Sistema de archivos y dispositivos

Este capítulo trata de los distintos tipos de sistemas de archivos y de sus configuraciones para formar el sistema de archivos global de un servidor Linux. Más adelante también se mostrarán los sistemas de archivos de los dispositivos extraíbles del sistema.

1. Administración del sistema de archivos en Linux

El objetivo de esta sección es de enseñarle a:

configurar y gestionar el sistema de archivos estándar en Linux, combinando el montaje de distintos sistemas de archivos de diferentes tipos.

a. Competencias principales

Configuración a través del archivo fstab.
Herramientas de gestión del espacio swap.
Identificación y montaje de los sistemas de archivos usando su UUID.
Comprensión de las unidades de montaje de systemd.

b. Elementos empleados

/etc/fstab
/etc/mtab
/proc/mounts
mount
umount
blkid
sync
swapon
swapoff

2. Mantenimiento del sistema de archivos en Linux

El objetivo de esta sección es de enseñarle a:

administrar el sistema de archivos en Linux con las herramientas que ofrece el sistema para gestionar los tipos de sistemas de archivos estándares y supervisar los dispositivos SMART.

a. Competencias principales

Herramientas de gestión de los sistemas de archivos de tipo ext2, ext3 y ext4.
Herramientas de gestión de base de los sistemas de archivos de tipo Btrfs, incluyendo los subvolúmenes...

Administración del sistema de archivos en Linux

Para almacenar archivos y ponerlos a disposición de las aplicaciones, el sistema Linux utiliza una arborescencia global, organizada en directorios que pueden contener otros directorios y/o archivos.

Las aplicaciones pueden acceder al conjunto de los archivos del sistema de archivos en Linux, teniendo en cuenta siempre el control de acceso, sin embargo las aplicaciones no tienen por qué conocer la organización física del almacenaje de esos archivos (en uno o varios discos duros, una o varias particiones de discos, volúmenes lógicos, en una máquina local o en una máquina remota, etc.).

El administrador configura la organización de la arborescencia global del sistema de archivos en Linux usando uno o distintos sistemas de archivos para constituir esta arborescencia.

Algunos espacios de almacenaje siempre son accesibles a través de la arborescencia, otros son extraíbles y pueden ser accesibles dinámicamente por un comando del sistema o de manera automática (montaje automático).

Se pueden incluir en la arborescencia global del sistema de archivos de Linux espacios de almacenaje que se encuentren en otros sistemas.

Por otro lado, una parte del espacio físico del almacenaje de los datos debe estar reservado para las operaciones de swap de la memoria viva.

1. Componentes del sistema de archivos en Linux

La arborescencia del sistema de archivos tiene un directorio de salida, el directorio raíz (root), especificado como /. La arborescencia está constituida por uno o varios sistemas de archivos autónomos, cada uno de ellos montado en uno de los directorios de la arborescencia.

Un sistema de archivos permite estructurar un espacio de almacenaje, bajo la forma de archivos y directorios. Las aplicaciones tienen acceso a esta organización interna en el espacio de almacenaje, bajo la forma de directorios y archivos, gracias a la operación de montaje en un directorio de la arborescencia global.

Un sistema de archivos no montado se ve como un conjunto de bytes no estructurado, accesible en su conjunto, sin que sea posible usar su organización en los directorios y los archivos.

Se pueden montar los sistemas de archivos durante el arranque del sistema en la arborescencia global del sistema de archivos, o durante su funcionamiento, de manera manual o automática....

Mantenimiento de los sistemas de archivos Linux

Los principales sistemas de archivos que constituyen la arborescencia global del sistema de archivos Linux casi siempre son creados durante la instalación del sistema. Sin embargo, el administrador a veces tiene que definir nuevos, cuando por ejemplo se añade hardware o nuevos recursos compartidos en red. Debe seleccionar el tipo de sistema de archivos, según las distintas limitaciones de explotación y los objetivos de utilización (rendimiento, flexibilidad de evolución, fiabilidad, tamaño máximo de los datos que se tienen que gestionar, tipo de material, cantidad de memoria viva, etc.).

Por otro lado, el administrador debe vigilar el estado de los recursos de almacenaje y optimizar su configuración en función de las estadísticas generales de uso.

Para ello dispone de numerosos comandos, unos genéricos y otros específicos para el tipo de sistema de archivos.

1. Creación y control de los sistemas de archivos

El comando mkfs permite crear un sistema de archivos especificando el tipo. Se trata de un comando genérico que hace una llamada a diferentes comandos en función del tipo de sistema de archivos especificado.

El comando fsck también es un comando genérico que permite verificar un sistema de archivos físico de cualquier tipo, siempre y cuando esté desmontado. Se ejecuta automáticamente cuando arranca el sistema, para todos los sistemas de archivos declarados en /etc/fstab (o para una unidad de montaje de sistema) con la opción de verificación activada.

a. Creación de un sistema de archivos: mkfs

La creación del sistema de archivos se hace con el comando mkfs.

Sintaxis

mkfs [ -t tipo ] [ OpcionesFS ] ArchivoEspecial [ NumeroBloques ]

Parámetros principales

-t tipo	Tipo de sistema de archivos que se creará.
OpcionesFS	Opciones de creación, específicas del tipo de sistema de archivos.
ArchivoEspecial	Espacio de almacenamiento en el que se creará el sistema de archivos.
NumeroBloques	Tamaño en bloques del sistema de archivos.

Descripción

Este comando genérico permite crear un sistema de archivos de cualquier tipo gestionado por el sistema. Sin la opción -t, el comando usa el tipo de sistema de archivos por defecto del sistema.

Según el tipo de sistema...

Creación y configuración de sistemas de archivos opcionales

Se pueden configurar y administrar sistemas de archivos en soportes extraíbles o gestionados por servidores remotos en los sistemas Linux.

1. Servicio de montaje automático.

Como se ha visto, el montaje de un sistema de archivos puede ser configurado para que se efectúe durante el arranque del sistema. Sin embargo, algunas categorías de sistemas de archivos pueden ser difícilmente montadas sistemáticamente, en particular:

Sistemas de archivos en soporte extraíble

Es el caso de los CD-ROM, pendrive USB y otros soportes físicos que pueden no encontrarse conectados durante el arranque del sistema, o que pueden ser cambiados durante la actividad.

Sistemas de archivos en red

Estos sistemas de archivos, gestionados por sistemas remotos, no son obligatoriamente accesibles desde el arranque del sistema, y su inaccesibilidad podría obstaculizar un arranque correcto en caso de configuración en montaje inicial.

Hay que usar otro método, para esas categorías de sistemas de archivos, para hacer que sean accesibles para las aplicaciones. Se puede recurrir al comando mount, pero a menudo este comando está reservado a los administradores, y su sintaxis puede no ser sencilla para un usuario normal.

Una solución puede ser configurar esas categorías de sistemas de archivos en montaje automático: esto consiste en asociar un punto de montaje a un directorio; en el momento en que una aplicación solicita acceso a un elemento de ese directorio o al mismo directorio, el sistema de archivos correspondiente se montará.

Esta funcionalidad la realiza un servicio de montaje automático, gestionado por un servicio específico o por systemd.

La mayoría de los entornos gráficos de usuario (Gnome, KDE, etc.) pueden gestionar el montaje automático de los sistemas de archivos en soportes extraíbles y en sistemas de archivos en red.

a. Configuración del servicio autofs/automount

Este servicio lo garantiza el servicio automountd. El paquete de software correspondiente se llama autofs, que viene del nombre del script de gestión de ese servicio.

Varios archivos de configuración, llamados archivos de mapa (map files), definen los sistemas de archivos que tienen que ser gestionados automáticamente, sus puntos...