Es vital conocer las estructura interna del sistema que utilicemos para poder tener absoluto control sobre las operaciones que realizamos sobre él. Además de familiarizarnos mejor con el entorno, resulta tremendamente útil a la hora de buscar un archivo especifico.

En Linux existen diversos directorios y subdirectorios que cumplen esta labor. Librerías, binarios, programas instalados, archivos temporales, etc., se encuentran contenidos en sitios específicos donde podemos ubicarlos si precisamos en algún momento de ellos.

/
Directorio raíz donde se encuentran todos los directorios y archivos de una manera lógica.

/bin
En este directorio podemos encontrar todos los archivos ejecutables del sistema. En el están muchos de los comandos que usamos habitualmente como por ejemplo ls, cat, more, cp, tar … además de los de tus programas.

/home
Aquí se encuentran todos los archivos de los usuarios del sistema. Si mi nombre de usuario es kiefer seria /home/kiefer

/media
Generalmente aquí es donde se montan los Cds y Dvds además de los SticksUSB y discos duros externos.

/sbin
Contiene archivos ejecutables que por lo general son comandos usados para la administración del sistema. Los comandos mount, halt, umount y shutdown son algunos de ellos.

/usr
Contiene varios archivos y subdirectorio importantes como pueden ser las configuraciones del entorno grafico X, fuentes del kernel, librerias, juegos y un largo etc.

/boot
Todos los archivos necesarios para el arranque incluidos el cargador Grub y los kernels disponibles.

/mnt
Directorio vacío, normalmente se suele usar para montajes de unidades temporales que deseamos cargar en ese momento.

/var
Contiene varios archivos que definen el sistema así como archivos log que almacenan cada movimiento del sistema como por ejemplo el fichero /var/log/messages.

/cdrom
Normalmente es un enlace simbólico hacia /media/cdrom o hacia /mnt/cdrom

/dev
Aquí es donde están todos los drivers y los dispositivos, estos se identifican en forma de archivo.

/lib
Contiene librarias para C y otros lenguajes de programación.

/proc
Directorio que contiene información sobre diferentes partes del sistema, cpu, discos, tiempo uptime, irqs, memoria, etc …

/opt
En este directorio se suelen almacenar todos los archivos de una instalación fuera de los repositorios como puede ser cuando instalamos un .deb

/etc
Contiene prácticamente todos los archivos de configuración del equipo y los demonios de inicio en /etc/init.d entre otras cosas.

/lost+found
Directorio especifico para archivos perdidos. Cada partición tiene el suyo propio independientemente.

/root
Directorio particular del superusuario del sistema ( root )

/tmp
Directorio temporal que pueden usar todos los usuarios para archivos temporales y del sistema.

Forat y ArcaLinux

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El fstab es el archivo donde se guardan los diferentes datos sobre el montaje de los dispositivos físicos.
Pese a lo que mucha gente piensa, el fstab no es tan solo de Linux, si nos que se encuentra en diversas plataformas, como la plataforma BSD o la Solaris.

Componentes

Hay 6 componentes:

• file system: Es el lugar donde se encuentra el dispositivo físico a montar, como por ejemplo
  /dev/hda1, /dev/sda,
• mount point: Es el punto de montaje donde sera montado el dispositivo físico, este punto de montaje puede ser desde una carpeta del sistema como una directorio creada por el usuario o el root, es decir, el punto de montaje es aquel que el usuario desee que sea. Es necesario que esté creado el directorio.
• type: Es el tipo de archivo con el que será montado el dispositivo físico, este puede ser muy diverso, como por ejemplo, vfat,ext2,ext3, swap, reiserf, etc.
• options: Son las opciones con las que sera montado el dispositivo físico, existen muchas y diversas opciones.
• dump: Esta opcion sólo puede poseer el valor 0 o 1, en ella se guardan los errores en tiempo de sistema que ha reportado el sistema de archivos. Al activarlo (1) se hará un backup con las opciones, creando backup por si surge algún tipo de problema, lo normal es tenerlo desactivado (0), ya que rara vez se produce un error.
• pass: Esta opción al igual que la anterior tan solo puede poseer el valor 0 o 1. Si la activamos (1) el sistema realizara una pasada cada X desmontadas o si el dispositivo a sido desmontado incorrectamente para comprobar su integridad. En caso de estar desactivado (0), el sistema no realizará nunca ninguna pasada para comprobar la integridad del dispositivo físico, por ello es recomendable tenerlo en activado (1).

Opciones

Las opciones se la pasan en la 4 columna, la de options.De aquí dependerá en gran parte lo que podremos hacer con nuestro dispositivo.Las opciones más usadas son:

• defaults: Es lo mismo que usar las opciones rw,suid,dev,exec,auto,nouser y async.
• rw: READ-WRITE.Con esto podremos leer y escribir en el dispositivo.
• ro: READ-ONLY. Sólo se podra leer en el dispositivo, útil para CD-ROMS.
• noexec: Deniega la posibilidad de ejecutar archivos en el dispositivo.
• nodev: Impedimos que se interpreten los dispositivos especiales de bloques y de caracteres presentes en el dispositivo.
• dev: Opción contraria a nodev.
• auto: Hacemos que el dispositivo se monte siempre que se inicie el sistema.
• no auto: Esta es la opción contraria a auto, usada frecuentemente en dispositivos que no vamos a usar siempre, tales como pendrives, cd-roms..
• user: Permite a cualquier usuario del sistema montar o desmontar un dispositivo físico sin necesidad de ser root, esta opción es muy útil para dispositivos de uso frecuente, como cd-roms o disquetes.
• uid=X: Con esta opción indicamos que tan solo el usuario o el grupo con el uid especificado tiene el control sobre los archivos del dispositivo.
• async: Con esto hacemos que las operaciones que realicemos no se hagan de forma asíncrona, es decir, en el mismo momento en que las realizamos, si nos que pueden ser realizada mas adelante.
• sync: Opción contraria a async, con esta opción conseguimos que todas las modificaciones que hagamos sean “in situ” es decir, realizadas en el mismo momento en que sean realizadas.

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Ext4 es la evolución del sistema de ficheros más usado en Linux, Ext3. De alguna manera Ext4 es a Ext3 lo que Ext3 fue a Ext2. Ext4 modifica estructuras de datos importantes de dicho sistema de ficheros como las destinadas a guardar los datos del fichero.

Mejoras:

1. Menor uso de CPU
2. Mayor velocidad de lectura/Escritura
3. Volumenes de hasta 1024 PIB
4. Soporte EXTENT

Sistema de archivos de gran tamaño

El sistema de archivos ext4 es capaz de trabajar con volúmenes de hasta 1 exbibyte y ficheros de tamaño de hasta 16 TiB.

Extents

Los extents han sido introducidos para reemplazar al tradicional esquema de bloques usado por los sistemas de archivos ext2/3. Un extent es un conjunto de bloques físicos contiguos, mejorando el rendimiento al trabajar con ficheros de gran tamaño y reduciendo la fragmentación. Un extent simple en ext4 es capaz de mapear hasta 128MiB de espacio contiguo con un tamaño de bloque igual a 4KiB.

Compatibilidad hacia adelante

El sistema de archivos ext3 es compatible adelante con ext4, siendo posible montar un sistema de archivos ext3 como ext4 y usarlo transparentemente.

Compatibilidad hacia atrás

Ext4 es parcialmente compatible hacia atrás con ext3 ya que puede ser montado como una partición ext3 con la excepción de que si la partición ext4 usa extents, se pierde esta posibilidad. Extents están configurados por defecto desde la versión del kernel 2.6.23. Anteriormente, ésta opción requiería ser activada explícitamente (por ejemplo mount /dev/sda1 /mnt/point -t ext4dev -o extents).

Asignación persitente de espacio

El sistema de archivos ext4 permite la reserva de espacio en disco para un fichero. La actual metodología consiste en rellenar el fichero en el disco con 0s en el momento de su creación. Esta técnica no es ya necesaria con ext4, ya que una nueva llamada del sistema “preallocate()” ha sido añadida al kernel de linux para uso de los sistemas de archivos que permitan esta función. El espacio reservado para estos ficheros quedará garantizado y con mucha probabilidad será contiguo. Ésta función tiene útiles aplicaciones en streaming y bases de datos.

Asignación retrasada de espacio

Ext4 hace uso de una técnica de mejora de rendimiento llamada Allocate-on-flush, también conocida como reserva de memoria retrasada. Consiste en retrasar la reserva de bloques de memoria hasta que la información esté a punto de ser escrita en el disco, a diferencia de otros sistemas de archivos, los cuales reservan los bloques necesarios antes de ese paso. Ésto mejora el rendimiento y reduce la fragmentación al mejorar las decisiones de reserva de memoria basada en el tamaño real del fichero.

Límite de 32000 subdirectorios superado

En ext3 el nivel de profundidad en subdirectorios permitido estaba limitado a 32000. Este límite ha sido aumentado a 64000 en ext4, permitiendo incluso ir más allá de este límite (haciendo uso de “dir_nlink”). Para permitir un rendimiento continuo, dada la posibilidad de directorios mucho más grandes, htree está activado por defecto en ext4. Esta función está implementada desde la versión 2.6.23. htree está también disponible en ext3 cuando la función dir_index está activada.

Journal checksumming

ext4 usa checksums en el registro para mejorar la fiabilidad, puesto que el journal es uno de los ficheros más utilizados en el disco. Esta función tiene un efecto colateral beneficioso: permite de forma segura evitar una lectura/escritura de disco durante el proceso de registro en el journal, mejorando el rendimiento ligeramente. La técnica del journal checksumming está inspirada en la investigación de la Universidad de Wisconsin en sistemas de archivos IRON (Sección 6, bajo el nombre “checksums de transacciones”)

Defragmentación online

Incluso haciendo uso de diversas técnicas para evitar la fragmentación, un sistema de larga duración tiende a fragmentarse con el tiempo. Ext4 dispondrá de una herramienta que permite defragmentar ficheros individuales o sistemas de ficheros enteros.

Chequeo del sistema de ficheros más rápido

En ext4, los grupos de bloques no asignados y secciones de la tabla de inodos están marcados como tales. Ésto permite a e2fsck saltárselos completamente en los chequeos y en gran medida reduce el tiempo requerido para chequear un sistema de archivos del tamaño para el que ext4 está preparado. Esta función está implementada desde la versión 2.6.24 del kernel de Linux.

Asignador multibloque

Ext4 asigna múltiples bloques para un fichero en una sóla operación, lo cual reduce la fragmentación al intentar elegir bloques contiguos en el disco. El asignador multibloque está activo cuando se usa 0_DIRECT o si la asignación retrasada está activa. Ésto permite al fichero tener diversos bloques “sucios” solicitados para escritura al mismo tiempo, a diferencia del actual mecanismo del kernel de solicitud de envío de cada bloque al sistema de archivos de manera separada para su asignación.

Timestamps mejorados

Puesto que los ordenadores se tornan en general cada vez más rápidos y que Linux está pasando a ser cada vez más usado en aplicaciones críticas, la granularidad de los timestamps basados en segundos se está volviendo insuficiente. Para resolver ésto, ext4 tendrá timestamps medidos en nanosegundos. Ésta función está actualmente implementada en la versión 2.6.23 del kernel. Adicionalmente se han añadido 2 bits del timestamp extendido a los bits más significativos del campo de segundos de los timestamps para retrasar 500 años el efecto 2038.

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