So archivieren und komprimieren Sie Dateien unter Linux

Hinter Datenarchivierung steckt der Grundgedanke, Dateien oder ganze Verzeichnisse zu sichern und an einem sicheren Ort abzulegen, oftmals in komprimierter Form. Aus Gründen der Datensicherheit wurde der Archivierung in Serverumgebungen schon früh eine wichtige Bedeutung beigemessen: Ursprünglich wurden die Serverdaten dazu auf Bandlaufwerken abgesichert – bei großen Datenmengen kommt diese Back-up-Methode immer noch zum Einsatz. Um diesen Archivierungsvorgang möglichst effizient zu gestalten, wurde für Unix-Systeme schon 1979 das Packprogramm tar (engl. tape archiver = „Band-Archivierer“) entwickelt, mit dessen Hilfe Dateien und Verzeichnisse bis heute in eine einzige Datei gepackt und aus dieser auch wiederhergestellt werden können, wobei die Benutzerrechte bestehen bleiben, wenn Quelle und Ziel die Unix- bzw. Linux-Dateirechte unterstützen.

Um beim Archivierungsprozess zusätzlich Speicherplatz zu sparen, werden .tar-Dateien außerdem häufig mithilfe von verschiedenen Tools wie gzip, bzip2 oder lzop komprimiert. Doch worin unterscheiden sich die einzelnen Komprimierungsprogramme und Formate? Und warum ist für Systeme wie Linux tar auch heute noch von so großer Bedeutung?

Es gibt eine Reihe von freien Komprimierungstools für Linux-Distributionen, die vor allem eines gemeinsam haben: Sie lassen sich über die Kommandozeile bzw. das Terminal bedienen. Mit kurzen Befehlen können so auf schnelle Weise komprimierte Dateien wie z. B. HTML-Dokumente erzeugt werden, die Speicherplatz und Bandbreite beim Versand über Netzwerke oder das Internet sparen. Darüber hinaus existieren standardmäßig auch grafische Oberflächen für diese Tools sowie sogenannte Archivmanager, die mehrere Komprimierungsprogramme – die allerdings auch installiert sein müssen – in einer visuellen Nutzeroberfläche vereinen. Die Bedienung über die grafischen Interfaces setzt logischerweise zusätzliche Systemressourcen voraus, weshalb das Terminal prinzipiell die optimale Wahl zur Kompression darstellt.

Der elementare Unterschied zwischen den einzelnen Programmen ist der Kompressionsgrad, der gleichzeitig mit einer unterschiedlichen Kompressionsdauer einhergeht. Allerdings können in den meisten Fällen auch im Tool selbst unterschiedliche Modi gewählt werden, um beispielsweise die bestmögliche Speichereinsparung zu bieten oder auf der anderen Seite einfach möglichst schnell zu komprimieren. Ein weiteres Merkmal, in dem sich Komprimierungssoftware unterscheidet, ist das Ausgabeformat. Aufgrund verschiedener eingesetzter Algorithmen besitzen die komprimierten Dateien nämlich unterschiedliche Packformate und erfordern darum auch spezifische Programme zum Entpacken.

In Sachen Geschwindigkeit zählt das freie Packprogramm hingegen bis heute zur Spitze, weshalb gängige Webserver-Software wie Apache, IIS oder NGINX es für gewöhnlich in Form eigener Module implementiert haben, um Nutzeranfragen in kürzester Zeit mit komprimierten Datenpaketen beantworten zu können. Ausführliche Informationen zur Funktionsweise und Nutzung des GPL-lizenzierten Komprimierungstools erhalten Sie in diesem weiterführenden Artikel "Was ist gzip?".

Das von Julian Seward entwickelte Programm übertrumpft andere Tools in puncto Komprimierung bei Weitem, nimmt für den Prozess im Vergleich aber auch deutlich mehr Zeit in Anspruch. Einer der größten Vorteile ist, dass Sie beim bz2-Entpacken selbst mit teilweise beschädigten Archiven arbeiten können. So lassen sich mithilfe von bzip2recover zumindest alle noch lesbaren Blöcke extrahieren und anschließend entpacken. bzip2 ist der offizielle Nachfolger von bzip, das mit einer arithmetischen Codierung arbeitete und aus patentrechtlichen Gründen nicht mehr weiterentwickelt wurde.

LZMA sorgt mit seiner starken Kompressionsrate für erstklassige Ergebnisse und schneidet auch beim Thema Geschwindigkeit gut ab. Allerdings stellt das Archivierungstool im Gegenzug auch sehr hohe Ansprüche an die Systemleistung. Insbesondere für höhere Komprimierungsstufen sind daher ein guter Prozessor (mindestens 2 GHz) und ausreichend Arbeitsspeicher (2 GB oder mehr) Grundvoraussetzung. Neben der Nutzung via Terminal oder Archiv Manager existiert mit p7zip-gui auch eine eigene grafische Oberfläche für die portierte 7-Zip-Anwendung.

Neben einer erstklassigen Kompressionsgeschwindigkeit und der Kompatibilität zu gzip war bei der Entwicklung von lzop auch die Portabilität der Software ein wichtiges Thema. Aus diesem Grund existieren Versionen für nahezu alle Plattformen inklusive macOS und Windows. Komprimierte Dateien erhalten das Format .lzo.

Die tabellarische Übersicht verrät, dass es nicht das eine, unverzichtbare Komprimierungstool gibt, sondern dass es bei der Wahl des geeigneten Programms vielmehr auf das Einsatzszenario ankommt. p7zip hat beispielsweise deutliche Vorteile, was die Kompressionsstärke angeht, und ermöglicht darüber hinaus die AES-256-Verschlüsselung der Daten, was überall dort von Wert ist, wo Sicherheit eine große Rolle spielt. Außerdem ist es mit p7zip wie auch mit lzop möglich, ganze Verzeichnisse zu komprimieren, während mit gzip und bzip2 immer nur einzelne Dateien verkleinert werden können. Andererseits stellt diese Leistungsstärke auch hohe Anforderungen an das System, weshalb sich p7zip für das Komprimieren im kleineren Rahmen weniger gut eignet.

Die genannten Packprogramme unterscheiden sich deutlich in Bezug auf ihre Kompressionsrate und -geschwindigkeit. Wenn es um die Syntax und Benutzung dieser nützlichen Tools geht, überwiegen jedoch klar die Gemeinsamkeiten. So sind sie allesamt auch ohne eine spezifische grafische Oberfläche oder einen Archiv-Manager über die Kommandozeile nutzbar, wobei Sie als Neuling schnell mit den verschiedenen Parametern und Befehlen vertraut sein werden. Beispielhaft zeigen wir Ihnen an dieser Stelle, wie Sie unter Linux Dateien mit bzip2 komprimieren und solche Dateien im Format .bz2 wieder entpacken.

Die allgemeine Syntax von bzip2 hat folgende Form:

Für den standardmäßigen Kompressionsprozess ist es nicht notwendig, Optionen anzugeben. Diese sind nur erforderlich, wenn Sie die Komprimierungseinstellungen verändern, das Übersichtsmenü aufrufen oder eine .bz2 entpacken wollen. Um z. B. das Textdokument test.txt einfach nur zu verpacken, genügt der Befehl

der die Originaldatei löscht und durch die komprimierte Datei test.txt.bz2 ersetzt. Indem Sie die jeweiligen Dokumente aneinanderreihen, können Sie mit einem einzigen Befehl auch mehrere Dateien verpacken:

Wollen Sie ein verpacktes Dokument dekomprimieren, ist es – wie bereits erwähnt – notwendig, den entsprechenden Optionen-Parameter (-d) zu setzen:

Die weiteren bzip2-Befehlsoptionen im Überblick:

Das Archivierungsprogramm tar ist seit über 30 Jahren im Einsatz und hat dabei kaum an Bedeutung verloren. Das liegt einerseits daran, dass man mit dem Tool die definierten Dateirechte bei der Archivierung beibehalten kann, vor allem aber an der Möglichkeit, komplette Verzeichnisse zu packen. Denn dieser Umstand macht tar zum perfekten Partner von Komprimierungstools wie gzip und bzip2, die nur einzelne Dateien komprimieren können.

Das Packprogramm fasst also im ersten Schritt alle Dateien des gewählten Verzeichnisses in einer einzelnen Archivdatei zusammen, indem die enthaltenen Dateien unverändert aneinandergehängt werden. Im zweiten Schritt folgt die Kompression mithilfe eines der spezifischen Komprimierungsprogramme. Als Ergebnis dieser Kompression, die als progressiv oder auch kompakt bzw. solide bezeichnet wird, erhalten die Archivdateien erweiterte Formatendungen wie .tar.gz (kurz: .tgz) und .tar.bz2 (kurz: .tbz2). Das Packprogramm macht es außerdem möglich, eine solche Datei, z. B. vom Typ .tar.gz, wieder zu entpacken.

tar-Archive: So können Sie .tar.gz und Co. unter Linux (ent)packen

Die Kombination aus tar und einem Komprimierungstool ist nicht obligatorisch, so dass Sie auch Dateien in einem Archiv zusammenfassen können, die Sie zuvor nicht verpackt haben bzw. nicht komprimieren wollen. Wenn Sie beispielsweise die beiden unkomprimierten Testdokumente test.txt und test2.txt in ein gemeinsames Archiv mit dem Namen archiv.tar verfrachten wollen, genügt folgender Befehl:

Um dieses Archiv unter Linux wieder zu entpacken, ersetzen Sie den Parameter -c (ein neues Archiv erzeugen) durch -x (Dateien aus einem Archiv extrahieren). Insofern nicht ausschließlich ein bestimmter Archivbestandteil entpackt werden soll, fällt dabei die Angabe der Datei(en) weg:

Beabsichtigen Sie alternativ, ein komprimiertes Archiv – beispielsweise auf Basis der gzip-Kompression inklusive der erweiterten Formatendung .tar.gz – zu packen, bietet tar ebenfalls die passenden Möglichkeiten. Da das Programm Optionen für die Komprimierung und Dekomprimierung mit den Packprogrammen bzip2, xz, compress und gzip implementiert hat, gelingt dieses Vorhaben ebenfalls mit einem einzigen Befehl:

Der Befehl zum .tar.gz-Entpacken unterscheidet sich von dem Pendant für unkomprimierte Verzeichnisse ebenfalls nur durch die Angabe des Packprogramm-Parameters:

Die wichtigsten Befehle der Archivierungsanwendung

Zusätzlich zu den gerade aufgezählten Befehlsoptionen für eine einfache Archivierung Ihrer Dateien existieren eine Reihe weiterer Parameter, mit denen Sie größtenteils den Pack- bzw. Entpackprozess spezifizieren. Dazu zählen beispielsweise die erwähnten Kompressionsmethoden, aber auch Einstellungsmöglichkeiten für Verzeichnisse sowie Optionen zur Überprüfung und Vorschau der tar-Archive, wie die tabellarische Auflistung unter Beweis stellt:

Beispiele:

Inhalt eines Archivs anzeigen

Inhalt eines Archivs aktualisieren (berücksichtigt keine Unterverzeichnisse!)

Inhalt eines Archivs erweitern

Inhalt eines Archivs mit dem Dateisystem vergleichen (im Archiv-Verzeichnis auszuführen!)

File Roller ist eine grafische Benutzeroberfläche für verschiedenste Komprimierungstools und Packprogramme, die standardmäßig über die Kommandozeile ausgeführt werden. Der Archiv-Manager ist für die Desktop-Umgebungen GNOME und Unity verfügbar und wird seit 2001 unter der GNU General Public License verbreitet. Es erlaubt, den Inhalt diverser Archivdateien anzuzeigen und Dateien daraus zu entpacken oder zu löschen sowie weitere hinzuzufügen. Auch die Erzeugung neuer komprimierter oder unveränderter Dateien und Archive sowie die Umwandlung in ein anderes Format sind möglich. Zu diesem Zweck bietet das Hauptfenster der Software verschiedene Schaltflächen und Menüs sowie eine Drag-and-Drop-Funktion.

Neben den tar-Archiv-Formaten wie .tar.gz unterstützt File Roller u. a. folgende Formate:

• .7z
• .tar
• .gzip
• .bzip2
• .ar
• .jar
• .cpio

File Roller ist standardmäßig bei einigen Linux-Distributionen wie Ubuntu vorinstalliert, kann aber alternativ mithilfe des jeweiligen Paket-Managers nachinstalliert oder auf der offiziellen Homepage heruntergeladen werden. Eine Alternative für die Desktop-Umgebung KDE ist Ark.