Módulo: Implantación de Sistemas Operativos

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1 IES Ingeniero de la Cierva - Universidad de Murcia Proyecto Universidad-Secundaria Incorporación de contenidos de programación paralela en la rama de tecnologías informáticas Módulo: Implantación de Sistemas Operativos Título: ASIR, Administración de Sistemas Informáticos en Red Boletín de Prácticas Supervisión del rendimiento del sistema Curso 2014/2015

2 Índice 1. Introducción 2 2. Objetivos 2 3. Órdenes utilizadas 2 4. Control y gestión de la CPU La orden uptime La orden pstree La orden ps La orden top La orden mpstat La orden w La orden ulimit Número nice y prioridad de procesos Envío de señales a procesos Procesos por lotes Control y gestión de la memoria La orden vmstat Espacio para paginación Control y gestión de los sistemas de ficheros La orden df La orden du Ejercicios 12 1

3 1. Introducción Es muy importante tener información esencial del rendimiento del sistema: procesos en ejecución, cantidad de memoria disponible, espacio disponible en disco, número de particiones, etc. La eficiencia de un sistema en un momento concreto es el resultado de la demanda total de los recursos, y de como trata el sistema los procesos que demandan estos recursos. Los problemas de rendimiento pueden ser debidos a muchas causas, incluyendo la falta de recursos y el control ineficiente de los que disponemos Como administradores del sistema tenemos que ser capaces de controlar el rendimiento del sistema de una manera eficiente, detectar posibles problemas que aparezcan, y, si fuese posible, solucionarlos. 2. Objetivos Al finalizar este boletín vamos a ser capaces de: Controlar del uso de la CPU: qué procesos están en ejecución, carga media del sistema, porcentaje de uso de la CPU, etc. Priorizar la ejecución de los procesos, asignando para ellos diferentes valores de prioridades. Enviar señales a los procesos en ejecución: terminarlos, finalizarlos, etc. Limitar algunas de las acciones que se pueden realizar en un intérprete de órdenes (número máximo de procesos en ejecución, número máximo de ficheros abiertos, etc.). Programar tareas para que se ejecuten en un momento concreto, o programar tareas para que se ejecuten con una cierta periodicidad. Controlar el uso de la memoria: cantidad de memoria RAM ocupada o libre, cantidad de la memoria de intercambio ocupada o libre, cantidad de memoria usada por un proceso, etc. Controlar el espacio usado en un sistema de ficheros, o bien el espacio disponible. Número de ficheros creados en un sistema de ficheros y cuántos hay disponibles. 3. Órdenes utilizadas Las órdenes que vamos a usar son: uptime pstree ps top mpstat vmtat w ulimit nice y renice kill y killall free mkswap, swapon, etc. df y du 2

4 4. Control y gestión de la CPU En esta sección de este boletín nos vamos a centrar en el control de la CPU como principal recurso del sistema La orden uptime La orden uptime muestra la hora actual, cuánto tiempo lleva en marcha el sistema, el número de terminales de usuario abiertas, y la carga media del sistema en forma de número promedio de procesos en los últimos 1, 5 y 15 minutos. Los procesos que se tienen en cuenta son tanto los que están en estado ejecutable (estado R), es decir, en ejecución o listo, como los que están en estado de bloqueado no interrumpible a la espera una operación de E/S de corta duración (estado D). # uptime 18:00:41 up 3 min, 1 users, load average: 1.53, 0.97, La orden pstree La orden pstree muestra los procesos del sistema en una estructura de árbol que es muy útil para poder observar las relaciones padre-hijo entre ellos, comenzando por el ancestro de todos, el proceso systemd. En el formato en que se muestra esta información, cuando existen varios procesos idénticos, hijos del mismo padre, en lugar de repetir la rama de árbol, se simplifica la notación, colocándose una sola rama con el nombre del proceso entre corchetes junto al contador de repeticiones. Los threads que se crean desde un proceso se muestran como una rama a partir de la del proceso creador, con el nombre del proceso entre llaves junto al contador de repeticiones. En siguiente ejemplo, vemos que el proceso systemd tiene, entre otros, 2 procesos hijos idénticos, de nombre abrt-watch- log. Por otro lado, se observa que el proceso accounts-daemon genera durante su ejecución 4 threads. systemd---+-networkmanager-+-chclient -2*[abrt-watch-log] -abrtd -accounts-daemon--4*[{accounts-daemon}] La orden ps La orden ps muestra información de la actividad de los procesos en ejecución. Si no añadimos ningún parámetro, ps mostrará los procesos del usuario actual. Los parámetros más básicos son los siguientes: -a: Lista los procesos de todos los usuarios. -u: Lista información del proceso como, por ejemplo, el usuario que lo está ejecutando, la utilización de CPU y memoria, etc. -x: Lista procesos de todas las terminales y usuarios. -l: Muestra información que incluye el UID y el valor nice (ver sección 4.8). Algunos de los datos más importantes que nos muestra por cada proceso son: USER: usuario que lanzó el programa. PID: identificador del proceso. 3

5 PPID: identificador del proceso padre. %CPU: porcentaje entre el tiempo usado realmente y el que lleva en ejecución. %MEM: fracción de memoria consumida (es una estimación). VSZ: tamaño virtual del proceso (código+datos+pila), en KB. RSS: memoria real usada, en KB. TTY: terminal asociado con el proceso. STAT: estado del proceso: R: en ejecución o listo. N: prioridad baja (valor mayor que 0). S: durmiendo. <: prioridad alta (valor menor que 0). T: parado. Z: proceso zombie. D: durmiendo ininterrumpiblemente (normalmente por E/S de corta duración). l: tiene multi-threads. +: proceso ejecutándose en primer plano La orden top La orden top proporciona una visión continuada de la actividad del procesador en tiempo real, muestra las tareas que más uso hacen de la CPU, y tiene una interfaz interactiva para manipular procesos. Las cinco primeras líneas muestran información general del sistema: Las estadísticas de la orden uptime. Estadísticas sobre los procesos del sistema (número de procesos, procesos en ejecución, durmiendo, parados o zombies). El estado actual de la CPU (porcentaje en uso por usuarios, por el sistema, por procesos con valor nice positivo (ver sección 4.8), por procesos esperando E/S, desocupada, tratando interrupciones hardware o software, en espera involuntaria por virtualización). La memoria (memoria total disponible, usada, libre, cantidad usada en buffers y en memoria caché de páginas). El espacio de swap (swap total disponible, usada y libre). Los datos de la parte inferior son en su mayoría similares a los del ps, indicando para cada proceso: Columna PR: El valor de la prioridad dinámica (ver sección 4.8). Columna NI: El valor nice, que indica la prioridad base (ver sección 4.8). Columna VIRT: La cantidad de memoria virtual que usa. Se corresponde con la columna VSZ de ps. Columna RES: La cantidad de memoria física, no intercambiada a disco, que usa. Se corresponde con la columna RSS de ps. 4

6 Columna SHR: La cantidad de memoria que podría ser potencialmente compartida con otros procesos. Columna S: El estado del proceso. Columna %CPU: El porcentaje de CPU usado durante el intervalo de actualización del top. En ps esta columna corresponde al porcentaje de tiempo que ha estado en la CPU desde que se creó el proceso. Columna %MEM: El porcentaje de memoria RAM ocupada. Columna TIME+: El total de tiempo de CPU utilizado desde que se creó. Se corresponde con la columna TIME de ps. Por defecto, el listado de los procesos se hace por orden decreciente de uso de la CPU, actualizándose la lista normalmente cada 5 segundos. Una ventaja de top respecto a ps es que top actualiza periódicamente la información que aparece por pantalla. Otra ventaja es que permite ordenar los procesos según un determinado criterio. Por ejemplo, si pulsamos M, top ordenará los procesos según la columna %MEM, es decir, según el porcentaje de memoria RAM ocupada, mientras que si pulsamos P los ordenará por consumo de CPU (columna %CPU). Una desventaja de top, sin embargo, es que no muestra información para todos los procesos en ejecución en el sistema (ya que, por lo general, hay más procesos que líneas se pueden ver en pantalla). La orden top nos puede ser muy útil para saber si hay algún proceso que puede estar afectando al rendimiento del sistema, haciendo que éste vaya anormalmente lento. La orden top permite realizar una serie de tareas sobre los procesos, como por ejemplo: Cambiar la prioridad de alguno utilizando la opción r (ver sección 4.8). Matar o enviar una señal con la opción k. Ordenarlos según diferentes criterios (por PID con N, uso de CPU con P, tiempo con T, etc.). Con n se cambia el número de procesos que se muestran. Para salir se utiliza la letra q La orden mpstat La orden mpstat muestra estadísticas del procesador (o procesadores) junto con la media global de todos los datos mostrados: CPU: número del procesador. %user: porcentaje de uso de la CPU con tareas a nivel de usuario. %nice: porcentaje de uso de la CPU con tareas a nivel de usuario con prioridad base (número nice) mayor que 0 (ver sección 4.8). %sys: porcentaje de uso de la CPU para tareas del sistema (no incluye el tratamiento de interrupciones) (modo núcleo). %iowait: porcentaje de tiempo que la CPU estaba desocupada durante el cual el sistema tiene pendientes peticiones de e/s de disco. %irq: porcentaje de tiempo que la CPU gasta con interrupciones. %soft: porcentaje de tiempo que la CPU gasta con interrupciones software. %steal: porcentaje de tiempo empleado en una espera involuntaria de una CPU virtual mientras que el hypervisor está sirviendo otro procesador virtual (temas de virtualización). 5

7 %idle: porcentaje de tiempo que la CPU estaba desocupada y el sistema no tiene peticiones de disco pendientes. intr/s: número de interrupciones por segundo recibidas por el procesador. La sintaxis sería: mpstat [intervalo] [número] donde los argumentos son: intervalo: Cada cuántos segundos debe mostrar los datos. número: Cuántos muestreos se solicitan. Ejemplo: # mpstat 10 5 Linux fc10.x86_64 (ditec.um.es) 29/04/13 13:18:46 CPU %user %nice %sys %iowait %irq %soft %steal %idle intr/s 13:18:56 all 0,02 0,00 0,02 0,05 0,02 0,00 0,00 99, ,60 13:19:06 all 0,23 0,00 0,70 0,18 0,00 0,00 0,00 98, ,30 13:19:16 all 0,02 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 99, ,50 13:19:26 all 0,00 0,00 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 99, ,20 13:19:36 all 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 100, ,90 Media: all 0,05 0,00 0,15 0,05 0,00 0,00 0,00 99, ,90 En caso de que no se le pasen argumentos, esta orden muestra la información estadística que corresponde al periodo de tiempo desde el arranque del sistema hasta el momento actual La orden w La orden w muestra quién está conectado y qué está haciendo. Entre la información mostrada encontramos: JCPU: tiempo usado por todos los procesos asociados al terminal correspondiente (incluye los procesos en background actuales, pero no los pasados). PCPU: tiempo de CPU usado por el proceso actual La orden ulimit La orden ulimit permite controlar los recursos disponibles para un shell y los procesos lanzados por ese shell. Cada shell tendrá sus restricciones, que heredarán los procesos creados desde este shell, pero, a su vez, cada uno estos procesos puede límitar aun más el uso de cada recurso. Usando esta orden con las opciones -H y -S establecemos un límite hard y soft, respectivamente, para el recurso especificado. Para un proceso de un usuario normal, el límite hard no se puede incrementar una vez que se ha establecido, solamente podrá hacerse más restrictivo. Por su parte, el límite soft puede variarse cuando se desee, teniendo como tope máximo el valor establecido previamente para el límite hard. Las opciones de uso más comunes son: -a: Muestra todos los límites que actualmente están establecidos para los diferentes recursos. -c: Establece el tamaño máximo de los ficheros core. -d: Establece el tamaño máximo del segmento de datos. 6

8 -f: Establece el tamaño máximo para un fichero. -l: Establece el tamaño máximo de memoria que puede ser bloqueada. -m: Establece el tamaño máximo de la memoria RAM. -n: Establece el número máximo de ficheros abiertos. -p: Establece el tamaño de las tuberías (en bloques de 512 bytes). -s: Establece el tamaño máximo de la pila. -t: Establece el tiempo máximo que se puede utilizar por cada segundo de CPU. -u: Establece el número máximo de procesos disponibles para un usuario. -v: Establece el tamaño máximo de memoria virtual Número nice y prioridad de procesos Linux realiza una planificación por prioridades dinámicas. Inicialmente, al lanzar un proceso se le asigna un valor de prioridad base (el número nice), cuyo valor marca la prioridad del proceso: Valores bajos (negativos): más prioridad. Valores altos (positivos): menos prioridad. El rango de prioridad base va desde -20 (máxima prioridad) a 20 (mínima prioridad), teniendo como valor especial el 19 (o 20) que indica que al proceso sólo se le da la CPU cuando nadie más la quiera. Por defecto, cada proceso hereda la prioridad base de su proceso padre. Asignar un valor negativo o que disminuya (mejore) la prioridad base del proceso sólo puede hacerlo el root. Finalmente, la prioridad dinámica del proceso se calcula en función de la prioridad base, teniendo en cuenta factores como el consumo de CPU realizado, ejecución de código dentro del núcleo, etc. Órdenes relacionadas: nice -incremento orden a ejecutar Ejemplo: Ejecuta el proceso konqueror, aumentando en 5 el valor por defecto del número nice para empeorar la prioridad de este proceso: nice -5 konqueror Ejemplo: Ejecuta el proceso konqueror, disminuyendo en 10 el valor por defecto del número nice para mejorar la prioridad de este proceso (sólo puede hacerlo el root): nice --10 konqueror renice nueva prioridad pid Ejemplo: Fija el valor del número nice en 14 para el proceso cuyo PID es 890: renice

9 4.9. Envío de señales a procesos En ocasiones es necesario enviar señales a los procesos para pararlos, con la señal SIGSTOP (19), para eliminarlos, con la señal SIGKILL (9), para hacer que continúen, con la señal SIGCONT (18), etc. Este envío se realiza mediante la orden kill, con la sintaxis: kill [-señal] pid s La señal que se envía por defecto es SIGTERM (15), que ordena al proceso receptor que termine su labor, de forma correcta y controlada. Esta señal puede ser capturada. En cambio, si la señal que se envía es la SIGKILL (9) tendremos la seguridad que el proceso receptor finaliza. Se puede hacer un envío más genérico usando el nombre del proceso, en lugar de su PID, con la orden killall, siguiendo la sintaxis: killall [-señal] nombre_proceso O incluso enviar una señal usando el nombre u otros atributos o criterios (uid, gid, terminal,...) mediante las órdenes pkill ó skill. Finalmente, habría que indicar que hay procesos que no mueren a pesar de recibir la señal KILL: Procesos zombies. Procesos que esperan una petición de E/S hecha a un dispositivo de disco. Procesos que esperan un recurso vía NFS que no está disponible Procesos por lotes En ocasiones, se necesita ejecutar órdenes en un momento concreto, o con cierta periodicidad, y que no requieran de nuestro control absoluto. La orden at se utiliza para ejecutar tareas a una determinada hora, pudiendo recibir como parámetro un fichero de texto con las órdenes, o bien recibir estas órdenes desde teclado, con un prompt especial (>), hasta finalizar con Ctrl+D. El demonio encargado de ejecutar las órdenes es atd, de manera que si este demonio no está en ejecución las tareas no se lanzarán. La orden atq sirve para consultar la lista de órdenes pendientes, mientras que con atrm podremos eliminar algunas de estas órdenes. Ejemplo: # at 18:40 at> /sbin/controlimpresora at> /bin/ls /tmp/ > /home/pilar/salida_ls_at at> <EOT> # Finalizar con Ctrl+D job 10 at :40 Para ejecutar tareas periódicamente podemos hacer uso del servicio cron mediante la orden crontab. Opciones de la orden crontab: -e: para añadir/modificar tareas, se abre un editor (normalmente vim) en el que indicar, según el formato, tarea a lanzar y periodicidad. -l: para listar las tareas programadas. Formato de cada línea de planificación: Ejemplos: minutos hora dia mes día semana tarea 8

10 05 09 * * * tareadiaria #cada día a las 9: * * tareames #primer día del mes, a las 14: * * 1-5 tareasemanal #de lunes a viernes, a las 22: /2 * * * tareacada2horas #a las 2, 4, etc., y 23 minutos * * sun tareadomingos #domingo a las 4:05 El fichero /etc/cron.d/0hourly es el fichero para el servicio cron del sistema. Está preparado para ejecutar, usando el script run-parts, una serie de tareas cada hora. Las tareas a ejecutar se copian como ficheros ejecutables en el directorio /etc/cron.hourly/. De esta manera, el fichero /etc/cron.d/0hourly podría terner un formato como este: SHELL=/bin/bash PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin MAILTO=root HOME=/ # run-parts 01 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly Si observamos entre las tareas planificadas para ejecutarse cada hora (ls /etc/cron.hourly/), encontramos el ejecutable anacron. El anacron sirve de complemento al propio servicio cron, pues se trata de un planificador de tareas periódicas (diarias, semanales o mensuales) que no asume que la máquina tenga que estar encendida continuamente. De este forma, cada hora se pondrá a funcionar este planificador, que leerá la lista de trabajos especificados en el fichero de configuración /etc/anacrontab y los pondrá a funcionar, usando el script run-parts, teniendo en cuenta el periodo de ejecución y el margen de posible variación en la hora de comienzo establecidos para cada trabajo en dicho fichero de configuración. Un ejemplo de fichero /etc/anacrontab podría ser: SHELL=/bin/sh PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin MAILTO:root #the maximal random delay added to the base delay of the jobs RANDOM_DELAY=45 # the jobs will be started during the following hours only START_HOURS_RANGE=3-22 # #period delay #in days in minutes job-identifier command # cron.daily nice run-parts /etc/cron.daily 7 25 cron.weekly nice run-parts 45 cron.monthly nice run-parts /etc/cron.monthly 5. Control y gestión de la memoria La memoria tienen un gran efecto sobre el rendimiento global del sistema, por tanto es necesario que el sistema disponga de una cantidad de memoria adecuada. La paginación y el intercambio son las técnicas que Linux usa para distribuir la memoria disponible entre los procesos cuando el conjunto total de memoria que necesitan excede la memoria física. El intercambio consiste en llevar un proceso a disco para liberar la memoria que está utilizando, posteriormente el proceso volverá a memoria para continuar su ejecución. La paginación implica llevar parte de la memoria de los procesos en unidades llamadas páginas a disco para liberar memoria, que se traerán posteriormente a memoria, cuando se vuelvan a necesitar. Es responsabilidad del administrador la gestión de RAM y de la zona o espacio de intercambio o swap. 9

11 5.1. La orden vmstat La orden vmstat presenta información sobre la memoria virtual y también de los procesos en ejecución: Procesos: r: Número de procesos esperando para ejecutar. b: Número de procesos bloqueados. Memoria swpd: Cantidad de memoria virtual (espacio de intercambio) empleada (en KBs). free: Cantidad de memoria sin usar (en KBs). buff: Cantidad de memoria empleada como buffers para E/S (en KBs). cache: Cantidad de memoria empleada como caché. Espacio de intercambio (swap) si: Cantidad de memoria traída del espacio de intercambio a memoria (en KB/s). so: Cantidad de memoria intercambiada al disco (en KB/s). Entrada/Salida bi: Bloques recibidos desde un dispositivo de bloques (en bloques/s). bo: Bloques enviados a un dispositivo de bloques (en bloques/s). Sistema in: El número de interrupciones por segundo, incluyendo el reloj. cs: El número de cambios de contexto por segundo. La sintáxis de uso de esta orden es: vmstat [intervalo] [número] siendo: intervalo: Cada cuántos segundos debe mostrar los datos. número: Cuántos muestreos se solicitan. Esta orden mostrará en cada línea la información correspondiente a cada periodo de tiempo establecido, siendo la información que muestra en la primera línea la que corresponde al intervalo de tiempo desde que se arrancó el sistema hasta el momento actual. En caso de que no se le pasen argumentos, se muestra únicamente esta primera línea. La información relativa a los procesos (columnas r y b) y a la memoria (columnas swpd, free, buff y cache) corresponden a valores instantáneos de cada momento. Ejemplo: # vmstat 5 3 procs memory swap-- ---io system cpu r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st

12 5.2. Espacio para paginación El tamaño adecuado para la partición de intercambio depende de varios aspectos: Memoria requerida por los trabajos, tamaño de los programas, número de trabajos simultáneos, etc. Demanda del sistema. En portátiles: para posibilitar la hibernación, se necesita al menos tanto espacio como memoria RAM. Se puede utilizar una partición de intercambio o bien un fichero de paginación. Normalmente es preferible la partición frente al fichero porque se puede obtener mejor rendimiento si, por ejemplo, como partición que se va a usar frecuentemente, se coloca en la parte más rápida del disco (los cilindros exteriores). Además, a la partición no le afectan los problemas de fragmentación que puede tener cualquier fichero individual, incluido un fichero de intercambio. Se puede asignar valores de prioridad de uso mediante la opción pri=valor (números altos significan mayor prioridad). En tiempo de arranque se activan todas las zonas de intercambio o paginación indicadas en el fichero /etc/fstab. Así, por ejemplo, podemos activar en el arranque una partición de intercambio y un fichero de intercambio, indicando que se use la partición prioritariamente, si tenemos en el /etc/fstab: /dev/sda2 swap swap defaults,pri=5 0 0 /.fichero_swap swap swap defaults,pri=3 0 0 Con la orden swapon se activa una partición de intercambio, mientras que con swapoff se desactiva. Una vez desactivada una partición, ésta se podrá usar para otras cosas cuando tengamos la garantía de que toda la información de la memoria virtual que maneja cada proceso que está en funcionamiento se encuentra ya definitivamente almacenada en la memoria secundaria asignada a dicho proceso. La creación de un fichero de intercambio se realiza en varios pasos: # dd if=/dev/zero of=/.fichero_swap bs= count=1024 # mkswap /.fichero_swap # sync # swapon /.fichero_swap Con la orden free podemos obtener información sobre el estado de la memoria, (los campos tienen el mismo significado que los mostrados en las primeras líneas al ejecutar la orden top). 6. Control y gestión de los sistemas de ficheros 6.1. La orden df La orden df informa de la capacidad de un sistema de ficheros, del espacio libre y el usado y de su punto de montaje. En su ejecución por defecto, la primera columna muestra el nombre de la partición tal como aparece en el directorio /dev. Las columnas siguientes muestran el espacio total, bloques asignados y bloques disponibles. Por ejemplo: # df S.ficheros Bloques de 1K Usado Dispon Uso (porc) Montado en /dev/sda / /dev/sda /seguridad 11

13 La sintáxis de uso de esta orden es: df [opciones] siendo las opciones más importantes: -h: Muestra los tamaños en formato legible por humanos. -i: Lista información de inodos en vez de uso de bloques. -T: Muestra el tipo de sistema de archivos. Es importante tener en cuenta que si el sistema de ficheros raíz se quedase sin espacio, o bien sin nodos-i libres, el sistema tendría problemas para funcionar normalmente, ya que, por ejemplo, no podría arrancar La orden du La orden du se usa para informar de cuánto espacio en disco ocupa un archivo o directorio. Esta información la muestra en unidades de 1KB. La sintáxis de uso de esta orden es: du [opciones] directorios siendo las opciones: -a: Muestra el uso de espacio de cada archivo. -s: En vez de el salida por defecto, informa sólo de la suma total de cada uno de los archivos especificados. -L: Procesa los enlaces simbólicos usando el archivo o directorio al que el enlace simbólico referencia, en vez de el enlace en sí mismo. -x: Evalúa sólo aquellos archivos que se encuentren en el mismo dispositivo que el directorio especificado como argumento. 7. Ejercicios Antes de empezar a resolver estos ejercicios es importante que tengas en cuenta lo siguiente: Para realizar algunos de estos ejercicios es necesario tener el paquete sysstat. Comprueba con rpm -q sysstat si está instalado. En caso de que no lo esté, realiza su instalación con yum. Al resolver los ejercicios no debes limitarte a ejecutar las órdenes de manera automática. Lo interesante es analizar los números que muestran, y ver cómo éstos varían cuando producimos cambios en el contexto de ejecución. Es importante, por tanto, que prestes atención a las órdenes que ejecutas, y sobre todo a los datos que se obtienen. 1. Con la orden uptime: 1.1 Cuánto tiempo lleva en marcha el sistema? 1.2 Cuántas terminales de usuario hay abiertas? 1.3 Cuál es la carga media del sistema en los últimos 15 minutos? 1.4 Qué órdenes ofrecen en su cabecera la misma información que uptime? 12

14 1.5 A continuación vamos a aumentar la carga media del sistema, ejecutando para ello varios procesos que consumen mucha CPU, y no realizan operaciones de E/S. 1) Compila el programa ejemplo multmatrices.c: gcc -o multmatrices multmatrices.c -lm 2) Ejecuta el nuevo programa, multmatrices, varias veces, al menos 5 veces, todas a la vez. Usa para ello la opción de ejecutar las órdenes en background, usando & Date cuenta que puedes usar el siguiente script para lanzarlo 5 veces: for i in seq 1 5 do./multmatrices & done Prueba a escribirlo directamente en una consola, sin crear fichero específico para ello. 3) En una consola distinta ejecuta la orden uptime para comprobar cómo va aumentando la carga media del sistema, y conforme avanza el tiempo también se va incrementando la carga media de los últimos 5 minutos y de los últimos 15 minutos. Con este script ejecutas la orden uptime 120 veces, durmiendo 1 segundo después de cada ejecución: for i in seq do uptime sleep 1 done Prueba a escribirlo directamente en una consola, sin crear fichero específico para ello. 2. La orden pstree muestra el árbol de procesos que hay en ejecución. Comprueba, haciendo uso de la orden ps la y de los valores PID y PPID mostrados para cada proceso, que efectivamente los procesos son padre e hijo. 3. En muchos casos nos interesará seleccionar columnas. Recuerda el uso de tr y cut. Por ejemplo, qué muestra la ejecución de esta instrucción? ps aux tr -s cut -f 2,11 -d Cómo podrías obtener la misma información usando únicamente la orden ps? 4. Crea el fichero /tmp/bucle con el siguiente contenido y asígnale permisos de ejecución. #!/bin/bash echo nada > /dev/null exec /tmp/bucle 4.1 Ejecuta la orden top en una terminal y comprueba el estado del sistema. A continuación lanza /tmp/bucle en otra. Observa cómo cambia el estado del sistema al lanzar el script. En una tercera terminal, comprueba con ps los procesos en ejecución. 4.2 Usando la combinación de teclas Control-Z para el proceso bucle. Una vez parado la información mostrada por top va cambiando, hasta que no muestra más información sobre dicho proceso. Fíjate que ha aumentado el número de procesos parados. 4.3 Reinicia el proceso con la orden fg y comprueba que vuelve a aparecer la información sobre el proceso. 4.4 Observa si mientras está en ejecución ese proceso cambia la carga media del sistema. 13

15 4.5 Por qué el proceso bucle siempre tiene el mismo PID si se lanza a sí mismo una y otra vez durante su ejecución? 4.6 Desde el top, cambia la prioridad base (el número nice) del proceso (que está actualmente en valor 0), dándole un valor menor, por ejemplo Usando la orden nice lanza otro proceso bucle con la prioridad base (valor del número nice) de Observa que la CPU se le asignará más al segundo bucle lanzado. Esto es debido a que este segundo bucle tiene el valor de nice (columna NI) más pequeño, lo que conlleva un valor de la prioridad dinámica (columna PR) también más pequeño, que en definitiva significa que tiene más prioridad de uso de la CPU. 4.9 Asigna mediante renice una prioridad base de -1 al bucle que lanzaste anteriormente con prioridad -15. Cómo afecta esto a la ejecución de los dos procesos? 4.10 Lanza ahora el proceso multmatrices del ejercicio 1. Observa en la orden top cómo se distribuye la CPU entre los tres procesos. Cuál de los tres obtiene un mayor porcentaje de CPU, el bucle con nice -10, el bucle con nice -1 o el multmatrices? Por qué? 4.11 Desde el top mata el bucle con nice -10. Fíjate que ahora, a pesar de que el bucle que queda tiene nice -1, se le asigna más de la CPU que antes, al haber muerto el más prioritario Haciendo uso de la orden kill, envía la señal de parar al proceso bucle que aún está en ejecución. Después, usando también kill reanúdalo y, finalmente, elimínalo. Usa la orden kill -l para obtener el listado de señales. 5. Estudia el uso que se hace de la CPU, con mpstat, y el uso de memoria, con vmstat, que están haciendo en este momento los procesos en ejecución y con top el uso de CPU, y qué procesos se están ejecutando. Abre, por tanto, 3 terminales, y en cada una de ellas ejecuta una de las órdenes anteriores. Respecto a mpstat y vmstat tienen que dar la información cada 3 segundos, y de manera indefinida, es decir, no tienes que fijarle cuántas muestras queremos. Para que el sistema tenga tareas a realizar y acceso al disco al mismo tiempo, ejecuta las siguientes órdenes, de nuevo en 3 terminales distintos, lanzarlas con unos segundos de separación entre ellas, para que no abran al mismo tiempo el mismo fichero. find / -type f -exec cat {} > /dev/null \; find / -type f -exec tac {} > /dev/null \; find / -type f -exec sort {} > /dev/null \; Observa en la ventana que estés ejecutando la orden top que la memoria compartida indicada por los 3 procesos find es la misma. Con las órdenes top y mpstat comprueba cómo se va repartiendo el tiempo de CPU (usuario, sistema, en espera de E/S, interrupciones software, interrupciones hardware,... ) Con la orden vmstat observa si se está usando o no el espacio de intercambio, si cambia la cantidad de memoria libre, o la cantidad de bloques que se leen o escriben en disco. Finalmente, usando la orden killall mata todos los find lanzados. 6. Prueba las opciones de ulimit. Ten en cuenta que una vez establecido un límite con ulimit, para cambiar a un valor menos restrictivo es necesario finalizar ese intérprete de órdenes, a no ser que seas el supersusuario. Crea un usuario llamado iso, entra al sistema con ese usuario y realiza los siguientes ejercicios: 6.1 Limita el número de ficheros abiertos a 2. A continuación ejecuta la orden ls. Qué sucede? 6.2 Limita el tamaño del fichero core a 2K. 14

16 6.3 Limita el número de procesos en ejecución a 1. Ejecuta a continuación una orden, por ejemplo, ps. Qué está sucediendo? Qué podemos hacer para que tengan efecto siempre sobre cierto usuario? (Pista: ficheros profile). 7. Órdenes: at, atq, atrm. (Para poder recibir un correo cuando una orden programada con at se ejecute es necesario que esté en ejecución el demonio sendmail). Para lanzar el demonio usa la orden systemctl start sendmail.service. 7.1 Si el demonio atd no está en ejecución, lánzalo (systemctl start atd.service). 7.2 Programa con la orden at un ls / dentro de unos minutos. Comprueba que at enviará un con el resultado de la instrucción ejecutada. 7.3 Utiliza la orden atq para averiguar qué hay en la cola. 7.4 Programa con la orden at un ls /tmp > $HOME/salida tmp dentro de unos minutos. Ten en cuenta que, al haber redirigido la salida de la instrucción a ejecutar, at no avisará sobre la realización de la tarea. 7.5 Utiliza la orden atq para averiguar qué hay en la cola. 7.6 Para finalizar este ejercicio, comprueba que las dos órdenes programadas con at se han ejecutado. La primera habrá mandado el resultado por , mientras que la segunda habrá creado el fichero con la salida de la orden. (Para leer el correo puedes usar la orden mail). 8. Finaliza el demonio de impresión usando la orden systemctl stop cups.service A continuación programa la herramienta crontab para que se active de lunes a viernes, estableciendo la hora de lanzamiento dentro de 5 minutos. La orden a usar para lanzar el demonio es systemctl start cups.service. Por ejemplo, si ahora mismo fuesen las 11:35, la hora a fijar sería las 11:40. La idea es que en 5 minutos compruebes que el demonio se ha lanzado. Configura también que esos mismos días a las 10 de la noche se pare el mismo demonio. Si el demonio crond no está en ejecución, lánzalo para poder resolver este ejercicio. 9. Entra al sistema con el usuario iso y programa la herramienta crontab para que en el día de hoy y de este mes, durante la hora actual y cada 5 minutos se ejecute la orden /bin/ls -R $HOME, y el resultado se guarde en el fichero /tmp/tareasiso. Comprueba si está haciendo la tarea observando el contenido /tmp/tareasiso. Una vez que has visto que se ejecuta la tarea, elimina la entrada introducida por el usuario iso en el cron. 10. Si han transcurrido 5 minutos desde que hiciste el ejercicio 8, comprueba si el demonio cups se ha lanzado de nuevo. 11. Ejecuta un programa multithreading: Observa el código fuente del programa de ejemplo generando 2 hilos.c. Al ejecutar este programa se generará un proceso con 2 threads que funcionan indefinidamente. Compila este programa: gcc -o generando_2_hilos generando_2_hilos.c -lpthread Pon el programa a funcionar en segundo plano: 15

17 generando_2_hilos & 12. Comprueba con la orden ps que el proceso correspondiente al programa generando 2 hilos se ha puesto a funcionar y anota su PID. 13. Comprueba, usando la orden pstree, los procesos que son los ancestros de este proceso puesto en marcha. Observa igualmente los threads que produce dicho proceso: el thread principal del proceso y el thread hijo, que aparece a continuación encerrado entre {}. 14. Repite los 3 ejercicios anteriores con el programa generando 3 hilos.c 15. Ejecuta la orden ps con las opciones elf. Anota, para todos los threads que genera el proceso generando 3 hilos, los valores de los campos denominados PID, PPID, LWP, NLWP y STIME. Razona apropiadamente los valores obtenidos para cada campo. 16. Ejecuta la orden top. Para el proceso generando 3 hilos, anota los valores de los campos PID, VIRT, RES, %CPU y TIME+. Explica su significado. Observa y anota el valor aproximado en que aumenta el campo TIME+ por cada segundo que transcurre y razona tu respuesta. 17. Desde top ejecuta la orden H para ver al detalle todos los threads de cada proceso en funcionamiento. Para todos los threads generados por el proceso generando 3 hilos, anota los valores de los campos PID, VIRT, RES, %CPU y TIME+. Compara estos valores con los obtenidos en el ejercicio anterior para el proceso en su conjunto y razona tu respuesta. 18. Siguiendo en top, ejecuta ahora la orden 1. Observa y anota la información que ahora te ofrece esta orden sobre el uso de los diferentes cores de la CPU. 19. Finaliza los procesos generando 2 hilos y generando 3 hilos usando la orden kill. 20. Con la orden free averigua el estado de la memoria principal y de la zona de intercambio del sistema en este momento. Anota el tamaño total de la zona de intercambio. 21. Ejecuta la orden vmstat obteniendo 4 muestras cada 2 segundos. Anota, de la última muestra, la información mostrada sobre la cantidad de memoria de intercambio usada. 22. Crea un fichero de paginación y añádelo a tu sistema. Para crear el fichero de paginación: # dd if=/dev/zero of=/.swap1 bs= count=1024 # mkswap /.swap1 # sync; sync # swapon /.swap Cambian los valores mostrados por vmstat? Y los mostrados por free? Por qué? 22.2 Qué habría que hacer para que el fichero se active en el momento del arranque del sistema? 22.3 Si además del fichero de swap creado, el sistema tiene una partición de swap, qué prioridad asignarías a cada uno? 23. Comprueba el uso de bloques de datos que se está haciendo en la partición raíz. Obtén la misma información pero expresada en Megabytes o Gigabytes. Pista: consulta la página de manual para ver qué opción hay que usar. 24. Cuántos nodos-i se están usando en la partición raíz? Cuántos ficheros nuevos se podrían crear en esa misma partición raíz? 25. Cuál es el tamaño total de todos los ficheros contenidos en el directorio /etc? 26. Obtén el número de bloques de 4 KB usados por el directorio /etc y sus subdirectorios. 16