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1 INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY Laboratorio de Redes 1 Práctica 3 - Introducción a sistemas GNU/Linux Autor: Dr. Juan Arturo Nolazco (2007) Co-autor: Ing. Raúl Armando Fuentes Samaniego (2011) GNU, Unix y Linux Unix Unix, es un sistema operativo bastante robusto que desde un inicio fue pensado para ser multi-usuario y multi-tarea siendo desarrollado inicialmente por los laboratorios Bell que en aquel entonces formaban parte de AT&T durante El sistema empieza alcanzar su popularidad cuando emigra de lenguaje ensamblador a lenguaje C en Históricamente hablando, durante la década de los 70, se manejaba una fuerte ideología de código abierto, esto permitió que UNIX fuese de fácil adopción por terceros, principalmente entre universidades y ciertas empresas comerciales con lo que dieron nacimiento a sistemas operativos como BSD, Solaris, HP-UX y AIX. En la actualidad, por motivos históricos, la marca UNIX está bajo el control de grupo Open Source el cual decide cuando otorgar el termino UNIX-based a un sistema operativo en base al cumplimiento de ciertos estándares (Como los manejos característicos de UNIX). Se debe de comprender, que aunque los sistemas Unix sigan los estándares del grupo ya mencionado, estos S.O. no tienen porque ser necesariamente gratuitos. Dos ejemplos de esto son los S.O. Linux (open source) y OS X de Apple. GNU Project GNU nace al final de una era donde el código abierto era la norma y que daba paso a una nueva era donde el código propietario se imponía. Con este cambio, se acaba la posibilidad de apoyar y mejorar software existente entre todos, pues ya no era compatible con las nuevas políticas de las empresas. Son las universidades las que más resienten este cambio de era ya que se ven imposibilitadas de seguir utilizando el código de los S.O. de Bell. Como un intento de contrarrestar la perdida del código abierto aparece el proyecto El proyecto GNU (GNU s not UNIX, una palabra fácil en ingles de escribir y decir) encabezado por Richard Stallman. El objetivo del proyecto no ha cambiando desde aquel entonces y consiste de utilizar el trabajo colaborativo para el ensamble de los sistemas operativos, permitiendo de esta forma crear código 100% libre y que garantiza a los usuarios tener control completo de su equipo de cómputo.el concepto de software libre radica en que las personas deben de poder usar el software de todas las formas que sean 1

2 socialmente útiles. (GNU.org) Este proyecto publica el código para la creación de las herramientas necesarias para un funcionamiento eficiente de un S.O., tales como editores LISP, de léxico como Yacc, semántico como bison, compiladores de códigos en lenguaje C, entre otras herramientas. Esto ha permitido la facilidad de que ciertos usuarios tomen parte del software, hagan alteraciones y así nazcan distribuciones. E incluso, de estas mismas distribuciones repiten el ciclo naciendo así distribuciones de distribuciones. Un ejemplo de esto es Ubuntu, el cual nació como una modificación de la distribución de Debian. Linux Linux nace de UNIX y GNU. El kernel de Linux (lo que es propiamente Linux) nace del sistema Operativo UNIX. Prácticamente, consiste en un manejo de recursos basados en UNIX. Pero el corazón del sistema operativo (rutinas, comandos como LS, CP, MORE, GREP, etc) provienen de GNU. Por lo mismo la referencia correcta a un sistema operativo Linux es con el marco GNU/Linux (Un sistema operativo basado en UNIX que utilice componentes de código abierto del proyecto GNU). El nacimiento de Linux se remonta a inicio de los 90, como se mencionó antes, UNIX tuvo un fuerte auge en universidades, pero al ir cambiando el manejo de licencias de código abierto por licencias de propietarios UNIX quedo vetado en el ámbito educativo. Un intento de corregir dicho problema, vino de parte del profesor Andrew Tanenbaum al desarrollar MINIX. Que era un sistema operativo creado desde cero basado en UNIX tomando en cuenta el auge que se tuvo en dichas universidades - y que apareció como un código abierto en el documento Operating Systems: Design and Implementation de dicho profesor (Hasan, 2002). Este código abierto de un sistema operativo completo disponible a nivel académico tuvo fuerte legado y uno de los que más le sacó provecho fue Linus Benedict Torvalds de la universidad de Helsinki, quien basándose en MINIX llevo el sistema operativo de un ambiente meramente académico a un ambiente empresarial dando cono nacimiento un nuevo sistema operativo más robusto denominado: GNU/Linux Observación: Código Abierto El objetivo de este documento no es introducir al alumno al manejo de código abierto, pero cabe aclarar que código abierto no significa gratuito. De hecho se obtiene una fuerte economía de la distribución y creación de código abierto. Conceptos generales de Sistemas basados en UNIX Usuarios y permisos La carta fuerte de los sistemas UNIX es el manejo de usuarios y la seguridad inherente del Sistema Operativo (mientras éste s encuentre ejecutándose). Ya que desde sus inicios UNIX fue concebido como un sistema multi-usuario en tiempo real. Es decir, que más de un usuario pudiera hacer uso de los recursos de un sistema de forma simultánea y que esto fuese trasparente e imperceptible para el mismo usuario. Que en contraste con DOS pensado para computadoras del hogar era algo que no podía conseguir. 2

3 Pero el manejo de los usuarios va más allá desde un inicio, UNIX consideraba que cada usuario tendrá una serie de permiso y que dichos permisos podrían agruparse, haciendo que ciertos grupos de usuarios tuviesen privilegios propios del grupo. Es decir, que cualquier miembro del grupo pudiese ejecutar, leer o escribir un archivo en particular. Con esto entra el concepto de UGO en los sistemas UNIX. Donde un archivo tiene permisos para un usuario en particular, el grupo al que pertenece el usuario y los demás usuarios. Finalmente, en todo sistema UNIX están los usuarios estándares y el usuario Root. Siendo este último el único usuario con permisos absolutos de todos los archivos y/o componentes del sistema. Si una persona tiene acceso al usuario root tiene capacidad de manipular todo el sistema como mejor le parezca (para bien y para mal). En las distribuciones Debian (y Ubuntu) el usuario root es ocultado y en cambio se permite que los usuarios estándares tengan SUDO (Substitute User DO). El cual hace que el comando ejecutado por el usuario tenga los privilegios de otro usuario como lo puede ser el Root. Con el concepto de SUDO, lo que se pretende es que solo la cuenta de ese usuario se vea expuesta al uso común diario y si el manejo de las políticas de SUDO es adecuado, incluso la perdida de la contraseña del usuario tendrá efectos mitigados en la seguridad del sistema. A continuación se muestra fragmentos de una configuración del archivo /etc/sudoers de una computadora del laboratorio de redes: # User privilege specification root ALL=(ALL:ALL) ALL %ccna ALL=(root) /etc/init.d/proftpd %ccna ALL=(root) /usr/bin/gtkterm %ccna ALL=(root) /usr/sbin/gadmin-proftpd %ccna ALL=(root) /sbin/ifconfig, /sbin/route # Members of the admin group may gain root privileges %admin ALL=(ALL) ALL Captura de Comandos 1 Fragmentos de Visudo En esta captura se puede apreciar que existe un grupo denominado ccna( identificado por el símbolo % que le precede) y un grupo admin. Un usuario, por ejemplo redes1 si solo pertenece al grupo ccna al ejecutar el comando SUDO ifconfig lo ejecutara como si fuese el usuario root- Lo mismo pasara con lo relacionado a servidores TFTP y FTP e incluso con el manejo de terminales seriales-. Pero si intenta, por ejemplo, ejecutar sudo rm f / no tiene privilegios para ejecutar el comando rm en un directorio bajo el control de otro usuario (en este caso ROOT) y por lo mismo no podrá realizar dicha acción. En cambio un usuario que pertenezca al grupo admin (aunque también pertenezca al grupo ccna) puede ejecutar cualquier comando con SUDO como si fuese Root. Por lo mismo, si la cuenta de un 3

4 miembro de dicho grupo se ve comprometida la seguridad del equipo se verá afectada. En este aspecto de seguridad, es conveniente que el usuario de un sistema Linux, limite su propia cuenta a solo los comandos que el necesite para su uso diario. Respecto a la seguridad que los sistemas Operativos UNIX y los sistemas Operativos Windows se recomienda al lector que lea el siguiente artículo: Directorios y archivos Los sistemas basados en UNIX (o sistemas Unix informalmente hablando) mantienen la filosofía en la que "todo es un archivo", esto significa que un dispositivo cualquiera - teclado, mouse, monitor, tarjeta de video, etc. - así como las ligas, y los mismos archivos tienen la misma representación dentro del sistema de archivos en UNIX. Dicha representación del sistema de archivos es de orden jerárquico parecido a Windows, pero diferente en el aspecto que nace de un directorio raíz (ROOT) en vez de una unidad o partición de un disco duro (Cómo C:/ en Windows) 4

5 Ilustración 1- Presentación tipica de un arbol jerarquico en Linux (Garrels, 2003) Dicha representación de archivos se puede apreciar en la ilustración 1. En el nivel /mtnr/ (en Ubuntu se encuentran en /media/ ) se encuentran los discos duros montados (incluyendo particiones de Windows si se da el caso ) además de las unidades de lectura como USB, CD, DVD, etc. En otros niveles como usr se encuentran los programas de un usuario y en sbin los comandos reconocidos por el sistema Linux. En general, la ilustración 2 muestra el contenido 5

6 de las carpetas que son hijos directos del directorio ROOT ( / ). Ilustración 2 Manejo estándar de archivos de un sistema Linux (Ricafrente) Todo archivo posee ciertos bits de control, que se le puede denominar UGO, dichos bits son 3 campos: Escritura (W), Lectura (R) y Ejecución (X) y se ven repetidos para un Usuario particular (U), un grupo en particular (G) y todo los demás usuarios y grupos (O). Un último detalle referente a los archivos. Un sistema UNIX considera por defecto que todo archivo es un archivo en ASCII y por lo mismo no hace diferencia con las extensiones. De hecho las extensiones de archivo en un sistema UNIX es más como referencia para el usuario que al mismo Sistema Operativo. Tipos de direcciones Para referirse a la dirección de cierto archivo en el sistema se pueden utilizar dos tipos de direccionamiento: Absoluto: Se refiere a la dirección completa del archivo usando como referencia de origen el directorio 6

7 raíz. Esto se representa escribiendo la 'raíz' ('/')al inicio de la dirección. Ej /etc/hosts /bin/bash Relativo: Usualmente se hace uso de las dirreciones relativas cuando se quiere utilizar un archivo que se encuentre en el directorio (o nivel) actual. Si por ejemplo, nos encontramos en el directorio /home/redes1/ y en ese nivel existe un archivo llamado Prueba podemos hacer uso del archivo como Prueba o./prueba donde. es un directorio lógico que siempre apunta al directorio actual. Existe además un directorio lógico dos puntos (.. ) que apunta siempre al directorio padre del directorio actual (La única excepción sería con el directorio raíz que no posee padre) así si quisiéramos ejecutar un archivo llamado Aja ubicado en la carpeta home de Redes2 la dirección relativa sería:../redes/aja. La dirección del directorio del usuario /home/<user> es demasiado utilizada por lo que existe una forma particular de llamarla y utilizarla en el direccionamiento, esta forma es '~' y se trata de una dirección absoluta para el usuario que este utilizando la terminal. Comandos Existe una gran variedad de comandos para diferentes tareas, incluso algunos comandos pueden llegar a realizar funciones similares con ciertos argumentos de entrada. No es objetivo de esta práctica entrar en detalles con cada uno y por lo mismo procederemos a indicar los más básicos. ls: mkdir: rmdir: cd: less: cat: head: tail: rm: pwd: touch more ln awk Lista archivos y directorios Crea un directorio. Borra un directorio. Nota: el directorio debe de estar vacío. Cambia el directorio actual a otro. Permite visualizar un documento de texto. Lee, concatena y despliega archivos de texto en stdout. Despliega en stdout las primeras líneas de un archivo de texto. Despliega en stdout las últimas líneas de un archivo de texto. Remueve archivos. Imprime la dirección del directorio actual. Cambia el timestamp de un archivo (o lo crea). Despliega las líneas de un archivo de texto. Crea enlaces entre archivos. Una poderosa herramienta de análisis sintáctico. NOTA: Todo comando conocido, proveniente de GNU, posee un manual al cual puede ser accedido via man ej: Man ls, donde se explica a detalle toda las opciones de dichos comandos. En caso particular de sistemas UNIX, esto incluye además librerías conocidas de C/C++. Existe además del man el comando whatis el cual da una breve explicación de lo que hace un comando. Por ejemplo: whatis man. Cada uno de estos comandos está hecho en C y se encuentra n disponible para todos los usuarios del sistema. Existen además ciertos comandos que sirven para facilitarle información al usuario. Tales como: 7

8 whatis <comando> Despliega una breve explicación de lo que hace el comando Whereis <comando> Despliega el nivel en el que se halla el comando. Whoami Despliega el usuario actual en la terminal. <comando> --help Despliega un resumen de los argumentos posibles. Además de estos comandos, en sistemas Ubuntu, el uso de doble TAB muestra una lista de posibles comandos de acuerdo a las primeras letras introducidas (también puede autocompletar nombres de archivos y comandos si estos ya están plenamente identificados). Sintaxis de un comando Existe una cierta nomenclatura a la hora de dar información de cómo puede operar un comando que por lo general es manejado en múltiples plataformas. Dicha sintaxis es: Comando <Variable obligatoria> [argumentos opcionales < Var obligatoria>] El primer componente es el nombre del comando y por lo mismo siempre estatico. El siguiente elemento si se requiere es un elemento que debe de aparecer pero cuyo valor no es constante (por ejemplo el nombre de un archivo) y el siguiente es un parámetro opcional para obtener ciertas funciones del programa. Tomemos por ejemplo el comando LS el cual solo posee argumentos opcionales dando esta psible sintaxis: ls [Directorio a desplegar] [-l] Si se introduce un directorio u otros argumentos (-l por ejemplo ) el comando trabajara otro directorio y desplegara más información. Pero en contraste el comando MORE tiene esta posible sintaxis: more <Archivo a leer> [Argumentos adicionales] Donde dicho comando necesita a fuerza la dirección de un archivo para poder trabajar. Además puede recibir otros argumentos que pueden verse con la ayuda del argumento--help o el man. I/O estándares (de archivos) Generalmente se manejan 3 tipos de entradas y salidas para los archivos y estos son: Entrada Generalmente de donde se toman los datos l( usualmente los argumentos de un programa) Salida Donde se despliegan los resultados del programa Error Una salida especial relacionada a los mensajes de control de un programa. Dicho tres canales tienen valores estándares, y se les denomina: Salida estándar, error estándar y entrada estándar. Con esto quiere decir que todo programa tiene una salida estándar que es la sesión terminal en la que se ejecutó. Una entrada estándar que es el teclado del usuario y un canal de error estándar que usualmente va a un Syslog (System Log o 8

9 bitácora del sistema). Ilustración 3 Canales de comunicación basicos al ejecutar un programa en Linux Cualquiera de los 3 canales puede ser re-direccionado durante la ejecución de un programa. Por ejemplo, se puede manejar que la entrada del comando GREP sea un archivo existente en vez de palabras introducidas por el usuario. O bien, los resultados de una búsqueda intensiva se guarden directamente en un archivo en vez de mostrarse en la terminal Para lograr cualquiera de los ejemplos anteriores se manejan 3 símbolos: > ó >> - Manipulan la salida de un programa: EJ: LS > NuevaSalida.txt < - Manipulan la entrada de un programa : EJ GREP search < Novela.txt &> - Manipulan la salida de errores de un archivo. En el primer caso se maneja >> cuando se desee anexar la salida al final de un archivo ya existente (o bien crearlo si no existe) y se maneja > cuando se desee crear un archivo o bien sobrescribir uno ya existente. Pipeline Pipeline (o tubería) es un caso especial de direccionamiento, que se vuelva una herramienta extremadamente poderosa en un sistema UNIX. La estructura de pipeline es que lo que este al lado izquierdo de pipeline sufre un redireccionamiento de su salida que se vuelve la entrada del elemento que esta a su derecha. Este proceso facilita el trabajo al usuario, ya que no es necesario trabajar el primer archivo y desviar la salida del comando a un archivo para después usar este archivo como entrada a otro programa. En vez de eso se utiliza directamente Pipeline con lo cual se simplifica. La siguiente ilustración muestra mejor el concepto: 9

10 Ilustración 4 Pipeline en acción En el ejemplo de la ilustración cuatro, se maneja la salida del comando LS como entrada del comando GREP, cuyo argumento adicional es Prueba con lo cual lo que se hace es que se desplegara todo aquel directorio y/o archivo que contenga la palabra Prueba en su nombre y que este dentro del directorio actual. La salida de dicho ejemplo puede ser la salida estándar, una salida indica por el usuario e incluso puede servir como entrada a otro comando al aplicar un pipeline adicional (y esto se puede repetir una y otra vez). Laboratorio Realice los siguientes ejercicios y anote en los espacios correspondientes lo que se les pida. Es muy importante que realice los pasos en el orden indicado para que puedan obtener las respuestas correctas. 1. Ejecute el comando: cd ~ 2. Ejecute el comando: ls 3. Indique lo que ha desplegado el comando ls: 10

11 Utilice el manual de LS y conteste las siguientes preguntas: 4. Qué argumento despliega la información de UGO de cada archivo? (Tip: Es información completa o un formato de LS más largo) 5. Qué argumento nos permite imprimir todo el contenido de cada folder contenido en LS de forma recursiva? 6. La sinopsis de LS es la siguiente: ls [OPTION]... [FILE]... Donde [Option] son los argumentos que puede llevar opcional LS, FILE es opcional ([ ] significa que el campo es opcional), Cuál es el valor por default si no se coloca ninguna opción en [FILE].? Para salir de la página man, puede utilizar ctrl+z lo cual mata el proceso o bien presionar la tecla Q con lo cual termina la página. La diferencia radica que el primero es un modo de matar cualquier proceso generando una terminación no exitosa del programa y el segundo es el modo natural de terminar su ejecución. Estando ya afuera de la página y en el directorio ~ (Ej: /home/redes1/) Procederemos a crear directorios 7. Cree el directorio Sesion3 utilizando el comando mkdir 8. A continuación crearemos el directorio hijo de Sesion3 con el nombre: Alumnos. Para ello utilizaremos direccionamiento absoluto. Escriba la sintaxis del comando para realizar dicha acción: TIP: Recuerde que ~ es la abreviación a su directorio home y puede ser usado para direccionamiento absoluto 9. Crearemos otro directorio hijo en Sesion3, este se llamara Reportes. Utilizando ahora direccionamiento relativo. Escriba la sintaxis del comando para realizar dicha acción: El archivo /etc/passwd contiene todo los usuarios (y grupos al que pertenecen) registrados en un Sistema Linux (cada aplicación tiene su propio usuario, además de los usuarios estándares 11

12 que poseen directorios home ). No olvide que no se ha movido del directorio home. 10. Ejecute el comando ls l /etc/passwd. Quiénes pueden leer su contenido? 11. Guarde una copia del archivo, de nombre Usuarios, en Sesion3/Reportes. Para ello puede utilizar el comando cat y desviando su salida estándar a dicho folder.. Escriba la sintaxis del comando para realizar dicha acción ( Puede usar cualquier tipo de direccionamiento): 12. Utilice el comando grep para buscar miembros que pertenezcan a usuarios que tengan redes en su nombre. Dicha búsqueda será en el archivo creado en el paso anterior. (El instructor puede cambiar que buscar si lo ve necesario).. Escriba la sintaxis del comando para realizar dicha acción ( Puede usar cualquier tipo de direccionamiento): Ahora nos enfocaremos en la carpeta ~/Sesion3/Alumnos. Utilizaremos un ejemplo de pipeline y el resultado se guardara en dicha carpeta. 13. Utilizando directamente el archivo original /etc/passwd asegúrese de crear un pipeline que después de leer el archivo ejecute el grep del inciso anterior y que la salida sea guardada en el archivo EjPipeline. Escriba la sintaxis del comando para realizar dicha acción ( Puede usar cualquier tipo de direccionamiento): 14. Despliegue, utilizando ls, todo los componentes que posee el folder ~/Sesion3/ al instructor en turno. Escriba la sintaxis del comando para realizar dicha acción ( Puede usar cualquier tipo de direccionamiento): 15. Utilice el comando rm r /sesión3/ El cual borra de manera recursiva sesion3 (Borra su contenido antes de borrar el folder) Conteste las siguientes preguntas: 16. Qué pasaría si intentara crear el folder /sesion3/ en cualquier otro directorio de home? Por qué? 12

13 17. el usuario Redes1 tiene autorización para modificar algo en Root (/)? Cómo lo demuestra? Reflexión Anote su reflexión acerca de lo aprendido en la práctica Escriba por lo menos 2 formas distintas de desplegar el contenido del archivo /etc/group Fuentes bibliográficas: Dr. Juan Arturo Nolazco, R. A. (2010). UNIX como usuario: Uso básico de consola. Garrels, M. (Abril de 2003). Chapter 3. About files and the file system. Recuperado el Agosto de 2011, de Introduction to Linux:: GNU.org. (s.f.). Recuperado el Julio de 2011, de The Gnu Operating System: Hasan, R. (Julio de 2002). History of Linux. Recuperado el Agosto de 2011, de University of Illinois at 13

14 Urbana-Champaign - Department of Computer Science: https://netfiles.uiuc.edu/rhasan/linux/ Raymond, E. S. (2003). Origins and History of Unix, Recuperado el Agosto de 2011, de The Art of Unix Programming: Ricafrente, R. (s.f.). Linux File Directory Structure. Recuperado el Agosto de 2011, de PinoyTux Weblog: Unix.org. (s.f.). Recuperado el Agosto de 2011, de The UNIX System: 14

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