# Sistemes de fitxers Un **sistema de fitxers** (*filesystem*) és l'estructura que utilitza el sistema operatiu per organitzar, emmagatzemar i recuperar dades en un dispositiu d'emmagatzematge (disc dur, SSD, memòria USB, etc.). ## 1. Conceptes fonamentals ### 1.1 Bloc (*block*) La unitat mínima d'emmagatzematge en un disc. Típicament té una mida de **4 KB**. Fins i tot un fitxer d'1 byte ocupa un bloc sencer. ### 1.2 [Inode](https://proferamon.com/tic/inodes.html) Estructura de metadades que descriu un fitxer o directori. Conté: - Tipus de fitxer (regular, directori, enllaç simbòlic...) - Permisos (`rwxrwxrwx`) - Propietari i grup (`UID` / `GID`) - Mida del fitxer - Marques de temps (creació, modificació, accés) - Nombre d'enllaços durs - Punters als blocs de dades en disc L'inode **no conté el nom del fitxer**. El nom es guarda al directori, que associa noms a números d'inode. ### 1.3 Directori Un directori és simplement un fitxer especial que conté una taula de parells **nom → número d'inode**. ### 1.4 Superbloc (*superblock*) Zona del sistema de fitxers que guarda la informació global: tipus de filesystem, mida dels blocs, nombre total d'inodes, nombre de blocs lliures, etc. ## 2. Tipus de sistemes de fitxers ### 2.1 Linux | Sistema | Característiques principals | |---|------| | **ext4** | El més habitual a Linux. Journaling, suporta fitxers fins a 16 TB. | | **XFS** | Alt rendiment amb fitxers grans. Usat a servidors (RHEL per defecte). | | **Btrfs** | Funcions avançades: snapshots, compressió, RAID integrat. | | **tmpfs** | En memòria RAM. Es perd en apagar. Usat per `/tmp` i `/run`. | | **proc / sysfs** | Pseudosistemes de fitxers virtuals que exposen informació del kernel. | ### 2.2 Windows | Sistema | Característiques principals | |---|------| | **NTFS** | El principal a Windows. Permisos, journaling, fitxers grans. | | **FAT32** | Compatible amb tot. Límit de 4 GB per fitxer. | | **exFAT** | Llapis de memòria i targetes. Sense límit pràctic de mida. | ### 2.3 macOS | Sistema | Característiques principals | |---|------| | **APFS** | Modern, snapshots, encriptació nativa, còpies en escriptura. | | **HFS+** | L'anterior a APFS, encara present en alguns discs. | ## 3. [L'arbre de directoris a Linux](https://proferamon.com/tic/jerarquia.html) (FHS) L'estàndard **FHS** (*Filesystem Hierarchy Standard*) defineix l'estructura de directoris: ```ini / ├── bin/ → Ordres essencials del sistema (ls, cp, bash...) ├── boot/ → Kernel i fitxers d'arrencada (GRUB) ├── dev/ → Dispositius com a fitxers (/dev/sda, /dev/null...) ├── etc/ → Fitxers de configuració del sistema ├── home/ → Directoris personals dels usuaris ├── lib/ → Biblioteques compartides essencials ├── media/ → Punt de muntatge per a dispositius extraïbles ├── mnt/ → Muntatges temporals manuals ├── opt/ → Programari optatiu de tercers ├── proc/ → Informació del kernel i processos (virtual) ├── root/ → Directori personal del superusuari ├── run/ → Dades en temps d'execució (PID, sockets...) ├── srv/ → Dades de serveis (web, FTP...) ├── sys/ → Informació del maquinari (virtual) ├── tmp/ → Fitxers temporals (s'esborra en reiniciar) ├── usr/ → Programes i dades d'usuari (la majoria d'aplicacions) └── var/ → Dades variables: logs, cues, bases de dades... ``` ## 4. Muntar i desmuntar sistemes de fitxers A Linux, tots els sistemes de fitxers s'integren en un únic arbre. Per accedir a un dispositiu cal **muntar-lo** en un punt de muntatge. ```bash mount /dev/sdb1 /mnt/usb # Munta la partició sdb1 a /mnt/usb mount -t ext4 /dev/sdb1 /mnt/ # Especificant el tipus de filesystem umount /mnt/usb # Desmunta mount # Llista tots els sistemes muntats lsblk # Mostra dispositius de bloc i muntatges df -h # Espai usat i disponible (llegible per humans) ``` ### 4.1 /etc/fstab Fitxer de configuració que defineix els muntatges automàtics en l'arrencada: ```bash # Dispositiu Punt de muntatge Tipus Opcions dump pass UUID=abc123... / ext4 defaults 0 1 UUID=def456... /home ext4 defaults 0 2 UUID=ghi789... swap swap sw 0 0 tmpfs /tmp tmpfs defaults,size=1G 0 0 ``` ## 5. Permisos de fitxers Cada fitxer té permisos per a tres actors: **propietari**, **grup** i **resta**. ```bash -rwxr-xr-- 1 ramon users 4096 gen 10 12:00 script.sh || || |└┬┘ || |└┬┘ └── Altres: r-- (lectura) |└┬┘ └───── Grup: r-x (lectura + execució) | └──────── Propietari: rwx (tot, lectura + escriptura + execució) └────────── Tipus: - (fitxer regular), d (directori), l (enllaç) ``` ### 5.1 Canviar permisos i propietari ```bash chmod 755 script.sh # rwxr-xr-x (octal) chmod u+x script.sh # Afegeix execució al propietari chmod go-w fitxer.txt # Treu escriptura a grup i altres chown ramon fitxer.txt # Canvia el propietari chown ramon:users fitxer.txt # Canvia propietari i grup ``` ## 6. Enllaços: durs i simbòlics ### 6.1 Enllaç dur (*hard link*) Apunta directament al mateix **inode** que el fitxer original. No es pot fer entre sistemes de fitxers ni sobre directoris. ```bash ln original.txt enllaç_dur.txt ``` - Si s'esborra l'original, l'enllaç dur continua funcionant. - Tots dos noms comparteixen el mateix inode (mateixes dades, mateixos permisos). ### 6.2 Enllaç simbòlic (*symlink*) És com una drecera: un fitxer especial que conté el **camí** al fitxer original. ```bash ln -s /ruta/original.txt enllaç_simb.txt ls -l enllaç_simb.txt # lrwxrwxrwx 1 ramon users ... enllaç_simb.txt -> /ruta/original.txt ``` - Si s'esborra l'original, l'enllaç queda **trencat** (*dangling link*). - Pot apuntar a directoris i a fitxers en altres sistemes de fitxers. ## 7. Eines de gestió ### 7.1 Informació i estat ```bash stat fitxer.txt # Informació detallada (inode, permisos, temps...) file fitxer.txt # Tipus de fitxer (text, binari, ELF...) ls -li # Llista amb número d'inode df -h # Espai lliure per partició du -sh /home/ramon/ # Mida total d'un directori lsblk # Dispositius de bloc i particions blkid # UUID i tipus de cada partició ``` ### 7.2 Crear i gestionar sistemes de fitxers ```bash mkfs.ext4 /dev/sdb1 # Formata com ext4 mkfs.xfs /dev/sdb1 # Formata com XFS mkfs.vfat -F32 /dev/sdb1 # Formata com FAT32 fsck /dev/sdb1 # Comprova i repara errors e2fsck -f /dev/sdb1 # Comprova ext2/3/4 en profunditat tune2fs -l /dev/sda1 # Mostra paràmetres del superbloc (ext) ``` ## 8. [Journaling](https://proferamon.com/tic/journalctl.html) El **journaling** és un mecanisme que registra els canvis pendents en un diari (*journal*) abans d'aplicar-los al disc. Si el sistema falla a mig escriure, el journal permet recuperar un estat coherent en la pròxima arrencada, sense fer una comprovació completa del disc. Sistemes de fitxers amb journaling: **ext3**, **ext4**, **XFS**, **NTFS**. ## 9. Quotes de disc Permeten limitar l'espai que pot usar cada usuari o grup. ```bash quotacheck -cug /home # Inicialitza les quotes edquota -u ramon # Edita les quotes de l'usuari ramon repquota /home # Mostra l'ús actual de quotes ``` ## 10. Resum | Concepte | Descripció breu | |---|---| | **Inode** | Metadades d'un fitxer (sense el nom) | | **Bloc** | Unitat mínima d'emmagatzematge en disc | | **Superbloc** | Informació global del sistema de fitxers | | **Muntatge** | Integrar un dispositiu a l'arbre de directoris | | **Journaling** | Registre de canvis per evitar corrupció | | **Hard link** | Nom addicional per al mateix inode | | **Symlink** | Drecera que apunta a un camí | | **FHS** | Estàndard de l'estructura de directoris Linux | #### Versions d'aquest document + HTML - [sistemes_fitxers.html](https://proferamon.com/tic/sistemes_fitxers.html) + PDF - [sistemes_fitxers.pdf](https://proferamon.com/tic/docs/sistemes_fitxers.pdf) + ODT - [sistemes_fitxers.odt](https://proferamon.com/tic/odt/sistemes_fitxers.odt) + MD - [sistemes_fitxers.md](https://proferamon.com/tic/md/sistemes_fitxers.md) [Domini Públic (CC0)](https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.ca)