Les disques et le système de fichiers

1. Nomenclature

Suivant le type de contrôleur et d’interface sur lesquels les disques sont connectés, Linux leur associe des fichiers spéciaux différents. Le nom de ces fichiers spéciaux dépend du type du contrôleur disque.

1. Principe

Si les principes de base sont souvent les mêmes entre les divers types de systèmes de fichiers Linux, les implémentations et l’organisation logique des données dans les espaces de stockage varient fortement.

Les systèmes de fichiers Linux sont conformes aux normes POSIX, mais peuvent proposer des extensions (ACL, selinux, etc.).

Un système de fichiers associe un ou plusieurs noms à un ensemble de données et gère l’accès à son contenu : création, modification, suppression, déplacement, ouverture, lecture, écriture, fermeture. Chaque type de système de fichiers est pris en charge par un pilote spécifique, qui communique avec le noyau pour permettre aux applications d’accéder aux éléments contenus dans l’espace de stockage. Le pilote et le noyau assurent les opérations nécessaires : mécanismes de protection des accès (les permissions, les propriétaires), les accès concurrents, etc.

1. Les méthodes de partionnement

Il existe deux méthodes de partitionnement : MBR, prévu pour les machines à base de BIOS, et GPT, pour les machines à base de UEFI. Ces dernières sont aussi compatibles avec le partitionnement BIOS, la réciproque n’étant pas vraie.

2. Partitionnement MBR (Master Boot Record)

La méthode de partitionnement MBR (Master Boot Record) s’appelle ainsi car la table de partition principale est située dans ce secteur particulier du disque.

1. Définitions de base

Un système de fichiers gère des blocs de données dans un espace de stockage. Il organise les données dans des fichiers, stockés dans une arborescence structurée par des répertoires. Des structures permettent de gérer les attributs généraux de l’espace de stockage du système de fichiers.

1. La commande mount

La commande mount permet d’accéder à l’arborescence de répertoires et de fichiers d’un système de fichiers, en l’accrochant à un répertoire existant dans l’arborescence globale.

Syntaxe

mount [-t typefs|-a] [-o options] [FicSpecial|-L label|-U UUID] 
[point_de_montage] 

Sans option ni argument, la commande affiche les informations sur les systèmes de fichiers montés.

Avec les arguments désignant le système de fichiers et le point de montage, elle attache le répertoire racine du système de fichiers spécifié au répertoire point de montage (mountpoint) de l’arborescence globale. Si l’un des deux arguments est absent, la commande lit le fichier /etc/fstab et cherche une ligne contenant l’argument fourni, pour effectuer le montage avec les informations fournies.

Le système de fichiers à monter peut être spécifié par le fichier spécial associé, par son label (option -L) ou par son UUID (option -U).

Si le type de système de fichiers n’est pas indiqué par l’option -t, la commande le détermine à partir des attributs du système de fichiers.

L’option -a permet de monter l’ensemble des systèmes de fichiers déclarés dans le fichier /etc/fstab en montage automatique.

Exemple

Un système de fichiers de type ext4 a été créé sur la partition 1 du deuxième disque, on le monte sur le répertoire existant /mnt/DATA :

# mount -t ext4 /dev/sdb1 /mnt/DATA 

Liste des systèmes de fichiers montés, pour les disques sd* :

# mount | grep '/dev/sd[a-z]' 
/dev/sda1 on /boot type xfs (rw,relatime,seclabel,attr2,inode64, ...

1. Suivi de l’espace disque par système de fichiers

La commande df (disk filesystem) permet d’obtenir des informations d’occupation de chaque système de fichiers monté. Sans argument, elle fournit des informations sur tous les systèmes de fichiers. Avec en argument un identifiant de système de fichiers monté, un point de montage ou un répertoire, elle donne des informations sur le système de fichiers correspondant.

Exemple

# df 
Sys. de fichiers        blocs de 1K Utilisé Disponible Uti% Monté sur 
/dev/mapper/fedora-root    15718400 6504544    9213856  42% /
/dev/sda1                   1038336  229732     808604  23% /boot 
/dev/sdb1                  10051792   36888    9484576   1% /mnt/DATA 

L’unité par défaut est le kilo-octet (option par défaut -k). L’option -m affiche les résultats en Mo.

Exemple

# df -m /mnt/DATA/ 
Sys. de fichiers blocs de 1M Utilisé Disponible Uti% Monté sur 
/dev/sdb1               9817      37       9263   1% /mnt/DATA 

L’option -i permet d’obtenir des informations sur l’utilisation des inodes.

Exemple

# df -i /mnt/DATA/ 
Sys. de fichiers Inœuds IUtil. ILibre IUti% Monté sur 
/dev/sdb1          629K     11   629K    1%...

1. Taille optimale de l’espace de swap

Il n’y a pas de règles strictes sur la taille du swap. Cependant les quelques règles courantes suivantes sont valables dans la plupart des cas :

Si le système "swappe" fréquemment et que tous les indicateurs montrent que l’espace mémoire disponible est faible, il faut ajouter de la mémoire physique.

2. Créer une partition de swap

Le plus souvent, l’espace de swap est constitué par une partition (ou un volume logique LVM).

La partition devrait être créée avec le type 0x82 (ou 0x8200 pour GPT).

La commande mkswap crée un système de fichiers de type swap sur le volume ciblé.

Exemple

# mkswap /dev/sdb3 
Configure l'espace d'échange (swap) en version 1, taille = 1 GiB 
(1089466368 octets) 
pas d'étiquette, UUID=5feef437-1f93-4eba-a6ee-7e03b7efda71 

L’option -L de la commande permet d’attribuer...

1. Les droits de base

Les droits d’accès d’un fichier ou d’un répertoire sont spécifiés pour trois types d’accès : lecture, écriture et exécution/accès, accordés ou non à trois catégories d’utilisateurs : le propriétaire, le groupe propriétaire et les autres.

Quand un processus demande à utiliser un fichier ou un répertoire, le noyau détermine à quelle catégorie il appartient par rapport à la ressource, et contrôle si le type d’accès demandé est autorisé pour cette catégorie.

$ id 
uid=1000(pba) gid=100(users) groupes=7(lp),16(dialout),33(video), 
100(users)