Linux avancé : disques et systèmes de fichiers

Danger

Les commandes de partitionnement et de formatage détruisent les données du disque visé. Vérifier deux fois le nom du périphérique (/dev/sdX, /dev/nvme0n1) avec lsblk, sauvegarder avant, et ne jamais copier une commande sans remplacer les noms génériques /dev/sdX.

Voir les disques

lsblk -f                                  # arbre : périphériques, systèmes de fichiers, UUID, points de montage
lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINTS,MODEL
sudo blkid                                # UUID et types
sudo fdisk -l                             # partitions
findmnt                                   # arbre des montages
findmnt /var                              # d'où vient /var
df -hT                                    # espace par système de fichiers
df -i                                     # inodes

Nom	Type
/dev/sda, /dev/sdb	Disques SATA, SAS, USB, ou virtuels
/dev/nvme0n1, nvme0n1p1	Disques NVMe (partitions : p1, p2)
/dev/vda	Disque virtuel (KVM, VPS)
/dev/mapper/…	Volumes LVM, chiffrés, RAID
/dev/md0	RAID logiciel

Utiliser les UUID (ou les étiquettes) plutôt que /dev/sdb1 : l’ordre des noms peut changer d’un démarrage à l’autre.

Partitionner

sudo parted /dev/sdX --script mklabel gpt mkpart donnees ext4 1MiB 100%      # une partition GPT
sudo fdisk /dev/sdX                                                           # interactif (g, n, w)
sudo gdisk /dev/sdX                                                           # GPT, interactif
sudo partprobe /dev/sdX                                                       # relire la table
lsblk /dev/sdX

Un disque d’amorçage moderne est en GPT (avec partition EFI) ; MBR seulement pour de très anciens matériels ou de petits disques. Alignement : commencer à 1MiB.

Créer un système de fichiers

sudo mkfs.ext4 -L donnees /dev/sdX1
sudo mkfs.xfs -L donnees /dev/sdX1
sudo mkfs.btrfs -L donnees /dev/sdX1

Système	Points forts	À savoir
ext4	Éprouvé, robuste, réparable (fsck), réductible	Défaut d’Ubuntu
XFS	Très bon avec de gros fichiers et le parallélisme	Non réductible (agrandissement seulement)
Btrfs	Instantanés, compression, sommes de contrôle	Plus complexe, à connaître avant usage
tmpfs	En mémoire (/tmp, /run)	Perdu au redémarrage

Monter

sudo mkdir -p /srv/donnees
sudo mount /dev/disk/by-label/donnees /srv/donnees
sudo mount -o ro,noexec /dev/sdX1 /mnt                  # lecture seule, sans exécution
sudo umount /srv/donnees                                 # ou : umount -l (démontage « paresseux »)
sudo mount -o remount,rw /srv/donnees

/etc/fstab

Montage permanent :

# <fichier>                                   <point>       <type> <options>                    <dump> <fsck>
UUID=3e6be9de-8139-11e1-a1d8-0050568e0001      /srv/donnees  ext4   defaults,noatime,nofail      0      2
UUID=8b0c2b8e-…                                none          swap   sw                           0      0
//nas.exemple.com/partage                      /mnt/nas      cifs   credentials=/root/.nas,uid=1000,_netdev,nofail  0  0

sudo blkid /dev/sdX1                                      # obtenir l'UUID
sudo findmnt --verify                                     # vérifier fstab AVANT de redémarrer
sudo mount -a                                             # monter tout ce qui est dans fstab
sudo systemctl daemon-reload

Option	Effet
defaults	Options usuelles (rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async)
noatime	Pas de mise à jour de l’heure d’accès (moins d’écritures)
nofail	Le démarrage continue si le disque est absent
ro	Lecture seule
nosuid,nodev,noexec	Durcissement des partitions de données
_netdev	Disque réseau : monter après le réseau
x-systemd.automount	Montage à la demande

Attention

Une ligne erronée dans /etc/fstab peut empêcher le démarrage (mode d’urgence). Toujours findmnt --verify et mount -a après modification, avant de redémarrer, et ajouter nofail aux disques non essentiels.

Espace disque : analyser

df -hT -x tmpfs -x devtmpfs
sudo du -xh --max-depth=1 / 2>/dev/null | sort -h | tail -15
sudo du -sh /var/log/* | sort -h | tail
sudo ncdu -x /                                            # (paquet ncdu) navigation interactive
sudo journalctl --disk-usage
sudo apt clean; sudo apt autoremove --purge
docker system df                                          # si Docker est utilisé

• df plein mais du ne trouve pas : fichiers supprimés encore ouverts (lsof | grep deleted : Processus et ressources).
• df indique de l’espace mais « No space left » : inodes épuisés (df -i) : très nombreux petits fichiers (sessions, courriers, caches).

LVM : volumes redimensionnables

LVM ajoute une couche souple entre disques et systèmes de fichiers : volumes physiques (PV) → groupe de volumes (VG) → volumes logiques (LV).

sudo apt install lvm2
sudo pvcreate /dev/sdX1
sudo vgcreate vg_donnees /dev/sdX1
sudo lvcreate -n lv_site -L 20G vg_donnees
sudo mkfs.ext4 /dev/vg_donnees/lv_site
sudo mount /dev/vg_donnees/lv_site /srv/site

sudo pvs; sudo vgs; sudo lvs                              # états
sudo lvdisplay /dev/vg_donnees/lv_site

Agrandir un volume

sudo lvextend -r -L +10G /dev/vg_donnees/lv_site           # +10 Gio ET système de fichiers (-r)
sudo lvextend -r -l +100%FREE /dev/vg_donnees/lv_site      # tout l'espace libre
sudo vgextend vg_donnees /dev/sdY1                          # ajouter un disque au groupe

L’agrandissement se fait à chaud (volume monté) pour ext4 et XFS. Réduire est risqué (ext4 seulement, démonté, sauvegarde préalable) : lvreduce -r -L 10G ….

Sur Ubuntu Server

L’installation par défaut crée souvent un volume logique ubuntu-lv plus petit que le disque :

sudo lvextend -r -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
df -h /

Instantanés LVM

sudo lvcreate -s -n instantane -L 5G /dev/vg_donnees/lv_site
sudo mount -o ro /dev/vg_donnees/instantane /mnt/instantane
# sauvegarder depuis /mnt/instantane (état cohérent), puis supprimer :
sudo umount /mnt/instantane
sudo lvremove /dev/vg_donnees/instantane

L’instantané fige l’état à un instant : sauvegarde cohérente sans arrêter le service (Sauvegarde et automatisation). Un instantané trop petit se remplit et devient inutilisable : le surveiller.

RAID logiciel

sudo apt install mdadm
sudo mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdX1 /dev/sdY1
cat /proc/mdstat
sudo mdadm --detail /dev/md0
sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm/mdadm.conf
sudo update-initramfs -u
sudo mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdX1 --remove /dev/sdX1          # retirer un disque défaillant
sudo mdadm /dev/md0 --add /dev/sdZ1                              # ajouter son remplaçant

Niveau	Disques minimum	Tolère	Remarque
RAID 0	2	Aucune panne	Performances, aucune redondance
RAID 1	2	1 panne	Miroir
RAID 5	3	1 panne	Capacité (n−1)
RAID 6	4	2 pannes	Capacité (n−2)
RAID 10	4	1 par miroir	Performances et redondance

Attention

Le RAID protège d’une panne de disque, pas d’une suppression accidentelle, d’une corruption logicielle ou d’un rançongiciel : ce n’est pas une sauvegarde.

Chiffrement : LUKS

sudo apt install cryptsetup
sudo cryptsetup luksFormat /dev/sdX1                       # détruit les données ; demande une phrase secrète
sudo cryptsetup open /dev/sdX1 donnees_chiffrees
sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/donnees_chiffrees
sudo mount /dev/mapper/donnees_chiffrees /srv/prive
sudo umount /srv/prive && sudo cryptsetup close donnees_chiffrees
sudo cryptsetup luksDump /dev/sdX1

Montage automatique : /etc/crypttab (avec un fichier de clé protégé, ou une saisie au démarrage). Sauvegarder l’en-tête LUKS (cryptsetup luksHeaderBackup) : un en-tête corrompu rend les données irrécupérables.

Swap

swapon --show
free -h
sudo fallocate -l 2G /swapfile
sudo chmod 600 /swapfile
sudo mkswap /swapfile
sudo swapon /swapfile
echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab
sudo sysctl vm.swappiness=10                               # 60 par défaut ; plus bas : moins d'échange
echo 'vm.swappiness=10' | sudo tee /etc/sysctl.d/99-swappiness.conf
sudo swapoff /swapfile

Un petit swap évite qu’un pic de mémoire déclenche l’OOM killer ; un système qui échange en permanence manque de mémoire (Processus et ressources).

Santé des disques

sudo apt install smartmontools
sudo smartctl -H /dev/sdX                                  # verdict global
sudo smartctl -a /dev/sdX | grep -E "Reallocated|Pending|Uncorrectable|Power_On_Hours|Temperature|Percentage Used"
sudo smartctl -t short /dev/sdX                            # test court
sudo nvme smart-log /dev/nvme0n1                           # NVMe (paquet nvme-cli)
sudo iostat -xz 1                                          # saturation (paquet sysstat)
dmesg -T | grep -iE "i/o error|ata[0-9]|nvme|blk_update_request"

Des secteurs réalloués ou en attente qui augmentent, des erreurs d’entrée-sortie dans dmesg : remplacer le disque et vérifier les sauvegardes.

Vérifier et réparer un système de fichiers

sudo umount /srv/donnees
sudo fsck -f /dev/sdX1                                     # ext4 : démonté obligatoirement
sudo e2fsck -fn /dev/sdX1                                  # simulation sans modification
sudo xfs_repair -n /dev/sdX1                               # XFS : simulation
sudo tune2fs -l /dev/sdX1 | head -30
sudo tune2fs -c 0 -i 0 /dev/sdX1                           # désactiver les contrôles périodiques

Ne jamais lancer fsck sur un système de fichiers monté en écriture. La racine se vérifie au démarrage (fsck.mode=force sur la ligne de commande du noyau) ou depuis un système de secours (Noyau et démarrage).

Dépannage

Symptôme	Piste
Démarrage en mode d’urgence après modification de fstab	Erreur de syntaxe ou disque absent : corriger depuis le mode d’urgence, ajouter nofail
mount: wrong fs type, bad option, bad superblock	Mauvais type, système de fichiers corrompu : fsck, dmesg
target is busy au démontage	Un processus utilise le point de montage : lsof +D, fuser -vm
Disque plein en apparence vide	Inodes (df -i), fichiers supprimés ouverts
Volume LVM agrandi mais df inchangé	Système de fichiers non étendu : -r, ou resize2fs/xfs_growfs
Disque absent après redémarrage	Noms changés : UUID dans fstab ; câblage
Lenteurs, processus en D	iostat -xz 1, smartctl, dmesg
device is busy à la fermeture de LUKS	Démonter avant (umount)

Ubuntu 24.04 et 26.04 : différences à connaître

Les outils de cette page sont identiques sur les deux versions ; sur 26.04, /tmp est en mémoire (tmpfs) : ne pas y stocker de gros fichiers. Les paquets lvm2, mdadm, cryptsetup, smartmontools, ncdu s’installent par apt.

Pour aller plus loin

• Manuels : man fstab, man lvm, man mdadm, man cryptsetup
• Suite : Réseau avancé

Dans la même rubrique

• Processus et ressources
• Disques et systèmes de fichiers
• Réseau avancé
• Permissions et sécurité du système
• Journaux et diagnostic de performance
• Noyau et démarrage
• Sauvegarde et automatisation