Qu’est-ce qu’un système de fichiers de journalisation?

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 la journalisation des systèmes de fichiers et leur impact sur l’informatique quotidienne.

Qu’est-ce que la journalisation?

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

La journalisation dans les systèmes de fichiers informatiques fonctionne de manière très similaire. Son objectif est de garder une trace des modifications non encore validées dans le système de fichiers. Même après des plantages ou des arrêts inattendus, vous pouvez toujours accéder à la dernière version du fichier avec une probabilité moindre de corruption.

Le terme «journal» vient de l’analogie d’un journal. Toutes les modifications que vous enregistrez dans une entrée de journal sont enregistrées par date et heure. De la même manière, 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 ne doivent pas nécessairement être situées physiquement à proximité les unes des autres: en fait, les entrées du fichier journal sont dispersées sur tout le disque. Mais au lieu d’y accéder de manière aléatoire, ils sont disponibles dans une séquence de type journal qui est des milliers de fois plus rapide.

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

Définitions

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

Tébibytes (TiB): nous savons tous combien vaut un gigaoctet. Un tebibyte (TiB) est égal à 1024 (= 2^dix) gigaoctets. TiB est l’une des unités par défaut pour exprimer de grandes valeurs dans le stockage de fichiers. En outre, 1 Tio = 1,09951 téraoctets (To).

Pebibyte (PiB): un pebibyte (PiB) est égal à 1024 Tio ou environ un million de gigaoctets – une valeur très élevée en effet.

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 les valeurs stables d’un système de fichiers 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.

De nos jours, NTFS corrige toute corruption dans les fichiers en ligne via ce que l’on appelle le «NTFS auto-réparateur». Les utilisateurs de Windows 10 peuvent se souvenir d’une expérience de temps d’arrêt en raison de Chkdsk, qui affectait les anciennes versions de Windows. Dans la dernière mise à jour NTFS auto-réparatrice, le problème a été résolu en ligne et aucun temps d’arrêt ne se produit.

2. Ext

Extended File System (ext) est le système de journalisation de Linux depuis le tout début. Il a été inspiré par le système de fichiers Unix (UFS) et a subi trois autres itérations depuis son arrivée au début des années 90.

• ext2: utilisé à l’origine dans Debian et Red Hat Linux, ext2 est toujours utilisé dans les supports flash tels que les cartes SD et les clés USB. Il peut accueillir de 2 à 32 Tio de données avec une taille de cluster maximale de 8 Ko.
• ext3: 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 le stockage de fichiers Google, BSD, PowerPC et la plupart des distributions Linux actuelles. Les limites de taille sont égales à 1024 PiB ou environ un million de Tio. La plus grande taille de cluster est de 64 Ko.

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

3. APFS

Le système de fichiers Apple (APFS) est utilisé avec macOS High Sierra, iOS 10.3 et versions ultérieures, et quelques autres systèmes. Il prend en charge jusqu’à 8000 PiB (2⁶³ bytes), qui est environ huit fois plus grande que ext4.

Les fonctionnalités de base d’APFS sont nombreuses: elles incluent la création de «snapshots», qui est comme une photocopie du système à un point particulier. Comme NTFS, il utilise des sommes de contrôle pour garantir l’intégrité des données et protège des pannes du système en utilisant une approche appelée «copie sur l’écrivain». APFS utilise un cryptage complet du disque.

Conclusion

La journalisation dans les systèmes de fichiers est une assurance de base contre les pannes 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 non perdues lors des coupures de courant ou des pannes d’ordinateur.

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