# Architecture du système de fichiers Linux

Guide complet pour comprendre l'organisation des dossiers sur un système Linux (Debian, Ubuntu, etc.).

## Table des matières

1. [Vue d'ensemble](#1-vue-densemble)
2. [Arborescence de base](#2-arborescence-de-base)
3. [Dossiers systèmes essentiels](#3-dossiers-systèmes-essentiels)
4. [Dossiers de données](#4-dossiers-de-données)
5. [Dossiers temporaires](#5-dossiers-temporaires)
6. [Cas pratiques](#6-cas-pratiques)
7. [Mémo rapide](#7-mémo-rapide)

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## 1. Vue d'ensemble

### Le principe UNIX : "Tout est fichier"

Sous Linux, **tout est représenté comme un fichier** :
- Les vrais fichiers (documents, images)
- Les dossiers (fichiers spéciaux)
- Les périphériques (disques, clavier, souris)
- Les processus en cours
- Les connexions réseau

### Hiérarchie FHS (Filesystem Hierarchy Standard)

Linux suit une convention appelée **FHS** qui définit où mettre quoi.

**Analogie avec une maison :**
- `/` → La maison entière (racine)
- `/home` → Les chambres des habitants
- `/etc` → Le tableau électrique et les plans
- `/var` → Le garage et la cave (stockage variable)
- `/tmp` → La corbeille (temporaire)
- `/usr` → Les communs (salon, cuisine)

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## 2. Arborescence de base

```
/                        ← Racine (root) du système
├── bin/                 → Commandes de base (ls, cp, cat)
├── boot/                → Fichiers de démarrage (kernel)
├── dev/                 → Périphériques (disques, USB)
├── etc/                 → Fichiers de configuration
├── home/                → Dossiers personnels des utilisateurs
│   ├── alice/
│   ├── bob/
│   └── debian/
├── lib/                 → Bibliothèques système
├── media/               → Points de montage auto (USB, CD)
├── mnt/                 → Points de montage manuels
├── opt/                 → Logiciels optionnels (tiers)
├── proc/                → Informations sur les processus (virtuel)
├── root/                → Dossier personnel de l'utilisateur root
├── run/                 → Données runtime (PID, sockets)
├── sbin/                → Commandes d'administration système
├── srv/                 → Données des services (web, ftp)
├── sys/                 → Informations système (virtuel)
├── tmp/                 → Fichiers temporaires
├── usr/                 → Applications et utilitaires utilisateur
│   ├── bin/             → Commandes utilisateur
│   ├── lib/             → Bibliothèques
│   ├── local/           → Logiciels installés localement
│   └── share/           → Données partagées (docs, icônes)
└── var/                 → Données variables (logs, caches)
    ├── cache/           → Caches applicatifs
    ├── lib/             → Données d'état (bases de données)
    ├── log/             → Logs système et applicatifs
    ├── mail/            → Boîtes mail
    ├── spool/           → Files d'attente (impression, mail)
    └── tmp/             → Temporaire persistant entre reboots
```

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## 3. Dossiers systèmes essentiels

### `/etc` - Configuration

**Rôle :** Contient **tous** les fichiers de configuration du système et des applications.

**Exemples importants :**

| Fichier/Dossier | Rôle |
|----------------|------|
| `/etc/passwd` | Liste des utilisateurs du système |
| `/etc/group` | Liste des groupes d'utilisateurs |
| `/etc/hostname` | Nom de la machine |
| `/etc/hosts` | Résolution DNS locale |
| `/etc/fstab` | Points de montage des disques |
| `/etc/crontab` | Tâches planifiées système |
| `/etc/ssh/` | Configuration du serveur SSH |
| `/etc/nginx/` | Configuration Nginx |
| `/etc/fail2ban/` | Configuration Fail2ban |
| `/etc/systemd/` | Services systemd |

**Commande utile :**
```bash
# Trouver tous les fichiers de config modifiés récemment
find /etc -type f -mtime -7
```

**⚠️ Attention :**
- Toujours faire une backup avant modification
- Les droits sont stricts (souvent root uniquement)

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### `/var` - Données variables

**Rôle :** Contient les données qui **changent fréquemment** pendant le fonctionnement du système.

**Sous-dossiers importants :**

#### `/var/log` - Logs

**Les plus courants :**

| Fichier | Contenu |
|---------|---------|
| `/var/log/syslog` | Logs système généraux (Debian/Ubuntu) |
| `/var/log/auth.log` | Authentifications (SSH, sudo) |
| `/var/log/kern.log` | Messages du kernel |
| `/var/log/fail2ban.log` | Logs Fail2ban |
| `/var/log/nginx/` | Logs Nginx (access.log, error.log) |
| `/var/log/apache2/` | Logs Apache |

**Commandes utiles :**
```bash
# Voir les logs système
sudo tail -f /var/log/syslog

# Voir les tentatives SSH
sudo grep "Failed password" /var/log/auth.log

# Taille des logs
sudo du -sh /var/log
```

#### `/var/lib` - Données d'état des applications

**Exemples :**

| Dossier | Contenu |
|---------|---------|
| `/var/lib/docker/` | Images, conteneurs, volumes Docker |
| `/var/lib/mysql/` | Bases de données MySQL |
| `/var/lib/postgresql/` | Bases de données PostgreSQL |
| `/var/lib/apt/` | État des paquets APT |

**Commande utile :**
```bash
# Voir ce qui prend de la place dans /var/lib
sudo du -sh /var/lib/* | sort -h | tail -10
```

#### `/var/cache` - Caches

**Exemples :**

| Dossier | Contenu |
|---------|---------|
| `/var/cache/apt/` | Paquets .deb téléchargés |
| `/var/cache/nginx/` | Cache Nginx |

**Nettoyage :**
```bash
# Nettoyer le cache APT
sudo apt clean

# Voir la taille
sudo du -sh /var/cache/apt
```

#### `/var/spool` - Files d'attente

**Exemples :**

| Dossier | Contenu |
|---------|---------|
| `/var/spool/cron/` | Tâches cron des utilisateurs |
| `/var/spool/mail/` | Mails en attente |

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### `/home` - Dossiers personnels

**Rôle :** Un sous-dossier par utilisateur pour ses fichiers personnels.

**Structure typique :**
```
/home/debian/
├── .bashrc              → Config du shell bash
├── .ssh/                → Clés SSH
│   ├── id_rsa
│   ├── id_rsa.pub
│   └── authorized_keys
├── Documents/
├── Downloads/
└── projects/
```

**Commandes utiles :**
```bash
# Aller dans votre home
cd ~
# ou
cd $HOME

# Voir tous les fichiers cachés (commencent par .)
ls -la ~

# Taille de votre home
du -sh ~
```

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### `/tmp` - Fichiers temporaires

**Rôle :** Stockage temporaire, **vidé au redémarrage** (sur la plupart des systèmes).

**Caractéristiques :**
- Accessible en écriture par tous les utilisateurs
- Nettoyé automatiquement
- Parfois monté en RAM (tmpfs) pour plus de rapidité

**Commandes utiles :**
```bash
# Créer un fichier temporaire
mktemp

# Voir la taille de /tmp
df -h /tmp

# Nettoyer manuellement (⚠️ peut casser des apps en cours)
sudo rm -rf /tmp/*
```

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### `/usr` - Applications utilisateur

**Rôle :** Contient les programmes et bibliothèques installés par le système de paquets.

**Sous-dossiers :**

| Dossier | Contenu |
|---------|---------|
| `/usr/bin/` | Commandes utilisateur (git, python, vim) |
| `/usr/sbin/` | Commandes admin (iptables, systemctl) |
| `/usr/lib/` | Bibliothèques partagées (.so) |
| `/usr/share/` | Données partagées (docs, man pages, icônes) |
| `/usr/local/` | Logiciels installés manuellement (hors paquets) |

**Commandes utiles :**
```bash
# Où se trouve une commande ?
which python3
# → /usr/bin/python3

# Taille de /usr
du -sh /usr
```

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### `/opt` - Logiciels optionnels

**Rôle :** Logiciels tiers installés manuellement (pas via apt/yum).

**Exemples :**
- `/opt/google/chrome/`
- `/opt/nodejs/`
- `/opt/myapp/`

**Convention :** Chaque logiciel dans son propre dossier.

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### `/srv` - Données des services

**Rôle :** Données servies par le système (sites web, FTP, etc.).

**Exemples :**
- `/srv/www/` → Sites web
- `/srv/ftp/` → Serveur FTP
- `/srv/git/` → Dépôts Git

**Note :** Peu utilisé en pratique, beaucoup préfèrent `/var/www/` ou `/home/user/`.

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## 4. Dossiers de données

### `/root` - Dossier de l'admin

**Rôle :** Dossier personnel de l'utilisateur `root` (super-admin).

**⚠️ Important :**
- Séparé de `/home` pour raisons de sécurité
- Accessible uniquement par root
- Contient souvent des scripts d'admin

```bash
# Passer en root
sudo su -

# Voir où vous êtes
pwd
# → /root
```

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### `/boot` - Démarrage système

**Rôle :** Fichiers nécessaires au démarrage (kernel, initramfs).

**Contenu typique :**
```
/boot/
├── vmlinuz-5.10.0-21-amd64    → Kernel Linux
├── initrd.img-5.10.0-21-amd64 → RAM disk initial
└── grub/                       → Bootloader GRUB
```

**⚠️ Attention :**
- Souvent une petite partition (200-500 MB)
- Peut se remplir avec de vieux kernels

**Nettoyage :**
```bash
# Voir les kernels installés
dpkg --list | grep linux-image

# Supprimer les anciens (apt le fait automatiquement)
sudo apt autoremove
```

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## 5. Dossiers temporaires

### `/run` - Runtime

**Rôle :** Informations **runtime** du système (PID, sockets).

**Caractéristiques :**
- Créé au démarrage, vidé au reboot
- Monté en RAM (tmpfs)
- Remplace l'ancien `/var/run`

**Exemples :**
```
/run/
├── systemd/          → État systemd
├── docker.sock       → Socket Docker
├── user/1000/        → Session utilisateur ID 1000
└── lock/             → Fichiers de verrou
```

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### `/proc` et `/sys` - Systèmes de fichiers virtuels

**Rôle :** Interfaces vers le kernel (pas de vrais fichiers sur disque).

#### `/proc` - Informations sur les processus

**Exemples :**
```bash
# Infos CPU
cat /proc/cpuinfo

# Infos mémoire
cat /proc/meminfo

# Processus en cours
ls /proc
# → 1/ 2/ 3/ ... (PIDs)

# Infos sur un processus
cat /proc/1234/cmdline
```

#### `/sys` - Informations hardware

**Exemples :**
```bash
# Infos réseau
ls /sys/class/net/
# → eth0 lo wlan0

# Température CPU (si disponible)
cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp
```

---

## 6. Cas pratiques

### Cas 1 : Chercher un fichier de configuration

**Problème :** Vous voulez modifier la config de SSH.

**Solution :**
```bash
# Chercher dans /etc
find /etc -name "*ssh*"
# → /etc/ssh/sshd_config

# Éditer
sudo nano /etc/ssh/sshd_config

# Redémarrer le service
sudo systemctl restart ssh
```

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### Cas 2 : Analyser les logs d'une application

**Problème :** Votre application web plante.

**Solution :**
```bash
# Logs Nginx
sudo tail -f /var/log/nginx/error.log

# Logs système
sudo journalctl -u nginx -n 50

# Logs applicatifs (selon l'app)
sudo tail -f /var/log/myapp/error.log
```

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### Cas 3 : Le disque est plein

**Diagnostic :**
```bash
# 1. Identifier le disque plein
df -h

# 2. Trouver les gros dossiers à la racine
sudo du -sh /* | sort -h | tail -10

# 3. Si c'est /var (courant)
sudo du -sh /var/* | sort -h | tail -10

# 4. Si c'est /var/log
sudo du -sh /var/log/* | sort -h | tail -10

# 5. Nettoyer les vieux logs
sudo journalctl --vacuum-size=500M
```

**Coupables courants :**
- `/var/log/` → Logs trop volumineux
- `/var/lib/docker/` → Images Docker
- `/var/cache/apt/` → Cache de paquets
- `/tmp/` → Fichiers temporaires oubliés

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### Cas 4 : Où installer un logiciel manuel ?

**Options :**

| Emplacement | Quand l'utiliser |
|-------------|------------------|
| `/usr/local/bin/` | Binaires manuels (disponibles globalement) |
| `/opt/myapp/` | Application complète avec ses dépendances |
| `~/bin/` ou `~/.local/bin/` | Scripts personnels (utilisateur uniquement) |

**Exemple :**
```bash
# Installer un script global
sudo cp mon-script.sh /usr/local/bin/mon-script
sudo chmod +x /usr/local/bin/mon-script

# Installer une app complète
sudo mkdir -p /opt/myapp
sudo cp -r myapp/* /opt/myapp/
sudo ln -s /opt/myapp/bin/myapp /usr/local/bin/myapp
```

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### Cas 5 : Trouver où une application stocke ses données

**Pistes :**

1. **Configuration :** `/etc/[nom-app]/`
2. **Données :** `/var/lib/[nom-app]/`
3. **Logs :** `/var/log/[nom-app]/`
4. **Cache :** `/var/cache/[nom-app]/`

**Exemple avec Docker :**
```bash
# Config (rare, Docker utilise peu /etc)
ls /etc/docker/

# Données (images, conteneurs)
sudo du -sh /var/lib/docker

# Logs des conteneurs
sudo ls /var/lib/docker/containers/
```

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## 7. Mémo rapide

### Tableau récapitulatif

| Dossier | Rôle | Exemple |
|---------|------|---------|
| `/` | Racine du système | Point de départ de tout |
| `/etc` | **Config**urations | `/etc/nginx/nginx.conf` |
| `/var` | Données **var**iables | `/var/log/syslog` |
| `/var/log` | **Logs** système/apps | `/var/log/auth.log` |
| `/var/lib` | **État** des apps | `/var/lib/docker/` |
| `/home` | Dossiers **utilisateurs** | `/home/debian/` |
| `/tmp` | **Temporaire** (vidé au reboot) | `/tmp/fichier-temp` |
| `/usr` | **Applications** système | `/usr/bin/python3` |
| `/usr/local` | Apps installées **manuellement** | `/usr/local/bin/mon-script` |
| `/opt` | Apps **tierces** | `/opt/google/chrome/` |
| `/root` | Dossier de **root** (admin) | `/root/.bashrc` |
| `/boot` | Fichiers de **démarrage** | `/boot/vmlinuz` |
| `/srv` | Données **servies** | `/srv/www/` |
| `/run` | Infos **runtime** (RAM) | `/run/docker.sock` |
| `/proc` | Infos **processus** (virtuel) | `/proc/cpuinfo` |
| `/sys` | Infos **hardware** (virtuel) | `/sys/class/net/` |

---

### Commandes essentielles

```bash
# Naviguer
cd /var/log           # Aller dans un dossier
pwd                   # Voir où je suis
ls -la                # Lister avec fichiers cachés

# Explorer
tree /etc -L 2        # Arborescence (2 niveaux)
find /etc -name "*.conf"  # Trouver des fichiers

# Analyser l'espace
df -h                 # Espace des disques
du -sh /var/*         # Taille des dossiers
ncdu /var             # Navigateur interactif

# Permissions
ls -l fichier         # Voir les permissions
sudo chown user:group fichier  # Changer propriétaire
sudo chmod 644 fichier         # Changer permissions
```

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### Checklist : "Où mettre mes fichiers ?"

| Type de fichier | Emplacement |
|----------------|-------------|
| Configuration d'une app | `/etc/[app]/` |
| Script personnel | `~/bin/` ou `~/.local/bin/` |
| Script global | `/usr/local/bin/` |
| Application manuelle | `/opt/[app]/` |
| Site web | `/var/www/` ou `/srv/www/` |
| Base de données | `/var/lib/[db]/` |
| Logs applicatifs | `/var/log/[app]/` |
| Cache applicatif | `/var/cache/[app]/` |
| Fichier temporaire | `/tmp/` |
| Backup | `/var/backups/` ou `/home/[user]/backups/` |

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## Ressources complémentaires

**Standards officiels :**
- [FHS (Filesystem Hierarchy Standard)](https://refspecs.linuxfoundation.org/FHS_3.0/fhs-3.0.pdf)

**Commandes utiles :**
```bash
# Arbre complet du système (attention, très long)
tree / -L 2

# Pages de manuel
man hier      # Hiérarchie du filesystem
man file      # Types de fichiers

# Infos disque
lsblk         # Liste des disques et partitions
mount         # Points de montage actifs
```

**Outils recommandés :**
- `ncdu` : Navigateur d'espace disque interactif
- `tree` : Affichage en arbre
- `htop` : Monitoring incluant infos filesystem