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Tatiana Sánchez 4
- 1. UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMADE LOS ANDES “UNIANDES” ESCUELA DE DISEÑO Y COMUNICACIÓN VISUAL SEMIPRESENCIAL SÉPTIMO NIVEL TRABAJO DE SISTEMAS OPERATIVOS ALUMNA: TATIANA SÁNCHEZ. ING. DARIO MALDONADO TULCÁN, DICIEMBRE DEL 2011.
- 2. REDES EN LINUX Linuximplementa todo lo necesario para trabajar en red con TCP/IP. Desde administradores para las tarjetas de red más populares hasta SLIP/PPP, que permiten acceder a una red TCP/IP por el puerto serie. También se implementan PLIP (para comunicarse por el puerto de la impresora) y NFS (para acceso remoto a ficheros). Y también se han portado los clientes de TCP/IP, como FTP, telnet, NNTP y SMTP. El núcleo de Linux ha sido desarrollado para utilizar las características del modo protegido de los microprocesadores 80386 y 80486. En concreto, hace uso de la gestión de memoria avanzada del modo protegido y otras características avanzadas. Cualquiera que conozca la programación del 386 en el modo protegido sabrá que este modo fue diseñado para su uso en UNIX (o tal vez Multics). Linux hace uso de esta funcionalidad precisamente. El núcleo soporta ejecutables con paginación por demanda. Esto significa que sólo los segmentos del programa que se necesitan se cargan en memoria desde el disco. Las páginas de los ejecutables son compartidas mediante la técnica copy-on-write, contribuyendo todo ello a reducir la cantidad de memoria requerida para las aplicaciones. Con el fin de incrementar la memoria disponible, Linux implementa la paginación con el disco: puede tener hasta 256 megabytes de espacio de intercambio o "swap" en el disco duro. Cuando el sistema necesita más memoria, expulsará páginas inactivas al disco, permitiendo la ejecución de programas más grandes o aumentando el número de usuarios que puede atender a la vez. Sin embargo, el espacio de intercambio no puede suplir totalmente a la memoria RAM, ya que el primero es mucho más lento que ésta. La memoria dedicada a los programas y a la caché de disco está unificada. Por ello, si en cierto momento hay mucha memoria libre, el tamaño de la caché de disco aumentará acelerando así los accesos. Los ejecutables hacen uso de las librerías de enlace dinámico. Esto significa que los ejecutables comparten el código común de las librerías en un único fichero, como sucede en SunOS. Así, los ejecutables serán más cortos a la hora de guardarlos en el disco, incluyendo aquellos que hagan uso de muchas funciones de librería. También pueden enlazarse estáticamente cuando se deseen ejecutables que no requieran la presencia de las librerías dinámicas en el sistema. El enlace dinámico se hace en tiempo de ejecución, con lo que el programador puede cambiar las librerías sin necesidad de recompilación de los ejecutables. Linux implementa la mayor parte de las características que se encuentran en otras implementaciones de UNIX, más algunas otras que no son habituales. En esta sección nos daremos una vuelta por todo ello.
- 3. Linux es unsistema operativo completo con multitarea y multiusuario (como cualquier otra versión de UNIX). Esto significa que pueden trabajar varios usuarios simultáneamente en él, y que cada uno de ellos puede tener varios programas en ejecución. El sistema Linux es compatible con ciertos estándares de UNIX a nivel de código fuente, incluyendo el IEEE POSIX.1, System V y BSD. Fue desarrollado buscando la portabilidad de los fuentes: encontrará que casi todo el software gratuito desarrollado para UNIX se compila en Linux sin problemas. Y todo lo que se hace para Linux (código del núcleo, drivers, librerías y programas de usuario) es de libre distribución. En Linux también se implementa el control de trabajos POSIX (que se usa en los shells csh y bash), las pseudoterminales (dispositivos pty), y teclados nacionales mediante administradores de teclado cargables dinámicamente. Además, soporta consolas virtuales, lo que permite tener más de una sesión abierta en la consola de texto y conmutar entre ellas fácilmente. A los usuarios del programa "screen" les resultará familiar esto. El núcleo es capaz de emular por su cuenta las instrucciones del coprocesador 387, con lo que en cualquier 386 con coprocesador o sin él se podrán ejecutar aplicaciones que lo requieran. Linux soporta diversos sistemas de ficheros para guardar los datos. Algunos de ellos, como el ext2fs, han sido desarrollados específicamente para Linux. Otros sistemas de ficheros, como el Minix-1 o el de Xenix también están soportados. Y con el de MS- DOS se podrán acceder desde Linux a los disquetes y particiones en discos duros formateados con MS-DOS. Además, también soporta el ISO-9660, que es el estándar en el formato de los CD-ROMs. Linux es un espécimen único en la revolución informática. No se trata de un producto comercial respaldado por una gran empresa, sino más bien de un sistema operativo hijo de la frustración, creado por un equipo de informática de todo el mundo que se ha servido de los recursos de Internet para comunicarse entre sí y crear el sistema operativo denominado Linux. Diferencias entre Linux y otros sistemas operativos Es importante entender las diferencias entre Linux y otros sistemas operativos, tales como MS-DOS, OS/2, y otras implementaciones de UNIX para ordenador personal. Primeramente, conviene aclarar que Linux puede convivir felizmente con otros sistemas operativos en la misma máquina: es decir, Ud. puede correr MS-DOS y OS/2 en compañía de Linux sobre el mismo sistema sin problemas. ¿Por qué usar Linux en lugar de un sistema operativo comercial conocido, bien probado, y bien documentado? Podríamos darle miles de razones. Una de las más importantes es que Linux es una excelente elección para trabajar con UNIX a nivel personal. Si Ud. es un desarrollador de software UNIX, Linux le permitirá desarrollar
- 4. y probar elsoftware UNIX en su PC, incluyendo aplicaciones de bases de datos y X Windows. Si es Ud. estudiante, la oportunidad está en que los sistemas de su universidad correrán UNIX. Con Linux, podrá correr su propio sistema UNIX y adaptarlo a sus necesidades. La instalación y uso de Linux es también una excelente manera de aprender UNIX si no tiene acceso a otras máquinas UNIX. Pero no perdamos la vista. Linux no es sólo para los usuarios personales de UNIX. Es robusto y suficientemente completo para manejar grandes tareas, así como necesidades de cómputo distribuidas. Muchos negocios, especialmente los pequeños, se están cambiando a Linux en lugar de otros entornos de estación de trabajo basados en UNIX. Las universidades encuentran a Linux perfecto para dar cursos de diseño de sistemas operativos. Grandes vendedores de software comercial se están dando cuenta de las oportunidades que puede brindar un sistema operativo gratuito. Unix File System (UFS) es un sistema de archivos utilizado por varios sistemas operativos UNIX y POSIX. Es un derivado del Berkeley Fast File System (FFS), el cual es desarrollado desde FSUNIX (este último desarrollado en los Laboratorios Bell). Casi todos los derivativos de BSD incluyendo a FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, NeXTStep, y Solaris utilizan una variante de UFS. En Mac OS X está disponible como una alternativa al HFS. En Linux, existe soporte parcial al sistema de archivos UFS, de solo lectura, y utiliza sistema de archivos nativo de tipo ext3, con un diseño inspirado en UFS. Diseño Un sistema de archivos UFS se compone de las siguientes partes: unos pocos bloques al inicio de la partición reservados para bootstrap (el cual debe ser inicializado separadamente del sistema de archivos). un superbloque que contiene un número mágico (del inglés magic number) identificando esto como un UFS, y algunos otros números vitales describiendo la geometría y parámetros de puesta a punto del comportamiento. una colección de grupos de cilindros. Cada grupo de cilindros tiene estos componentes: un respaldo del superbloque. una cabecera de cilindro, con estadísticas, lista de espacio libre, etc. acerca de este bloque de cilindros, similar a los que se encuentran en el superbloque.
- 5. un número de inodos, cada cual conteniendo los atributos del archivo. un número de bloques de datos. Los inodos son numerados secuencialmente. Los primeros inodos están reservados por razones históricas, seguidos por los inodos del directorio raíz. Los archivos de directorio contienen sólo la lista de archivos en el directorio y el inodo asociado para cada archivo. Todos los metadatos (metadata) son mantenidos en el inodo. Historia y evolución Las más tempranas versiones de UNIX utilizaban un sistema de archivos al que se referían simplemente como FS. FS sólo incluía el bloque de booteo, superbloque, un puñado de inodos y los bloques de datos. Esto funcionaba bien para los pequeños discos que los UNIX de aquel tiempo estaban diseñados, pero la tecnología avanzó y los discos comenzaron a crecer, moviendo la cabeza hacia atrás y adelante entre el grupo de inodos y los bloques de datos a los que ellos se referían, causando thrash (basura). BSD optimizó esto en el FFS invirtiendo los grupos de cilindros, dividiendo el disco en grupos más pequeños, cada uno con su propio grupo de inodos y bloques de datos. Lo que realiza el BSD FFS es tratar de localizar los bloques de datos asociados y los metadatos en el mismo grupo de cilindros, e idealmente, todos el contenido de un directorio (datos y metadatos para todo el archivo) en el mismo o cercano por el grupo de cilindros, esto logrando reducir la fragmentación causada por la dispersión del contenido de los directorios por todo el disco. Algunos de los parámetros de rendimiento en el superbloque incluyen un número de pistas y sectores, velocidad de rotación del disco, y alineamiento de los sectores entre pistas. En un sistema completamente optimizado, la cabeza puede ser movida entre pistas cercanas para leer los sectores fragmentados de alternarse las pistas mientras espera que el disco gire. Mientras los discos se hicieron grandes, y más grandes, las optimizaciones del sector de nivel pasaron a ser obsoletas (especialmente con discos que usaban numeración de lineal y sectores variables por pista). Con discos más grandes, y archivos más grandes, las lecturas fragmentadas se transformaron en un problema más grande. Para combatir esto, BSD incrementó el tamaño de los bloques del sistema de archivos de un sector a 8k. Esto tuvo efectos varios. La oportunidad de que los
- 6. sectores de archivosestuvieran contiguos es mucho más alta. La cantidad de gastos indirectos para enumerar los bloques del archivo se reduce. El número de bloques representable en el ancho de un bit fijo fue incrementado (permitiendo discos más grandes). Con bloques de tamaño más grande, los discos con muchos archivos pequeños podrían perder mucho espacio, así que BSD añadió "block level fragmentation", donde el último bloque parcial de datos de muchos archivos podría ser guardado en un solo bloque de "fragmento" en vez de en muchos bloques vacíos. Implementaciones La mayoría de los proveedores de sistemas POSIX adaptó UFS a sus propias necesidades, añadiendo extensiones propietarias que podrían no ser reconocidas por versiones de UNIX de otros desarrolladores. Sorprendentemente, muchos han continuado usando el tamaño original de bloques y campos de datos con de la misma amplitud que el UFS original, así que algún grado de compatibilidad (lectura) se mantiene entre plataformas. FreeBSD 5.0 introdujo UFS2, el cual añade soporte para volúmenes sobre un 1TB (TeraByte) y para imágenes del sistema de archivos. Ha sido portado a NetBSD. El sistema de archivos ext2 de Linux fue escrito desde cero (scratch) basado en conceptos de UFS. ext2 Permite configurar tamaños de bloques en el momento de la creación del sistema de archivos para soportar discos más grandes. Además tiene campos de datos de 64 bits en el inodo para aceptar archivos más grandes. Ext3 añade journaling. ReiserFS fue el primer sistema de archivos con journaling incluido en el núcleo Linux y es más rápido trabajando con archivos pequeños. Linux incluye una implementación de UFS para compatibilidad binaria al nivel de lectura con otros UNIX, pero como no existe una implementación estandar para las extensiones de los proveedores de terceras partes, Linux sólo tiene actualmente soporte experimental de escritura para UFS. Configurar la red en Linux Un equipo Linux puede tener diversas interfaces de red (NIC, Network Interface Card), las más habituales son: Loopback: lo. Ethernet: eth0, eth1...
- 7. Modem: ppp0, ppp1... Wi-Fi: wlan0, wlan1... BlueTooth: hci0, hci1... Token Ring: tr0, tr1... Para poder acceder a una red necesitamos tres cosas: 1. el kernel debe soportar las interfaces de red, cargando los módulos necesarios. 2. configurar las interfaces de red: actualmente las más habituales son las tarjetas Ethernet que han sustituido a los clásicos modem, aunque las Wi-Fi son cada vez más comunes. 3. configurar la resolución de nombres de dominio: el sistema de resolución de nombres de dominio nos permite utilizar direcciones tipo www.domain.com, ya que se encarga de averiguar la dirección IP asociada a un nombre de dominio. SISTEMA DE ARCHIVOS EN LINUX En Linux, todos los archivos están organizados en directorios, los cuales están jerárquicamente conectados entre sí en un único sistema global de archivos. Se hace referencia a un archivo, no solo por su nombre sino también por el lugar que ocupa dentro de esta estructura de archivos. La estructura de archivos de Linux se bifurca en varios directorios a partir del directorio /, conocido como raíz ( root ). Dentro de este hay varios directorios del sistema que contienen archivos y programas que son los que proporcionan las características del sistema Linux.