Gestion des Disques sous Linux PDF

chapitre 4: gestion des disques Gestion des Disques sous Linux Ce document traite de la gestion des disques dans un environnement Linux, en approfondissant les concepts clés comme la conception de partitionnement, le formatage, la gestion des systèmes...

chapitre 4: gestion des disques Gestion des Disques sous Linux Ce document traite de la gestion des disques dans un environnement Linux, en approfondissant les concepts clés comme la conception de partitionnement, le formatage, la gestion des systèmes de fichiers, le contrôle de montage et démontage, ainsi que la gestion des quotas disque. Objectifs Concevoir le plan de partitionnement des disques d'un système Linux. Formatter des partitions et gérer les systèmes de fichiers. Contrôler le montage et le démontage d'un système de fichiers. Gérer les quotas disque. Introduction : Concepts de Base Un fichier sous Linux est identifié par un nom et possède un inode unique , qui contient des informations essentielles concernant le fichier telles que son type, sa taille, et ses droits d'accès. Les fichiers peuvent inclure des fichiers ordinaires, des répertoires ou des liens symboliques. chapitre 4: gestion des disques 1  Inode Une inode est une structure de données qui stocke les métadonnées d'un fichier. Chaque fichier a une inode unique, comprenant des informations telles que : Numéro d’inode Propriétaire Groupe propriétaire Droits d'accès Taille en octets Type de fichier Horodatage (dates de création et de modification) Nombre de liens physiques La commande ls -i peut être utilisée pour afficher le numéro d'inode d'un fichier, tandis que stat fournit des détails plus complets sur un fichier. File Hierarchy Standard (FHS) Le File Hierarchy Standard (FHS) définit l'organisation des fichiers et des répertoires dans les systèmes de fichiers Linux. Il normalise la répartition logique des fichiers pour une gestion et une navigation efficaces des données sur le système. Il spécifie la nommée, les emplacements et les permissions des fichiers dans des répertoires comme : /bin : Programmes essentiels nécessaires au démarrage. /boot : Fichiers nécessaires pour le chargement de Linux. /etc : Fichiers de configuration. /home : Répertoires personnels des utilisateurs. /lib : Bibliothèques partagées essentielles. /tmp : Fichiers temporaires. /usr : Applications et fichiers système. Résumé sur FHS : chapitre 4: gestion des disques 2  définit ou placer les fichiers et les répertoires. facilite la gestion et la maintenance du système. spécifie la nommée, les emplacements et les permissions des fichiers dans des répertoires. Système de Fichiers FS : file system Le système de fichiers est responsable du stockage et de la manipulation des données sur des dispositifs comme des disques durs ou des SSD. Il maintient la structure interne des données, leur organisation, et assure leur accessibilité. Structure d'un Système de Fichiers Un système de fichiers typique se compose de trois éléments clés : Superbloc : Contient des informations globales comme la taille totale et le nombre de blocs libres. Table des inodes : Liste des inodes associés aux fichiers Blocs de données : Contient les fichiers réguliers et les répertoires. Types de Systèmes de Fichiers Plusieurs types de systèmes de fichiers existent, chacun ayant des caractéristiques et des performances spécifiques : ext2 : Système stable et ancien, accommodates de fichiers de plus de 2- 3K. ext3 : Version améliorée avec journalisation. ext4 : Successeur d'ext3 avec des fonctionnalités avancées. XFS : Optimisé pour les gros fichiers, utilise la journalisation comme ext3. FAT32 et NTFS : Systèmes de fichiers utilisés sous Windows. Métaphores : Le FHS est comme le plan d'une ville. Il dit où se trouvent les maisons, les commerces, et les hôpitaux (répertoires comme /home , /etc , /var ). Le FS, en revanche, est comme les routes et les trottoirs qui permettent d’accéder à ces endroits. chapitre 4: gestion des disques 3  Gestion des Partitions Le partitionnement est le processus par lequel un disque est divisé en plusieurs partitions logiques, permettant au système d'exploitation de gérer les informations de manière distincte. Les outils comme fdisk ( fdisk sous Linux est spécifique et souvent utilisé pour les disques utilisant le format MBR (Master Boot Record) gdisk similaire à fdisk mais conçu pour les tables de partition GPT (GUID Partition Table) Outil avancé qui permet non seulement de créer et de supprimer parted des partitions, mais aussi de les redimensionner, déplacer, copier, et plus encore. 👉 sont disponibles pour manipuler les partitions. la gestion des partitions avec gdisk : Introduction gdisk est un outil de gestion de partitions basé sur les tables GPT (GUID Partition Table). Il offre des fonctionnalités avancées pour gérer les disques modernes de grande capacité sous Linux. Différents types de tables de partition peuvent être analysées avec gdisk : MBR (Master Boot Record), BSD (Berkeley Standard Distribution), APM (Apple Partition Map), GPT (GUID Partition Table). Analyse des partitions Commande : sudo gdisk -l /dev/sda Types détectés par gdisk : chapitre 4: gestion des disques 4  MBR : Peut être protecteur , hybride ou non présent. BSD/APM : Signalent leur présence ou absence. GPT : Indique si elle est présente , non présente ou endommagée. MBR protecteur : Protège les données GPT contre les systèmes incompatibles en simulant une table de partition MBR. Utilisation de gdisk Commande de base : sudo gdisk /dev/sdb ouvre gdisk pour le disque cible. Commandes interactives disponibles : ? : Affiche la liste des options. p : Affiche la liste des partitions. n : Crée une nouvelle partition. i : Donne des détails sur une partition spécifique. c : Renomme une partition. w : Sauvegarde les modifications et quitte gdisk. Création et manipulation des partitions 1. Créer une partition de type EFI System ( ef00 ) : Commande : n (nouvelle partition). Saisir les secteurs de début et de fin. Entrer le code hexadécimal ef00 pour le type de partition. 2. Afficher la liste des partitions : Commande : p. 3. Afficher des informations sur une partition : Commande : i , suivi du numéro de la partition. 4. Renommer une partition : Commande : c , suivi du numéro de la partition. Saisir le nouveau nom. chapitre 4: gestion des disques 5  Exemple : Créer et gérer deux partitions 1. Créer une première partition de type EFI System ( ef00 ) : Commandes interactives : n → définir secteurs → hex ef00. 2. Créer une seconde partition de type Linux Filesystem ( 8300 ) : Commandes interactives : n → définir secteurs → hex 8300. 3. Renommer les partitions : Utiliser c pour renommer chaque partition. 4. Afficher les modifications : Commande : p. Finaliser et sauvegarder les modifications 1. Sauvegarder la table de partitions : Commande : w (write). Confirmer avec y. 2. Vérifier la table de partitions après sauvegarde : Relancer gdisk -l /dev/sdb. Les partitions peuvent être nommées différemment selon la norme du système d'exploitation : sous Windows, les partitions sont désignées par des lettres (C:, D:, etc.), tandis que sous Linux, elles sont nommées avec des préfixes comme sd pour SATA. 1. Disque dur IDE (Integrated Drive Electronics) : Si le disque dur est de type IDE, son nom commence par hd. Sur la première nappe IDE : Le disque maître est hda (hd pour IDE, a pour maître). Le disque esclave est hdb (hd pour IDE, b pour esclave). Sur la deuxième nappe IDE : Le disque maître est hdc. Le disque esclave est hdd. chapitre 4: gestion des disques 6  2. Disque dur SATA (Serial ATA), SCSI, ou USB : Si le disque dur est de type SATA, SCSI, ou USB, son nom commence par sd. Le premier disque SATA est sda le deuxième est sdb etc.. Métaphores : Le disque dur est comme une grande pizza. Si vous ne la coupez pas en parts (partitions), tout le monde devra manger dans la même zone et cela deviendra vite désordonné. Avec des parts bien découpées, chacun a sa section et peut manger proprement. Logical Volume Management (LVM): une autre maniere de partitionner un disque LVM est un outil de gestion avancé concernant l'utilisation de l'espace de stockage. Il permet de regrouper plusieurs disques en un seul volume logique, facilitant la gestion dynamique des disques. Les avantages incluent la flexibilité lors du redimensionnement des volumes et la possibilité de créer des snapshots. Structure de LVM : PV (Physical Volume) : Disque ou partition physique. créer des groupes de volumes. VG (Volume Group) : Regroupement de volumes physiques. créer des volumes logique LV (Logical Volume) : Partition logique créée à partir d’un VG. Avantages de LVM : Permet de redimensionner les partitions dynamiquement (agrandir ou réduire) Facilite la gestion des espaces disque sur plusieurs disques physiques. Inconvénients de LVM : chapitre 4: gestion des disques 7  Risques de perte de données Précaution nécessaire Commandes LVM: pvcreate : Créer un volume physique. vgcreate : Créer un groupe de volumes. lvcreate : Créer un volume logique. lvextend : Agrandir un volume logique. ✨ disque : /dev/sdc Gestion des systèmes de fichiers : Après avoir partitionné un disque, il est essentiel de créer un système de fichiers pour organiser et gérer les données. Cette étape permet au système d’exploitation de reconnaître et d'utiliser l’espace de stockage pour stocker des fichiers. Sans cette configuration, la partition reste un espace brut, inutilisable pour les tâches courantes. Création d’un système de fichiers : mkfs ou mkfs -t Vérification du système de fichiers : lsblk -f (pour afficher les types de systèmes de fichiers) Contrôle des Systèmes de Fichiers: Les systèmes de fichiers peuvent être contrôlés et modifiés via des utilitaires comme mkfs pour formater une partition, dumpe2fs pour afficher des informations système, et fsck pour vérifier l'intégrité des fichiers. ⛔ Pour détecter les blocs défectueux, ajoutez l'option - b à la commande : $ sudo dumpe2fs -b /dev/sdb2 chapitre 4: gestion des disques 8  Modification d’un système de Fichiers: Une fois un système de fichiers créé, il peut être nécessaire de le personnaliser ou de le modifier pour répondre à des besoins spécifiques. Cela inclut : Ajouter des fonctionnalités comme un journal (journaling). Étiqueter le système de fichiers pour une identification plus facile. Examiner des informations essentielles à partir du superbloc. Pour ces tâches, l’utilitaire tune2fs est particulièrement adapté. Principales Options de tune2fs : Convertir un système de fichiers ext2 en ext3 : $ sudo tune2fs -j /dev/sdb2 ( -j ajoute le journaling au système de fichiers.) Attribuer un label (étiquette) à un volume : $ sudo tune2fs -L "Hello3A" /dev/sdb2 ( -L définit une étiquette pour le volume.) Lister le contenu du superbloc : $ sudo tune2fs -l /dev/sdb2 ( -l affiche le contenu du superbloc.) Vérification d’un système de Fichiers: Lorsque des problèmes surviennent sur un système de fichiers (erreurs ou corruptions), il est essentiel de les corriger rapidement pour préserver l'intégrité des données. Sous Linux, l'outil fsck (File System Consistency Check) est conçu pour vérifier et réparer les systèmes de fichiers. Exemple : fsck /dev/sda1 💡 Démonter la partition avant la vérification : Avant d'utiliser fsck , il est nécessaire de démonter la partition cible pour garantir une vérification sécurisée : sudo umount /dev/sdb2 Métaphores : chapitre 4: gestion des disques 9  Créer un système de fichiers, c'est comme donner un carnet de bibliothèque à chaque étagère. Ce carnet contient la liste des livres et leur emplacement exact. Si un livre est égaré ou mal rangé, on peut consulter le carnet pour vérifier ou réparer l’erreur. Montage/Démontage d’un système de fichiers : Avant d’accéder aux données d’un système de fichiers sous Linux, il est nécessaire de le monter. Le montage attache le système de fichiers à un point de montage, un emplacement spécifique dans l’arborescence du système. Montage : Intègre le système de fichiers dans la structure hiérarchique, permettant d'accéder aux données. Démontage : Retire temporairement le système de fichiers, le rendant inaccessible. Montage et Démontage Temporaire des Systèmes de Fichiers: Le montage temporaire permet d'accéder ponctuellement aux partitions ou périphériques de stockage, sans modifier les configurations permanentes. Cela est utile pour des tâches spécifiques comme vérifier des partitions ou accéder à des disques externes. Principales Commandes pour le Montage: mount : Utilisé pour monter un système de fichiers. a : Monte tous les systèmes de fichiers déclarés dans /etc/fstab. t : Spécifie le type du système de fichiers. o: Définit les options de montage, comme ro pour monter en lecture seule. df : afficher les statistiques des systèmes de fichiers montés umount : Utilisé pour démonter un système de fichiers. Montage et Démontage Temporaire des Systèmes de Fichiers: Pour garantir que certains systèmes de fichiers soient montés automatiquement au démarrage du système, on configure les montages permanents via le fichier /etc/fstab. chapitre 4: gestion des disques 10  Structure du Fichier /etc/fstab : chaque ligne contient : emplacement physique , point de montage , type , option de montage , Dump, ordre de vérification ) chapitre 4: gestion des disques 11