Filesystems

Systèmes de fichiers (ou filesystems)

Un système de fichiers ou FS (File System) désigne soit l’organisation des fichiers au sein d’un OS (comme Linux avec ses /, /etc, etc) soit l’organisation des données au sein d’un support de stockage (NTFS, FAT32, ext3fs, ext4fs…) : il peut alors avoir une ou plusieurs racines, soit pour faire des snapshots soit pour faire des volumes logiques comme avec zfs. Un tel système permet d’organiser les données et d’y donner accès à différentes applications : on en a une vue abstraite et on peut y avoir accès à partir d’un chemin d’accès.  En effet ils fonctionnent en arborescence.
Différents principes de stockage : FAT utilise une table associant la taille du fichier à son nom et pointe vers une table donnant les emplacements de blocs contenant le fichier. Les systèmes Unix fonctionne avec un inode : chaque fichier a un numéro unique d’inode, et l’inode lui-même est regroupant toutes les informations sur un fichier à l'exception du nom, notamment la protection d'accès en lecture, en écriture ou des listes de dates, ainsi que le moyen d'en retrouver le contenu. Le nom est stocké dans le répertoire associé à un numéro d'inode. Cette organisation présente l'avantage qu'un fichier unique sur disque peut être connu du système sous plusieurs noms.
Le nom chez Unix est généralement connu comme une suite d’octet par l’OS, et l’encodage est laissé aux paramètres régionaux de l’utilisateur (même si Unicode avec UTF-8 est souvent utilisé, raison de compatibilité). NTFS, vFAT et d’autres utilisent UTF-16.
Chaque fichier est décrit par des métadonnées (dans l’inode sur Linux), tandis que le contenu est dans des blocs du support de stockage. Les métadonnées les plus courantes sous UNIX sont :
    • droits d'accès en lecture, écriture et exécution selon l'utilisateur, le groupe, ou les autres ;
    • dates de dernier accès, de modification des métadonnées (inode), de modification des données (block)8 ;
    • propriétaire et groupe propriétaire du fichier ;
    • taille du fichier ;
    • nombre d'autres inodes (liens) pointant vers le fichier ;
    • nombre de blocs utilisés par le fichier;
    • type de fichier : fichier simple, lien symbolique, répertoire, périphérique, etc.
Sur la plupart des systèmes Unix, la commande stat permet d'afficher l'intégralité du contenu de l'inode.
Les fs peuvent être journalisés (toutes les modifications de fichiers sont inscrites dans un journal, afin de pouvoir les reprendre en cas de coupure intempestive) ou pas. Il existe PLEIN de systèmes de fichiers avec diverses caractéristiques ( Spécialisés, « snapshottables », en clusters, réseau, etc).
LVM (Logical Volume Manager) : LVM diffère des systèmes habituels en se détachant du matériel : il ne tient pas compte, au final, des partitions. Il est plus souple. Plus de partitions primaire, étendues, etc ; plus besoin de chercher des emplacements exacts des données ; on petu agrandir les volumes n’importe quand ; le redimensionnement ne présente pas beaucoup de risques.

LVM se divise en trois unités :
Volume Physique : C’est un DD, une partition, etc. Un volume sous la forme /dev/sda1, par exemple.
Groupe de volumes : C’est un ensemble de volumes physiques. Il en faut au moins un, il peut contenir plusieurs volumes physiques. Généralement dans un serv, on regroupe les DD ayant des perfs similaires dans le même volume group.  
Volume logique ou LV : Il remplace les partitions. C’est un « espace quelque part dans un groupe de volumes ». On peut y mettre un /home, un /, etc. Il faut juste éviter d’y mettre GRUB. Il peut s’étaler sur plusieurs disques ou partitions, mais attention à ne pas perdre de disque !!