Conceptos Esenciales de Sistemas Operativos, Redes y Almacenamiento (SAN, NAS, Unix)

Conceptos Fundamentales de Almacenamiento y Redes

Storage Area Network (SAN)

Es una red especializada concebida para conectar servidores a dispositivos de almacenamiento. Físicamente, se implementa mediante arreglos de discos (RAID). Se utiliza para la virtualización de almacenamiento, permitiendo que servidores físicos accedan a este mediante Unidades Lógicas (LUNs). Su acceso principal se realiza a través de tecnologías de alta velocidad, como la fibra óptica (Fibre Channel).

Network Attached Storage (NAS)

Es un dispositivo de almacenamiento compartido a nivel de archivo, accesible por múltiples sistemas operativos a través de la red local (LAN). Se dedica exclusivamente al almacenamiento y compartición de archivos. Utiliza un sistema operativo interno para gestionar los arreglos de discos (RAID). El acceso a los datos se realiza a nivel de sistema de archivos, y no por bloques (a diferencia de SAN).

Lightweight Directory Access Protocol (LDAP)

Protocolo abierto y ligero de acceso a directorios, utilizado para consultar y modificar servicios de directorio distribuidos. Es esencial para la autenticación y la gestión centralizada de usuarios y el control de accesos.

Directorio Activo (Active Directory)

Servicio de directorio desarrollado por Microsoft para entornos Windows. Actúa como controlador de dominio, centralizando la gestión de usuarios, recursos, políticas de seguridad y autenticación dentro de un dominio.

SAMBA

(Definición pendiente o no proporcionada en el documento original.)

Arquitectura de Sistemas Operativos y Hardware

Gestión de Entrada y Salida (I/O)

Es el mecanismo mediante el cual el Sistema Operativo (SO) administra y coordina los dispositivos y puertos de entrada y salida del hardware.

Driver (Controlador)

Son programas controladores que permiten al Sistema Operativo interactuar con dispositivos de hardware específicos, tanto internos como externos.

Interrupciones

Son señales asíncronas enviadas al procesador por hardware o software, indicando la necesidad de atención inmediata para manejar un evento o completar una operación de E/S.

Tipos de Interrupciones

• Síncronas: Interrupciones generadas por la CPU (ej. errores, excepciones) que están directamente relacionadas con la ejecución de la instrucción actual.
• Asíncronas: Interrupciones generadas por dispositivos externos (hardware) que ocurren independientemente de la ejecución del proceso actual.

Monitor

En la programación concurrente, un monitor es una estructura de sincronización que permite a los procesos acceder a recursos compartidos de forma mutuamente exclusiva.

Ensamblador

Lenguaje de programación de bajo nivel que representa las instrucciones directamente ejecutables por el hardware del procesador.

Registro

Colección estructurada de campos o una sucesión de bytes que conforman una unidad lógica de datos en un flujo de información.

Arquitecturas de Conjunto de Instrucciones

Existen dos modelos principales:

• RISC (Reduced Instruction Set Computer): Utiliza instrucciones simples que se ejecutan rápidamente (a menudo en un ciclo de reloj), permitiendo mayor paralelismo.
• CISC (Complex Instruction Set Computer, como x86): Utiliza instrucciones complejas que pueden requerir múltiples ciclos de reloj para su ejecución.

Gestión de Almacenamiento y Arranque

Estructuras de Disco

Todas las estructuras de datos en un disco se organizan y acceden mediante bloques.

Master Boot Record (MBR)

Es el primer sector de un disco duro particionado. Contiene la tabla de particiones y el código de arranque inicial (boot loader). Es el punto donde el Sistema Operativo inicia su proceso de arranque (cilindro cero).

Partición

Es el nombre genérico que recibe cada división presente en una sola unidad física de almacenamiento de datos. Toda partición tiene su propio sistema de archivos (formato). Generalmente, casi cualquier sistema operativo interpreta, utiliza y manipula cada partición como un disco físico independiente, a pesar de que dichas particiones estén en un solo disco físico.

Volumen Lógico

El término volumen hace referencia a una única área accesible de almacenamiento, como ser una partición de un disco duro.

Planificación y Procesos

Planificación de Procesos

Mecanismo del Sistema Operativo que decide qué proceso se ejecutará, cuándo y por cuánto tiempo, con el objetivo de maximizar la eficiencia y garantizar la equidad en el uso de la CPU. (Nota: La definición original que mencionaba un búfer intermedio era incorrecta y ha sido corregida.)

Planificación de Disco Duro

Algoritmos utilizados por el Sistema Operativo para determinar el orden en que se atenderán las solicitudes de lectura/escritura, buscando minimizar el movimiento del brazo en el disco físico y optimizar el tiempo de acceso.

PSTREE

Utilidad de línea de comandos en sistemas Unix/Linux que muestra los procesos en ejecución en formato de árbol, ilustrando las relaciones padre-hijo.

Ficheros y Archivos

Ambos términos son equivalentes: FICHEROS = ARCHIVOS.

Seguridad y Servicios en Entornos Unix/Linux

Gestión de Seguridad en Unix

En un sistema Unix, la seguridad se basa en un modelo de permisos segmentado que pueden ser de tres tipos:

• Lectura (r)
• Escritura (w)
• Ejecución (x)

Estos permisos pueden ser asignados de manera única y combinada a las siguientes estructuras:

Estructuras con Permisos Unix

• Directorios
• Archivos
• Enlaces (Links)

Los enlaces pueden ser de dos tipos:

• Enlaces suaves (softlinks o enlaces simbólicos)
• Enlaces duros (hardlinks)

Pluggable Authentication Module (PAM)

Es un marco modular que permite a los administradores configurar la autenticación de servicios sin modificar las aplicaciones. PAM gestiona la autenticación basándose en los siguientes niveles de usuario:

• Usuario propietario.
• Grupo al que pertenece.
• Todos los usuarios.

CROND

Servicio demonio (daemon) en sistemas Unix/Linux que se encarga de la ejecución periódica de tareas programadas (jobs) definidas en los archivos crontab. El servicio busca estos archivos en la carpeta de configuración (ej. /etc/cron.d/crontab).

SHELL

(Definición pendiente o no proporcionada en el documento original.)