Le document présente une introduction aux systèmes de fichiers Linux, en abordant les principales structures, concepts et types de systèmes de fichiers tels que ext, btrfs, reiser, jfs et xfs. Il traite également des systèmes de fichiers d'autres OS comme NTFS et HFS, ainsi que des formats pour supports optiques. Les avantages et inconvénients des différents systèmes de fichiers sont discutés, fournissant un aperçu utile pour les administrateurs Linux.

1. Noël Macé
Formateur et Consultant indépendant expert Unix et FOSS
http://www.noelmace.com
Administration du matériel
Introduction aux systèmes de
fichiers
Licence Creative Commons
Ce(tte) œuvre est mise à disposition selon les termes de la
Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions 3.0 France.
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2. Plan
• Qu'est ce qu'un fs ?
• Concepts
• Les linuxiens
• Les "sophistiqués"
• Les autres OS
• Supports optiques
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3. Qu'est ce qu'un fs ?
• structure de donnée

de bas niveau
• accéder à et stocker des fichiers

via un chemin d'accès
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4. Concepts
• journalisation

traçage des opération d'écriture en cours
•
facilite la récupération après un crash système ou une panne électrique
•
améliore l'intégrité des données
• fragmentation

les fichiers de grande taille peuvent être stockés sur plusieurs secteurs non contigus

ralentissement en cas de forte fragmentation sur les périphériques bloc mécaniques (disques durs)
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5. Les "Linuxiens"
• ext : ext2 / ext3 / ext4
• btrfs
• Reiser : Reiserfs / Reiser4
• JFS
• XFS
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6. Extended File System
• ext : extended file system

système de fichier traditionnel, natif, de GNU/Linux

créé en avril 1992 par Remy Card (Ingénieur de recherche à Paris 6)
• ext2 : dominant dans les années 90
• ext4 : ultime version d'ext avant btrfs

création en Janvier 1993 (Linux 0,99)

première version stable : décembre 2008

fiable, et donc toujours utilisé


aucune journalisation
gestion des disques de très grande capacité (1
exbiooctet (Eio) - 2^60 oct ~ 1 Exaoctet soit 1 million
de téra)

notion d'extent : pré-allocation d'une zone contiguë
pour un fichier
• ext3 : ext2 journalisé

compatibilité ascendante avec ext2
•

intègre un utilitaire de défragmentation
•
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évite la fragmentation
bit à bit et à chaud
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7. Btrfs : better file system
• successeur de ext

inspiré de ZFS, système de fichier Solaris
non intégrable au kernel pour des questions de licence (CDDL)
•
• encore instable (version actuelle : 3.8)
• gestion de sous-volumes
possibilité d'avoir diverses arborescences
simultanément
• instantanés (snapshots)
•
•
•

sauvegarde ("prendre une photographie")


créé comme sous-volume

permet les modifications après coup

très pratique pour les bases de données à
haute disponibilité
plus grande indépendance
séparation des données
différents quotas
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8. Reiser
• reiserfs : premier fs journalisé pour Linux

intégré depuis 2.4.1
• développé par Hans Reiser

incarcéré depuis 2008 pour le meurtre de sa femme, pour
15 ans
•
signe la fin de la société Namesys, à l'origine de
ReiserFS
•
inactive depuis 2007

mauvais rapports avec l'équipe Linux

sans doute amélioré depuis le départ de Hans
• avantages : meilleure gestion des petits (<32ko)
fichiers et les dossiers contenant de nombreux fichiers
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• reiser4

sortie en aout 2004

toujours en développement via
kernel.org

intégration au kernel toujours en
discussion

actuellement dans la branche
expérimentale (-mm)
•
nécessite un patch
•
n'est pas supporté par la mise à
jour des distributions
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9. JFS : Journaling file system
• fev 1990 - IBM pour AIX 3.1
• 1999 - implémenté dans OS/2 4.5

disponible sous GPL - portage vers Linux
•
stable dés juin 2001
• rapide et stable
• performances constantes suivant les contextes (non spécialisé)
• faible utilisation du CPU (même avec une activité disque importante)
• meilleure option pour les bases de données en écriture synchrone
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10. XFS : eXtents File System
• Silicon Graphics (SGI) pour IRIX 5.3 - 1994
• GPL depuis 2000
• inclut par défaut depuis 2.5
• journalisé
• haute performance, particulièrement pour les E/S avec des disques multiples

exemple (NASA) : 2 x 300 To sur deux serveurs Altix connectés via fibre optique
• robustesse
• plus lent pour les opérations sur les métadonnées
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11. Autres systèmes d'exploitation
• Windows

FAT

NTFS
• Apple

HFS

HFS+
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12. FAT : File Allocation Table
• vieux et primitif

mais omniprésent
• limitations relatives aux noms de fichiers

différents vfstypes

ex : option -t de la commande mount
• unique fs suporté par DOS et Windows 9x/Me
• utile pour les disques amovibles
• originel : 8.3 - utiliser vfstype msdos

•
• différentes version suivant le nombre de clusters supportés

FAT12 : 2^12 clusters
•
automatiquement détecté par Linux - ne pas s'en soucier

•
pour les disquettes
format long Windows : 255 caractères

utiliser le vfstype vfat
http://en.wikipedia.org/wiki/Long_filename
format long Linux seulement
•
utiliser le vfstype umsdos

FAT16 : 2^16
•
permet même d'installer Linux sur une partition FAT

FAT32 : 2^28 clusters
•
très peu recommandé
•
http://en.wikipedia.org/wiki/FAT_filesystem_and_Linux
•
taille de fichier max : 4Go
•
apparu avec Windows 95 OSR2
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13. NTFS : New Technology File System
• fs privilégié pour Windows depuis NT/2000x/XP
• intégré à GNU/Linux par rétro-ingénierie (manque de documentation)
• pilote linux (kernel) ne supportant pas la création de nouveaux fichiers

lecture/ écriture en remplacement seulement
• NTFS-3G

exécuté en espace utilisateur

utilisé par défaut sur la plupart des distributions

stable depuis fev 2007

permet une écriture stable et la création de fichiers

pas de support de journalisation

gestion des permissions limitées
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14. HFS : Hierarchical File System
• Créé par Apple

en juillet 1985 pour System 2.1
• Bien supporté par GNU/Linux

mais pas aussi bien que FAT
• HFS+ : depuis Mac OS 8.1

supporté via le module hfsplus

paquet hfsprogs : commandes fsck et mkfs
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15. Supports optiques
• Iso-9660
• Joliet
• UDF
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16. ISO-9660
• fs standard pour les CD-ROM
• différents niveaux

1. similaire à FAT12 - nommage 8.3

2 & 3. nommage 32 caractères
• vfstype associé : iso9660
• Peut être étendu par

Rock Ridge Extensions
•

support des noms longs Unix, permissions, liens symboliques, etc …
Joliet (considéré comme un fs particulier)
•
créé par Microsoft pour Windows
- apporte mes fonctionnalités des fs windows
- équivalent à Rock Ridge Extensions, mais pour Windows
- supporté par le driver iso9660
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17. UDF : Universal Disk Format
• iso 13346

successeur de l'iso 9660

plus grands disques

plus d'infos sur les fichiers et répertoires

accès en écriture
• destiné aux supports optiques de "nouvelle" génération

DVD-ROMs & CD-R(W)
• paquet udftools
• voir http://www.unixgarden.com/index.php/linux-pratique/le-systeme-de-fichiers-udf
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18. Ce qu’on a couvert
• Les différentes fs disponibles sur Linux.
• Leurs avantages et inconvénients.
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19. Licence
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