Les systèmes de fichiers sous Linux

Les systèmes de fichiers, il en existe de multiples, gèrent l'organisation des informations mémorisées sur les périphériques de l'ordinateur. Chacun offre des avantages pour certains types d'utilisation… et des désavantages pour d'autres. Connaître leurs principales caractéristiques est nécessaire pour la bonne utilisation d'un équipement.

Dans un disque dur, sont enregistrés tous vos fichiers. Mais l'organisation de ces données n'est pas aussi simple.

• Un bit est un 1 ou un 0
• Un octet (byte en anglais) est composé de huit bits

• Un KibiOctet est un groupe de 1024 octets (2^10), à ne pas confondre avec :
• Un KiloOctet, qui lui ne contient que 1000 octets, comme un kilomètre contient 1000 mètres.

En fait, chaque bit d'information est un bâtonnet dont l'orientation est soit "Nord" soit "Sud" sur le disque dur, et une tête de lecture va lire/écrire sur chaque bâtonnet.

Il faut donc une "table des matières" à chaque partition d'un disque, qui serait chaque "section" d'une gigantesque bibliothèque.
Une bibliothèque va classer ses livres, souvent selon le Système Dewey, qui attribue un numéro à chaque section, puis sous-section (des dossiers), etc.
Les systèmes de fichiers permettent, de même, d'organiser les fichiers de façon à les retrouver le plus efficacement possible.
Microsoft® Windows® ne sait lire que le Fat et le NTFS, mais Linux utilise la plupart du temps d'autres systèmes de fichiers, qui existent par dizaines : Ext, BtrFS, ReiserFS, JFS, XFS, etc.

Nous comparons plus bas les systèmes de fichiers les plus utilisés dans les mondes Windows et Linux.

Tous les systèmes de fichiers sont différents : Taille maximale de fichiers, taille maximale de partition, journalisation (sécurisation) du système de fichiers, etc.

Par exemple, le Fat32 limite les fichiers à 4Go, ce qui est problématique pour des films en HD par exemple. Les ficihers trop grands ne sont pas enregistrés totalement, on ne peut récupérer que le début.

Par exemple, le Fat16 (plus utilisé, heureusement) est limité à 4Go. On peut dire que ce n'est plus un facteur limitant aujourd'hui.

Il est parfois utile de définir des droits d'accès et/ou d'écriture à des dossiers/fichiers. Tous les systèmes ne le permettent pas, mais tous les systèmes natifs Linux le peuvent.

La journalisation peut s'interpréter comme la sécurisation de l'écriture des données.
En effet, lorsqu'on enregistre sur le disque, que se passe-t-il si l'écriture est interrompue avant son terme ? (Par exemple dans le cas de coupure de courant ou de débranchement "sauvage")
Votre fichier devient « corrompu », incomplet.

La journalisation prévient ce genre d'accident en conservant les anciennes données pendant l'enregistrement, puis en "déplaçant" le fichier là où la sauvegarde a été écrite. Ainsi, en cas de problème l'ancien fichier existe toujours.

 : Je n'ai compris ni l'explication d'origine, ni Wikipedia… Je ne suis donc pas vraiment sûr de ce que j'ai écrit.

La journalisation entraîne une (faible, mais parfois visible) diminution des performances, et est totalement incompatible avec les SSD. (Lien vers la page de doc !) C'est aussi peu utile pour les périphériques de stockage Usb.

Les utilisateurs habitués de Microsoft Windows savent qu'il n'est normalement pas possible de modifier les propriétés d'un fichier (renommer, déplacer, supprimer…) quand celui-ci est ouvert par un programme ; cette restriction n'existe pas sur les systèmes de fichiers de type Unix/Linux.
La raison est que sur les systèmes de fichiers Linux, les fichiers sont indexés selon un numéro, appelé inode, et que chaque inode possède de nombreux attributs associés à lui, tels les droits d'accès, le nom du fichier, etc.
Lorsque vous supprimez un fichier, l'inode est « délié » du système de fichiers (c'est-à-dire qu'il n'est plus indexé). Mais si des programmes ont un lien avec l'inode (par exemple, si un document texte est ouvert dans un éditeur de texte, il a un lien avec cet éditeur de texte), le fichier continue d'exister dans le système d'exploitation et continue d'être mis à jour.
Un fichier n'est réellement effacé que lorsque tous les liens avec son inode ont été coupés. Ce que tout ceci signifie est que vous pouvez supprimer des programmes alors qu'ils sont en fonctionnement sans faire planter votre système d'exploitation, renommer ou déplacer des fichiers avant qu'ils aient fini d'être téléchargés sans les corrompre et supprimer un fichier alors qu'il est encore ouvert dans un logiciel.

Voici une brève comparaison des systèmes de fichiers les plus utilisés.

Ci-dessus vous voyez aussi une comparaison de deux autres des principaux attributs d'un système de fichiers, à savoir la taille maximale d'un fichier sur une partition et la taille la plus grande que peut avoir une partition avec un système de fichiers particulier.

Le Fat16/32 et le Ntfs sont les seuls systèmes de fichiers sur lesquels on ne peut pas installer Linux, notamment car ils ne gèrent ni les liens logiques ni les droits d'accès UNIX/Linux.

Les droits d'accès Linux sont nécessaires au montage d'une partition. Pour ces systèmes Windows, on donne donc le droit d'accès/écriture au montage à la partition entière. Il faut donc, si on veut donner des droits particuliers, le spécifier au montage de la partition. Un lien de la doc pour un tutoriel ?

Afficher le système de fichier d'une partition

• partition montée

     df -h

• partition quelconque (nécessite que le paquet parted soit installé et que le disque /dev/sda existe)

     sudo parted /dev/sda print all  

• Wikipedia : Comparison of File Systems (en)
• Système de fichiers (fr)
• Ext2, Ext3, Ext4, ReiserFS (fr)
• Comparaison de performance (en)
• OpenDedup (SDFS) : système de fichier supportant la déduplication.

Contributeurs: AlexandreP,fnx
Basé sur Linux Filesystems Explained