Fundamentos de Sistemas Operativos y Arquitecturas de Red

Fundamentos del Sistema Operativo

El Sistema Operativo (SO) es el programa básico que utiliza un ordenador. Se encarga de controlar y gestionar eficazmente todos los dispositivos y recursos del hardware.

Capas del Sistema Operativo

La estructura del SO se organiza en capas:

• Aplicaciones: Nivel del usuario final.
• Utilidades: Dirigido a programadores.
• Sistema Operativo: Núcleo de gestión para programadores.
• Hardware: Gestionado por el diseñador de hardware.

El sistema operativo facilita la comunicación entre la CPU y el usuario ofreciendo una interfaz adecuada.

El Sistema Operativo en Red

El sistema operativo en red es aquel encargado de mantener dos o más equipos unidos a través de algún medio. Sus elementos fundamentales son el Servidor y el Cliente:

• Servidor: Equipo con operativos de red que proporcionan recursos a los clientes.
• Cliente: Equipos con sistemas monopuestos que consumen los recursos.

Características de los Sistemas Operativos en Red

Las funciones principales incluyen:

• Gestión de recursos: Controlar el acceso a los recursos compartidos.
• Gestión de usuarios: Permitir que personas o grupos accedan a la red, agregando puestos de dominio.
• Gestión de la red: Controlar el comportamiento de la red mediante herramientas de monitorización.

Tipos de Sistemas Operativos en Red

Existen 2 tipos principales:

1. Sistemas Centralizados

Existe un servidor central donde se sirven todas las peticiones.

2. Sistemas Distribuidos

Un proceso es realizado por varios equipos, siendo esta distribución transparente al usuario.

Estructura de una Red

Las topologías comunes son:

• Peer to peer (P2P): Red donde todos los ordenadores juegan el mismo papel y comparten información directamente.
• Cliente – Servidor: Formado por un servidor que actúa como maestro y los clientes que solicitan servicios.

El Administrador del Sistema

El administrador es la persona responsable de establecer y mantener el sistema operativo. Sus principales funciones son:

• Ejecutar programas.
• Mantener operativo el sistema.
• Mantener disponible la información.
• Garantizar la seguridad de acceso a la información.

Opciones de Almacenamiento Distribuido

Para la gestión de datos se pueden utilizar tecnologías como:

• DAS (Direct Attached Storage)
• SAN (Storage Area Network)
• NAS (Network Attached Storage)
• RAID (Redundant Array of Independent Disks)
• DFS (Distributed File System)

Hardware del Servidor y CPD

El CPD (Centro de Proceso de Datos) incluye:

• Control de acceso.
• Sistemas de alimentación.
• Ventilación.
• Cableado.
• Sistemas de seguridad.

Características del Entorno del CPD

• Control de acceso: Restricción física y lógica.
• Armarios Rack: Donde suelen alojarse los diferentes servidores de un CPD.
• SAI (Sistemas de Alimentación Ininterrumpida): Incluyen generadores propios de electricidad y líneas eléctricas de distintos proveedores.
• Ventilación: Mantener una temperatura entre 21 y 23º C.
• Cableado: Organización y gestión de la infraestructura de red.

Sistemas RAID

RAID es un sistema de almacenamiento compuesto por varios discos duros, los cuales formarán un solo volumen. Este volumen podrá tener diferentes arquitecturas, dependiendo de las necesidades que se necesiten cubrir.

Tipos de Configuración RAID

• Raid 0 (Striping): Compuesto por 2 discos duros. El almacenamiento y recuperación se realiza de manera secuencial disco a disco. No soporta tolerancia a fallos, ya que si uno de los discos falla, la información no es accesible.
• Raid 1 (Mirroring): Compuesto por 2 discos duros. El almacenamiento y recuperación se realiza en un solo disco, mientras el otro se utiliza para el volcado automático de los datos. Soporta fallos de un disco, ya que los datos son redundantes en ambos discos.
• Raid 0+1 (Striping y Mirroring): Primero se segmenta y luego se vuelve. Son necesarios 4 discos.
• Raid 1+0 (Mirroring y Striping): Primero se vuelve y luego se segmenta. Son necesarios 4 discos.
• Raid 5 (Paridad Distribuida): Compuesto por al menos 3 discos duros. El almacenamiento y recuperación se produce de manera segmentada en los discos. En cada uno de ellos existe un bloque de paridad, encargado de respaldar el fallo del resto de discos. Soporta el fallo de un disco (o dos si el total es de 4 discos, dependiendo de la implementación específica de la paridad).

Sistema de Archivos y Asignación de Memoria

El Sistema de archivos es el conjunto de programas del Sistema Operativo que, ordenadamente relacionados entre sí, permiten el almacenamiento de la información, agrupándola en archivos, situados en un soporte de un dispositivo periférico.

Asignación de Memoria

Consiste en asignar espacio a ficheros de modo que el espacio en disco se aproveche de forma eficaz y se pueda acceder rápidamente a los archivos. Los métodos principales son:

• Asignación contigua: Cada fichero ocupa un número determinado de bloques contiguos. Su colocación depende del tamaño del fichero y de la disponibilidad de espacio consecutivo.
• Asignación enlazada: Cada fichero ocupa un número determinado de bloques, utilizando punteros para enlazar las partes. Su colocación depende del tamaño del fichero y de la disponibilidad de bloques libres.
• Asignación indexada: Una entrada de un bloque apunta a diversas entradas (índice). El fichero queda repartido por el almacenamiento, permitiendo un acceso más directo a los bloques dispersos.