1 Ext2 - Ext3 Reiserfs Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD 1 1

2 PLANPLAN Introduction Ext2 Ext3 Reiserfs Comparatifs Autres (Winfs, Jfs, …) Conclusion Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD 2

3 I N T R O Aussi petit soit-il, tout disque dur contient des millions de bits. Il est donc nécessaire d’organiser les données, afin de pouvoir localiser les informations situées sur ce même disque. C’est le but du système de fichiers ! Le choix d’un système de fichiers (File System) s’effectue en fonction du système d’exploitation utilisé et intervient après la phase de partitionnement du disque dur. Par exemple, le système de fichiers HFS est spécifique à MacOS, tout comme l’est Ext2 pour Linux. Ainsi, chaque système de fichiers est caractérisé par des fonctionnalités permettant d’agir sur l’organisation des données. Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD 3

4 EXT2EXT2 Comme tout système de fichiers, Ext2 organise et stocke une arborescence sur un support (disque, disquette, cd, …). Liste des principaux répertoires: - / : répertoire racine - /bin: fichiers exécutables - /boot: noyau vmlinuz et fichiers de démarrage - /dev: fichiers spéciaux - /etc: fichiers de configuration et scripts de paramétrage - /home: racine des répertoires personnels - /lib: bibliothèques et modules - /mnt: racine des points de montage - /root: répertoire du super utilisateur Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD Ext2 4

5 EXT2EXT2 - /sbin: fichiers exécutables pour l’administrateur système - /tmp: fichiers temporaires - /usr: programmes accessibles à tout le monde - /var: données variables liées à la machine - /proc: pseudo répertoire contenant l’image du système Le système de fichiers Ext2 permet de stocker différents types fichiers dans les répertoires adéquats: les fichiers normaux, les fichiers répertoires,les fichiers liens symboliques. les fichiers spéciaux (/dev), Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD 5

6 EXT2EXT2 Structure d’un bloc du système de fichiers Ext2 (crée lors du mke2fs): Bloc données Table i- noeuds Bitmap i- noeuds Bitmap blocs Descripteur FS Super bloc Ext2 contient plusieurs super blocs permettant d’en trouver un autre si jamais l’un d’eux est défectueux. Le regroupement du super bloc, de la table des i-noeuds et du bloc de données rendent l’accès aux données plus efficace. Les bitmaps contiennent des informations sur l’occupation des blocs et i-noeuds permettant au système de connaître rapidement les zones libres. Structure 6

7 EXT2EXT2 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD accès rapide aux fichiers, fragmentation des fichiers quasi inexistante, fiabilité due à la structure interne permettant la reconstitution des parties défectueuses grâce aux informations sauvegardées, gestion de différents types de fichiers, support des droits d’accès aux fichiers, gestion des fichiers presque vides (sparse files), gestion des quotas, idéal pour des fichiers d’une taille supérieure à 20 Ko. Avantages 7

8 EXT2EXT2 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD Ben:~ Ben$ su Ben:~ Ben$ /sbin/tune2fs -j /dev/hda2 Il faut ensuite changer le type de la partition dans le fichier /etc/fstab. Inconvénients absence de journalisation des métadonnées, éventuelle perte des données, recherche séquentielle des fichiers dans les répertoires. Vers Ext3 (tune2fs) 8

9 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD EXT3EXT3 Ext3 correspond à la version journalisée de l’Ext2. Le but de la journalisation est d’éviter, entre autre, une longue attente lors d’un redémarrage, mais aussi d’obtenir une récupération plus rapide du système. Le journal est un fichier caché (fichier.journal) contenant tous les logs d’activité de la journalisation et se trouvant à la racine. Si le journal a été crée via tune2fs -j sur une partition démontée ou via mke2fs -j sur une partition non formatée, alors le journal se matérialise sous la forme d’un i-noeud invisible par le système de fichiers. Ext3 9

10 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD EXT3EXT3 ordered (défaut): les métadonnées sont écrites dans le journal, puis sur le disque après écriture effective, journal : les métadonnées et les données sont journalisées. C’est assez lent, car l’écriture se fait deux fois, mais ce mode offre une garantie quant à l’intégrité des fichiers. Différents types writeback : les métadonnées peuvent être écrites sur le disque avant les données elles-mêmes, Pour modifier le mode de journalisation: Ben:~ Ben$ /dev/hda2 /usr/local auto data=writeback

11 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD EXT3EXT3 Afin de changer temporairement le mode de journalisation: Ben:~ Ben$ unmount /usr/local Ben:~ Ben$ mount -o data=writeback /usr/local En ce qui concerne la racine, il faut intervenir dans le fichier lilo.conf: append=« rootflags=data=writeback » Etant donné que l’Ext3 dérive de l’Ext2, il possède donc les mêmes avantages ; néanmoins, certains d’entre eux sont spécifiques à Ext3. 11

12 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD EXT3EXT3 Avantages système de fichiers journalisé, meilleure disponibilité, intégrité des données, accès disque plus rapide, transition facile. Il est possible de convertir le système de fichiers Ext3 en Ext2, mais il n’y a pas d'intérêt, car on perd la journalisation. Vers Ext2 12

13 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD Reiserfs est basé sur la structure des B-arbres, permettant ainsi d’organiser la totalité des données. Reiserfs est très performant dans la gestion de petits fichiers (< 4ko). Il alloue dynamiquement les i-noeuds au fur et à mesure et la taille des blocs, qui contrairement à Ext3 n’est pas fixe (1 à 4 ko). De plus, Reiserfs alloue des fichiers aux feuilles de l’arbre au lieu de les stocker sur le disque et de créer un pointeur. D’autre part, le Buffer Cache Linux est impressionnant, car il améliore la compilation, les copies et écritures ainsi que les écritures aléatoires. R E I S E R F S Reiserfs 13

14 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD R E I S E R F S très performant sur la gestion des petits fichiers, métadonnées journalisées, résistant à la montée en charge, capacité de stockage plus importante (6% de plus que Ext2), rapidité dans la gestion des petits fichiers de moins d’1 ko (8 à 15 fois plus rapide que Ext2). Avantages Depuis le noyau , Reiserfs est stable et permet la gestion de moyens et gros fichiers. 14

15 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD R E I S E R F S Reiserfsprogs contient plusieurs utilitaires: debugreiserfs, mkreiserfs, reiserfsck, reiserfstune, resize_reiserfs et unpack. Installation Ben:~ Ben$ patch -Npl -i../reiserfsprogs flush_buffers-bug.patch && Ben:~ Ben$./configure --prefix=/usr --sbindir=/sbin && Ben:~ Ben$ make && Ben:~ Ben$ make install && Ben:~ Ben$ ln -sf reiserfsck /sbin/fsck.reiserfs && Ben:~ Ben$ ln -sf mkreiserfs /sbin/mkfs.reiserfs Utilitaires 15

16 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD Comparatifs COMPCOMP Extraction d’un fichier: Ben:~ Ben$ cp linux_2.4.4.tar test.tar Ben:~ Ben$ tar xf test.tar 134,19s 35,44s 59,19s 58,44s Extraction 39,76s Fat32 16,21s Xfs 21,31s Ext2 38,48s Reiserfs Copie FS 16

17 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD COMPCOMP Performances d’accès en écriture: Xfs Rfs Ext Ext2 % Cpu Ko/s % Cpu Ko/s % Cpu Ko/s Mo FS Re-écriture Blocs Caractères 17

18 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD Autres (Winfs, Jfs, …) Winfs (Windows Futur Storage): C’est le futur système de fichiers de Windows Longhorn. Il est basé sur l’actuel NTFS. Le principe de Winfs est de ne pas considérer un fichier comme conteneur de données, mais comme conteneur d’informations. Winfs est fondé sur les moteurs relationnels des SGBD. Sortie prévue: pas avant début 2007 ! AUTRESAUTRES 18

19 Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD AUTRESAUTRES Jfs (Journaled File System): C’est un système de fichiers journalisé à très hautes performances d’IBM. Jfs utilise des structures d’adressage étendues, ainsi qu’une politique d’allocation des blocs par groupe. Ainsi, on obtient des structures compactes, efficaces et flexibles. Xfs: Xfs est un système de fichiers journalisé optimisé pour des systèmes équipés d’unité de stockage SCSI haut de gamme. (cf. exposé Hicham). 19

20 CONCLUCONCLU Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD Même si tous ces systèmes de fichiers paraissent identiques, il n’en est pas moins que chacun d’entre eux possède ses propres caractéristiques. Au vu des nombreux tests réalisés, Ext3, Reiserfs et Xfs ont démontré qu’ils sont de très bons systèmes de fichiers aussi fiables que performants. Néanmoins, rien ne vous empêche d’installer tous ces systèmes de fichiers sur un même disque dur, à partir du moment où ceux-ci sont reconnus par votre système d’exploitation (/proc/filesystems sous Linux). 20

Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD L I E N S 21

22 Questions ? Benjamin VECCHIA - MASTER 2 ISRAD 22