Capítulo 1 Sinopsis de la secuencia de arranque. Conceptos clave

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1 1 Capítulo 1 Sinopsis de la secuencia de arranque Conceptos clave Después del arranque, la inicialización de Red Hat Enterprise Linux se realiza en cuatro etapas: BIOS, un gestor de arranque, el kernel y /sbin/init. La configuración del BIOS permite especificar una secuencia de dispositivos que se deberían considerar dispositivos de arranque. Una vez que el BIOS haya seleccionado un dispositivo de arranque, transfiere el control a cualquier ejecutable que se encuentre en el registro de arranque maestro del dispositivo. Introducción Desde el momento en que se enciende hasta que los usuarios inician sesión en una máquina que esté funcionando, el sistema pasa a través de cuatro etapas distintas de inicialización. 1. BIOS: El sistema operativo mínimo que está localizado en el ROM de la placa madre. 2. Gestor de arranque: La aplicación mínima que se carga desde el MBR del disco, se utiliza para cargar y pasar el control al kernel de Linux. 3. Kernel: El kernel de Linux inicializa las estructuras internas y los controladores de dispositivos, provee un sistema de archivos inicial e inicia el primer proceso. 4. /sbin/init: El proceso /sbin/init realiza la mayor parte del trabajo duro (pertinente a la administración del sistema) para inicializar la máquina. Este cuaderno explicará las diferentes etapas en detalle. Esta primera lección presenta toda la estructura y la configuración pertinente del BIOS. La segunda lección presenta el gestor de arranque GRUB y la función del kernel de Linux en el arranque. Las últimas dos lecciones abordarán la función del proceso inicial /sbin/init y la configuración de servicios de Red Hat Enterprise Linux. BIOS Cada computador, cuando se enciende por primera vez, inicia un sistema operativo mínimo llamado BIOS de Basic Input/Output Sytem (sistema básico de entrada/salida). El BIOS de un sistema es una funcionalidad permanente de la placa madre. [1] La mayoría de los BIOS ofrecen una utilidad interactiva, que puede ser iniciada al presionar una secuencia de teclas determinada durante el inicio tal como la tecla SUPR, o F10. La secuencia de teclas difiere entre sistemas y se presenta como parte del proceso de inicio. Cuando inicia, el BIOS de un sistema por lo general realiza las siguientes funciones. Verificación del sistema POST

2 2 El BIOS realiza una revisión integral del sistema, asegurando que los componentes centrales tales como la CPU o la memoria están presentes y funcionando. Esta prueba se refiere a menudo como el POST o Prueba de energía en sí mismo. Inicialización de dispositivos El BIOS de un sistema inicializa los controladores de dispositivos centrales para el teclado, los puertos seriales de vídeo y otros, asignando los recursos de sistema apropiados tales como líneas IRQ y puertos E/S. Los BIOS modernos implementan el protocolo Plug n' Play, el cual se utiliza para probar los dispositivos PCI para configuraciones de recursos compatibles y luego asignar a cada dispositivo PCI una configuración sin conflictos. Muchos sistemas operativos también pueden realizar una configuración similar a Plug n' Play y la mayoría de BIOS proveen una configuración tal como Plug n' Play Aware OS? [Y/n], la cual puede hacer que BIOS difiera la configuración hasta que se cargue el sistema operativo. Aunque Linux sí soporta Plug n' Play, se sugiere, por lo general, que BIOS realice la configuración Plug n' Play (por ejemplo, al responder "No" a la configuración BIOS anterior). Selección del dispositivo de arranque Después de inicializar los dispositivos, BIOS busca un dispositivo de arranque apropiado. El dispositivo de arranque es seleccionado generalmente desde las opciones posibles. Dispositivo blando CD-ROM IDE o disco duro SCSI Tarjeta de red conforme a PXE Una tarjeta de red conforme a PXE, del inglés Preboot Execution Environment (entorno de ejecución de prearranque) suele implementar el protocolo de configuración IP DHCP (o BOOTP) y el archivo TFTP transfiere el protocolo de origen, el cual permite que la tarjeta de red descubra y descargue una imagen de kernel desde la red. Dicha tarjeta de red es la excepción a la regla y la configuración PXE va más allá del objetivo de este curso. La elección del dispositivo de arranque apropiado se configura a través de las aplicaciones interactivas del BIOS. Por lo general, el BIOS permite que se establezca un "orden jerárquico", primero busca un disquete de arranque y si no hay uno entonces busca un CD-ROM de arranque y por último busca un disco duro de arranque. Entregando las riendas Una vez se ha seleccionado el disco de arranque apropiado, el BIOS carga el primer bloque del disco (512 bytes) en la memoria y pasa la ejecución a esta región. El primer

3 3 bloque de un disco de arranque debe contener un ejecutable pequeño conocido como un gestor de arranque. Continuaremos con este tema en la próxima lección. Capítulo 2 El gestor de arranque GRUB Conceptos clave En general, los gestores de arranque en Linux son responsables de tres cosas: 1. Componer una línea de comandos de kernel correcta (que haga referencia a la partición raíz correcta). 2. Cargar un disco ram inicial apropiado (initrd). 3. Cargar y pasar el control a un kernel Linux apropiado. Los gestores de arranque suelen diseñarse en dos etapas, con la primera etapa lo suficientemente pequeña para residir en un registro de arranque maestro. GRUB es el gestor de arranque recomendado para Red Hat Enterprise Linux. GRUB utiliza el archivo de configuración /boot/grub/grub.conf. Tras el inicio, GRUB se puede utilizar para editar su configuración y arrancar con la nueva especificación de modo interactivo. Tras el inicio, el kernel de Linux monta la partición raíz de sólo lectura e inicia el primer proceso, por lo general, /sbin/init. La función de un gestor de arranque Tras el arranque, el BIOS pasa el control a un pequeño ejecutable conocido como un cargador de arranque. Por lo general, realiza las siguientes tres tareas. 1. Componer una línea de comandos kernel. 2. Cargar un disco ram de inicio (initrd), si es necesario. 3. Cargar y pasar el control al kernel de Linux Qué es un disco ram de inicio? Algunas veces, Red Hat elige implementar partes del kernel necesarias para cargar el sistema de archivos como módulos del kernel. Esta elección naturalmente presenta un problema. Desde dónde carga el kernel sus módulos de kernel si son necesarios en el proceso de arranque antes de que se cree el sistema de archivos? La respuesta es un disco RAM inicial, el cual es una imagen del sistema de archivos que contiene los módulos necesarios. El gestor de arranque carga la imagen en la memoria para el kernel, desde donde el kernel puede montar el sistema de archivos y cargar los módulos necesarios. Los detalles de las imágenes de disco RAM iniciales conocidas como initrd, se tratarán en un cuaderno más adelante. Por ahora, observe que en Red Hat Enterprise Linux, los kernels casi siempre tienen initrd asociados, los initrd se llaman convencionalmente /boot/initrd-kernelversion.img y el gestor de arranque es el responsable de cargarlos. Una elección de gestores de arranque

4 4 Red Hat Enterprise Linux ofrece una surtido de gestores de arranque, cada uno de los cuales puede realizar estas funciones. El gestor de arranque tradicional de Linux se conoce como LILO, cuyo nombre es un doble juego de palabras en inglés, porque es LInux LOader, y LIes LOw en el proceso de arranque. El gestor de arranque LILO es específico para Linux y el sistema de archivos ext2. Un gestor de arranque relativamente reciente es el GRUB Grand Unified Bootloader, (Gran gestor de arranque unificado). El GRUB es un proyecto patrocinado por GNU y como su nombre lo implica, está diseñado para funcionar con múltiples sistemas operativos (y sistemas de archivos). Tanto LILO como GRUB pueden utilizarse para realizar las tareas necesarias mencionadas anteriormente desde una configuración predeterminada (no interactiva) o para permitir al usuario sobrescribir la configuración en el momento del arranque. GRUB es ahora el gestor de arranque de Red Hat Enterprise Linux (LILO ya no se utiliza) y será el tema de este texto. Diseño del gestor de arranque Como mencionamos en la lección anterior, el BIOS generalmente pasa el control al gestor de arranque cuando carga y ejecuta el primer bloque de un disco. Esto obliga a los gestores de arranque a implementar un diseño de dos etapas. Primera etapa La primera etapa de un gestor de arranque es generalmente pequeña, diseñada para ajustarse en el registro de arranque maestro (de hecho, comparte el MBR con la tabla de particiones!) o el bootsector de una partición. [1] La única tarea de este gestor de arranque de la primera etapa es el ubicar, cargar y pasar el control al gestor de arranque de la segunda etapa. Ya que el gestor de arranque de la primera etapa se encuentra en el MBR o en el sector de arranque usualmente no es un archivo visible en el sistema de archivos. Segunda etapa La segunda etapa de un gestor de arranque es por lo general el propio gestor de arranque, el cual ejecuta una forma de aplicación (a menudo interactiva) en el inicio y puede leer información de configuración acerca de configuraciones por defecto. El gestor de arranque de la segunda etapa suele ser un archivo binario identificable en el sistema de archivos. Diseño GRUB Los componentes del gestor de arranque GRUB tradicionalmente residen en el directorio /boot/grub. root]# ls /boot/grub/

5 5 device.map ffs_stage1_5 menu.lst splash.xpm.gz vstafs_stage1_5 e2fs_stage1_5 grub.conf minix_stage1_5 stage1 xfs_stage1_5 fat_stage1_5 jfs_stage1_5 reiserfs_stage1_5 stage2 La segunda etapa del gestor de arranque es bastante fácil de identificar: se llama stage2. El archivo stage1 es una copia del gestor de arranque de la primera etapa instalada en el MBR o en el sector de arranque (observe que el tamaño es sospechoso en la siguiente transcripción). root]# ls -l /boot/grub/stage1 -rw-r--r-- 1 root root 512 Apr /boot/grub/stage1 Los archivos que terminan en 1_5 son sistemas de archivos específicos a la "primera etapa y mitades", utilizados para localizar y leer stage2, grub.conf y otros archivos desde varios sistemas de archivos. Por lo general, la única parte "servible al usuario" de GRUB es su archivo de configuración, /boot/grub/grub.conf. Configuración GRUB GRUB utiliza un archivo de configuración de texto ASCII, /boot/grub/grub.conf, que suele ser editado a mano con un editor de texto. Una muestra del archivo de configuración se ilustra a continuación. root]# cat /etc/grub.conf # grub.conf generated by anaconda # # Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file # NOTICE: You have a /boot partition. This means that # all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg. # root (hd0,0) # kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/hda3 # initrd /initrd-version.img #boot=/dev/hda default=0 timeout=10 splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz hiddenmenu password --md5 $2$MrXSq0xS$0LXqkBTfpywyD3TVCao3d0 title Red Hat Linux ( EL) root (hd0,0) kernel /vmlinuz el ro root=label=/ rhgb quiet vga=0x317 initrd /initrd el.img El archivo está estructurado con una sección "global" principal que consta de todas las líneas antes de la primera línea empezando por la palabra clave title, y una o más definiciones menuitem que comienzan con la palabra clave title. El espacio en blanco

6 6 dentro de una línea es insignificante, aunque la definición de estrofas llevan sangrías con el TABULADOR. Cada línea correspondiente debe iniciar con una palabra clave reconocida y el resto de los parámetros de la palabra clave deben presentarse en la misma línea, (los usuarios de editores de texto que automáticamente delimitan líneas, tengan cuidado!) Por lo general, el archivo /boot/grub/grub.conf se edita directamente y los cambios se efectúan la próxima vez que grub se ejecute, (i.e., en el próximo arranque del sistema). Cómo se refiere GRUB a los archivos La sintaxis del archivo de configuración GRUB es sencilla a excepción de la sintaxis que GRUB utiliza para referirse a los archivos, la cual se presenta a continuación. (dispositivo,partnum)ruta de archivo Los componentes entre paréntesis se utilizan para identificar una partición de disco particular. La ruta de archivo identifica un archivo dentro del sistema de archivos que se encuentra en una partición especificada. La interpretación de cada componente implica sutilezas resumidas en el cuadro a continuación. Table 1. Forma en que GRUB se refiere a archivos Componente dispositivo partnum ruta de archivo Role GRUB no se refiere a los dispositivos como hda o sdc o fd0, como lo hace el kernel de Linux. En su lugar, GRUB se refiere a dispositivos utilizando los siguientes nombres. hd0: "DISPOSITIVO BIOS #1" hd1: "DISPOSITIVO BIOS #2" fd0: "DISPOSITIVO BLANDO #1" Cada BIOS mantiene un concepto de su primer dispositivo. A menudo es su dispositivo IDE de maestro primario, algunas veces es otro dispositivo IDE, algunas veces es un dispositivo SCSI. Al cambiar la configuración BIOS, la identidad del "primer dispositivo" puede cambiar. El partnum es un número entero utilizado para identificar la partición en un dispositivo. Infortunadamente, GRUB cuenta las particiones comenzando por 0, mientras que el kernel de Linux cuenta particiones comenzando por 1. Por lo tanto, lo que GRUB llama partición número 3, el kernel de Linux llamaría partición número 4. El ruta de archivo es una ruta absoluta del archivo, relativo al directorio raíz del sistema de archivos. GRUB se refiere a los archivosantes los sistemas de archivos se montan en un único árbol de

7 7 Componente Role directorio, por lo tanto, GRUB no tiene ningún concepto de los puntos de montaje. Este punto hace énfasis en el AVISO localizado por el instalador de Anaconda en el archivo de configuración de muestra presentado anteriormente. Para ilustrar, analizamos la siguiente línea del archivo de configuración, la cual especifica la imagen de fondo ("pantalla splash") para la aplicación GRUB. splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz La interpretación del nombre de archivo implica los siguientes tres pasos. 1. Determinar el dispositivo: Puesto que sabemos que nuestro sistema arrancó desde el dispositivo IDE de maestro primario, asumiremos que hd0 o el "Dispositivo BIOS #1", se refiere a éste. Lo que GRUB llama hd0, el kernel de Linux llamaría /dev/hda. 2. Determinar la partición: Ahora que conocemos el dispositivo, localizamos la partición en el dispositivo mediante el partnum, recordando que necesitamos agregar 1 para compensar el punto de inicio diferente de GRUB. El 0 anterior por lo tanto especifica la primera partición en el dispositivo /dev/hda1. 3. Determinar el archivo: Puesto que GRUB hacereferencia a archivos relativos al directorio raíz del sistema de archivos, necesitamos determinar dónde se monta la partición /dev/hda1 en nuestro árbol de directorios. Utilizamos el comando df para examinar los montajes actuales. 4. root]# df 5. Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on 6. /dev/hda % / 7. /dev/hda % /boot 8. /dev/hdb % /home 9. /dev/hdb % /var 10. none % /dev/shm 11. /dev/fd % /mnt/floppy Dado que la partición /dev/hda1 está montada para /boot, el archivo /grub/splash.xpm.gz relativo al directorio raíz del sistema de archivos es el archivo /boot/grub/splash.xpm.gz relativo a la raíz del árbol de directorios. Después de determinar la partición y saber dónde está montada, podemos traducir el archivo "GRUB speak"(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz a "Linux speak" como /boot/grub/splash.xpm.gz. Para reforzar el proceso de traducir referencias de archivo GRUB a referencias de archivos Linux, el siguiente cuadro lista archivos que utilizan ambos. Recuerde que la asignación depende de la estructura de particionamiento identificada en la salida del comando df visto anteriormente y cambiaría en discos con particiones diferentes.

8 8 Table 2. Traducciones de nombres de archivos de GRUB a Linux Lo que GRUB llama... (hd0,0)/grub/splash.xpm.gz (hd0,2)/etc/passwd (hd1,6)/log/dmesg... Linux llamaría... /boot/grub/splash.xpm.gz /etc/passwd /var/log/dmesg (hd1,4)/elvis/civgame+0220.sav.gz /home/elvis/civgame+0220.sav.gz (fd0,0)/syslinux.cfg (hd0,0)/vmlinuz el (hd0,0)/initrd el.img /mnt/floppy/syslinux.cfg /boot/vmlinuz el /boot/initrd el.img Por qué GRUB debe ser tan diferente? Recuerde que GRUB se está ejecutando antes de que el kernel de Linux sea cargado y pueda considerarse un sistema operativo mínimo en sí mismo. Como GRUB es el cargador "Gran unificado" y no sólo el cargador Linux, su sintaxis no se relaciona con la del kernel de Linux. Configuración global GRUB Con la parte difícil ya explicada, volvamos a la sección global del archivo de configuración GRUB, que es, todas las líneas que aparecen antes que una línea inicie con title. default=0 timeout=10 splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz password --md5 $2$MrXSq0xS$0LXqkBTfpywyD3TVCao3d0 hiddenmenu Las siguientes entradas se encuentran a menudo dentro de la sección global. Table 1. Sintaxis de configuración global GRUB default=n timeout=n Palabra clave splashimage=file password plaintext password --md5 ciphertext hiddenmenu Propósito Define la entrada del menú por defecto, si el usuario no escoge ninguna. Las entradas de menú se cuentan empezando desde 0. Especifica la cantidad de tiempo (en segundos) que el usuario tiene para escoger una entrada de menú, antes de utilizar la entrada del menú predeterminada. Usa file como una imagen de fondo para el menú. Especifica una contraseña para la aplicación GRUB utilizando texto sin formato. Especifica una contraseña para la aplicación GRUB con codificación MD5. No muestra el menú GRUB en el arranque.

9 9 Palabra clave Propósito Utilice password, no passwd Un error común dentro del archivo de configuración GRUB es el uso incorrecto de la palabra clave passwd, en lugar de password. Configuración de elementos del menú de GRUB En el arranque, GRUB suele presentar al usuario un menú de posibles configuraciones. Dichas configuraciones vienen en estrofas en el archivo de configuración grub.conf que comienza por la palabra clave title, seguida por texto utilizado para etiquetar la estrofa como se ilustra a continuación. title Red Hat Linux ( EL) root (hd0,0) kernel /vmlinuz el ro root=label=/ rhgb quiet vga=0x317 initrd /initrd el.img La siguiente sintaxis se encuentra en elementos del menú utilizados para arrancar kernels de Linux. A diferencia de la sección global, los elementos individuales deben aparecer en el orden especificado. Table 1. Sintaxis de configuración de los elementos del menú de GRUB Palabra clave root partition kernel filecommandline... initrd file Propósito Monta y utiliza de modo implícito el partition especificado en todas las referencias de archivo posteriores. Carga el archivo especificado como imagen de kernel y pasa los argumentos al kernel como línea de comando del kernel. Carga el archivo especificado como un disco RAM inicial para el kernel. Observe cómo el diseño de una estrofa de un elemento de menú refleja los parámetros necesarios. La línea de configuración kernel especifica la imagen de kernel para cargar y su línea de comando asociada, mientras que la línea de configuración initrd especifica un disco RAM inicial a cargar. Uso de GRUB Por lo general, el grub se instala con el instalador de Anaconda y se utilizará cada vez que se inicie el sistema. Cuando GRUB se ejecuta, primero muestra un texto sencillo en el inicio y luego presenta al usuario un menú gráfico y en la configuración predeterminada de Red Hat Enterprise Linux, un temporizador de conteo regresivo desde 10.

10 10 Para nuestros propósitos, nos referiremos a GRUB como si estuviera ejecutándo en uno de los cinco modos: Modo seguro: Este modo presenta al usuario un menú de selecciones de arranque. Modo básico: El modo básico se parece al modo seguro, pero en lugar de seleccionar el elemento del menú, el usuario puede optar por entrar en los siguientes modos. Modo de edición: Este modo permite al usuario hacer correcciones en una configuración existente. Modo de agregar: Semejante al modo de edición, este modo permite al usuario corregir la línea de comandos del kernel. Modo de comando: En este modo, el usuario opera dentro de una shell interactiva grub. Cada uno de los modos se trata detalladamente a continuación. Modo seguro El modo seguro es el modo predeterminado si una contraseña se especificó en el archivo de configuración grub.conf. Grub presenta el usuario con un menú, cuyos títulos son una reflexión directa de las líneas title que se encuentran en el archivo de configuración grub.conf. Al seleccionar un elemento del menú, el sistema inicia con la configuración especificada. Si se especifica la contraseña correcta, el usuario puede saltar del modo seguro al modo básico. Modo básico El modo básico es el modo por defecto si no se proporciona una contraseña en el archivo de configuración grub.conf. Los usuarios pueden elegir un elemento de menú apropiado o pueden utilizar cualquiera de las siguientes claves para entrar en uno de los modos a continuación. Table 1. Comandos para cambiar de modo en GRUB. clave e a c Acción entra el modo de edición para el elemento de menú seleccionado entra el modo de agregar para el elemento de menú seleccionado entra el modo de comando Modo de edición

11 11 Al entrar el modo de editar, grub muestra líneas desde la estrofa grub.conf pertinente en un editor de texto primario. El editor le permite al usuario agregar una nueva línea, borrar una línea existente o editar una línea existente con cambios arbitrarios. Una vez el usuario ha editado la estrofa a su gusto puede utilizar b para iniciar con una nueva configuración o ESC para abandonar todos los cambios y volver al modo básico. En cualquier evento, los cambios a la configuración hechos con el modo de edición de grub se aplican a ese inicio únicamente. La aplicación grub no permite a los usuarios editar archivos de modo permanente. Modo de agregar El modo de agregar puede considerarse como una reducción del modo de edición, donde sólo los argumentos que componen la línea de comando del kernel se pueden editar. Aunque es menos versátil (un nuevo kernel o archivo initrd no se podría especificar, por ejemplo) el modo de agregar se puede utilizar en la mayoría de los casos cuando un usuario desee sobrescribir la configuración grub por defecto. Como en el modo de edición, los cambios se aplican sólo en ese inicio. Modo de comando En el modo de comando, se omite el archivo existente grub.conf y el usuario opera en una shell interactiva grub, (en este caso, el término shell se utiliza en el sentido general. No espere encontrar todas las capacidades de la shell bash!) Los usuarios expertos pueden usar la shell para especificar un kernel e initrd de modo manual e iniciar el sistema, o usar la shell para examinar el sistema de archivos. Se puede salir de la shell grub con la tecla ESC, la cual devuelve al usuario al modo básico. Instalación de GRUB Cuando la gente se refiere a la instalación de un gestor de arranque, por lo general se refieren a transferir la primera etapa del gestor de arranque al registro de arranque maestro o al sector de arranque apropiados. Los administradores de sistemas rara vez necesitan reinstalar la primera etapa del gestor de arranque GRUB, cuando Anaconda la instala tras la instalación del sistema y aparte de los cambios al archivo de configuración grub.conf, la instalación no se debería modificar para uso rutinario. [1] Sin embargo, si por alguna razón necesita instalar GRUB puede utilizar grub-install. El comando se llama con un solo argumento, el nombre del dispositivo cuyo registro de arranque maestro se puede utilizar para la instalación. root]# grub-install /dev/hda Installation finished. No error reported. This is the contents of the device map /boot/grub/device.map. Check if this is correct or not. If any of the lines is incorrect, fix it and re-run the script `grub-install'.

12 12 # this device map was generated by anaconda (fd0) /dev/fd0 (hd0) /dev/hda Tras la instalación, grub-install muestra la interpretación actual del "Dispositivo BIOS #1" (o los dispositivos a los que se haga referencia). Por lo general, esta información es correcta. Si no parece apropiada, se tendría que editar el archivo /boot/grub/device.map y ensayar de nuevo. Administración de contraseñas de GRUB Como veremos más adelante, la habilidad de modificar la línea de comando del kernel en el arranque proporciona una gran flexibilidad, pero a su vez trae riesgos de seguridad. Por ejemplo, al proveer los argumentos apropiados, se puede iniciar el sistema en una shell de mantenimiento desde la cual se puede cambiar la contraseña de la cuenta de root. Por consiguiente, se sugiere proveer una contraseña en el archivo de configuración grub.conf. Aunque el archivo de configuración admite contraseñas en texto sin formato, el almacenamiento de contraseñas en texto sin formato en el sistema de archivos nunca es una buena idea. password redhat En su lugar, se puede utilizar el comando grub-md5-crypt para generar contraseñas encriptadas, las cuales se pueden pegar en el archivo de configuración, como a continuación. root]# grub-md5-crypt Password: redhat Retype password: redhat $2$vCoF50$x48AkrGLEoXPznNiWnqhA. La siguiente línea se pudo incluir en el archivo de configuración grub.conf. password --md5 $2$vCoF50$x48AkrGLEoXPznNiWnqhA. Esta línea establece la contraseña de GRUB para redhat, pero no deja la contraseña expuesta en texto sin formato en el archivo de configuración. Limitaciones de BIOS y GRUB Cuando la aplicación GRUB se está ejecutando, el kernel de Linux aún no está en su sitio. Por consiguiente, GRUB utiliza controladores de dispositivos de BIOS para acceder a los discos. Algunos controladores más antiguos no tienen limitaciones significativas. 1. Algunos BIOS no pueden acceder más de cilindros. 2. Muchos de los BIOS son sólo conscientes de las particiones primarias.

13 13 La primera limitación es la motivación para la partición /boot. Por diseño, la partición /boot debe contener todos los elementos del sistema necesarios antes que el kernel de Linux se cargue: la imagen misma del kernel, cualquier initrd y el gestor de arranque. La partición es por lo general pequeña y se presenta tan pronto como sea posible en el dispositivo, para que se ajuste totalmente dentro de los primeros cilindros de disco. Dicho esto, la mayoría de BIOS modernos proporcionan extensiones que superan esta limitación. De manera interesante, un sistema Linux se puede operar bastante bien sin montar la partición /boot, (recuerde que sólo se encuentran los aspectos del sistema que se necesitan antes de iniciar el kernel). En la práctica, no es una buena idea, puesto que hay un archivo ocasional al cual se hace referencia desde el sistema de ejecución (tal como System.map, o el archivo de configuración grub.conf, si el administrador desea hacer cambios). La segunda limitación sólo afecta a donde GRUB puede instalarse si otro gestor de arranque se utiliza en el registro de arranque maestro. Es decir, sólo los sectores de arranque de particiones primarias son candidatos para la instalación de la primera etapa GRUB. Esto no se considera una configuración estándar y los detalles de configuración van más allá de los objetivos de este curso. Al cerrar, volvemos a hacer énfasis en que estas dos limitaciones están relacionadas con BIOS no con Linux. Cuando el kernel de Linux está en ejecución, ninguna de estas limitaciones importa. El kernel de Linux La lección anterior presentó la inicialización de Linux ocurriendo en cuatro fases diferentes. Esta lección trata principalmente del gestor de arranque; las siguientes dos lecciones describirán /sbin/init y los procesos relacionados. Entre estos dos está la sección corta, la cual proporciona algo más que una transición y describe la función del kernel al cargarlo en el sistema. Aunque se puede decir mucho de la inicialización del kernel desde el punto de vista del diseño de sistemas operativos, desde el punto de vista de la administración del sistema, hay muy poco que decir. No obstante, lo que hay que decir es importante. En esencia, un administrador de sistemas puede ver el kernel mientras realiza tres etapas. 1. Remplaza todos los controladores de dispositivos BIOS con controladores de dispositivos Linux. 2. Monta la partición root de sólo-lectura. 3. Inicia el primer proceso. El kernel hace muy poco para inicializar el sistema y confía en que el primer proceso haga todo el trabajo difícil.

14 14 Hay algunas repercusiones asociadas con cada paso. 1. Puesto que Linux remplaza todos los controladores de dispositivos BIOS, las limitaciones de BIOS mencionadas anteriormente no son relevantes una vez que el kernel inicia. 2. Puesto que el kernel debe montar la partición raíz, se le debe decir qué partición es la correcta para el montaje. Esto generalmente se realiza con el parámetro de línea de comando del kernel de root=, el cual puede referirse a una partición específica (tal como root=/dev/hda5) o como el comando mount, puede hacer referencia a la partición raíz por su etiqueta de sistema de archivos ext2 (mediante una sintaxis bastante extraña root=label=/). Por qué el kernel lo monta de sólo lectura, en lugar de lectura-escritura? La respuesta se encuentra en una próxima lección. 3. Como el kernel inicia el primer proceso directamente, se debe especificar la partición root correcta. El nombre del primer proceso está fijado en el kernel: /sbin/init. El kernel montará como partición root cualquier partición que usted le diga, pero sólo podrá hallar /sbin/init si usted le da la correcta. La línea de comandos del kernel: parámetros de arranque Así como los procesos tienen una línea de comandos, el kernel también tiene una línea de comandos. Los parámetros de la línea de comandos para el kernel actual se pueden examinar al leer /proc/cmdline. ~]# cat /proc/cmdline ro root=label=/ rhgb quiet Los símbolos especificados según el nombre de archivo del kernel en el archivo de configuración grub.conf se pasan al kernel, el cual los administra de la siguiente manera. 1. Primero, el kernel comprueba si el símbolo es un parámetro incorporado del kernel. Si lo es, el kernel aplica el parámetro. Algunos de los parámetros más comunes del kernel están documentados en la página de manual bootparam(7). 2. Segundo, si el kernel no reconoce el símbolo y el símbolo tiene la forma nombre=valor,el kernel pasa el valor al primer proceso como variable de entorno nombre, (el primer proceso es casi invariable /sbin/init). 3. Por último, todo lo que el kernel no reconozca y que no tenga la forma de nombre=valor, el kernel pasará al primer proceso como un argumento de línea de comandos. Algunos de los argumentos más utilizados de la línea de comandos del kernel se encuentran en el siguiente cuadro. Table 1. Parámetros comunes de arranque del kernel Parámetro Efecto

15 15 Parámetro root=dispositivo ro quiet rhgb Referencia a un nuevo kernel Efecto Utiliza dispositivo como partición raíz (vea arriba). Este parámetro se requiere casi siempre. Monta la partición raíz de sólo lectura (ver arriba). Este parámetro casi siempre se requiere. No muestra mensajes en el inicio. Aunque habilitado por defecto en Red Hat Enterprise Linux, muchos administradores prefieren quitarlo para ver el flujo de mensajes del kernel. Este parametro del inglés "Red Hat Graphical Boot" (Arranque gráfico de Red Hat), hace que un servidor X inicie temprano en el proceso de arranque. El parámetro se puede quitar fácilmente si esto complica o retarda el proceso de arranque. Un administrador de sistemas compiló un kernel personalizado, creó un disco RAM asociado de inicio y lo colocó en el directorio /boot como los archivos vmlinuz custom y initrd custom.img, respectivamente. Ahora quiere actualizar su archivo grub.conf para poder arrancar en el nuevo kernel. Su archivo actual se ve de esta forma. root]# cat /boot/grub/grub.conf # grub.conf generated by anaconda # # Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file # NOTICE: You have a /boot partition. This means that # all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg. # root (hd0,0) # kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/hda3 # initrd /initrd-version.img #boot=/dev/hda default=0 timeout=10 splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz password --md5 $2$MrXSq0xS$0LXqkBTfpywyD3TVCao3d0 title Red Hat Linux ( EL) root (hd0,0) kernel /vmlinuz el ro root=label=/ quiet rhgb initrd /initrd el.img El administrador abre el archivo en un editor de texto y en primer lugar duplica la "consabida" estrofa. title Red Hat Linux ( EL) root (hd0,0) kernel /vmlinuz el ro root=label=/ quiet rhgb initrd /initrd el.img title Red Hat Linux ( EL) root (hd0,0) kernel /vmlinuz el ro root=label=/ vga=0x317

16 16 initrd /initrd el.img Luego, el administrador edita la segunda estrofa, cambiando las referencias de título, kernel e initrd, como corresponda. title Red Hat Linux ( EL) root (hd0,0) kernel /vmlinuz el ro root=label=/ quiet rhgb initrd /initrd el.img title Red Hat Linux ( custom) root (hd0,0) kernel /vmlinuz custom ro root=label=/ quiet rhgb initrd /initrd custom.img Ahora, el administrador almacena sus cambios y reinicia. Al reiniciar, puede escoger su nuevo kernel personal y el menú GRUB. Si algo sale mal (tal como un error tipográfico en el archivo de configuración grub.conf), siempre podrá reiniciar otra vez en la "consabida" entrada. Migración a un archivo de configuración GRUB Un administrador está migrando un archivo de configuración grub.conf de un sistema a otro. Aquí está el contenido del archivo. root]# cat /boot/grub/grub.conf # grub.conf generated by anaconda # # Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file # NOTICE: You have a /boot partition. This means that # all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg. # root (hd0,0) # kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/hda3 # initrd /initrd-version.img #boot=/dev/hda default=0 timeout=10 splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz password --md5 $2$MrXSq0xS$0LXqkBTfpywyD3TVCao3d0 title Red Hat Enterprise Linux ( EL) root (hd0,0) kernel /vmlinuz el ro root=label=/ vga=0x317 initrd /initrd el.img Como los comentarios lo implican, en el sistema original, el directorio /boot fue particionado Sin embargo en el sistema actual, solo hay una partición raíz: el dispositivo /dev/hda2. Ya que el directorio /boot ahora es parte de la partición raíz, el administrador necesita realizar los siguientes ajustes. 1. La especificación de la partición raíz necesita actualizarse para referirse al dispositivo /dev/hda2.

17 17 2. Las rutas de archivos para el kernel y el disco RAM de inicio se necesitan actualizar para reflejar el hecho que el directorio /boot es ahora parte del sistema de archivos raíz. Puesto que en la nueva máquina, la configuración original no funcionará, decide modificar la estrofa "en su sitio". La estrofa modificada se lista a continuación. title Red Hat Linux ( EL) root (hd0,1) kernel /boot/vmlinuz el ro root=label=/ vga=0x317 initrd /boot/initrd el.img Ejercicios en línea Lab Exercise Objetivo: Ganar experiencia en la configuración del gestor de arranque de GRUB. Estimated Time: 30 mins. Specification Usted va a copiar ( no a mover!) su kernel existente e initrd a un nuevo sitio y va a modificar su grub.conf de modo apropiado para arrancar el kernel recién creado. 1. Crear el directorio /kernel. 2. Utilizar el comando uname -r para reportar su versión de kernel actual. 3. Copiar los archivos /boot/vmlinuz-versión de kernel y /boot/initrdversión_de_kernel.img al directorio /kernel recién creado. Asegúrese de copiar el archivo empezando por vmlinuz, no vmlinux. 4. Como precaución, haga una copia de seguridad de su archivo /boot/grub/grub.conf, llamado /boot/grub/grub.conf.prelab4.2. Abra su archivo /boot/grub/grub.conf y haga los siguientes cambios. a. Duplique la estrofa de los elementos del menú pertinentes a su kernel actual y establezca el título de la estrofa recién creada a la única palabra lab4.2.. No modifique su estrofa original de ninguna manera. b. En su estrofa de elementos de menú recién creada, actualice las referencias al kernel y los archivos initrd, para que se refieran a los archivos recién creados /kernel/vmlinuz-versión_de_kernel y /kernel/initrd-versión de kernel.img. Probablemente también tendrá que actualizar la referencia a la partición raíz. c. En la línea de comandos del kernel, agregue el argumento panic=42, (puede consultar la página del manual bootparam(7) para obtener mayor información). d. Establezca la contraseña del gestor de arranque como redhat con una contraseña en texto sin formato, (si el gestor de arranque ya tiene contraseña, quite el comentario de la línea que especifica la contraseña original).

18 18 Guarde sus cambios. 5. Reinicie su máquina. En el menú GRUB, entre la contraseña del gestor de arranque (redhat). Abra la estrofa recién agregada(lab4.2) para editarla. Dentro del editor, agregue el argumento rha=fun a la línea de comandos del kernel, sin cambiar los otros argumentos y por último, inicie su máquina. 6. Una vez iniciado, inicie sesión en su cuenta de Red Hat Academy y califique su ejercicio. Note En algunas máquinas, puede que no se pueda reiniciar la máquina con su nueva configuración, debido al límite de 1024 cilindros de BIOS. Si este es el caso, reinicie su máquina con la estrofa original ( no la modificó, no es cierto?). Repita el Laboratorio pero en lugar de copiar su kernel e initrd al directorio /lab4.2, cópielos al directorio /boot/lab4.2 y edite su estrofa lab4.2 en el archivo grub.conf. Resultados Question 1 1. Un archivo del sistema de archivos /proc/cmdline que reporte los argumentos panic=42 y rha=fun. 2. Un archivo /boot/grub/grub.conf, que contenga una estrofa para un elemento del menú titulado lab4.2. El elemento del menú debería hacer referencia al sitio del nuevo kernel e initrd y especificar un argumento de línea de comandos de kernel panic=42, pero no un argumento de línea de comandos de kernel rha=fun. Capítulo 3 /sbin/init y Run Levels Conceptos clave El primer proceso iniciado por el kernel es /sbin/init El comando init se ejecuta, mientras se ejecute el sistema y está encargado de iniciar y detener otros procesos. El comando init organiza el estado de ejecución de procesos con un concepto llamado niveles de ejecución. El comando init utiliza el archivo de configuración /etc/inittab para determinar qué procesos deberían ejecutarse en qué niveles de ejecución. Los comandos init y telinit se pueden utilizar para cambiar niveles de ejecución o forzar init a releer su archivo de configuración. Los comandos shutdown, reboot, halt y poweroff sirven para detener o reiniciar la máquina.

19 19 /sbin/init El nombre del primer proceso para iniciar está fijado al kernel de Linux: /sbin/init. Este comando es ejecutado directamente por el kernel en el inicio y por lo tanto siempre tiene un Id de proceso 1. El programa init está diseñado para ejecutarse mientras se ejecuta el sistema y es el último proceso que muere. Para asegurarse que el proceso no termine accidentalmente, el Id 1 del proceso está protegido contra la señal letal SIGKILL (señal número 9). El proceso init emplea su tiempo, iniciando, deteniéndose y monitorizando otros procesos. Lo primero que init hace es leer su archivo de configuración, el archivo /etc/inittab. Se le recomienda ver el archivo mientras lee esta explicación, pero tenga cuidado de no modificarlo accidentalmente: Es un archivo de configuración clave y si se daña no se podría arrancar su sistema. Niveles de ejecución A continuación, extraemos y explicamos varias líneas del archivo /etc/inittab. Comenzamos por examinar el comentario en la parte superior del archivo y la primera línea de configuración pertinente. # # inittab This file describes how the INIT process should set up # the system in a certain run-level. # # Author: Miquel van Smoorenburg, # Modified for RHS Linux by Marc Ewing and Donnie Barnes # # Default runlevel. The runlevels used by RHS are: # 0 - halt (Do NOT set initdefault to this) # 1 - Single user mode # 2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking) # 3 - Full multiuser mode # 4 - unused # 5 - X11 # 6 - reboot (Do NOT set initdefault to this) # id:3:initdefault: En los comentarios al comienzo del archivo, vemos que init organiza una máquina Linux mediante un concepto llamado en inglés runlevels (niveles de ejecución). Los niveles de ejecución tradicionalmente se nombran con números enteros de 0 a 6. En muchas versiones de Unix, los números enteros implican una secuencia (i.e., para iniciar en nivel de ejecución 5, debe pasar por los niveles de ejecución de 1 a 4). Esto no sucede en Linux; los niveles de ejecución pudieron haberse llamado algo tan fácil como "anaranjado", "azul" y "verde".

20 20 Por tradición Unix asocia las siguientes configuraciones con varios niveles de ejecución y Linux se adhiere a dicha convención. Table 1. Convenciones de los niveles de ejecución Nivel de ejecución 0 Halt 1 Uso Modo monousuario 2 No NFS Multiusuario total Configuración local Multiusuario con X 6 reboot Comentarios Una utilidad de nivel de ejecución utilizada para detener la máquina. Un nivel de ejecución de mantenimiento conocido como un Modo monousuario. Cuando se está en nivel de ejecución 1, solo root puede iniciar en la máquina y debe iniciar en la consola. Las conexiones de red por lo general no están activas y la mayoría de los demonios (si no todos) están apagados. Este nivel de ejecución está diseñado para realizar operaciones de mantenimiento, tales como montar y desmontar particiones sin interferencias inesperadas. En Unix tradicional, el nivel de ejecución 2 era de modo multiusuario sin red (recuerde que en un comienzo, Unix era esencialmente un servidor de terminal.) La mayoría de Unix modernos utilizan el nivel de ejecución 2 para de alguna manera calificar la extensión de red. En Red Hat Enterprise Linux, el nivel de ejecución 2 implica modo multiusuario de red, pero sin ningún sistema de archivos NFS relacionado. El nivel de ejecución 3 es un modo operativo total de red y multiusuarios, pero no se inicia ninguna interfaz gráfica (servidor X). En muchas máquinas utilizadas como servidores de red, este es el nivel de ejecución predeterminado. El nivel de ejecución 4 suele no tener implicaciones y se deja para que los sitios lo utilicen en la implementación de políticas locales. El nivel de ejecución 5 tiene todas las implicaciones del nivel de ejecución 3, más el mantenimiento continuo de un servidor X. Una utilidad de nivel de ejecución utilizada para reiniciar la máquina. La última línea en el listado anterior establece el nivel de ejecución predeterminado para la máquina, si no se especifica ninguno. Para la mayoría de las máquinas, el nivel de ejecución sería el nivel de ejecución 3 o 5. Sintaxis /etc/inittab

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