Featured Image Journaling File Systems


Chaque système d’exploitation utilise son propre système de fichiers pour stocker les données. Windows utilise NTFS, macOS utilise APFS et la plupart des distributions Linux utilisent Ext4. Bien que ces systèmes de fichiers soient fondamentalement différents les uns des autres, une fonctionnalité qui existe dans tous ces systèmes de fichiers est la journalisation.

Apprenons-en plus sur les systèmes de fichiers de journal et comment ils affectent l’informatique au quotidien.

Quel est le journal ?

Imaginez chaque fichier sur un ordinateur comme un catalogue de bibliothèque unique de magazines, de périodiques ou de documents. Chaque nouveau numéro ajouté à un catalogue modifierait légèrement ses informations. Au lieu de chercher une entrée dans la bibliothèque, il vous suffit de consulter le catalogue correspondant.

La journalisation dans les systèmes de fichiers informatiques fonctionne à peu près de la même manière. Son but est de garder une trace des modifications qui n’ont pas encore été validées dans le système de fichiers. Même après des pannes ou des plantages, vous pouvez toujours accéder à la dernière version du fichier avec moins de risque de corruption.

Journalisation des systèmes de fichiers À quoi ça ressemble

Le terme “journal” vient de l’analogie d’un journal. Toutes les modifications que vous enregistrez dans une entrée de journal sont stockées par date et heure. De même, la journalisation permet à toutes les mises à jour d’un fichier d’être stockées dans une partie contiguë du disque.

Ces mises à jour n’ont pas besoin d’être physiquement proches les unes des autres : en effet, les entrées du fichier journal sont éparpillées sur tout le disque. Mais au lieu d’être consultés au hasard, ils sont disponibles dans une séquence de type journal intime qui est des milliers de fois plus rapide.

Schéma des systèmes de fichiers de journaux

La journalisation permet de gagner beaucoup de temps dans la récupération du stockage de fichiers en raison des allocations de mémoire contiguës.

Définitions

Selon le système d’exploitation, il existe différents types d’écritures de journal dont nous parlerons ci-dessous. Avant de faire cela, nous devons être clairs sur certains termes numériques.

Tébioctets (Tio): Nous savons tous combien coûte un gigaoctet. Un tebibyte (TiB) est égal à 1024 (= 2dix) concerts. TiB est l’une des unités par défaut pour exprimer de grandes valeurs dans le stockage de fichiers. De plus, 1 Tio = 1,09951 téraoctets (To).

Pébioctet (PiB): Un pébioctet (PiB) est égal à 1024 TiB soit environ un million de gigaoctets, une valeur très élevée.

groupes: Les clusters de données sont la plus petite unité d’espace disque pouvant être utilisée pour stocker un fichier. Il peut aller de 512 octets pour un seul secteur à 64 Ko pour 128 secteurs.

1.NTFS

New Technology File System (NTFS) est le système de journalisation par défaut de Microsoft pour Windows et Windows Server. Il utilise des fichiers journaux et des informations de point de contrôle pour restaurer un système de fichiers à des valeurs stables après un redémarrage.

NTFS prend en charge de gros volumes de données : pour une taille de cluster de 4 Ko, il peut accueillir 16 Tio de données. Pour une taille de cluster de 64 Ko (maximum), cela signifie 256 Tio de données avec 256 Tio comme taille de fichier maximale.

Aujourd’hui, NTFS corrige toute corruption de fichier en ligne grâce à ce que l’on appelle “l’auto-guérison NTFS”. Les utilisateurs de Windows 10 peuvent se rappeler une expérience de temps d’arrêt en raison de Chkdsk, qui affectait les anciennes versions de Windows. Dans la dernière mise à jour NTFS à réparation automatique, le problème a été résolu en ligne et aucun temps d’arrêt ne s’est produit.

2. Poste.

Le système de fichiers étendu (ext) est le système de journalisation de Linux depuis le début. Il a été inspiré par le système de fichiers Unix (UFS) et a connu trois autres itérations depuis son arrivée au début des années 1990.

  • poste2: utilisé à l’origine dans Debian et Red Hat Linux, ext2 est toujours utilisé sur les supports flash tels que les cartes SD et les clés USB. Il peut héberger de 2 à 32 Tio de données avec une taille de cluster maximale de 8 Ko.
  • poste3: En tant que troisième système de fichiers étendu, ext3 a été utilisé avec Linux, BSD et ReactOS. Les limites de taille sont similaires à ext2.
  • ext4: La dernière version du système de fichiers étendu, il est utilisé par Google File Storage, BSD, PowerPC et la plupart des distributions Linux actuelles. Les limites de taille sont égales à 1024 PiB soit environ un million de TiB. La plus grande taille de cluster est de 64 Ko.

utilise ext4 sommes de contrôle dans le journal pour améliorer la fiabilité, car cela peut éviter en toute sécurité une attente d’E/S disque pendant le journal et améliorer légèrement les performances du disque.

3. APFS

Le système de fichiers Apple (APFS) est utilisé par macOS High Sierra, iOS 10.3 et versions ultérieures, et certains autres systèmes. Prend en charge jusqu’à 8000 PiB (263 octets), qui est environ huit fois plus grand que ext4.

Système de fichiers journaux APF

Les principales fonctionnalités d’APFS sont nombreuses : elles incluent la création d'”instantanés”, qui s’apparentent à une photocopie du système à un moment donné. Comme NTFS, il utilise des sommes de contrôle pour garantir l’intégrité des données et protège contre les défaillances du système grâce à une approche appelée “copy-on-writer”. APFS utilise le chiffrement intégral du disque.

conclusion

La journalisation sur les systèmes de fichiers est une assurance de base contre les pannes du système et les arrêts inattendus. En écrivant rapidement les modifications dans un journal, nous pouvons nous assurer que toutes les modifications apportées aux fichiers sont enregistrées et ne sont pas perdues lors de pannes de courant ou de pannes informatiques.

Il existe de nombreux systèmes de fichiers enregistrés en plus de ceux décrits ici. Oracle, VMware, BSD, Cisco, Solaris et bien d’autres ont leurs propres unités de journal propriétaires.

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