cluster, FAT32 unterstützt dagegen bis zu 228 (268.435.456), NTFS sogar 264 Cluster. Aus der maximalen Anzahl von Clustern und der gewählten Clustergröße ergibt sich die maximale Größe eines Dateisystems. Bei einer Clustergröße von nur 512 Byte kann ein FAT32-Dateisystem beispielsweise bis zu 128 GiB (228 * 512 Byte) umfassen, werden größere Cluster benutzt, so ergibt sich ein entsprechend größeres Limit des Dateisystems, solange keine anderen physikalischen Grenzwerte überschritten werden (zB maximale Anzahl der Sektoren des Datenträgers).


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pronto 2011/02/12 22:04

it/cluster.txt (5703 views) · Zuletzt geändert: 2011/09/01 16:03 von wikisysop
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