Partitions, systèmes de fichiers et amorçage

Création des partitions

Une partition est une découpe logique d’un disque physique. Chaque partition pourra être formatée dans un système de fichiers différent et montée à un endroit de l’arbre (/, /home, /boot, …).

Schémas de partitionnement courants

Cas simple pour un poste de travail :

• une partition EFI (si machine UEFI) :
  • type : FAT32 (vfat).
  • taille typique : 300–512 Mo.
  • point de montage : /boot/efi ou /efi.
• une partition racine / :
  • type : ext4 (classique).
  • contient tout le système si on ne sépare pas /home.
  • taille typique : 10–20 Go minimum (plus si beaucoup de logiciels).
• éventuellement une partition /home séparée :
  • type : ext4 ou autre.
  • pratique pour conserver les données utilisateur lors d’une réinstallation.
• éventuellement une partition swap (ou un fichier de swap).

Sur un serveur, on pourrait également créer :

• une partition /var séparée (logs, bases de données…).
• une partition /var/log séparée (logs uniquement).
• une partition /tmp séparée (fichiers temporaires).
• etc.

La swap : extension de la mémoire

Principe général

La swap est une zone dédiée sur le disque (partition ou fichier) utilisée comme prolongement de la RAM lorsque celle-ci vient à manquer. Le noyau y déplace certaines pages mémoire de processus peu actifs pour libérer de la RAM au profit des tâches plus prioritaires. Elle joue donc un rôle de marge de sécurité pour éviter les plantages lorsque la mémoire physique est saturée.

Limites et impact sur les performances

Comme l’accès au disque est bien plus lent que l’accès à la RAM, l’utilisation de la swap dégrade les performances du système (latences, impression de « lenteur » générale). Si la machine s’appuie trop souvent sur la swap, c’est généralement le signe que la quantité de RAM est insuffisante ou que la configuration du système doit être revue.

Le swap, est-ce encore utile ? Oui, mais son importance dépend de la machine :

• sur un poste avec peu de RAM (4 Go, 8 Go), avoir du swap (partition ou fichier) reste fortement recommandé pour éviter les plantages quand la mémoire est pleine ;
• sur une machine avec beaucoup de RAM (16 Go et +) et un usage léger, on peut réduire la taille du swap, voire s’en passer, mais certaines fonctionnalités (hibernation, réserves de sécurité) s’appuient encore dessus ;
• aujourd’hui, on privilégie souvent le fichier de swap (plus flexible) plutôt qu’une partition dédiée, mais une partition swap reste tout à fait valide.

Compression mémoire

• sur certaines distributions, on utilise aussi la compression mémoire (ex. zram, zswap) pour compresser une partie de la RAM au lieu d’écrire immédiatement sur le disque : c’est plus rapide que du swap classique.

Repérer les disques

Avant de partitionner, on liste les disques présents :

lsblk

Sortie typique :

NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sda      8:0    0  20G  0 disk

On choisit le disque cible (ex. /dev/sda ou /dev/nvme0n1).

Figure : sortie de lsblk sur une machine Arch Linux fraîchement démarrée (disque /dev/sda de 20 Go).

Partitionnement en mode texte/semi-graphique

On dispose de plusieurs outils en console :

• fdisk : interface en ligne de commande (on tape des lettres : n, d, p, w, …), sait gérer MBR et GPT ;
• cfdisk : interface semi-graphique en texte (TUI) qui affiche un tableau et des menus, sait aussi gérer MBR et GPT ;
• gdisk : "fdisk pour GPT" ; interface ligne de commande, spécialisé GPT uniquement ;
• cgdisk : équivalent TUI de gdisk, spécialisé GPT uniquement.

Exemple avec cfdisk (interface semi-graphique) :

# Ouvrir le disque /dev/sda dans cfdisk
sudo cfdisk /dev/sda

Dans cfdisk :

1. Choisir le type de table (GPT recommandé sur UEFI).
2. Créer les partitions :
   • New → taille (ex. 300M pour EFI) → Type : EFI System ;
   • New → taille (ex. 10G pour /) → Type : Linux filesystem ;
   • New → le reste pour /home (optionnel) → Type : Linux filesystem ;
   • New → taille pour la swap (optionnel) → Type : Linux swap.
3. Write pour écrire la table de partition, puis Quit.

Figure : exemple de partitionnement avec cfdisk (disque /dev/sda de 20 Go).

Sous GPT, le type Linux filesystem convient pour la plupart des partitions Linux ( /, home, etc.). Le type EFI System est réservé à la partition EFI et Linux swap à la partition d’échange.

La commande lsblk permet de vérifier le résultat :

Figure : sortie de lsblk après le partitionnement (disque /dev/sda avec 3 partitions).

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Utilitaires de formatage

Une fois les partitions créées, on doit les formater avec un système de fichiers.

Formater une partition

Quelques commandes de base :

# Formater la partition EFI en FAT32 (vfat)
sudo mkfs.vfat -F32 /dev/sda1

# Formater la racine en ext4
sudo mkfs.ext4 /dev/sda2

# Formater /home en ext4 (si partition séparée)
sudo mkfs.ext4 /dev/sda3

# Créer une partition swap
sudo mkswap /dev/sda4
sudo swapon /dev/sda4

Attention : ces commandes effacent le contenu existant des partitions.

Vérifier les systèmes de fichiers

Après formatage, on peut vérifier rapidement :

lsblk -f

Exemple :

NAME   FSTYPE FSUUID                                 MOUNTPOINTS
sda                                                    
├─sda1 vfat   559A-584B                              
├─sda2 ext4   e055df26-8e52-4acf-8828-99ad03f2204c   
└─sda3 ext4   1234abcd-5678-90ef-1234-567890abcdef

Le champ FSTYPE indique le type (vfat, ext4, …), et FSUUID l’UUID utilisé dans /etc/fstab.

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Systèmes de fichiers : vfat, ext4, …

Un système de fichiers définit la manière dont les fichiers sont organisés sur une partition (structure, gestion des métadonnées, permissions, journalisation…).

vfat (FAT32)

• Utilisé pour :
  • les partitions EFI sur les systèmes UEFI ;
  • l’échange de fichiers avec Windows, clés USB, etc.
• Avantages :
  • très largement compatible ;
  • reconnu par quasiment tous les OS.
• Inconvénients :
  • pas de permissions Unix (owner/groupe/modes) ;
  • pas de journalisation ;
  • taille maximale des fichiers limitée (4 Go pour FAT32).

Commande de formatage déjà vue :

sudo mkfs.vfat -F32 /dev/sda1

ext4

• Système de fichiers standard de nombreuses distributions Linux.
• Avantages :
  • journalisation (réduit les risques de corruption en cas de coupure) ;
  • gère de grands systèmes de fichiers et de nombreux fichiers ;
  • supporte les permissions Unix, liens symboliques, etc.
• Utilisation typique :
  • partition racine / ;
  • partition /home.

Exemples :

# Racine
sudo mkfs.ext4 /dev/sda2

# /home
sudo mkfs.ext4 /dev/sda3

Autres systèmes (pour info)

• btrfs : snapshots, compression transparente, subvolumes (utilisé par certaines distros modernes).
• xfs : très performant sur les gros volumes, souvent utilisé sur serveurs.

Dans un premier temps, maîtriser vfat (EFI, USB) et ext4 (Linux) est suffisant pour la plupart des installations.

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Montage des partitions pendant l’installation

Lors de l'installation d’un système Linux, il faut monter les partitions créées dans un arbre temporaire (souvent sur /mnt) avant d’installer les paquets principaux.

En effet le système / que l'on voit appartient au live system (celui du média d'installation, clé usb, image ISO…) et non au futur système à installer.

mnt joue le rôle de racine temporaire, quand l'installation sera terminée, le système sera déplacé "logiquement" sur / en utilisant des commandes que nous verrons dans le programme prochain chapitre.

Ordre de montage

Il est important de monter d’abord la partition racine (/mnt), puis les autres partitions (EFI, /mnt/home, etc.) dans cet ordre.

Si on monte d'abord la partition /mnt/home par exemple, elle sera supprimée du montage lorsque l'on montera la racine / par dessus.

# Monter la partition racine
sudo mount /dev/sda2 /mnt

# Créer et monter la partition EFI
sudo mkdir -p /mnt/boot/efi
sudo mount /dev/sda1 /mnt/boot/efi

# Optionnel : /home séparé
sudo mkdir /mnt/home
sudo mount /dev/sda3 /mnt/home

umount

umount permet de démonter une partition :

sudo umount /mnt/boot/efi
sudo umount /mnt/home
sudo umount /mnt

Partition d’échange - swapon

Pour activer une partition swap, on utilise swapon (déjà vu plus haut) :

sudo mkswap /dev/sda4
sudo swapon /dev/sda4

Exemple de disque partitionné pour une installation Linux avec 4 partitions dont une swap.

À retenir

• Avant d’installer Linux, il faut découper le disque en partitions adaptées (EFI, /, /home, swap…).
• Les utilitaires de formatage (mkfs.vfat, mkfs.ext4, mkswap, …) créent les systèmes de fichiers sur chaque partition.
• Les systèmes de fichiers courants à connaître sont :
  • vfat/FAT32 (EFI, échange avec Windows) ;
  • ext4 (racine et données sous Linux).
• L’installation des paquets principaux se fait dans un arbre de fichiers temporaire (souvent monté sur /mnt), puis le système est finalisé (fstab, locale, hostname, réseau…).