Sistemas de ficheros y discos Msc. Rina Arauz

Tareas del Sistema de Ficheros: Permitir el acceso a los ficheros locales o remotos Proteger de posibles fallos o errores ⇒ RAID, Copias de seguridad Controlar y proporcionar seguridad de los datos ⇒ Propietarios y permisos de acceso Chequear y corregir el sistema de ficheros (normalmente en tiempo de arranque) Instalar y configurar nuevos dispositivos de almacenamiento, cuando sean necesarios

Montaje y desmontaje del sistema de ficheros En Linux hay un único sistema de ficheros lógico («única jerarquía de directorios») del que cuelgan todos los dispositivos de almacenamiento disponibles *   Montar un sistema de ficheros => añadir un sistema de ficheros al sistema de ficheros lógico => sus datos están disponibles a partir del directorio que hace de punto de montaje *   Desmontar un sistema de ficheros => el sf deja de estar disponible. *   El S.O. se instala en el sistema de ficheros raíz, que siempre está montando en el directorio “/”. *   Durante el proceso de arranque, primero se monta el sistema de ficheros raíz y después el resto de S.F

Ejemplo 1: /dev/hda1 /dev/hda5 Un disco duro en el primer IDE, como maestro, con dos particiones, una primaria (/dev/hda1), y una extendida, en la extendida tiene una lógica (/dev/hda5). Ejemplo 2: /dev/hda1 /dev/hda2 /dev/hda3 /dev/hda4 Un disco duro en el primer IDE, como maestro, únicamente con cuatro particiones primarias. Ejemplo 3: /dev/hda1 /dev/hda2 /dev/hda5 /dev/hda6 Un disco duro en el primer IDE, como maestro con cuatro particiones, dos primarias, y una extendida que contiene dos particiones lógicas. Nombres de Discos En linux se usa /dev/sdX o /dev/hdX como el nombre de disco: ‘sdX' es el nombre de dispositivo de linux para discos SCSI. 'hdX' es el nombre de dispositivo de linux para discos IDE. En el caso de los discos duros IDE: /dev/hda disco duro IDE maestro /dev/hdb disco duro IDE esclavo En el caso de los discos duros SCSI: /dev/sda primer disco duro /dev/sdb segundo disco duro /dev/sdc tercer disco duro Las particiones en un disco duro se representa con un número al final del nombre del archivo. En GNU/Linux se pueden crear hasta 4 particiones primarias, o tres primarias y una extendida. Las particiones primarias se enumeran del 1 al 4, para la extendida siempre que existe, se emplea el 4, las particiones lógicas contenidas dentro de la extendida comienzan en 5.

Montaje y desmontaje del sistema de ficheros mount -t sistema_de_archivos dispositivo punto_de_montaje Ejemplos: Partición NTFS: mount -t ntfs /dev/particion /media/carpeta_montaje Usb: mount -t ntfs-3g /dev/sdb1 /media/usb ntfs-3g es un driver de sistema de ficheros con licencia libre que podemos utilizar para acceder a los datos de una partición ntfs. Disco con ext2: mount /dev/sdc1 /media/disco2 CD-Rom: Usar dmesg | grep CD para averiguar el dispositivo, “/dev/sr0” mount -t iso9660 /dev/sr0 /media/cdrom Desmontaje umount [dispositivo] o bien umount [punto de montaje] umount /dev/sdb1 o bien umount /media/usb umount /dev/sdc1 o bien umount /media/cdrom umount /dev/hdd o bien umount /media/disco2 *   cfdisk y fdisk=> gestionan particiones. *   mount => información sobre los SF montados. *   mount -a => montar todos los SF indicados en /etc/fstab *  /etc/mtab => información sobre los SF montados.

Montaje y desmontaje del sistema de ficheros /etc/fstab => fichero de configuración que contiene información sobre todos los sistemas de ficheros a montar o disponibles, y de las zonas de intercambio a activar Formato: fi_especial pto_montaje tipo opciones dump_freq pass_num fi_especial => fichero especial de bloques pto_montaje => directorio que sirve de punto de montaje tipo => tipo de sistema de ficheros (Ext2, Ext3, Ext4, vfat, iso9660, swap, nfs, etc.) opciones para el proceso de montaje (separadas por “comas” y sin espacios) dump_freq => “frecuencia del dump” para hacer una copia de seguridad de ese SF (no se usa) pass_num => en tiempo de arranque, en qué orden hay que chequear los SF’s (ejecutar fsck para comprobar su estado)   0 => no se chequea   1 => se chequea el primero, sólo el SF raíz debe tener este n°   2, 3, 4, ... => segundo, tercero, cuarto, ..., en chequear

Montaje y desmontaje del sistema de ficheros Lista del campo “opciones” rw ⇒ Lectura-escritura ro ⇒ Sólo lectura suid/nosuid ⇒ Permitido el acceso en modo SUID, o no permitido auto/noauto ⇒ Montar automáticamente o no montar automáticamente exec/noexec ⇒ Permitir la ejecución de ficheros, o no permitir usrquota, grpquota ⇒ Cuotas de usuario y de grupo defaults ⇒ rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async user, users, owner ⇒ Permitir a los usuarios montar un sistema de ficheros (las diferencias entre ellos son las opciones que implican) uid=500, gid=100 ⇒ Propietario y grupo propietario de los ficheros del SF umask=137 ⇒ Máscara para aplicar los permisos a los ficheros (permisos 640) LABEL=/ / ext3 defaults,usrquota 1 /dev/sda3 /windows vf at defaults /dev/dvd /media/dvd iso9660 noauto,owner,ro /dev/fdO /media/floppy vfat noauto,uid=500 /dev/sda4 /otrolinux 2 /dev/sda2 swap

Sistemas de Ficheros en Linux (ext2, ext3, ext4): Ext2: El SF tiene una tabla donde se almacenan los i-nodos (almacena información del archivo: ruta, tamaño, ubicación física, etc). Ext3: La principal diferencia con ext2 es el registro por diario que almacena información para restablecer los datos del sistema afectados en caso de que falle (Ej: después de una caída). Es el sistema de archivo más usado en distribuciones Linux. Ext4: Se caracteriza por soportar tamaños de archivos muy grandes. Puede tener hasta 64.000 subdirectorios (EXT3 podía con la mitad). Añade: soporte para la desfragmentación soporta undelete (desborrado) herramienta para recuperar archivos borrados de forma accidental. Comprobación de ficheros más rápida. Añade dígitos de control a los datos (mejora la fiabilidad y rendimiento). Debido a que ext4 todavía está en una fase temprana de desarrollo, no estaría recomendado para sistemas importantes, se considera estable y recomendado para sistemas domésticos.  Algunas aplicaciones se muestran incompatibles con ext4 pero el resto de aplicaciones mostrarán un incremento notable de rendimiento con ext4.

Comprobación del sistema de ficheros fsck verifica el sistema de archivos por errores de consistencia y los repara. *   Para chequear un SF siempre debe estar desmontado o montado en modo de sólo lectura. Para listar las particiones se debe ejecutar: blkid, fdisk -l o cfdisk sin parámetros. En linux existe una herramienta grafica para el manejo de particiones. Para instalar esta herramienta en Fedora debe escribir la orden: yum install gparted *  Actúa sobre la estructura del SF, pero no sobre el contenido de los ficheros.  Si al arrancar el proceso de chequeo encuentra problemas que «no puede solucionar», obliga al administrador a que realice el chequeo «a mano» ejecutando la orden fsck en modo monousuario: fsck /dev/sdX

Creación del sistema de ficheros (dar formato a un dispositivo) (mkfs) La orden en linux para crear un sistema de ficheros o dar formato a un dispositivo es: mkfs –t tipo_SF dispositivo Como añadir un nuevo disco o sistema de ficheros: *1)   Realizar la conexión física (esto crea un fichero especial de dispositivo automáticamente en el directorio /dev) *3)   Crear las particiones con: fdisk *4)  Crear sistema de ficheros: mkfs –t tipo_SF dispositivo Algunos ejemplos: mkfs -t ext2 /dev/sdb3 mkfs -t ntfs /dev/sdb3 mkfs -t vfat /dev/sdb3 *5) Crear el directorio que hará de punto de montaje (con mkdir) *6)   Montar el nuevo sistema de ficheros (con mount) *8)   Actualizar /etc/fstab para que el SF sea montado en el arranque de forma automática. blkid muestra una lista de particiones con información nombre de dispositivo, UUID (Universally Unique IDentifier), Etiqueta y tipo de sistema de archivos. (UUID es un código identificador estándar empleado en el proceso de construcción del software)

LVM significa Logical Volume Manager (administrador de volúmenes lógicos), es una utilidad que permite crear volúmenes lógicos a partir de discos duros físicos. Por ejemplo, si tienes dos discos duros físicos y quieres que el sistema operativo (y por lo tanto el usuario) sólo vea una partición en su pc puedes usar LVM pues te "unirá" lógicamente ambos discos duros físicos y tú sólo verás uno de cara al trabajo cotidiano en Linux. LVM es un forma interesante de gestionar los discos físicos del PC, permitiendo agrupar discos físicos (physical volume PV) en grupos virtuales de discos (volume group VG) para luego poder crear particiones o volumenes lógicos (logical volum LV). Resumiendo: si tienes varios discos duros físicos y quieres "convertirlos" en uno solo sumando el espacio usa LVM, si sólo tienes un disco físico no es necesario usar LVM. Se utiliza LVM para gestionar particiones, discos duros o dispositivos RAID.

Administración de volúmenes dinámicos RAID => Arreglo redundante de discos independientes Varias unidades de disco son vistas como una única unidad lógico RAID 1 RAID 4 RAID 0 RAID 5

Administración de volúmenes dinámicos *   La herramienta mdadm permite crear o administrar un dispositivo RAID, convertir un disco “normal” en un RAID ... Fichero de configuración: /etc/mdadm.conf *   /proc/mdstat lista todos los sistemas RAID (dispositivos md) activos con información sobre su estado *   Las particiones que formen el RAID tienen que ser de tipo fd, Linux raid auto, de esta manera serán detectadas y activadas en el proceso de arranque (mediante la orden dmraid) Ejemplo de creación de un RAID-1 mdadm --create /dev/md1 --level=l --raid-devices=2 /dev/sda1 /dev/sda2 *    Cambiar el tipo de partición a fd(autodetección de raid en Linux) como Tipo de Partición en lugar de 83 (Linux nativo)) de los dos dispositivos que forman el RAID. Puede cambiar el tipo de partición utilizando la orden t en fdisk.

* Ejemplo de creación de un RAID-1 con un disco que ya tiene datos: Crear el RAID con la partición que tiene los datos: mdadm --create /dev/md2 --forcé --level=1 --raid-devices=1 /dev/sda4 Añadir el nuevo disco al RAID como disco de repuesto : mdadm /dev/md2 -a /dev/sdc3 Activar el nuevo disco: mdadm --grow /dev/md2 -n 2 A continuación, introducirlo en /etc/fstab. *   El fichero de configuración se puede crear usando mdadm: #echo ’DEVICE /dev/sda[0-9] /dev/sdc[0-9]’ > mdadm.conf #mdadm --detail --scan >> mdadm.conf Información sobre el estado: mdadm –detail --scan /dev/md1 Nota: Para detener el RAID y borrarlo: # mdadm --stop /dev/md1 # mdadm --remove /dev/md1

Crear dispositivo de bloques o particiones virtuales Un dispositivo loop : Se usa para simular un dispositivo de bloques. Es un dispositivo de bloques virtual que apunta a un fichero normal del sistema de ficheros. Esto significa que podemos dar a un fichero la apariencia de ser un disco duro o una partición para el resto del sistema.   Estos dispositivos se nombran /dev/loopX siendo X un dígito. El procedimiento es el siguiente: crear un archivo limpio (orden: dd) asociar el sistema de archivos con un dispositivo loop (orden: losetup) crear un sistema de archivos EXT en el dispositivo (orden: mkfs) Creación de un disco duro virtual # dd if=/dev/zero of=FILE bs=X count=Y # losetup /dev/loop0 FILE # mke2fs /dev/loop0 # mount /dev/lopp0 /mnt

USO de los dispositivos loop Simular unidades de CD y DVD, para hacer uso en instalaciones y demás. Crear un disco duro virtual. Instalar un sistema operativo en un sistema de ficheros sin particionar el disco. Proporcionar una separación permanente de los datos, por ejemplo, cuando se simulan medios extraíbles en un disco duro más rápido y cómodo. Encapsulando sistemas de ficheros encriptados. Para recuperación de datos (cuando un disco duro está fallando y volcamos su contenido en un fichero, podemos crear un dispositivo loop que apunte al fichero y después ejecutar herramientas de recuperación sobre los datos, como por ejemplo fsck.) Para acceder al contenido de discos duros de máquinas virtuales sin tener que arrancar la maquina virtual (ejm: discos duros raw que utiliza KVM). Un disco virtual, es un término que se utiliza cuando se emula un disco duro, una disquetera, un CD/DVD, u otros dispositivos o medios de almacenamiento. También se puede simular un disco duro empleando un servicio de almacenamiento online. Por ejemplo, emplear una cuenta de Gmail (que ofrece varios GB de almacenamiento), como si se tratara de un disco duro local.

Crear un archivo limpio dd: data duplicator (duplicador de datos): Sintaxis: dd if=origen of=destino origen y destino pueden ser dispositivos (lectora de CD o DVD, disco duro, diskettera, pendrive, partición, etc.), archivo de copia de seguridad o imagen de disco, etc, pero no carpetas o subcarpetas. Ejemplos: dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=4096 -» Duplicación disco-a-disco dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=4k -» Limpia un disco duro. dd if=/dev/sda1 of=/dev/sdb1 bs=4096 -» Duplicación de disco-a-disco de una partición. dd if=/dev/zero of=myimage bs=1024 count=10240 -» Crea una imagen vacía del disco if: Especifica el dispositivo de entrada o la partición (o) archivo del que se adquirirá la información of: Especifica el dispositivo de salida o la partición (o) archivo al que se volcará la información bs: Especifica cuántos bytes se leerán y escribirán a la vez durante el proceso de volcado count: Especifica cuántos bloques de tamaño bs se volcarán de "if" a "of"

Cuotas de disco Con el uso de cuotas de disco es posible limitar la cantidad de espacio disponible para cada usuario. Tipos de cuota Por Bloques (blocks): Una cuota por bloques corresponde al total de bloques que un usuario puede utilizar en el sistema. (Un bloque corresponde a 1 kb). Por Inodos (inodes): Una cuota por inodos indica el total de archivos que el usuario puede crear. (un 1 inodo = 1 archivo). Límites (para cuotas por bloques o por inodos) HARD: es el límite absoluto. El usuario no podrá exceder este límite. SOFT: es siempre menor al HARD, puede ser excedido por el usuario. Es como un límite de advertencia que le estará indicando al usuario que su límite ya se excedió y tome medidas. Cuando se usa el límite SOFT, dos situaciones pueden ocurrir. La primera es que NO se tenga establecido un tiempo de gracia, y entonces el usuario podrá seguir usando bloques o inodos hasta llegar al límite HARD que será su límite absoluto de uso. La segunda situación es que SI se tenga establecido el tiempo de gracia, que puede ser en días, horas, minutos o segundos. En este caso, el usuario podrá seguir usando bloques o inodos hasta que termine el tiempo de gracia o llegue al límite HARD, cualquiera que ocurra primero. El tiempo de gracias se puede establecer por usuario o globalmente.

Cuotas de disco Pasos a realizar para activar las cuotas 1.  Seleccionar que sistema de ficheros necesitan tener aplicadas las cuotas, lo normal es que solo el sistema donde están las cuentas de usuarios tengan cuotas, para habilitar las cuotas en un sistema de ficheros hay que editar el fichero /etc/fstab e incluir las opciones usrquota o grpquota. Cuotas de usuario (usrquota): fija un máximo al espacio de todos los ficheros del usuario. Cuotas de Grupo (grpquota): fija un máximo al espacio de todos los ficheros del grupo. Indicarlo en /etc/fstab con usrquota o grpquota: /dev/sda2 /home ext3 defaults,usrquota 0 0 2. Reiniciar el sistema. 3.   quotacheck ⇒ crea el fichero de control de cuotas, aquota.user, en el directorio ráiz del SF al que se le asignan las cuotas: “quotacheck /home” crea /home/aquota.user 4.   quotaon -a ⇒ se activan las cuotas -a: Forzar/habilitar las cuotas para todos los SF en /etc/fstab para los cuales se establecen cuotas.

5. Editar la cuota para cada usuario o grupo con: edquota Sintaxis: edquota [opciones] [usuario|grupo] Opciones: -u usuario configura las cuotas del usuario -g grupo configura las cuotas para un grupo -f filesystem realiza las operaciones sobre un filesystem concreto (por defecto, lo hace sobre todos los filesystems que admitan cuotas) -t configura el período de gracia -p user1 usuarios copia la configuración de cuotas de user1 a los usuarios indicados Al ejecutar edquota se abre el editor (por defecto, vi) para modificar las cuotas: se muestran los bloques de 1K en uso, así como los límites soft y hard (también para i-nodos o ficheros) si un límite está a 0 no se aplica. Disk quotas for user pilar (uid 500): Filesystem blocks soft hard inodes soft hard /dev/sda2 2608464 0 0 11431 0 0 Filesystem: Es el nombre del sistema de archivos que tiene la cuota activada. Blocks: Muestra el número de bloques que está usando actualmente el usuario. Inodes: Muestra cuántos inodos está usando actualmente el usuario. Nota: Si cualquiera de los valores hard o soft están a cero, significa que ese límite no está configurado.

Para replicar la cuota de disco de un usuario, y así no tener que ir uno por uno configurando su cuota. Es la opción -p. Por ejemplo, queremos que los usuarios user2, user3 y user4 tengan la misma configuración que user1. # edquota -p user1 user2 user3 user4 6.  edquota -t ⇒ establecer el periodo de gracia repquota SF ⇒ estadística de las cuotas para todos los usuarios quota username ⇒ asignación de las cuotas para un usuario Añadir quotacheck al trabajo diario Cree un archivo quotacheck en el directorio /etc/cron.daily, que ejecutará el comando quotacheck cotidianamente. Esto le enviará el resultado del comando quotacheck al correo electrónico de root. # cat /etc/cron.daily/quotacheck quotacheck -avug

7) Editar la cuota para user1 para que sirva de prototipo. La cuota de disco será en 10Mb de lim soft y 12Mb de lim hard, y la cuota de inode será marcada en 50 de lim soft y 60 de lim hard, con un periodo de gracias de 2 dias. Recuerde que los bloques se expresan en Kb ……………(10*1024=10240 y 12*1024=12288) edquota user1 Disk quotas for user pilar (uid 500): Filesystem blocks soft hard inodes soft hard /dev/sdb1 10 10240 12288 5 50 60 Para fijar el lim de gracias para todas las cuentas se utiliza: edquota –t 8) Fijar las cuotas de manera global para los usuarios: #> edquota -p user1 user2 user3 user4 #> edquota -p user1 `gawk -F: '$3 > 499 {print $1” “}' /etc/passwd` 9) Añadir quotacheck al trabajo diario Cree un archivo quotacheck en el directorio /etc/cron.daily, que ejecutará el comando quotacheck cotidianamente. Esto le enviará el resultado del comando quotacheck al correo electrónico de root. # cat /etc/cron.daily/quotacheck quotacheck –avug 10) repquota /home ⇒ estadística de las cuotas para todos los usuarios

Estableciendo el tiempo de gracia A nivel global, un periodo de gracia para todos, utiliza la opción -t del comando edquota, como en el siguiente ejemplo, recuerda que debes ser "root": 7 días es el periodo por defecto, si lo cambias a digamos 12 horas, sería "12hours". El tiempo de gracia puede ser distinto para el límite soft por bloques o por inodos. Por usuario específico se realiza con la opción -T del mismo comando e indicando el usuario: Lo único que hay que considerar es que los tiempos de gracias por usuario deben ser menores al global. Y que este empieza a correr una vez que se ha llegado al límite soft. Cuando esto suceda, si entras a editar de nuevo el tiempo de gracia del usuario (edquota -u user -T) se reflejara en segundos el tiempo que le queda, pudiéndolo aumentar de nuevo si eres "root". O dejarlo en cero y entonces el global será el que se utilice.

Fijar cuotas de manera global a todos los usuarios Editar la cuota para un usuario y luego usaremos entonces la opción -p (prototype) para hacer duplicados a partir de este usuario. #> edquota -p user1 user2 Con lo anterior "copias" la información de límites de cuotas del "user1" al "user2", no hay límite de cuantos usuarios puedes colocar como argumentos así que lo siguiente es válido: #> edquota -p user1 user2 user3 user4 Si necesitamos duplicarlo en cientos de usuarios: #> edquota -p user1 `gawk -F: '$3 > 499 {print $1” “}' /etc/passwd` El separador ":" de campos (-F), e indicamos como acción que en el campo 3 ($3) busquemos todos los UID mayores a 499 y que los imprima ({print $1” “}) Haciendo uso de repquota de nuevo veamos que pasó:

Ejemplo: 25Mb * 1024 = 25600 50MB * 1024 = 51200