Le format d'archive .tar.xz est un format de fichier d'archive compressé qui combine l'utilitaire tar (Tape Archive) avec l'algorithme de compression xz. Il est couramment utilisé dans les systèmes d'exploitation de type Unix pour le stockage et la distribution efficaces de fichiers et de répertoires. Le format fournit des taux de compression élevés tout en maintenant l'intégrité des données, ce qui en fait un choix idéal pour l'archivage de grands ensembles de données, de progiciels et de sauvegardes système.
À la base, le format .tar.xz se compose de deux composants principaux : l'archive tar et la compression xz. L'utilitaire tar est chargé de regrouper plusieurs fichiers et répertoires dans un seul fichier, en préservant la structure et les métadonnées des fichiers d'origine. Il fonctionne en concaténant le contenu de chaque fichier et en ajoutant un en-tête qui contient des informations telles que les autorisations de fichier, la propriété et les horodatages. L'archive tar résultante est un fichier non compressé avec une extension .tar.
Une fois l'archive tar créée, l'algorithme de compression xz est appliqué pour réduire davantage la taille du fichier. La compression xz est basée sur l'algorithme de compression LZMA2 (Lempel-Ziv-Markov chain Algorithm 2), qui est connu pour ses taux de compression élevés et sa vitesse de décompression efficace. LZMA2 utilise une combinaison de techniques de compression de dictionnaire et d'encodage de plage pour obtenir des performances de compression supérieures à celles d'autres algorithmes comme gzip ou bzip2.
La compression xz fonctionne en analysant les données d'entrée et en identifiant les motifs répétés. Il remplace ensuite ces motifs par des références à un dictionnaire, qui est construit dynamiquement au fur et à mesure que la compression progresse. Le dictionnaire est stocké avec les données compressées, ce qui permet une décompression efficace ultérieurement. LZMA2 utilise également une étape d'encodage de plage, qui attribue des séquences de bits plus courtes aux symboles les plus fréquents, réduisant ainsi davantage la taille globale du fichier.
L'un des principaux avantages du format .tar.xz est sa capacité à gérer efficacement les fichiers volumineux. L'algorithme de compression xz est conçu pour fonctionner correctement avec des fichiers de plusieurs gigaoctets, voire de téraoctets. Il y parvient en traitant les données d'entrée en blocs plus petits, généralement de 1 à 4 Mo chacun, et en les compressant indépendamment. Cette approche permet une meilleure gestion de la mémoire et une décompression plus rapide, car seuls les blocs requis doivent être chargés en mémoire à la fois.
Un autre avantage du format .tar.xz est sa flexibilité en termes de niveau de compression et de paramètres. L'utilitaire xz fournit plusieurs niveaux de compression prédéfinis, allant de 0 (aucune compression) à 9 (compression maximale). Des niveaux de compression plus élevés entraînent des tailles de fichiers plus petites, mais nécessitent plus de ressources de calcul et de temps pendant la compression. Les utilisateurs peuvent également affiner divers paramètres, tels que la taille du dictionnaire et le nombre de threads de processeur à utiliser, pour optimiser le processus de compression en fonction de leurs besoins spécifiques.
Le format .tar.xz inclut également des contrôles d'intégrité pour garantir la fiabilité des données compressées. Par défaut, xz ajoute une somme de contrôle CRC-64 à chaque bloc compressé, permettant la détection de la corruption des données pendant le stockage ou la transmission. De plus, le format prend en charge les contrôles d'intégrité facultatifs pour l'ensemble de l'archive, tels que les sommes de contrôle SHA-256 ou SHA-512, qui peuvent être utilisées pour vérifier l'intégrité de l'archive téléchargée ou transférée.
Pour créer une archive .tar.xz, on utilise généralement l'utilitaire tar avec l'option -J ou --xz, suivie du niveau de compression souhaité (par exemple, -9 pour une compression maximale). Par exemple, la commande `tar -cJf archive.tar.xz directory/` crée une archive compressée du répertoire spécifié. Pour extraire le contenu d'une archive .tar.xz, la commande `tar -xJf archive.tar.xz` peut être utilisée, qui détecte automatiquement le format de compression et extrait les fichiers.
En termes de compatibilité, le format .tar.xz est largement pris en charge sur différents systèmes d'exploitation et outils logiciels. La plupart des systèmes de type Unix modernes, y compris les distributions Linux et macOS, ont une prise en charge intégrée pour la création et l'extraction d'archives .tar.xz. Les utilisateurs de Windows peuvent utiliser des outils tiers comme 7-Zip ou WinRAR pour gérer les fichiers .tar.xz. De nombreuses bibliothèques de compression populaires, telles que libarchive et XZ Utils, fournissent des API et des utilitaires de ligne de commande pour travailler avec les archives .tar.xz par programmation.
Le format .tar.xz a gagné en popularité dans la communauté open source en raison de ses excellents taux de compression et de sa large compatibilité. Il est couramment utilisé pour distribuer du code source, des progiciels et des images système. De nombreuses distributions Linux, telles qu'Arch Linux et Fedora, utilisent .tar.xz comme format de paquet par défaut. Le format est également utilisé dans diverses solutions de sauvegarde et scénarios d'archivage de données.
En conclusion, le format d'archive .tar.xz combine l'utilitaire tar pour regrouper des fichiers et des répertoires avec l'algorithme de compression xz pour une compression efficace. Il offre des taux de compression élevés, une gestion efficace des fichiers volumineux et des contrôles d'intégrité intégrés. Le format est largement pris en charge sur différentes plates-formes et est devenu un choix populaire pour l'archivage et la distribution de données dans des environnements de type Unix. Comprendre le format .tar.xz est essentiel pour les administrateurs système, les développeurs et les utilisateurs qui travaillent régulièrement avec des archives compressées.
La compression de fichiers réduit la redondance afin que la même information prenne moins de bits. La limite supérieure de ce que vous pouvez faire est régie par la théorie de l'information : pour la compression sans perte, la limite est l'entropie de la source (voir le théorème de codage de source et son article original de 1948 « Une théorie mathématique de la communication »). Pour la compression avec perte, le compromis entre le débit et la qualité est capturé par la théorie du débit-distorsion.
La plupart des compresseurs ont deux étapes. Premièrement, un modèle prédit ou expose la structure des données. Deuxièmement, un codeur transforme ces prédictions en modèles de bits quasi optimaux. Une famille de modélisation classique est Lempel-Ziv : LZ77 (1977) et LZ78 (1978) détectent les sous-chaînes répétées et émettent des références au lieu d'octets bruts. Du côté du codage, le codage de Huffman (voir l'article original de 1952) attribue des codes plus courts aux symboles les plus probables. Le codage arithmétique et le codage par plage sont des alternatives plus fines qui se rapprochent de la limite de l'entropie, tandis que les systèmes de numération asymétriques (ANS) modernes permettent une compression similaire avec des implémentations rapides basées sur des tables.
DEFLATE (utilisé par gzip, zlib et ZIP) combine LZ77 avec le codage de Huffman. Ses spécifications sont publiques : DEFLATE RFC 1951, wrapper zlib RFC 1950, et format de fichier gzip RFC 1952. Gzip est conçu pour le streaming et explicitement ne tente pas de fournir un accès aléatoire. Les images PNG normalisent DEFLATE comme leur seule méthode de compression (avec une fenêtre maximale de 32 Kio), conformément à la spécification PNG « Méthode de compression 0… dégonfler/gonfler… au plus 32768 octets » et W3C/ISO PNG 2e édition.
Zstandard (zstd) : un compresseur polyvalent plus récent conçu pour des taux de compression élevés avec une décompression très rapide. Le format est documenté dans la RFC 8878 (également miroir HTML) et la spécification de référence sur GitHub. Comme gzip, la trame de base ne vise pas l'accès aléatoire. L'un des superpouvoirs de zstd réside dans les dictionnaires : de petits échantillons de votre corpus qui améliorent considérablement la compression sur de nombreux fichiers minuscules ou similaires (voir la documentation du dictionnaire python-zstandard et l'exemple pratique de Nigel Tao). Les implémentations acceptent à la fois les dictionnaires « non structurés » et « structurés » (discussion).
Brotli : optimisé pour le contenu Web (par exemple, les polices WOFF2, HTTP). Il mélange un dictionnaire statique avec un noyau d'entropie+LZ de type DEFLATE. La spécification est la RFC 7932, qui note également une fenêtre glissante de 2WBITS−16 avec WBITS dans [10, 24] (1 Kio−16 B jusqu'à 16 Mio−16 B) et qu'il ne tente pas d'accès aléatoire. Brotli surpasse souvent gzip sur le texte Web tout en décodant rapidement.
Conteneur ZIP : ZIP est une archive de fichiers qui peut stocker des entrées avec diverses méthodes de compression (deflate, store, zstd, etc.). La norme de facto est l'APPNOTE de PKWARE (voir le portail APPNOTE, une copie hébergée, et les aperçus de la LC Format de fichier ZIP (PKWARE) / ZIP 6.3.3).
LZ4 vise la vitesse brute avec des ratios modestes. Voir sa page de projet (« compression extrêmement rapide ») et son format de trame. Il est idéal pour les caches en mémoire, la télémétrie ou les chemins d'accès très sollicités où la décompression doit être proche de la vitesse de la RAM.
XZ / LZMA visent la densité (excellents ratios) avec une compression relativement lente. XZ est un conteneur ; le gros du travail est généralement effectué par LZMA/LZMA2 (modélisation de type LZ77 + codage par plage). Voir le format de fichier .xz, la spécification LZMA (Pavlov), et les notes du noyau Linux sur XZ Embedded. XZ surcompresse généralement gzip et rivalise souvent avec les codecs modernes à haut ratio, mais avec des temps d'encodage plus lents.
bzip2 applique la transformée de Burrows-Wheeler (BWT), move-to-front, RLE et le codage de Huffman. Il est généralement plus petit que gzip mais plus lent ; voir le manuel officiel et les pages de manuel (Linux).
La « taille de la fenêtre » est importante. Les références DEFLATE ne peuvent remonter que de 32 Kio (RFC 1951 et la limite de 32 Kio de PNG notée ici). La fenêtre de Brotli va d'environ 1 Kio à 16 Mio (RFC 7932). Zstd ajuste la fenêtre et la profondeur de recherche par niveau (RFC 8878). Les flux de base gzip/zstd/brotli sont conçus pour un décodage séquentiel ; les formats de base ne promettent pas d'accès aléatoire, bien que des conteneurs (par exemple, des index tar, un tramage en morceaux ou des index spécifiques au format) puissent l'ajouter.
Les formats ci-dessus sont sans perte : vous pouvez reconstruire les octets exacts. Les codecs multimédias sont souvent avec perte : ils suppriment les détails imperceptibles pour atteindre des débits binaires inférieurs. Dans les images, le JPEG classique (DCT, quantification, codage entropique) est normalisé dans ITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1. En audio, MP3 (MPEG-1 Layer III) et AAC (MPEG-2/4) reposent sur des modèles perceptuels et des transformées MDCT (voir ISO/IEC 11172-3, ISO/IEC 13818-7, et un aperçu de la MDCT ici). Avec et sans perte peuvent coexister (par exemple, PNG pour les ressources de l'interface utilisateur ; codecs Web pour les images/vidéo/audio).
Théorie : Shannon 1948 · Débit-distorsion · Codage : Huffman 1952 · Codage arithmétique · Codage par plage · ANS. Formats : DEFLATE · zlib · gzip · Zstandard · Brotli · Trame LZ4 · Format XZ. Pile BWT : Burrows–Wheeler (1994) · manuel bzip2. Médias : JPEG T.81 · MP3 ISO/IEC 11172-3 · AAC ISO/IEC 13818-7 · MDCT.
Conclusion : choisissez un compresseur qui correspond à vos données et à vos contraintes, mesurez sur des entrées réelles et n'oubliez pas les gains des dictionnaires et du tramage intelligent. Avec la bonne combinaison, vous pouvez obtenir des fichiers plus petits, des transferts plus rapides et des applications plus réactives, sans sacrifier la correction ou la portabilité.
La compression de fichiers est un processus qui réduit la taille d'un fichier ou de fichiers, généralement pour économiser de l'espace de stockage ou accélérer la transmission sur un réseau.
La compression de fichiers fonctionne en identifiant et en supprimant les redondances dans les données. Elle utilise des algorithmes pour encoder les données originales dans un espace plus petit.
Les deux types principaux de compression de fichiers sont la compression sans perte et la compression avec pertes. La compression sans perte permet de restaurer parfaitement le fichier original, tandis que la compression avec pertes permet une réduction de taille plus significative au détriment de la perte de qualité des données.
Un exemple populaire d'un outil de compression de fichiers est WinZip, qui prend en charge de multiples formats de compression dont ZIP et RAR.
Avec la compression sans perte, la qualité reste inchangée. Cependant, avec la compression avec pertes, il peut y avoir une diminution notable de la qualité car elle élimine les données moins importantes pour réduire de manière plus significative la taille du fichier.
Oui, la compression de fichiers est sûre en termes d'intégrité des données, surtout avec la compression sans perte. Cependant, comme tout fichier, les fichiers compressés peuvent être ciblés par des logiciels malveillants ou des virus, il est donc toujours important d'avoir un logiciel de sécurité de confiance en place.
Presque tous les types de fichiers peuvent être compressés, y compris les fichiers texte, images, audio, vidéo, et les fichiers logiciels. Cependant, le niveau de compression réalisable peut varier considérablement selon les types de fichiers.
Un fichier ZIP est un type de format de fichier qui utilise la compression sans perte pour réduire la taille d'un ou de plusieurs fichiers. Plusieurs fichiers dans un fichier ZIP sont effectivement regroupés en un seul fichier, ce qui facilite également le partage.
Techniquement, oui, bien que la réduction de taille supplémentaire puisse être minime voire contre-productive. Compresser un fichier déjà compressé peut parfois augmenter sa taille en raison des métadonnées ajoutées par l'algorithme de compression.
Pour décompresser un fichier, il vous faut généralement un outil de décompression ou de dézippage, comme WinZip ou 7-Zip. Ces outils peuvent extraire les fichiers originaux à partir du format compressé.