Descubre gnulinex 1. Capítulo 16. El sistema de archivos

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1 Descubre gnulinex 1 Capítulo 16 El sistema de archivos

2 2 Descubre gnulinex Conceptos básicos Uno de los principios básicos del sistema operativo Linux es la consideración de que todo flujo de bits constituye un archivo, cualquiera que sea su contenido. Así, tanto una imagen como un texto son considerados como archivos; también tienen la misma consideración una carpeta, un disquete, una tarjeta de vídeo e, incluso, la conexión a una página web. Como todo es considerado un archivo, el software es el encargado de distinguir los diferentes tipos de ficheros y organizarlos en un sistema de archivos. Los sistemas de archivos Cada sistema operativo tiene su propio sistema de archivos, que especifica la forma física según la cual se graban los datos en el disco duro. Se trata, por tanto, de la forma en la que un sistema operativo organiza, gestiona y mantiene la jerarquía de archivos en el disco duro. El estándar de gnulinex se denomina ext3, aunque también puede manejar los sistemas utilizados por Windows: vfat (hasta la versión 98SE) y NTFS, este último sólo en modo lectura. El sistema de archivos de Linux, al tomar como propios los de otros sistemas, suple sus carencias con valores por defecto: el propietario es el usuario y los permisos son universales. Nota: Los ficheros se guardan en bloques. Mientras que Linux guarda un archivo en bloques contiguos, Windows lo ubica en bloques libres del disco, sean o no contiguos, lo que disminuye la velocidad del ordenador; de aquí la necesidad de este sistema operativo de defragmentar periódicamente el disco. El árbol de directorios de gnulinex Un sistema operativo como gnulinex cuenta con muchos ficheros, tantos que es preciso organizarlos de tal modo que todos los programadores y usuarios puedan conocer dónde se encuentran todos los archivos y sus tipos, incluidos programas y nuestros archivos personales.

3 Descubre gnulinex 3 Nota: A partir de 1993 comenzó a estandarizarse la estructura de archivos de Linux y, desde 1995, la de todos los sistemas basados en Unix. Es Filesystem Hierarchy Standar (FHS), la jerarquía que también sigue gnulinex. El sistema de archivos de gnulinex se estructura en árbol a partir de un directorio inicial, denominado raíz y representado por la barra /, del que dependen los restantes directorios. Veremos a continuación los más importantes. Como sabemos, la barra / también se utiliza para separar directorios de subdirectorios y componer, de esta manera, la trayectoria o path de un archivo. El directorio raíz Es un directorio pequeño, para facilitar su arranque desde otro host y dificultar que se pueda corromper. En él deben encontrarse sólo las herramientas que permitan arrancar, reparar y/o recuperar el sistema, además de los directorios básicos del sistema, que veremos a continuación. Por tanto, en él debe encontrarse el kernel (vmlinuz-2.6.7) o un enlace simbólico al directorio /boot. Abra un terminal, cambie al directorio raíz y escriba ls -F. Verá los directorios que tiene, de forma predefinida, gnulinex, como en la figura Figura Contenido del directorio raíz Directorio /bin En este directorio se encuentran los programas ejecutables (binarios) esenciales para la administración del sistema; los comandos son ejecutables en la consola y por cualquier usuario. Escriba en un terminal ls F /bin para listar los archivos que contiene, como se muestra en la figura Entre ellos se encuentran algunos que ya conocemos del capítulo anterior, como, cp, chown, chmod, o ls. Observe que la mayoría son ejecutables (tienen un asterisco) y algunos son enlaces simbólicos (arroba).

4 4 Descubre gnulinex Figura Contenido del directorio /bin Directorio /sbin En este directorio se encuentran los ejecutables fundamentales del sistema para su funcionamiento, por lo que sólo el administrador del sistema debe tener acceso al mismo. Se hallan en este directorio los comandos generales, los del encendido/apagado y reinicio del sistema, los de su mantenimiento y los referidos a redes. Directorio /boot En él radican los archivos estáticos del cargador de arranque (boot-loader). En gnulinex, en este directorio se encuentran el kernel y un subdirectorio que contiene el gestor de arranque (grub) con su configuración. En el subdirectorio /boot/grub también se halla el archivo menu.lst, que veremos más adelante. Directorio /dev Liste el contenido del directorio con ls -F y compruebe el elevado número de ficheros que contiene. El nombre proviene de devices drivers (controladores de dispositivos) porque es en este directorio donde se ubican los archivos que permiten la comunicación con los elementos del hardware instalados en nuestro ordenador. Así, aquí se encuentran, por ejemplo, las particiones del disco o discos (como /dev/hda o /dev/sda), y las unidades de cd-rom scsi (como /dev/scd0); también se hallan las impresoras, puertos serie y usb, ratón o tarjetas de sonido. Nota: El archivo /dev/null, presente en el directorio, es como un agujero negro, pues cualquier dato que es enviado a este dispositivo, desaparece. Su utilidad radica, por ejemplo, en eliminar la salida por pantalla de una orden.

5 Descubre gnulinex 5 Directorio /etc Contiene una serie de ficheros de configuración y arranque del sistema, algunos de los cuales se muestran en la figura Aquí se incluyen subdirectorios como los de /etc/rc, correspondientes a los guiones de inicialización del sistema, o ficheros del tipo /etc/passwd, donde están los usuarios del sistema. También se ubican en /etc subdirectorios utilizados para la configuración de determinados componentes del sistema, como, por ejemplo, /etc/x11, que contiene los archivos de configuración del entorno gráfico X Window, con los gestores de ventanas y de arranque de los distintos escritorios. Figura Contenido del directorio /etc Se encuentran en él ficheros básicos, como bashrc, con la configuración de la shell, inittab, con la configuración de inicio o fstab, que contiene la relación de los puntos donde se montan las diferentes particiones y los sistemas de archivos que utilizan (lo veremos detenidamente más adelante). Directorios /home y /root El directorio /home contiene los subdirectorios personales de los usuarios. La existencia de diversos subdirectorios personales se debe a que gnulinex es un sistema multiusuario y, con esta configuración, es posible que varios usuarios puedan interactuar con el ordenador sin interferencias mutuas. Por esta misma razón, el administrador tiene su propio directorio (/root) que, por seguridad, está separado del de los restantes usuarios.

6 6 Descubre gnulinex Directorio /lib Contiene las bibliotecas compartidas de los binarios de los directorios /bin y /sbin, así como las compartidas por muchos programas, para reducir el espacio usado en el disco duro. También se hallan aquí los módulos del kernel, que permiten el funcionamiento de muchos elementos del hardware. Directorio /lost+found Es un directorio que existe en todos los sistemas de archivos ext2 y ext3, y es donde el programa de chequeo del sistema coloca los bloques encontrados que no puede ubicar, por ejemplo cuando existe una interrrupción de suministro eléctrico. Por nombre tienen un número porque se trata de inodos (el concepto de inodo lo veremos más adelante). Nota: gnulinex es un sistema ext3 con journaling, lo que quiere decir que es tolerante a fallos, por lo que difícilmente encontrará dichos ficheros en este directorio. Esta es otra razón de la superior seguridad del sistema operativo Linux respecto de otros. Directorio /proc Liste el contenido de este directorio con ls -F /proc y tendrá un resultado similar al de la figura Las carpetas tienen, como fecha, la actual y, como hora, la del inicio de la sesión; además, sus contenidos son 0 b. La razón estriba en que se trata de un sistema virtual de archivos mediante el cual el kernel se comunica con el usuario y le muestra los procesos que está ejecutando. El nombre corresponde al pid de un proceso. Estos ficheros se hallan en la memoria y no físicamente en el directorio.

7 Descubre gnulinex 7 Figura Contenido del directorio /proc /proc/kcore es el único archivo, junto con los enlaces simbólicos, cuyo tamaño es diferente de cero. Representa la memoria física que tiene el ordenador y, por tanto, su tamaño coincide con ésta, incrementada en algunos Mb. Directorio /usr Es uno de los directorios más importantes y complejos del sistema, pues en él se encuentran los programas que utilizan los usuarios, con sus ejecutables, bibliotecas, referencias, iconos y documentación. Contiene archivos compartibles y otros que son de sólo lectura, en los subdirectorios mostrados en la figura Figura Contenido del directorio /usr Liste sus contenidos con ls -F /usr para conocer su contenido. En /usr/bin, se sitúan los ejecutables opcionales del sistema y de programas de uso común, como procesadores de texto o de tratamiento de imágenes. Por el contrario, sólo root puede acceder a los binarios del sistema no esenciales, contenidos en /usr/sbin.

8 8 Descubre gnulinex Nota: Cuando, en ocasiones, deseamos abrir un determinado archivo con un programa que no es el predeterminado por el sistema, la elección del ejecutable de la aplicación alternativa se efectúa en /usr/bin. Los ejecutables de los juegos y programas educacionales se ubican en /usr/games, en tanto que sus datos variables se hallan en /var/games. /usr/share contiene elementos y datos no modificables de los programas, así como información e iconos relativos a los mismos. Otros manuales y documentaciones de los programas se encuentran en los subdirectorios específicos /usr/man y /usr/doc, mientras que sus bibliotecas se hallan en /usr/lib. /usr/x11r6 es el subdirectorio donde se encuentran los programas que gestionan la interfaz gráfica para usuario. Directorio /var Su nombre procede de variable porque este carácter tiene la información, contenida en sus archivos y directorios, como, por ejemplo, las colas de impresión o el correo no enviado (en /var/spool). Hay algunos subdirectorios y archivos que no son compartibles por su naturaleza, como los registros. El contenido del directorio se muestra en la figura Mientras que la información sobre el estado variable de las aplicaciones se sitúa en /var/lib, en /var/log se guardan los mensajes de registro generados por el sistema operativo y por diversos programas. Su utilidad radica en conocer los procesos y poder detectar problemas para prevenirlos o solucionarlos. Figura Contenido del directorio /var Algunos archivos de bloqueo se encuentran en /var/lock, mientras que algunos datos relevantes para determinados procesos que se ejecutan están en /var/run. En /var/tmp se ubican datos temporales que deben ser guardados entre reinicios del sistema y son utilizados para mantener a /tmp pequeño.

9 Descubre gnulinex 9 /var/cache contiene datos de aplicaciones en cache, como los paquetes Debian, que se hallan en /var/cache/apt/archives. Nota: Si en alguna ocasión necesita reinstalar un paquete Debian, que ya fue descargado con anterioridad, la trayectoria para dpkg -i deberá ser: /var/cache/apt/archives/paquete.deb Los inodos En el sistema de archivos de Linux, junto a los nombres de archivos y carpetas, existe un número que identifica de forma única la información y que permite ubicarla en algún dispositivo de almacenamiento. Dicho número es un inodo, es decir, su nodo de información (Information Node), que se muestra como primer campo de salida en un terminal al escribir ls -il. El segundo dígito, como sabemos, es el número de vínculos que tiene el archivo, como puede verse en la figura Figura El primer dígito es el inodo y el segundo, el número de vínculos Así, para identificar un archivo, Linux no utiliza su nombre sino su inodo, lo que supone que un mismo archivo se pueda guardar con nombres diferentes aunque su inodo sea el mismo y por ende, su contenido. Existen inodos para todos los archivos, es decir, para todos los flujos de información pues, recordemos, para Linux todo es un archivo.

10 10 Descubre gnulinex Los archivos de linux Como para Linux todo es un archivo, se precisa distinguir entre los diferentes tipos según la naturaleza de su contenido. Identificadores Tipos de archivos Contenidos - archivo regular Es un contenedor de información, que puede consistir en datos o programas.. archivo oculto Archivos del sistema y de aplicaciones. d carpeta o subcarpeta Contiene una lista de nombres de archivo y sus correspondientes inodos. b c l modo bloque modo carácter enlace simbólico Dispositivos para el almacenamiento de datos (discos duros, particiones o CD-ROM). Dispositivos periféricos de entrada y salida (ratón, puertos serie, paralelos o USB). Puntero a otro archivo o directorio al que están vinculados, por lo que sus inodos son diferentes. p tubería Conexiones entre programas s socket Corresponden a conexiones de red. Atributos de los archivos Algunos atributos pueden contribuir a incrementar la seguridad de un sistema, como, por ejemplo, los siguientes: Para eliminar de ficheros y directorios la modificación de la fecha del último acceso, se utiliza el atributo 'A'. Para que las modificaciones de los archivos se graben inmediatamente en el disco, lo que puede ser interesante en los archivos de seguridad, se utiliza 'S'. Si se desea que no se pueda eliminar un archivo, solo modificarlo agregándole nueva información, el atributo es 'a'. Sólo el usuario root puede modificar este atributo. Un archivo inmutable es el que no se puede copiar, borrar ni renombrar, salvo por

11 Descubre gnulinex 11 root. El atributo de un archivo de estas características es 'i'. Estos atributos se pueden ver con lsattr y modificar con chattr (+ agrega los atributos y los elimina). Si un archivo no tiene asignados atributos, en su lugar se mostrarán guiones. Truco: Poner atributos a algunos archivos puede incrementar la seguridad de nuestro sistema, Así, por ejemplo, podría ser inmutable el archivo /etc/passwd, o solo modificables, agregándoles información, los archivos del subdirectorio /var/log, que contiene los registros del sistema. Características de los archivos Por su carácter multiusuario y multiproceso, hay ficheros que pueden ser compartidos y otros no pueden serlo; de la misma manera, existen ficheros que son estáticos y otros, dinámicos. Los ficheros compartibles son aquellos a los que se puede acceder desde todos los hosts, mientras que a los no compartibles sólo se puede acceder desde su contenedor. Por ejemplo, las carpetas de los usuarios son compartibles mientras que los descriptores de los dispositivos específicos de cada host no lo son. Los ficheros dinámicos pueden cambiar cuando el usuario lo desea, como ocurre con los que contienen documentos personales, en tanto que los estáticos, tales como los ejecutables, no son modificables frecuentemente, por su propia naturaleza. Sólo los puede modificar el administrador del sistema, generalmente al reconfigurar las aplicaciones o instalar versiones recientes. Algunos archivos importantes Archivo /etc/fstab Como en Linux todo es un archivo, montar dispositivos a nivel usuario no es más que hacerlol disponibles en el árbol de directorios de nuestro sistema de archivos. Indicarle al kernel cómo hacerlo se puede llevar a cabo a través del comando mount (ya visto en el capítulo anterior) o por medio del archivo /etc/fstab. Este archivo permite la automatización del montaje de las particiones, con sus sistemas de archivos, los ficheros que se han de verificar y el orden.

12 12 Descubre gnulinex Figura Contenido del archivo fstab La figura 16.8 muestra un ejemplo de archivo, en el que se pueden apreciar los elementos que lo integran, tomando como ejemplo la primera línea: Elemento /dev/hda5 Contenido Es el dispositivo, partición o directorio que se monta. / Es el punto de montaje, en este caso es el raíz. ext3 defaults 1 Es el sistema de archivos. También podrían ser, entre otros, iso9660 (CD-ROM y DVD), vfat (Windows) o ext2 (Linux). Opción del sistema de archivos, como también lo es notail. Volcado de particiones. Los errores en tiempo de montaje que ha reportado el sistema de archivos. Verificación de particiones. Los chequeos sufridos para comprobar 1 su integridad al desmontar incorrectamente. Algunas de las opciones existentes son las siguientes: ro, rw Elemento Contenido Montar el dispositivo sólo lectura, lectura-escritura.

13 Descubre gnulinex 13 Elemento suid,nosuid dev,nodev exec,noexec auto,noauto user,nouser sync, async uid,gid=x Contenido Permite -o no- tener ficheros con el bit de usuario definido. Interpreta los dispositivos especiales de bloques o caracteres en el sistema de ficheros. Permite o deniega la ejecución de binarios. Se monta -o no- la partición al arrancar. Permite a un usuario ordinario montar el sistema de archivos. Todos los accesos I/0 al sistema de ficheros se realizarán en modo sincrono/asincrono. El uid y/o gid del usuario y/o grupo que controla el sistema. Nota: Si contamos con un DVD, ubicado, por ejemplo, en /dev/scd0 y deseamos tenerlo accesible en /media/dvd, habría que añadir la siguiente línea al fstab: /dev/scd0 /media/dvd iso9660 auto,user,ro 0 0 Archivo /etc/x11/xf86config-4 Este es el archivo que sirve para configurar la interfaz gráfica del ordenador e indicar al sistema alguno de los dispositivos del hardware. El archivo puede modificarse con cualquier procesador de texto, por lo que es conveniente realizar una copia de seguridad antes de su modificación. También es posible hacerlo con dos herramientas: xserver-xfree86, de una consola (dpkgreconfigure xserver-xfree86), y xf86cfg, gráficamente. Una vez hechas las modificaciones, hay que reiniciar el sistema gráfico. El archivo está dividido en secciones, identificadas por nombres y con funciones determinadas. Para conocerlas, abra el archivo con un editor de texto. En Files se ubican los ficheros específicos para el inicio de Xwindow, como las fuentes. Los módulos ( Modules) proporcionan funcionalidades adicionales. La configuración del teclado, indicando número de teclas (pc105) y el idioma (es), se encuentra en Keyboard.

14 14 Descubre gnulinex En Mouse se indica el puerto utilizado, el protocolo y la emulación de los tres botones (true), si procede. La tarjeta gráfica utilizada por el sistema y el driver usado se hallan en Device. La sección Monitor indica el que es utilizado, así como sus sincronizaciones horizontal y vertical. Si disponemos de dos monitores, es esta la sección en la que se deben integrar. Screen enlaza un Device y un Monitor, que pueden compartir configuraciones. Se informa de la profundidad de color (Depth) y las resoluciones correspondientes. El enlace entre screen y las secciones de entrada de dispositivos (InputDevices) se efectúa en ServerLayout. Por último, DRI, Direct Rendering Infraestructure indica el interfaz para la aceleración 3D por hardware. Atención: No debe modificar los valores por defecto de su sistema si no conoce perfectamente lo que lleva a cabo. Por ejemplo, unos valores equivocados en la sincronización de su monitor puede dañarlo o, incluso, destruirlo. Archivo /boot/grub/menu.lst Este archivo es el de configuración de grub, el programa de arranque del sistema. Edite el suyo mediante la siguiente orden en un terminal: gedit /boot/grub/menu.lst. Su contenido será similar al de la figura El archivo tiene varias partes. La primera hace referencia a tiempos de espera, colores e imágenes, y partición inicial por defecto de la forma siguiente: Para indicar el tiempo de espera antes de iniciar la entrada predeterminada, a menos que se pulse una tecla, se utiliza timeout n. Con default 0 se inicia la entrada predefinida del menú. Fallback 1 fija la entrada alternativa. Los restantes elementos se refieren a imágenes y colores optativos. Las partes siguientes ya son los sistemas instalados en el ordenador. Todas se inician con la orden de entrada de menú (title), seguida por una descripción de dicho sistema. En los sistemas de Linux, a continuación siguen el administrador y la partición en la que

15 Descubre gnulinex 15 se encuentra, la imagen del kernel, y la tarjeta gráfica y resolución de pantalla. Figura Contenido del archivo menu.lst Nota: Grub nombra los discos como hd0 y hd1 (primero y segundo) y las particiones, como hd0,0 (primera) o hd0,1 (segunda). Es decir, /dev/hda será hd0,0. Un arranque dual con Windows toma la forma de la figura 16.9, en la que rootnoverify se utiliza para que este sistema operativo no monte la partición (hdx,y) y makeactive, para que marque esa partición como activa. Chainloander le indica a grub que deberá arrancar el primer sector de dicha partición. En ocasiones se borra el sector de arranque (MBR) por la instalación de Windows, por lo que se pierde el arranque directo de gnulinex. Para solucionar este problema puede efectuar la siguiente secuencia de acciones: 1. Introduzca el disco de emergencia de gnulinex, reinicie el ordenador e introduzca su nombre y contraseña. 2. Escriba en un terminal, como root: grub-install /dev/hda y pulse Intro. 3. Escriba: creamenulst, pulse Intro y reinicie el ordenador.

16 16 Descubre gnulinex Resumen En este capítulo hemos aprendido que el sistema de archivos está estructurado en forma de árbol y que cada carpeta tiene unos contenidos concretos, que no deben modificarse, salvo el directorio personal del usuario, porque es el propio sistema quien se encarga de actualizarlo. También hemos visto algunos de los archivos de configuración del sistema y hemos aprendido a solucionar el problema creado por la instalación de otro sistema operativo.

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