Entendiendo el sistema de ficheros de Linux: Guía Técnica Completa

El sistema de archivos de Linux sigue el estándar Filesystem Hierarchy Standard (FHS), que define la estructura de directorios y su propósito específico. A diferencia de Windows con sus unidades (C:, D:), Linux utiliza una estructura jerárquica unificada que comienza desde el directorio raíz /.

Arquitectura del Sistema de Archivos

Concepto Fundamental: Todo es un Archivo

En Linux, todo se representa como un archivo: dispositivos de hardware, procesos, conexiones de red, y por supuesto, archivos regulares. Esta filosofía simplifica la interacción del sistema y proporciona una interfaz uniforme.

Directorios Principales del Sistema

1. / (Root Directory)

• Propósito: Directorio raíz del sistema
• Características: Punto de montaje principal, contiene todos los demás directorios
• Permisos: Solo accesible por root para escritura

2. /bin (Essential User Binaries)

• Contenido: Comandos básicos del sistema disponibles para todos los usuarios
• Ejemplos: ls, cp, mv, cat, grep, bash
• Importancia: Necesarios para el arranque y funcionamiento básico del sistema
• Nota técnica: Estos binarios deben estar disponibles incluso en modo single-user

# Ejemplos de comandos en /bin
ls -la /bin/ls     # Comando list
file /bin/bash     # Shell Bash
which cp           # Localizar comando copy
Lenguaje del código: PHP (php)

3. /boot (Boot Loader Files)

• Componentes clave:
  • vmlinuz: Kernel comprimido de Linux
  • initrd/initramfs: Sistema de archivos inicial en RAM
  • grub/: Configuración del bootloader GRUB
  • config-: Configuración del kernel
• Consideraciones: Crítico para el arranque, requiere backup regular

4. /dev (Device Files)

• Tipos de dispositivos:
  • Dispositivos de bloque: /dev/sda, /dev/nvme0n1 (almacenamiento)
  • Dispositivos de carácter: /dev/tty, /dev/null (terminales, dispositivos especiales)
  • Pseudo-dispositivos: /dev/zero, /dev/random

# Ejemplos prácticos
lsblk                    # Listar dispositivos de bloque
ls -l /dev/sd*          # Discos SATA/SCSI
cat /proc/devices       # Dispositivos registrados en el kernel
Lenguaje del código: PHP (php)

5. /etc (Configuration Files)

• Estructura organizada:
  • /etc/passwd: Base de datos de usuarios
  • /etc/group: Información de grupos
  • /etc/hosts: Resolución local de nombres
  • /etc/fstab: Tabla de sistemas de archivos
  • /etc/systemd/: Configuración de servicios systemd
  • /etc/network/: Configuración de red (Debian/Ubuntu)

# Comandos útiles para /etc
sudo find /etc -name "*.conf" -type f    # Buscar archivos de configuración
grep -r "hostname" /etc/                 # Buscar configuraciones de hostname
Lenguaje del código: PHP (php)

6. /home (User Home Directories)

• Estructura típica por usuario:
  • .bashrc: Configuración del shell Bash
  • .ssh/: Claves y configuración SSH
  • Desktop/, Documents/, Downloads/: Directorios estándar XDG
• Permisos: Cada usuario tiene control total sobre su directorio home

7. /lib y /lib64 (Shared Libraries)

• Propósito: Bibliotecas compartidas esenciales para el sistema
• lib vs lib64: Bibliotecas de 32-bit vs 64-bit
• Contenido importante:
  • libc.so: Biblioteca C estándar
  • ld-linux.so: Enlazador dinámico
  • Módulos del kernel en /lib/modules/

# Verificar bibliotecas de un programa
ldd /bin/ls                    # Dependencias de bibliotecas
ldconfig -p | grep libc       # Caché de bibliotecas
Lenguaje del código: PHP (php)

8. /media y /mnt (Mount Points)

• /media: Montaje automático de dispositivos removibles
• /mnt: Montaje temporal manual de sistemas de archivos
• Uso moderno: /media gestionado por sistemas como udisks2

9. /opt (Optional Software)

• Filosofía: Software de terceros que se instala como un paquete completo
• Estructura: /opt/[proveedor]/[aplicación]
• Ejemplos: Google Chrome, aplicaciones comerciales, software empaquetado

10. /proc (Process Information Filesystem)

• Naturaleza: Sistema de archivos virtual (no ocupa espacio en disco)
• Información del sistema:
  • /proc/cpuinfo: Información del procesador
  • /proc/meminfo: Información de memoria
  • /proc/[PID]/: Información de procesos específicos
  • /proc/sys/: Parámetros configurables del kernel

# Ejemplos de uso de /proc
cat /proc/version           # Versión del kernel
cat /proc/uptime           # Tiempo de actividad del sistema
ls /proc/[PID]/            # Información de un proceso específico
Lenguaje del código: PHP (php)

Directorios Adicionales Importantes

/root (Root User Home)

• Directorio home del usuario root
• Separado de /home por razones de seguridad
• Accesible solo con privilegios de root

/sbin (System Binaries)

• Comandos de administración del sistema
• Ejemplos: fdisk, iptables, systemctl
• Tradicionalmente solo para root, aunque algunos son accesibles por usuarios normales

/srv (Service Data)

• Datos servidos por el sistema
• Estructura sugerida: /srv/[servicio]/
• Ejemplos: /srv/www/, /srv/ftp/

/sys (System Filesystem)

• Sistema de archivos virtual para información del kernel
• Interfaz sysfs para dispositivos y drivers
• Complementa a /proc con información más estructurada

/tmp (Temporary Files)

• Archivos temporales del sistema y aplicaciones
• Limpiado periódicamente (boot o tmpfiles)
• Permisos especiales (sticky bit) para seguridad multiusuario

/usr (User System Resources)

• Estructura secundaria importante:
  • /usr/bin: Comandos de usuario (no esenciales)
  • /usr/sbin: Comandos de administración (no esenciales)
  • /usr/lib: Bibliotecas para programas en /usr/bin y /usr/sbin
  • /usr/local: Software instalado localmente
  • /usr/share: Datos compartidos (documentación, iconos, etc.)

/var (Variable Data)

• Datos que cambian durante la operación:
  • /var/log: Archivos de registro del sistema
  • /var/cache: Datos de caché de aplicaciones
  • /var/spool: Colas de datos (correo, impresión)
  • /var/lib: Datos de estado persistente de aplicaciones
  • /var/run: Datos de tiempo de ejecución (PID files)

Mejores Prácticas y Consideraciones de Seguridad

Montaje y Permisos

# Verificar puntos de montaje
mount | column -t
df -h                      # Uso de espacio por sistema de archivos
findmnt                    # Vista en árbol de montajes
Lenguaje del código: PHP (php)

Navegación Eficiente

# Comandos útiles para navegación
find / -name "config" -type f 2>/dev/null    # Buscar archivos de configuración
locate filename                              # Búsqueda rápida (requiere updatedb)
which comando                                # Localizar binarios en PATH
whereis programa                             # Localizar binarios, fuentes y manuales
Lenguaje del código: PHP (php)

Backup y Mantenimiento

• Directorios críticos para backup: /etc, /home, /var/lib, /opt
• Directorios que NO necesitan backup: /tmp, /proc, /sys, /dev
• Estrategia recomendada: Backup incremental de datos de usuario y configuraciones

Diferencias entre Distribuciones

Red Hat/CentOS/Fedora

• Configuración de red en /etc/sysconfig/network-scripts/
• SELinux contexts en /etc/selinux/

Debian/Ubuntu

• Configuración de red en /etc/network/ (tradicional) o /etc/netplan/ (Ubuntu 18+)
• Directorios específicos como /etc/apt/

Arch Linux

• Filosofía minimalista, menos directorios poblados por defecto
• Configuración centralizada en /etc/

Herramientas de Diagnóstico y Monitoreo

# Análisis del sistema de archivos
du -sh /*                  # Uso de espacio por directorio raíz
ncdu /                     # Análisis interactivo de uso de disco
lsof                       # Archivos abiertos por procesos
fuser -v /path             # Procesos usando un archivo/directorio
Lenguaje del código: PHP (php)

Conclusión

El sistema de archivos de Linux proporciona una estructura lógica y predecible que, una vez comprendida, facilita enormemente la administración del sistema. La adherencia al FHS garantiza consistencia entre distribuciones y facilita la portabilidad de scripts y conocimientos.

Puntos clave para recordar:

• La estructura es jerárquica y unificada
• Cada directorio tiene un propósito específico y bien definido
• La comprensión de esta estructura es fundamental para la administración eficiente
• Las herramientas de línea de comandos aprovechan esta organización para proporcionar funcionalidad potente y flexible

La maestría en el sistema de archivos de Linux es la base para convertirse en un administrador de sistemas competente y un desarrollador más eficiente en entornos Unix-like.

imagen vía LinkedIN