Vladimir Dashevsky

Einbinden von Laufwerken unter DOS und Windows 95/98/ME

In diesem Artikel möchte ich mich mit einigen Problemen auseinandersetzen, die oft bei Benutzung von Dateisystemen unter DOS und Windows 95/98/ME auftreten. Folgende Fragen werden nacheinander behandelt:

Was ist ein logisches Laufwerk?
Wie viele logische Laufwerke kann ein System enthalten?
Wie werden die Bezeichnungen für logische Laufwerke vergeben?
Wie kann man mehr als 4 Primär-Partitionen als logische Laufwerke benutzen?
Wie kann man die Verschiebung von Laufwerksbuchstaben beim Anschließen zusätzlicher Festplatten vermeiden?
Wie kann man die Reihenfolge der Laufwerke verändern, die man aus einer erweiterten (extended) Partition eingebunden hat?
Wie benutzt man das Tool mount.exe?
Wo bekommt man das Tool mount.exe?

Also, schauen wir uns mal die Fragen an.

Was ist ein logisches Laufwerk?

Ein logisches Laufwerk erweitert die Idee einer physikalischen Festplatte. Zu den Zeiten der ersten DOS-Version gab es noch keine Festplatten, es gab lediglich Disketten. Auf den Disketten war die Datenstruktur auch ziemlich primitiv: es gab keine Unterverzeichnisse, und der gesamte verfügbare Raum war einem Dateisystem zugeordnet. Jetzt können wir sagen, dass ein logisches Laufwerk damals einem physikalischen Laufwerk gleich war, doch damals machte man sich deswegen noch keine Gedanken, weil es ja in logischen Laufwerken noch kein Bedarf bestand.

Doch schnell war die Zeit gekommen, wo man sie brauchen konnte. Erstens, ein PC bekam ein zweites physikalisches Laufwerk. Diese Tatsache führte zur Entwicklung eines Buchstabensystems für die Laufwerke. Das sehen wir heute noch daran, dass die Buchstaben A: und B: den Disketten-Laufwerken zugeordnet sind, selbst wenn gar keine Disketten-Laufwerke an den PC angeschlossen sind. Übrigens, Disketten werden auch heute nicht partitioniert, also stellen sie an sich ein logisches Laufwerk dar, welches exakt dem physikalischen entspricht.

Mit der Entwicklung von Festplatten bekam das System einen neuen Buchstaben C:. Anfangs hatten die Festplatten auch ein winziges Speichervolumen und die Daten waren dort genau so gespeichert, wie auf Disketten. Das bedeutet, der Buchstabe C: bezeichnete lediglich das physikalische Gerät, ähnlich wie ein Diskettenlaufwerk. Doch das Speichervolumen von Festplatten stieg schnell, und bald hatte man die Situation, dass ein FAT-Dateisystem die komplette Festplatte nicht mehr belegen konnte. Das erste FAT12-Dateisystem war für lediglich 4096 Clusters ausgelegt, also konnte dieses nur wenige Megabyte belegen. Welche einfache Lösung des Problems war damals offensichtlich?

Richtig, man hat damals das Problem durch eine Partitionierung der Festplatte gelöst. Jeder Partition wurde ein logisches Laufwerk zugeordnet, welches dann als eine pseudo-physikalische Festplatte behandelt wurde. Auf diese Weise hat man wieder das gesamte Festplattenvolumen nutzen können. Zudem hat man zu diesem Zeitpunkt die Laufwerksbuchstaben bereits erfunden, so brauchte der Endbenutzer damals keine extra Kenntnisse, um diese Laufwerke zu benutzen. Außerdem boten mehrere Laufwerke neue Möglichkeiten für die Administration von Daten.

Moderne Dateisysteme, u.a. FAT32 können auch ohne Partitionierung das gesamte Volumen der heutigen Festplatten belegen. So könnte man denken, in logischen Laufwerken besteht kein Bedarf mehr. Aber das stimmt nicht. Einmal erfunden, sind sie heute zum Hauptobjekt der Administration geworden, und nicht die physikalischen Festplatten.

Auf diese Weise sollte man logische Laufwerke in erster Linie als Containers von Dateisystemen betrachten, welche ihre eigenen Wurzelverzeichnisse und FAT-Tabellen haben. Eine physikalische Festplatte kann mehrere logische Laufwerke enthalten, wobei sich diese nicht überlappen dürfen, um Datenkonflikte zu vermeiden.

Wie viele logische Laufwerke kann ein System enthalten?

Das lateinische Alphabet mit seinen 26 Buchstaben legt die maximal mögliche Anzahl von logischen Laufwerken fest. In der Praxis ist es jedoch eine ziemlich große Zahl.

Die zweite wichtige Einschränkung stellt das Speichervolumen dar, welches für die Systemtabellen oder für die Beschreibung von logischen Laufwerken reserviert ist. Je mehr Laufwerke man benutzen will, desto größere Tabelle braucht man. Um den Speicherplatz zu sparen, hat man früher für config.sys unter DOS einen speziellen Parameter erfunden, genannt LASTDRIVE. Dieser Parameter definierte den letzten Buchstaben in der Laufwerks-Zuordnungstabelle. Später unter Windows 95 und 98 wurde diese Einschränkung aufgehoben, die Tabelle wurde dann immer für 26 mögliche Buchstaben ausgelegt.

Also können Betriebssysteme mit bis zu 26 logischen Laufwerken arbeiten, obwohl das normalerweise gar nicht nötig ist, da ein einziges Dateisystem wie FAT32 oder NTFS das gesamte Festplattenvolumen belegen kann.

Beim Booten eines Betriebssystems müssen die logischen Laufwerke eingebunden werden, d.h. das Betriebssystem muss herausfinden, wo sich die logischen Laufwerke auf der Festplatte befinden. Dann liest das Betriebssystem die Deskriptoren der Dateisysteme und ordnet diese Dateisysteme in seinen eigenen internen Tabellen den Laufwerksbuchstaben zu. Erst danach kann ein Benutzer den Zugang zu den Daten bekommen, die in den logischen Laufwerken gespeichert sind.

Logische Laufwerke werden an erster Stelle im Master Boot Record, MBR beschrieben. Dieses enthält bis zu 4 Einträge mit Partitionen-Infos. Jeder Eintrag bestimmt die Lage einer Partition auf der Festplatte (Anfang+Länge), zusätzlich enthält jeder Eintrag einen FSC (FSC - file system code), welcher den Typ des Dateisystems beschreibt, für den die beschriebene Partition bestimmt ist. Der FSC belegt ein Byte; die DOS-Systeme benutzen folgende FSC-Typen:

#01, #04 - Partitionen, die logische Laufwerke mit FAT12-, FAT16-(bis zu 32Ì) Dateisystemen enthalten
#06, #0E - Partitionen, die logische Laufwerke mit FAT16-Dateisystemen enthalten
#0B, #0C - Partitionen, die logische Laufwerke mit FAT32-Dateisystemen enthalten
#05, #0F - Erweiterte Partitionen

Da die MBR-Tabelle nicht mehr als 4 Partitionen-Einträge erlaubt, so könnte man denken, dass im System nicht mehr als 4 logische Laufwerke existieren können. Das stimmt aber nicht. Wollen wir uns mal anschauen, wie die Fa. Microsoft dieses Problem gelöst hat. Hier hat man sich entschieden, sich auf nur 2 Einträge zu beschränken, nämlich auf eine Primärpartition und auf eine erweiterte Partition. Auch das fdisk.exe-Tool von Microsoft kann nur diese zwei Partitionen anlegen, obwohl der Kernel des Betriebssystems auch weitere Primärpartitionen einbindet, falls diese mit Spezial-Tools wie SyMon angelegt wurden und ihre eigenen Einträge im MBR haben. Auf diese Weise gibt Ihnen der Partitionen-Editor von SyMon hier eine größere Freiheit.

Die erweiterte Partition (EXTENDED PARTITION) stellt einen Container dar, welcher wiederum logische Laufwerke enthalten kann, wie man das bei Microsoft erfunden hat. In der MBR-Tabelle kann auf ein Mal nicht mehr als ein Eintrag für erweiterte Partition vorhanden sein, man kann jedoch mit Hilfe von SyMon mehrere solche erweiterte Partitionen anlegen und sie je nach Bedarf zu- oder abschalten. Eine erweiterte Partition ist an sich eine Kette von Subpartitionen, die sich nicht überlappen. Jede Subpartition hat ihre Beschreibung, die der im MBR sehr ähnlich ist, also enthält jede Subpartition ein logisches Laufwerk. Die Länge dieser Kette ist nur durch die physikalische Festplattengröße begrenzt, in der Praxis kommt noch die Einschränkung durch die 26 Buchstaben des lateinischen Alphabets hinzu.

Also, mit Hilfe nur zwei Einträge im MBR, also mit einer Primärpartition und mit einer erweiterten Partition kann man so viele logische Laufwerke organisieren, wie viele Ihr Betriebssystem unterstützen kann.

Wie werden die Bezeichnungen für logische Laufwerke vergeben?

Bis auf den heutigen Tag ist alles, was die Vergabe von Laufwerksbuchstaben betrifft, mit der Fa. Microsoft verbunden. Und das bedeutet einen Tropfen Wermut im Freudenbecher. Die Methode, nach welcher die Laufwerksbuchstaben vergeben werden, sieht mehr als eigenartig aus.

Erstens, die Betriebssysteme DOS und Windows 95/98/ME haben eine strenge Ordnung bei der Vergabe der Laufwerksbuchstaben, die man nicht ändern kann. So sieht diese Ordnung aus:

Laufwerksbuchstaben werden allen PRIMÄRPARTITIONEN vergeben, die auf allen vorhandenen Festplatten existieren und im Master Boot Record als AKTIV markiert sind. Sollte keine PRIMÄRPARTITION als AKTIV markiert sein, dann wird der erste Laufwerksbuchstabe der ersten PRIMÄRPARTITION auf der ersten Festplatte vergeben.
Laufwerksbuchstaben werden allen Laufwerken aus den ERWEITERTEN PARTITIONEN vergeben. Erweiterte Partitionen werden dabei in der Reihenfolge behandelt, in welcher sie auf den Festplatten gefunden werden, also spielt hier die Reihenfolge der Festplatten im BIOS die wichtigste Rolle.
Laufwerksbuchstaben werden allen anderen PRIMÄRPARTITIONEN vergeben, die nicht als AKTIV markiert sind, wieder in der Reihenfolge der Festplatten im BIOS.

Dieser Algorithmus der Vergabe hat zur Folge, dass die Laufwerksbuchstaben verschoben werden, wenn zusätzliche Festplatten installiert oder entfernt werden. Nehmen wir als Beispiel eine Festplatte, die eine PRIMÄRPARTITION C: und eine ERWEITERTE PARTITION hat, dabei enthält die erweiterte PARTITION wiederum zwei Laufwerke D: und E:. Jetzt möchten wir eine weitere Festplatte installieren, die genau gleiche Struktur hat. Also werden dann die Laufwerksbuchstaben wie folgt vergeben:

  C: = C: von der ersten Festplatte
  D: = C: von der zweiten Festplatte
  E: = D: von der ersten Festplatte
  F: = E: von der ersten Festplatte
  G: = D: von der zweiten Festplatte
  H: = E: von der zweiten Festplatte

Demzufolge macht die Installation einer zusätzlichen Festplatte die Verknüpfungen aller Programme falsch, die nicht im Laufwerk C: installiert waren. Das bringt immense Probleme für die meisten Benutzer, die sich zum Kauf einer zusätzlichen Festplatte entschieden haben.

Jetzt ist die Frage: wer ist für diese absolut verwirrende Vergabe der Laufwerksbuchstaben verantwortlich? Das ist die Kompatibilität, die sonst so hochgelobt wird! Wollen wir uns mal kurz vorstellen, wie das vor einigen Jahrzehnten war: damals waren die Festplatten gerade eben erfunden worden, logische Laufwerke hat man damals den physikalischen Laufwerken gleichgesetzt. Das bedeutet, die eine Festplatte hatte den Buchstaben C: bekommen, die andere D:. Als die zu speichernde Informationsmenge zu groß wurde, war dann die höchste Zeit, alte Festplatten durch die mit viel mehr Speicherplatz zu ersetzen. Das Problem damals war aber, dass diese neuen Festplatten zu groß für die damaligen Dateisysteme waren, also war es notwendig, neue logische Laufwerke innerhalb von erweiterten Partitionen zu erzeugen. Doch die Buchstaben C: und D: waren bereits vergeben und die Software-Verknüpfungen für diese Laufwerke wurden bereits erzeugt! Also blieb der einzige Weg, die logischen Laufwerke einzubinden, und zwar NACH den primären Partitionen. Fa. Microsoft erfüllte damals einfach die Anforderungen von Kunden, die unbedingt Kompatibilität wünschten und sich um die ordentliche Anpassung des Systems nicht kümmern wollten.

Jetzt müssen wir aber bereuen, dass die Wege der Kompatibilität so undurchsichtig sind. Doch gleichzeitig sollte man sich freuen, dass man die SyMon-Software hat und auch einige unterstützende Tools, die helfen, diese alten Probleme zu lösen.

Wie kann man mehr als 4 Primär-Partitionen als logische Laufwerke benutzen?

Die SyMon-Partitionentabelle unterstützt bis zu 36 Partitionen, wobei man alle diese Partitionen als primär anlegen kann. Das Problem ist aber, dass nur 4 von ihnen gleichzeitig im MBR dargestellt werden können. Diese Tatsache macht ein Spezial-Tool namens mount.exe erforderlich, welches alle Partitionen aus der SyMon-Partitionentabelle als logische Laufwerke einbinden kann.

Wie kann man die Verschiebung von Laufwerksbuchstaben beim Anschließen zusätzlicher Festplatten vermeiden?

Das Tool mount.exe kann auch die Reihenfolge festlegen, in welcher Laufwerksbuchstaben für die eingebundenen Partitionen vergeben werden. Das geschieht mit Hilfe der Konfigurationsdatei fstab, welche im gleichen Verzeichnis abgelegt wird, wie die Datei mount.exe. Auf diese Weise kann man den logischen Laufwerken auf verschiedenen Festplatten die Laufwerksbuchstaben frei zuordnen. So wird auch eine ungewünschte Verschiebung von Buchstaben vermieden.

Um das Tool nutzen zu können, sollte man die Datei fstab konfigurieren, danach wird die Datei mount.exe gestartet und alle logischen Laufwerke so registrieren, wie man es gerne möchte.

Wie kann man die Reihenfolge der Laufwerke verändern, die man aus einer erweiterten (extended) Partition eingebunden hat?

Mount.exe erlaubt auch, jede Subpartition einer erweiterten Partition einzeln einzubinden. Dank dieser Eigenschaft ist es möglich, auch solchen Subpartitionen die Buchstaben frei zuzuordnen. Wenn man keine explizite Konfiguration für erweiterte Partitionen macht, dann bekommen die Subpartitionen ihre Buchstaben in alphabetischer Reihenfolge.

Wie benutzt man das Tool mount.exe?

Es ist ganz einfach, das Tool mount.exe zu benutzen.

fstab

In der Datei fstab sollten logische Laufwerke wie folgt beschrieben werden:

 Laufwerksbuchstabe: hd (N) partition (M) subunit (L)

Hier bedeutet:

N - Festplattennummer, beginnend mit Null
M - Nummer der Partition in der SyMon-Partitionentabelle
L - Nummer der Subpartition in der erweiterten Partition, sollte M eine erweiterte Partition sein.

Jedes logische Laufwerk wird mit einer Zeile beschrieben.

Zum Schluss wollen wir anhand eines Beispiels zeigen, wie man Partitionen auf zwei Festplatten konfigurieren kann, wobei jede Festplatte ein Laufwerk C: hat und auch eine erweiterte Partition, die wiederum logische Laufwerke D: und E: enthält. Das Ziel ist, die Verschiebung der Laufwerksbuchstaben zu vermeiden. Angenommen, die primären Partitionen haben jeweils die Nummern "0" in der SyMon-Partitionentabelle, und die erweiterten jeweils die Nummern "1".

fstab

  D: hd (0) partition (1) subunit (1)
  E: hd (0) partition (1) subunit (2)
  F: hd (1) partition (0)
  G: hd (1) partition (1) subunit (1)
  H: hd (1) partition (1) subunit (2)

Wo bekommt man das Tool mount.exe?

Mount.exe kann man auf der Seite Technischer Support herunterladen.