Datenfragmentierung
Fragmentierung ist ein Zustand, der auftritt, wenn Dateien auf einem Datenspeicher, wie z.B. einer Festplatte oder einem Solid-State-Laufwerk, in nicht zusammenhängende Teile aufgeteilt werden. Dateien sind also nicht in einem Stück gespeichert, sondern in Fragmenten über dem Datenträger verteilt.
Dies ist ein natürlicher Prozess, der auftritt, wenn Daten geschrieben, gelöscht und neu geschrieben werden. Das Betriebssystem schreibt dabei neue Dateien oder Dateiteile in nicht belegte Datenbereiche. Die Fragmentierung kann die Leistung des Systems beeinträchtigen, da das Lesen und Schreiben von Dateien mehr Zeit in Anspruch nimmt, wenn diese über verschiedene Bereiche des Speichermediums verteilt sind.
Dies hat insbesondere negative Auswirkungen bei Festplatten, da es sich hierbei um mechanische Datenträger handelt. Wenn die Daten verteilt auf der Festplatte verstreut sind muss sich die Festplatte die einzelnen Datenteile zusammensuchen womit die Schreib-/Leseeinheit viele Bewegungen und Kalibrierungen ausführen muss. Somit wird die Lesegeschwindigkeit durch die Fragmentierung geringer.
Wie kommt es zur Fragmentierung von Daten?
Ein Datenspeicher ist wie ein Regal, das in viele kleine Abschnitte unterteilt ist, in die Daten geschrieben werden können. Wenn eine Datei zu groß ist, um in einen einzelnen Abschnitt zu passen, wird sie auf mehrere Abschnitte verteilt. Im Laufe der Zeit, wenn Dateien gelöscht und neue Dateien hinzugefügt werden, können diese Abschnitte fragmentiert werden, wobei Teile von verschiedenen Dateien in verschiedenen Abschnitten verteilt sind. Dies kann dazu führen, dass das Lesen oder Schreiben einer Datei länger dauert, da das Speichergerät mehrere verschiedene Bereiche besuchen muss, um die vollständige Datei zu lesen oder zu schreiben.
Fragmentierung kann die Effizienz von Computersystemen beeinträchtigen, insbesondere wenn es um größere Dateien oder Datenbanken geht, die häufig zugegriffen oder geändert werden. Deshalb gibt es Tools und Verfahren zur Defragmentierung, bei denen die fragmentierten Dateien auf dem Datenspeicher neu organisiert werden, um sie zusammenhängender zu machen. Dies kann die Leistung des Systems verbessern, indem es die Zeit, die für das Lesen und Schreiben von Dateien benötigt wird, reduziert.
Datenfragmentierung in der Datenrettung
Im Kontext der Datenrettung kann die Fragmentierung sowohl Herausforderungen als auch Chancen bieten. Bei der Wiederherstellung von gelöschten oder beschädigten Dateien können Fragmentierungseinflüsse dazu führen, dass Teile der Datei an verschiedenen Stellen auf dem Datenträger liegen, was den Wiederherstellungsprozess komplizierter machen kann. Es kann schwieriger sein, alle Teile der Datei zu finden und sie in der richtigen Reihenfolge zusammenzusetzen, besonders wenn das Dateisystem, das diese Informationen normalerweise verfolgen würde, selbst beschädigt ist.
Dies betrifft in vielen Fällen die Chancen der Datenwiederherstellung von Video-Dateien. Gerade bei Video-Rohmaterial handelt es sich häufig um sehr große Dateien, die dann fragmentiert abgespeichert werden. Wenn nun das Dateisystem durch versehentliches Löschen oder Formatieren nicht mehr zugreifbar ist bietet sich eine Datenrettung durch Tiefenanalysen, eine so genannte RAW Recovery an. Hierbei werden die Dateien anhand von Dateiheadern sowie anderen spezifischen Merkmalen identifiziert und können so gerettet werden. Dieses Verfahren eignet sich jedoch vorrangig für kleinere Dateien, die nicht fragmentiert gespeichert sind.
Aus diesem Grund sind auch die Ergebnisse von Datenrettungstools wie DiskDrill bei Video-Daten meist nicht befriedigend.
Eine Fragmentierung kann aber mit Blick auf die Datenrettung auch positive Seiten haben. So kann sie auch dazu beitragen, Daten retten zu können, die sonst verloren gegangen wären. Wenn eine Datei gelöscht wird, bleiben die tatsächlichen Daten auf dem Datenträger erhalten, bis sie überschrieben werden. Selbst wenn ein Teil der Datei überschrieben wird, können die anderen, fragmentierten Teile der Datei immer noch auf dem Datenträger vorhanden und somit möglicherweise wiederherstellbar sein. Leider sind solche Dateien jedoch in der Regel nur bei einer forensischen Datenrettung wirklich hilfreich, bei der aus entsprechenden Datenfragmenten noch Beweise gesammelt werden können.
Schnell kann es zum Datenverlust kommen
Das Durchführen einer Defragmentierung birgt leider das Risiko einer Beschädigung von Daten, wenn sie nicht richtig durchgeführt wird oder aber aufgrund mechanischer Defekte an der Festplatte nicht korrekt durchgeführt werden kann. Bei der Defragmentierung werden Dateien auf dem Datenträger verschoben, was zu Datenverlust führen kann, wenn während des Prozesses ein Fehler auftritt. Daher ist es ratsam, regelmäßige Backups durchzuführen und sicherzustellen, dass die Stromversorgung während des Defragmentierungsprozesses gewährleistet ist.
Bei SSDs führt eine konstante Neuorganisation von Daten, wie sie bei der Defragmentierung stattfindet, zu einer größeren Anzahl von Schreibzyklen, was die Lebensdauer des SSD Laufwerks verkürzen kann. Zudem wird die Fragmentierung bei SSDs oft als weniger problematisch angesehen als bei herkömmlichen magnetischen Festplatten, da es sich um schnelle Flash-Datenträger handelt, bei denen es i.d.R. zu keinem wesentlichen Geschwindigkeitsverlust kommt. Somit ist bei SSD Festplatten von einer Reorganisation abzuraten.
Ein tieferes Verständnis der Fragmentierung kann dazu beitragen, die Effizienz einer Datenrettung zu verbessern. Kenntnisse darüber, wie Dateien auf einem Datenträger fragmentiert sind, können bei der Wiederherstellung von gelöschten oder beschädigten Dateien von Vorteil sein. Durch das Verständnis der Fragmentierung können Datenrettungsexperten vorhersagen, wo Teile einer Datei auf dem Datenträger liegen könnten und welche Teile einer Datei möglicherweise noch gerettet werden können, auch wenn andere Teile überschrieben wurden.
Im Kontext der Datenrettung ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass, obwohl die Fragmentierung das Auffinden und Zusammenfügen aller Teile einer Datei erschweren kann, Datenrettungstools und -techniken darauf ausgelegt sind, diese Herausforderung zu meistern. Spezialisierte Datenrettungssoftware kann oft auch stark fragmentierte Dateien wiederherstellen, indem sie die einzelnen Teile der Datei findet und in der richtigen Reihenfolge zusammensetzt.
