Sur votre disque dur sous Unix, vous voyez un arbre de répertoires nommés et des fichiers. Normalement vous ne devriez pas à chercher à en savoir plus, mais cela peut s'avérer utile de savoir ce qu'il y a dessous si vous avez un crash disque et besoin d'essayer de nettoyer des fichiers. Malheureusement il n'y a pas de bon moyen de décrire l'organisation du disque en partant du niveau fichier et en descendant, c'est pour cela que je le décrirai en remontant à partir du niveau matériel.
La surface de votre disque , sur laquelle il stocke les données est divisée comme une cible de jeu de fléchettes -- en pistes circulaires qui sont partagées en secteurs. Parce que les pistes de l'extérieur contiennent plus de surface que celles près de l'axe de rotation, au centre du disque, les pistes externes ont plus de secteurs que celles de l'intérieur. Chaque secteur (ou bloc disque) a la même taille, qui est généralement de 1Ko (1024 mots de 8 bits). Chaque bloc disque a une adresse unique ou un numéro de bloc disque.
Unix divise le disque en partitions disque. Chaque partition est une succession de blocs qui est utilisée indépendamment des autres partitions, comme un système de fichiers ou un espace d'échange (swap space). La partition ayant le plus petit numéro est souvent traitée spécialement, telle la partition de boot dans laquelle vous pouvez mettre un noyau pour booter.
Chaque partition est soit un espace de swap (utilisé pour implémenter la mémoire virtuelle) soit un système de fichiers pour stocker des fichiers. Les partitions de swap sont traitées comme une séquence linéaire de blocs. Les systèmes de fichiers d'un autre coté, ont besoin de relier les noms de fichiers à des séquences de blocs disque. Parce que les fichiers grossissent, diminuent, et changent tout le temps, les blocs de données d'un fichier ne seront pas une séquence linéaire mais pourront être dispersés sur toute la partition (tant que le système d'exploitation pourra trouver un bloc libre).
Dans chaque système de fichiers, la liaison entre les noms et les blocs est réalisée grâce à une structure appelée i-node (noeud d'index). Il y en a tout un tas proche de la "base" (numéro de bloc les plus faibles) du système de fichiers (les tout premiers sont utilisés pour des besoins d'intégrité et de label que nous ne décrirons pas ici). Chaque i-node décrit un fichier. Les blocs de données des fichiers sont au dessus des i-nodes (conceptuellement).
Chaque i-node contient la liste des numéros des blocs du fichier (réellement c'est une demi-vérité, c'est seulement valable pour les petits fichiers, mais le reste de ces détails ne sont pas importants ici). Notez que l'i-node ne contient pas le nom du fichier.
Les noms des fichiers résident dans les structures de répertoires. Une structure de répertoire contient juste une table des noms et des numéros d'i-node associés. C'est la raison pour laquelle, sous Unix, un fichier peut avoir plusieurs noms réels (ou liens forts (hard links)) ; Il y a juste plusieurs entrées dans un répertoire qui pointent vers le même i-node.
Dans le cas le plus simple, votre système de fichiers Unix tient sur une seule partition disque. Cependant vous verrez que cette disposition sur des petits systèmes Unix n'est pas pratique. Typiquement il est réparti sur plusieurs partitions disque voire sur plusieurs disques physiques. Ainsi par exemple, votre système peut avoir une petite partition où le noyau réside, une un peu plus grande pour les utilitaires du système et une beaucoup plus grosse pour les répertoires des utilisateurs.
La seule partition à laquelle vous aurez accès immédiatement après le boot est votre partition racine (root partition), qui est (presque toujours) celle à partir de laquelle vous avez booté. Elle contient le répertoire racine du système de fichiers, le noeud le plus haut à partir duquel tout est raccroché.
Les autres partitions du système doivent être attachées à cette racine afin que votre système de fichiers unique ou multi-partition soit accessible. Au milieu du processus de boot, votre Unix rendra ces partitions 'non root' accessibles. Il devra monter chacune d'elles sur un répertoire de la partition racine.
Par exemple, si votre Unix a un répertoire appelé '/usr', c'est probablement un point de montage d'une partition qui contient un tas de programmes installés avec votre Unix mais qui ne sont pas nécessaires durant la phase initiale de boot.
Maintenant nous pouvons considérer le système de fichiers dans une démarche descendante. Lorsque vous ouvrez un fichier (tel que /home/esr/WWW/ldp/fundamentals.sgml) voici ce qu'il arrive :
Votre noyau démarre de la racine de votre système de fichiers Unix (dans la partition root). Il cherche un répertoire appelé `home'. Habituellement `home' est un point de montage d'une grande partition pour les utilisateurs, il descend à l'intérieur. Au sommet de la structure du répertoire de cette partition utilisateur, il va chercher une entrée nommée `esr' et en extraire le numéro d'i-node. Il ira à cette i-node, notez que c'est une structure de répertoire, et retrouvera `WWW'. En exploitant cet i-node, il ira au sous répertoire correspondant et retrouvera `ldp'. Ce qui lui donnera encore un autre i-node répertoire. En ouvrant ce dernier, il trouvera un numéro d'i-node pour `fundamentals.sgml'. Cet i-node n'est pas un répertoire mais fournit la liste des blocs associés au fichier.
Plus haut, nous avons laissé entendre que les systèmes de fichiers étaient fragiles. Maintenant nous savons que pour accéder à un fichier vous devez parcourir une longue chaîne arbitraire de références à des répertoires et à des inodes. A présent, supposons que votre disque dur possède une zone défectueuse.
Si vous êtes chanceux, il détruira quelques données d'un fichier. Si vous êtes malchanceux, il va corrompre une structure de répertoire ou un numéro d'inode et laissera un sous arbre entier de votre système dans l'oubli -- ou, pire, cela a donné une structure corrompue qui pointe par plusieurs chemins au même bloc disque ou inode. Une telle corruption peut s'étendre par des opérations courantes sur les fichiers qui ne se trouvent pas au point d'origine.
Heureusement, ce genre de d'imprévu devient de plus en plus rare car les disques sont de plus en plus fiables. Malgré tout, cela veut dire que votre Unix voudra vérifier périodiquement l'intégrité du système de fichiers afin de s'assurer que rien ne cloche. Les Unix modernes font une vérification rapide sur chaque partition au moment du boot, juste avant de les monter. Au bout d'un certain nombre de redémarrages (reboot), la vérification sera plus approfondie et durera quelques minutes.
Si tout cela vous parait, comme Unix, terriblement complexe et prédisposé aux défaillances, au contraire, c'est rassurant de savoir que ces vérifications faites au démarrage de la machine, détectent et corrigent les problèmes courants avant qu'ils ne deviennent réellement désastreux. D'autres systèmes d'exploitation ne disposent pas de ces fonctionnalités, qui accélèrent un petit peu le démarrage, mais peuvent vous laisser tout 'bousiller' en essayant de récupérer à la main (et en supposant que vous ayez une copie des Utilitaires Norton ou autre à portée de main...).
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Generated: 2007-01-26 18:01:24