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2017年9月 1日 (金)

ファイルシステム小話 〜 ファイルシステムの種類

土地建物運用的思考 〜 MBR・GPTの違いからフォーマットの話まで』の中で出てきた「fat」や「ntfs」、「HFS+」、「ext2 , ext3 , ext4」等のファイルシステム。これに関する理解は、パーティション操作後のHDDを実際に利用する段階で結構重要な要素です。しかし、前ページはパーティション関係の話が主だったので、特徴等の説明はしませんでした。ということで、ここではファイルシステムに関する話を少し。
  
 
 
〔そもそもファイルシステムとは?〕 
 
前ページでは、HDDを「土地」と考えた時、ファイルシステムは「土地の基礎」という話をしました。そして『置物(データ)』はその『土地の基礎(ファイルシステム)』に細かく分割されて配置されるといった話や、ファイルシステムによってファイルに対するアクセス速度や、不慮の電源断、強制再起動などによる耐障害性などの性能に違いが出たりする〜、なんて話もしました。細かく見れば特徴の違いは山ほどあるのですが、我々一般人からしてみれば、細かなところは実はどうでもよくて、大切なポイントを抑えておくのが重要です。以下挙げていきましょう。
 
 
 
〔ファイルシステムの大御所 〜 fat〕 
 
数あるファイルシステムの中で、様々なところで見かける可能性が非常に高いものに「fat (fat12,fat16,fat32,vfat)」があります。USBメモリ、外付けHDD、SDカード等、多くのデバイスでこのファイルシステムが利用されています。
 
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さて、このfatというファイルシステムの一番の特徴は、何といっても『多くのシステムがこのファイルシステムを取り扱える』ということです。Windows, Mac, LinuxなどのPCのみならず、USBメモリやSDカード等のメモリーカード類を扱うことが考慮されているデバイス、例えばデジカメやビデオカメラ、スマートフォンなどはfatというファイルシステムを理解読み書きができるわけです。これがfat以外のファイルシステムだとこうはいきません。かなり古い規格にも関わらず、時代の荒波を乗り越えて未だ現役である理由は、多くのシステムで利用されているので無視ができないフォーマットであると考えられているからでしょう。
 
しかし、このfatというファイルシステム。ある大きなデメリットを抱えています。それは、単一ファイルサイズの上限は「4GB」であるという点です。
 
数年前ならば、1つのファイルで4GBを超えるものなどあまり無かったのですが、近年は動画ファイルや、DVDやBDのisoファイルなど、場合によっては20GB超えのファイルも目にすることが増えてきました。こうなってくると、「でかいファイルをコピーしようかな〜」というときに、fatではコピーできずに困るわけです。
 
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また、その他にもボリューム上の上限が2TBまで(OSや各仕様上により32GBで打ち止めになる場合もある)だったりと、大容量メディアにとっては力不足のファイルシステムになってしまっているのが現状です。SDHCカードの容量上限が32GBなのも、こういった理由から来ています。
 
というわけで、出てくるのがfatよりも規格の新しいファイルシステムになります。
 
 
 
〔Windowsの標準ファイルシステム 〜 NTFS〕
 
MSのWindows NT系から採用されたファイルシステム。
「NT系って何?」と言われると困るのですが、超大雑把に説明すると、「Windows3.1 〜 Windows2000 〜 WindowsXP 〜 Vista 〜Windows7 〜 Windows8 〜 Windows10」に続くNTカーネル系のWindowsだと思えば良いです。
Windows95,98,Me などは9x系と呼ばれ、NT系から外れます。まぁずいぶん昔の話ですが。
 
さて、このntfsというファイルシステム、1ファイル4GB超えのものを問題なく扱うことができますし、ボリューム上、256TBまで扱うことが可能です。
またfatと違ってジャーナリングファイルシステムをサポート。耐障害性も向上。
とってもいいことづくめなんですが、1つ問題が。
 
このntfs。
基本的にWindows以外と相性がよくありません
 
たとえば、買ってきた外付けHDDのファイルシステムがfatではなくntfsの場合、Macでは使えなかったり、古いLinuxでは読み書きができなかったり・・・。WindowsPCでSDカードをntfsでフォーマットしたら、デジカメによっては使えなかったり、スマホで読めなかったりと、まぁいろんなところでトラブルが発生する可能性があるわけです。
 
「すべての機器でntfsを扱えるようにしてくれよ!」と思われるかもしれませんが、それはMSのライセンスの関係とか、その他もろもろ大人の事情がいろいろとあるんでしょうね。
 
なので、大容量である必要がある、ハイスピードである必要がある云々の特別の事情が無い限り、モノを売る側としてはfatで済ませられるものはfatで済ましたいというのが実情なのでしょう。
 
大容量でないUSBメモリやSDカード、外付けHDDが未だにfatを利用しているものが多いのはそういった事情があるわけです。
 
ファイルシステムがntfsの場合、WindowsPC(XP以降)で扱う分には問題がありませんが、それ以外のデバイスで扱う場合そもそも利用できない可能性があるということを理解しておく必要があります。
 
ちなみに、Windows系のOSHDDにインストールする場合は、ファイルシステムはNTFSである必要があります。 
 
 
 
 
〔Macの標準ファイルシステム 〜  HFS+〕
 
Mac系で標準採用されているファイルシステム。
1ファイル4GB超え、ジャーナリングファイルシステム採用等、事情はntfsと似ています。そして、Mac系以外と相性がよくありません
 
市販されている外付けHDDの中には、Mac用ということではじめから「HFS+」でフォーマットされているものが一部あります。Windowsユーザが間違えて買ってしまうと「使えね〜よ〜」といった事態になりますので、要注意です。
 
ちなみに、MacOSHFS+にインストールされる必要があります

 
 
 
〔Linuxの標準ファイルシステム 〜  ext2,ext3,ext4〕
 
Linux系で標準採用されているファイルシステム。 
1ファイル4GB超えは当然のこと、ext3からはジャーナリングシステムがサポートされています。ちなみにUNIX,Linux系では「ユーザー; user」「グループ; group」「その他; others」などのパーミッションという概念がありますが、こういった機能の実現はファイルシステムに依存しています。
 
さて、このファイルシステム、これまでの話の流れから想像がつくと思いますが、Linux系以外と相性がよくありません
 
ちなみに、このファイルシステムではじめからフォーマットされている外付けHDDやUSBメモリ等はまず無いと思って良いです。基本的にこのファイルシステムを利用する場合は、自分でフォーマットを行うことになります。
 
ちなみに、LinuxHDDにインストールする場合、選べるファイルシステムはLinuxの種類による部分がありますが、近年はext4が主かと。ext2,ext3は古いLinuxを利用する場合ですね。他にはxfsReiserFS , Btrfsなどがあったりします。
 
 
 
 
〔フラッシュドライブ向けファイルシステム 〜  exFAT〕 
 
MSがフラッシュドライブ向けに開発したFATの後継規格。分類としてはFATと考えて良いです。SDXCカードなどの大容量メモリに利用されています。
 
1ファイル4GB超えは当然の仕様ですが、ジャーナル機能はありません。
あくまでfatの延長であり、NTFSやHFS+,ext4と同列に考えないほうがいいです。機能性、堅牢性はこれらと全く違います。
 
一応、フラッシュドライブ向けではありますが、HDDでも使えなくはないです。
 
基本的に古いOSやデバイスではexFATは扱えないと思ってください。
 
おおよそWindows7以降、新しい Mac や Linux 、新しいスマホ、デジカメ、ビデオカメラ等のデバイスなら利用できる率が高いかと思います。
 
 
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 (上表はあくまで目安です。例外事例もあると思います。)
 
 
 
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<親記事> 
 ・『土地建物運用的思考 〜 MBR・GPTの違いからフォーマットの話まで
 
 
<関連記事>
 ・Parted でパーティションの作成(分割) その1
 ・Parted でパーティションの作成(分割) その2
 ・Parted でパーティションの作成(分割) その3 MBR編
 ・Parted でパーティションの作成(分割) その4 GPT編
 ・Partedで複数のHDDを扱う場合 
 
 
<その他>
 ・シェルとターミナル(端末)の違い 
 
 
 
 
  
 
 

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