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Systèmes de fichiers

Les systèmes de fichiers sont des entités virtuelles qui permettent l'enregistrement, la lecture ou la suppression des fichiers sur un support de données. Leur fonctionnement peut dépendre de la présence d'un ou de plusieurs pilotes. Plus de 70 systèmes de fichiers ou de types de partitions existent à l'heure actuelle dans le monde. Ils répondent aux besoins les plus divers. Certains systèmes de fichiers s'utilisent sur les réseaux et permettent d'accéder aux fichiers indépendamment de leur plate-forme matérielle, grâce à un protocole.

Pour les systèmes utilisant le parallélisme, l'environnement réseau fait également partie du système de fichiers. On trouve le GPFS (General Parallel File System) d'IBM pour AIX, PVFS (Parallel Virtual File System) pour les clusters sous Linux ou encore le GFS (Global File System) - pour n'en citer que quelques uns.


BFS | ext2 | FAT 12,16,32 | HFS | HPFS | ReiserFS | NFS | NTFS
fs-QNX | IFS | NFS | SMB |

BFS:Be Filesystem

Be-File-System (BFS) est un système de fichiers 64 bits, qui dispose comme BeOS de capacités multi-thread. BFS a des capacités de journalisation, c'est-à-dire que tous les accès aux fichiers sont enregistrés dans une base de données, ce qui améliore les performances lors des accès aux attributs des fichiers et des répertoires. Si un dysfonctionnement devait se produire, il serait possible d'éviter ou de supprimer les inconsistances. Il est même possible d'annuler les séquences n'ayant pas pu se terminer.

Une particularité notable est la reconnaissance des types de fichiers. Elle ne se fait pas d'après leur extension, mais suivant leur attribut MIME, qui intervient également dans le typage des données jointes aux e-mails. Si le type du fichier n'est pas répertorié, BeOS le retrouve d'après son extension ou son type MIME.

• Taille maximale d'une partition: 2⁶⁴octets (environ 18 milliards de Go)

ext2-fs:Extended Filesystem

ext2 est le système de fichiers de Remy Card. Il peut-être considéré comme le système de fichiers standard pour les installations de Linux. Les noms de fichiers peuvent comporter jusqu'à 255 caractères, et la taille maximale d'une partition est limitée à 2 Go par le noyau 2.2.
Ce système de fichiers est organisé en inodes qui contiennent les informations relatives à chaque fichier. Parmi ces informations on trouve les droits d'accès, la taille du fichier et la position des blocs de données.
Entre-temps, la version 3 du système de fichiers ext apporte des améliorations tant au niveau des performances que de la structure.

FAT 12/16/32:File Allocation Table

Les systèmes de fichiers FAT ont une structure simple et contiennent une copie de la table d'allocation des fichiers, qui occupe 1 Mo sur le disque dur. En cas d'endommagement de la table principale, le système peut être restauré grâce à la copie, en supposant que le premier Mo qui suit le secteur 0 n'ait pas été effacé. La plupart des systèmes d'exploitation peuvent accéder aux partitions FAT.

L'utilisation de ce système de fichiers consomme très peut de ressources, mais l'un de ses gros défauts est une fragmentation élevée (Slack Space) qui se produit lors d'une mauvaise gestion des fichiers dans des clusters trop gros. Les noms des fichiers sont généralement écrits en majuscules, et aucune différenciation n'est possible entre majuscules et minuscules. Pour le système de fichiers FAT, le nombre d'attributs est restreint : ce sont en l'occurence R, H, S, A: Read-only, Hidden, System, Archive.

[Microsoft Knowledge Base Detailed Explanation of FAT Boot Sector]

Le tableau suivant résume le nombre maximal de clusters adressables, et par conséquent le nombre maximal de fichiers possible sur les différentes version de la FAT.

Caractéristique	FAT 12	FAT 16	FAT 32
Taille maximale d'un fichier:	32 Mo	2.048 Mo	4.096 Mo
Taille maximale d'une partition:	32 Mo	2.048 Mo (DOS) 4.096 Mo (NT)	8.192 Go
Nombre maximal de fichiers :	4096	65.536	environ 4,2 millions

FAT 12:
1976: fut pour la première fois utilisée sur les disquettes 180 Ko. Inventeur: idées et principes de base par Tim Patterson, racheté par Bill Gates en 1976. Les noms de fichiers comportent au maximum 8 caractères, et les extensions de fichiers 3 caractères.
FAT 32:
Cette version étendue autorise des partitions d'au maximum 8.192 Go. De toute manière, Windows 2000 et Windows XP ne permettent pas le formatage de partitions FAT32 de plus de 32 Go. Comparé à la FAT 16, il utilise des clusters plus petits, ce qui conduit à une meilleure utilisation de la mémoire et à moins de fragmentation. Il est utilisable à partir d'un Pentium 90 MHz si l'on souhaite garder des performances raisonnables et si l'on accepte de renoncer à la compatibilité. Les noms des fichiers n'y sont plus limités au format 8.3.

HFS:Hierarchical Filesystem

HFS est le système de fichiers standard des ordinateurs Macintosh.

HPFS:High Performance File System

Développé conjointement par IBM et Microsoft vers 1985, il est utilisé dans OS/2 1.2 et MS LAN Server. Le besoin s'est fait ressentir d'inventer un nouveau type de système de fichiers dans la mesure où la FAT n'était d'aucune utilité sur les serveurs ou les réseaux, car on ne peut pas y faire figurer d'informations liées à la sécurité, comme par exemple les droits d'accès. HPFS possède une méthode novatrice pour l'administration des fichiers et des répertoires, et pour diminuer la fréquence des défragmentations. L'utilisation de B-trees accélère la recherche des objets. Un double de la table des objets se trouve au milieu de la partition, afin d'augmenter la sécurité des données et de minimiser les temps de recherche. En 1991, Microsoft abandonna sa participation à OS/2, ce qui aboutit à une séparation entre IBM et Microsoft. Depuis, Apple a été partenaire commercial d'OS/2. Voici quelques signes distinctifs :

• Possibilité de définir ses propres attributs dans le système de fichiers, Ex: origine d'un fichier

ReiserFS:Hans Reiser's ReiserFS

ReiserFS fait partie des systèmes de fichiers journalisés. Ces systèmes de fichiers sont conçus comme des bases de données et ont comme avantage de pouvoir revenir sur toute modification. Ils protocolisent toutes les activités du système de fichiers et veillent à ce que la consistance des données ne soit pas altérée lors d'éventuelles coupures de courant.

La détection d'incohérences dans les fichiers est très rapide. Linux, HP-UX, AIX et OS/2 5 l'utilisent comme système de fichiers optionnel et tirent ainsi profit des performances élevées, de la fiabilité, et de la rapidité lors des gros transferts de données. Il bénéficie de la fiabilité des différents niveaux RAID en mode logiciel.www.namesys.com

Caractéristiques de JFS(1)

• Taille maximale d'un fichier : 64 Go
• Taille maximale d'une partition : 1 Téraoctet Capacités de JFS(2)
• Taille maximale d'un fichier: 4 Pétaoctets(!)
• Taille maximale d'une partition: 4 Pétaoctets(!) XFSde SGI et JFSd'IBM sont d'autres systèmes journalisés

NFS:NetWare File System

Système de fichiers standard pour le système Novell NetWare.

NTFS:New Technology File System

Ce système de fichiers 32 bits a pour la première fois été introduit en 1994 par Windows NT 4.0 (NTFS v4.0) et plus tard par (NTFS v5.0). NTFS n'est pas compatible avec le DOS et n'est pas supporté par les systèmes d'exploitation Windows 9x/Me. Les accès s'effectuent directement au niveau des secteurs disque, d'où une meilleure utilisation de l'espace.

C'est MFT (Master File Table) qui gère l'allocation des secteurs. Il fait partie des systèmes de fichiers à base de protocole, qui maintiennent une trace de chaque modification. Si une requête ne peut pas être satisfaite, le système est remis dans l'état antérieur à celle-ci.

Fonctionnalités de NTFS 4.0

• gestion des droits des fichiers et des répertoires
• jusqu'à 2⁶⁴octets pour les partitions, au maximum 7,8 Go partition de boot
• jusqu'à 255 caractères pour les noms de fichiers
• compression transparente des fichiers et des répertoires
• gestion de transactions pour les protocoles à accès indexé
• performances plus élevés grâce à une structure dynamique
• attributs des objets:

(R= Read) lecture; (W= Write) écriture;
(X= Execute) exécution;(D= Delete) suppression ;
(P= Permission) droits;(O= Ownership) appartenance;
(C= Compressed) compressé

Fonctionnalités de NTFS 5.0

• amélioration de fonctionnalités de NTFS 4.0
• cryptage du système de fichiers avec EFS
• support des quotas pour les périphériques de stockage (inspirés des quotas disque d'Unix)
• points d'installation(inspirés des points de montage d'Unix)
• résolution des liens symboliques
• compression transparente des fichiers avec un taux plus élevé
• journal des modifications effectuées sur les fichiers

fs-QNX:QNX Filesystem

C'est un système de fichiers très performant et extrêmement robuste. La table d'allocation des fichiers est implémentée sous forme d'un bitmap, et empêche les pertes de fichiers grâce à des signatures (structures de contrôle). Cela facilite les récupérations de données.

• système de fichiers POSIX étendu
• jusuqu'à
  48 caractères pour les noms de fichiers
• conçu pour le multi-threading
• équivaut au système de fichiers de QNX 4

iFS:Internet File System

Le système de fichiers IFS d'Oracle stocke les fichiers dans une base de données Oracle, mais peut aussi gérer des fichiers externes. Il intervient dans la gestion globale des fichiers d'un réseau et propose de nombreuses fonctions de recherche. Des accès sont même possibles sur différents protocoles comme HTTP, SMB, FTP et SMTP. Toutes ces fonctionnalités sont uniquement disponibles sur le programme dédié. Les options supplémentaires comme la gestion des versions des fichiers et le support d'XML sont également accessibles. L'adaptation et la conversion des documents et des e-mails valent le détour. La lecture et l'écriture des fichiers dans la base de données dure généralement plus longtemps que sur un serveur de fichiers. Au contraire, l'outil de recherche d'archives volumineuses s'avère particulièrement rapide.

NFS:Network Filesystem

Sun Microsystems développa ce système de fichiers pour permettre l'accès à des fichiers situés sur des machines distantes. Les répertoires de plusieurs machines d'un même réseau local sont ainsi rassemblés dans une arborescence unique. C'est le système de fichiers standard des réseaux Unix pour l'accès partagé aux données.

SMB:Server Message Block

Ce système de fichiers réseau et le protocole associé permettent d'accéder aux répertoires exportés par un calculateur supportant NetBIOS et TCP-IP. Cette fonctionnalité existe par exemple sous Windows depuis la version 3.11 (Workgroups), si une pile TCP/IP est installée. Les principaux domaines d'utilisation sont les réseaux Windows homogènes, mais également les réseaux hétérogènes, qui rassemblent des machines sous Unix (ou systèmes compatibles Unix) et Windows.