Presentación para la asignatura de Ampliación de Sistemas Operativos

1. Sistema de Archivos + Swap Joaquín Ocón ASO

2. 2 Introducción Estructura del Sistema de Archivos Organización de FHS Sistema de Archivos ext3 Espacio Swap

3. 3 Estructura del Sistema de Archivos Una estructura del FS es el nivel más básico de organización Un SO interactúa con sus usuarios, aplicaciones y modelos de seguridad que dependen de la manera de almacenar los archivos en un dispositivo de almacenamiento primario (disco duro)

4. 4 Estructura del Sistema de Archivos Es muy importante que todos sepan a dónde dirigirse para escribir y leer archivos binarios, configuración, registro... Un sistema de archivos puede resumirse en términos de 2 categorías de archivos: Compartibles – No compartibles Estáticos – Variables

5. 5 Estructura del Sistema de Archivos Compartibles: Se pueden acceder desde varios hosts. No compartibles: No están disponible a todos los hosts. Variables: Pueden cambiar sin la intervención del gestor del sistema. Estáticos: No cambian sin una actuación del administrador.

6. 6 FHS Jerarquía Estándar del Sistema de Ficheros Sale como consecuencia del consenso entre desarrolladores, programadores, usuarios y administradores Actualmente va por la versión 2.3, disponible en la URL: www.pathname.com/fhs/pub/fhs-2.3.pdf

7. 7 FHS Ayuda a correlacionar la función del archivo con los permisos otorgados a los directorios que los sostienen. El modo en el que el SO y los usuarios interactúan con un archivo determina Directorio en el que se ubica Directorio montado como sólo lectura / sólo escritura Nivel de acceso de cada usuario al archivo

8. 8 Organización del FHS FHS 2.3 / - bin/ - boot/ - dev/ - etc/ - home/ - lib/ - media/ - mnt/ - opt/ - proc/ - root/ - sbin/ - srv/ - tmp/ - usr/ - var/

9. 9 Organización del FHS /bin: Contiene comandos que pueden usar tanto el administrador como los usuarios. Se utilizan cuando no hay ningún otro FS montado. No puede contener subdirectorios.

10. 10 Organización del FHS /boot: Contiene todo lo necesario para el proceso de arranque excepto archivos de configuración. Almacena datos que se usan antes de que el kernel ejecute programas en modo usuario.

11. 11 Organización del FHS /dev: Contiene entradas del FS que representan dispositivos del sistema. /etc: Contiene los archivos de configuración locales al ordenador. No debe contener archivos binarios.

12. 12 Organización del FHS /home: Directorio donde se encuentran las carpetas de inicio de los distintos usuarios (no es estándar). /lib: Contiene las librerías necesarias para arrancar el sistema y ejecutar los binarios de /bin y /sbin.

13. 13 Organización del FHS /media: Contiene subdirectorios que se usan como puntos de montaje para dispositivos extraíbles (cd-rom, disks..) /mount: Se usa como punto de montaje para FS montados temporalmente.

14. 14 Organización del FHS /opt: En este directorio se instalan los paquetes de software. Ej: Software “sample” con herramientas “tool1” y “tool2” daría lugar a: /opt/sample/tool1/bin binarios /opt/sample/tool1/man páginas de manual … /opt/sample/tool2/bin binarios /opt/sample/tool2/man páginas de manual

15. 15 Organización del FHS /root: Directorio local del administrador (no es estándar pero sí recomendable) /sbin: Contiene los binarios necesarios para arrancar, recuperar, restaurar y/o reparar el sistema. Sólo pueden ser ejecutados por el root

16. 16 Organización del FHS Como mínimo contendrá los siguientes programas: arp, clock,getty, halt,init, fdisk,fsck.*, grub,ifconfig, lilo,mkfs.*, mkswap,reboot, route,shutdown, swapoff,swapon, update

17. 17 Organización del FHS /srv: Aquí se encuentran los datos para los servicios que ofrece el sistema. /tmp: Este directorio debe estar disponible para los programas que necesiten archivos temporales. Los programas no deben contar con que los archivos o subdirectorios almacenados en esta carpeta se mantengan tras terminar su ejecución.

18. 18 Organización del FHS /usr: Es compartible Debería ser de sólo lectura

19. 19 Organización del FHS /usr/bin: Directorio principal de comandos ejecutables en el sistema /usr/local: Para uso del root cuando instala software localmente

20. 20 Organización del FHS /var: Archivos de datos variables Esto incluye datos de administración, de registro y archivos temporales Cualquier programa que escriba archivos log debería hacerlo aquí

21. 21

22. 22 Directorios especiales de RH /initrd: Está vacío pero es un punto de montaje crítico durante el arranque (su eliminación causaría un kernelpanic al arrancar el sistema) /etc/sysconfig: Contiene información sobre la configuración del sistema

23. 23 Directorios especiales de RH /var/lib/rpm: Se encuentran la mayor parte de los archivos que pertenecen al Administrador de Paquetes (RPM) /var/spool/up2date: Contiene los archivos que usa la aplicación Agente de Actualización de Red Hat

24. 24 SISTEMA DE ARCHIVOS ext3

25. 25 Sistema de archivos ext3 Versión mejorada de ext2 Mejoras: Disponibilidad Integridad de los datos Velocidad Fácil transición

26. 26 Disponibilidad (I) Problema en ext2: En una caída del sistema (cierre no limpio) se debe comprobar la consistencia de cada FS ext2 montado. Se prolonga significativamente el tiempo de arranque del sistema durante el que los datos no están disponibles. El tiempo de recuperación del sistema depende del tamaño del FS.

27. 27 Disponibilidad (II) Con la característica Journaling de ext3 no se necesita la comprobación de consistencia. Se utiliza un área separada (Journal) tal que al realizar un cambio en el FS, éste se registra en el Journal. En un cierre no limpio se utiliza el Journal para repetir las operaciones hasta que el FS vuelva a ser consistente. El tiempo de recuperación del FS es mucho menor e independiente de su tamaño.

28. 28 Integridad de los datos El FS ext3 proporciona integridad de los datos en caso de cierre no limpio. ext3 permite seleccionar el nivel de protección de los datos. Por defecto RH9 configura los volúmenes ext3 con un nivel de integridad de datos elevado.

29. 29 Velocidad (I) El Journaling tiene un impacto en la velocidad del FS ya que los datos se escriben dos veces. Se puede alcanzar un compromiso entre velocidad e integridad escribiendo sólo los metadatos del FS en el Journal. Se asegura la rápida recuperación del FS pero pueden generarse archivos corruptos.

30. 30 Velocidad (II) A pesar de escribir los datos dos veces ext3 es más rápido que ext2 ya que optimiza el movimiento de los cabezales de los discos duros. Se pueden utilizar tres modos de Jornaling para optimizar la velocidad: data=writeback data=ordered data=journal

31. 31 Velocidad (III) data=writeback Sólo realiza Journaling de metadatos. Limita la garantía de integridad de datos. data=ordered Realiza journaling de metadatos. Organiza metadatos y datos en una unidad llamada transacción. Los datos se escriben primero. Garantiza la integridad de los datos data=journal Journaling de datos y metadatos. Total garantía de integridad.

32. 32 Fácil transición La migración de ext2 a ext3 es muy sencilla. El programa tune2fs añade un Journal al FS ext2 existente.

33. 33 ext3 vs ext4

34. ext3 vs ext4 Sistemas de ficheros de mayor tamaño: el máximo de ext3 es de 32 “teras” (Tb-Terabyte) mientras que el ext4 permitirá tamaños de hasta 1 exabyte (1024 Petabytes - Pb) (1024*1024 Tb). Esto puede no ser importante para los usuarios de escritorio, pero sí es importante para servidores con grandes arrays de discos. 34

35. ext3 vs ext4 Más subdirectorios: Ahora podrás tener más de 32.000 subdirectorios, te alegrará saber que este límite se ha eliminado en ext4. Checksums: ext4 añade dígitos de control (checksum) a los datos, que mejora la fiabilidad y el rendimiento. 35

36. Desfragmentación: Aunque ext3 apenas se fragmenta, los ficheros almacenados siempre tienen cierta tendencia pequeña a estar fragmentados. ext4 añade soporte para la desfragmentación, que mejorará el rendimiento global. Comprobación de ficheros más rápida: ext4 añade estructuras de datos que permite a fsck saltarse partes no usadas del disco que está comprobando. Timestamp de nanosegundos: La mayoría de sistemas de archivos, incluyendo ext3, incluyen un timestamp (marca de tiempo) con precisión de un segundo. ext4 añade la precisión de este dato hasta el nanosegundo. Asimismo se dispondrá de marcas de tiempo hasta el año 2514 el lugar del 2038 del ext3. 36 ext3 vs ext4

37. 37 Otros sistemas de archivos En la actualidad existen una gran diversidad de sistemas de ficheros con mayor velocidad de funcionamiento y mayor escabilidad que el ext3 como son: ReiserFS(Reiser3) Reiser4 XFS JFS UFS

38. 38 Otros sistemas de archivos Reiser4 Desarrollado por:Namesys Sistema Operativo: Linux Estructura: Dancing-B* tree Journaling: Si Características: Soporte eficiente de gran cantidad de archivos pequeños. Manejo de directorios con cientos de miles de archivos. Infraestructura flexible que permite extensiones. Transacciones atómicas en la modificación del sistema de archivos. Manejo eficiente del diario por la vía de logs. Estructura de archivos dinámicamente optimizada. Integración de metadatos en el espacio de nombres del sistema de archivos

39. 39 Otros sistemas de archivos XFS Desarrollado por: SGI Sistema Operativo: IRIX Linux Estructura: B+ tree Journaling: Si Características: Soporta un sistema de archivos de hasta 9 exabytes. Grupos de asignación

40. 40 Otros sistemas de archivos JFS Desarrollado por: IBM Sistema Operativo: AIX, Linux, OS/2 Estructura: Inode/ B tree Journaling: Si Características: Eficiente administración de directorios. Mejor utilización de la memoria mediante adjudicación dinámica de Inodes

41. 41 Espacio Swap

42. 42 Espacio SWAP El Espacio SWAP en Linux es usado si: el sistema necesita más recursos de memoria Y la memoria física está llena las páginas inactivas de la memoria se mueven al espacio swap. No es un sistema para tener más RAM ya que El espacio Swap se encuentra en discos duros tienen un tiempo de acceso más lento que la memoria física

43. 43 Espacio SWAP El Espacio SWAP puede ser: una partición swap dedicada un archivo swap una combinación de particiones y archivos swap El tamaño de su espacio swap debería ser igual o dos veces mayor que la memoria RAM pero nunca más de 4096 MB (4 GB)

44. 44 Añadir espacio SWAP A veces es necesario añadir más espacio SWAP después de la instalación Tenemos dos opciones: Añadir una partición SWAP Añadir un archivo SWAP pero a esto veces no resulta fácil si no se cuenta con espacio libre disponible

45. 45 Añadir espacio SWAP Los pasos a seguir para crear un archivo SWAP son: Se determina el tamaño del archivo swap y se multiplica por 1024 para determinar el tamaño del bloque. Ejemplo: Archivo de 64 MB y tamaño bloque=1024 Se lanza la siguiente orden: dd if=/dev/zero of=/tmp/swap.swp bs=1024 count=65536

46. 46 Añadir espacio SWAP Se configura el archivo swap con mkswap: mkswap /tmp/swap.swp Se activa el archivo swap: swapon/tmp/swap.swp Para activarlo cuando se arranca edita el archivo /etc/fstab.

47. Editando /etc/fstab LABEL=/1 / ext3 defaults 1 1 LABEL=/home /home ext3 defaults 1 2 LABEL=/boot /boot ext3 defaults 1 2 tmpfs /dev/shmtmpfs defaults 0 0 devpts /dev/pts devptsgid=5,mode=620 0 0 sysfs /syssysfs defaults 0 0 proc /proc proc defaults 0 0 LABEL=SWAP-sda1 swap swap defaults 0 0 /tmp/swap swapswap defaults 0 0 Si queremos asegurarnos que hemos hecho el trabajo bien podríamos mirar las particiones activas en proc/swap. 47

48. 48 Eliminar espacio SWAP Los pasos a seguir para eliminar un archivo SWAP son: Se ejecuta la siguiente orden: Swapoff /tmp/swap.swp Se elimina su entrada en /etc/fstab. Se elimina el archivo: rm/tmp/swap.swp