LFCA: Comprensió del sistema operatiu Linux - Part 1

La Linux Foundation ha presentat una nova certificació informàtica preprofessional coneguda com a Linux Foundation Certified IT Associate (LFCA). Es tracta d'una nova certificació de nivell inicial que se centra a provar conceptes informàtics fonamentals, com ara les ordres bàsiques d'administració de sistemes, la computació en núvol, la seguretat i DevOps.

LFCA: visió general i esquema del curs

Aquí hi ha un resum de les competències i dominis que LFCA intentarà provar:

Sistema operatiu Linux - Part 1
Ordres de gestió de fitxers: part 2
Ordres del sistema Linux: part 3
Ordres generals de xarxa: part 4

Gestió d'usuaris de Linux: part 5
Gestiona l'hora i la data a Linux - Part 6
Gestiona el programari a Linux - Part 7
Monitoritza les mètriques bàsiques de Linux: part 8
Xarxes bàsiques de Linux - Part 9
Números binaris i decimals de Linux - Part 10
LFCA: aprendre les classes de l'interval d'adreçament IP de xarxa - Part 11
LFCA: aprèn consells bàsics per a la resolució de problemes de xarxa - Part 12

Aprèn els fonaments de la computació en núvol: part 13
Més informació sobre la disponibilitat, el rendiment i l'escalabilitat del núvol: part 14
LFCA: aprèn la informàtica sense servidor, els avantatges i els inconvenients: part 15
LFCA: aprendre els costos i pressupostos del núvol: part 16

Consells bàsics de seguretat per protegir el sistema Linux - Part 17
Consells útils per protegir les dades i Linux - Part 18
Com millorar la seguretat de la xarxa Linux - Part 19

Visió general de la certificació LFCA

La certificació LFCA imparteix coneixements fonamentals sobre ordres bàsiques de gestió de fitxers i sistemes, ordres de xarxa i resolució de problemes, conceptes de computació en núvol, seguretat de dades que inclou la seguretat del sistema i de la xarxa i conceptes bàsics de DevOps.

Un cop hàgiu entès bé els conceptes fonamentals i aproveu l'examen LFCA, podreu començar amb LFCE (Linux Foundation Certified Engineer).

L'examen LFCA és un examen d'elecció múltiple i costa 200 dòlars. Es realitza en línia amb un supervisor remot que us vigila mitjançant una càmera web durant tota la sessió. En aprovar l'examen, se us atorgarà una insígnia i un certificat LFCA que té una validesa de 3 anys.

Fonaments de Linux

En aquesta secció inaugural, tractarem els següents capítols:

Sistema operatiu Linux - Part 1
Ordres de gestió de fitxers: part 2
Ordres del sistema Linux: part 3
Ordres generals de xarxa: part 4

Sense massa preàmbuls, anem-hi de seguida.

Aquest article és la part 1 de la sèrie LFCA, que cobrirà els dominis i competències necessaris que es requereixen per a l'examen de certificació LFCA.

Entendre el sistema operatiu Linux

A mesura que comencem, suposem que potser haureu interactuat amb Windows o macOS o amb tots dos per dur a terme les vostres tasques informàtiques quotidianes. Tots dos són sistemes operatius i us permeten interactuar amb els components de maquinari i programari d'un ordinador i executar multitud de tasques, com ara la navegació, els jocs, la reproducció de música i vídeo i el desenvolupament de programari, per esmentar només algunes.

Windows és un sistema operatiu comú i compta amb una quota de mercat substancial entre els usuaris d'escriptori. És fàcil d'utilitzar i d'aprendre i sol ser una porta d'entrada per als estudiants que fan petits passos per aprendre a interactuar amb els ordinadors.

Malgrat la seva facilitat d'ús i suport per a una àmplia gamma de dispositius de maquinari, Windows té la seva bona part d'inconvenients. En primer lloc, Windows és un sistema operatiu propietari de Microsoft i la majoria d'aplicacions de programari com la suite Microsoft Office són de pagament. Això bloqueja molts que no tenen la capacitat financera per adquirir una llicència per al producte.

El mateix passa amb el macOS d'Apple que, malgrat la seva elegància i la seva seguretat lloable, inclou un preu elevat. De fet, algunes aplicacions per a AppStore solen ser de pagament. Sovint, els usuaris han denunciat haver pagat subscripcions furtives per a aplicacions que, d'altra manera, serien gratuïtes en altres plataformes.

A més, Windows és força inestable i sovint és vulnerable a atacs de programari maliciós com ara virus i troians. Podríeu gastar centenars de dòlars assegurant programes antivirus robustos per evitar atacs i incompliments o deixar una fortuna pagant a un professional per diagnosticar i eliminar el virus.

A més, l'aplicació de pegats de seguretat i actualitzacions de funcions és sovint un procés llarg. En la seva majoria, l'actualització del sistema pot durar entre trenta minuts i una hora, depenent de la mida de l'actualització, i això sovint es produeix per una sèrie de reinicis del sistema.

Linux, igual que Windows i macOS, és un altre sistema operatiu que s'ha apoderat de la indústria informàtica per tempesta. Linux és omnipresent i és utilitzat per milers d'usuaris diàriament.

El popular sistema operatiu Android que alimenta milions de dispositius intel·ligents es basa en el nucli Linux. El vostre telèfon intel·ligent Android preferit o el televisor intel·ligent de la vostra sala d'estar funciona amb Linux. El més important és que Linux és el sistema predominant a Internet, ocupant una gran part de les plataformes d'allotjament web i dels servidors d'Internet. Aproximadament el 90% del núvol públic i el 99% de la quota de mercat de superordinadors estan recolzats per Linux.

Aleshores, com va sorgir Linux?

En aquest moment, serà prudent si retrocedim en el temps i entrevem la gènesi d'un dels sistemes operatius més utilitzats.

La història de Linux es remunta als anys 60 als AT&T Bell Labs on Dennis Ritchie, el pare del llenguatge de programació C i KenThompson, un científic informàtic nord-americà, juntament amb altres desenvolupadors, estaven treballant en el projecte Multics. Multics era un sistema operatiu que alimentava els sistemes informàtics mainframe.

Els dos informàtics estaven buscant construir un sistema operatiu multiusuari i multitasca amb un sistema de fitxers jeràrquic. Inicialment, Multics va ser un projecte de recerca, però ràpidament es va convertir en un producte comercial. No impressionats amb la direcció que estava prenent Multics, els dos desenvolupadors principals van traçar el seu propi camí i es van proposar desenvolupar un altre sistema basat en Multics anomenat UNICS, que més tard es va transformar en UNIX.

A les dècades de 1970 i 80, UNIX es va fer cada cop més popular, especialment en els cercles acadèmics. Això va veure la seva adopció per diverses institucions, entre elles la Universitat de Berkley Califòrnia que després va canviar la seva trajectòria. Els desenvolupadors de la Universitat van treballar més en el codi UNIX i van crear BSD, un acrònim de Berkeley Software Development. Més tard, BSD va inspirar múltiples sistemes operatius, alguns dels quals encara s'utilitzen avui dia, com ara FreeBSD i NetBSD.

Als Bells Labs, la recerca i el desenvolupament sobre UNIX van continuar, donant lloc a altres variants d'UNIX que van ser adoptades posteriorment pels venedors comercials. Tanmateix, BSD era molt més popular que les variants comercials de Bells Labs.

Mentrestant, l'any 1991, Linus Torvalds, un graduat finlandès, estava treballant en una versió d'UNIX anomenada MINIX, però estava decebut amb la llicència del projecte. En una carta adreçada al seu grup d'usuaris MINIX, va anunciar que estava treballant en un nou nucli que més tard es va batejar com a nucli Linux. Va utilitzar el codi GNU, juntament amb el compilador GNU i bash per crear el primer nucli de Linux viable que més tard es va llicenciar sota el model GNU/GPL.

El nucli de Linux va establir l'escenari per al desenvolupament de centenars de distribucions o sabors de Linux. Podeu obtenir una visió completa de les distribucions populars de Linux a distrowatch.

Linux és un sistema operatiu de codi obert. Què vol dir això? Bé, implica que podeu veure el codi font de Linux, modificar-lo i redistribuir-lo lliurement sense cap cost. Els usuaris especialitzats, com ara els desenvolupadors, també poden contribuir al codi per fer-lo millor i més interessant.

Per aquest motiu, hi ha centenars de distribucions de Linux amb diferents sistemes de gestió de paquets, aplicacions de programari i atractiu visual. Una distribució de Linux, coneguda col·loquialment com a distro, és una versió del sistema operatiu Linux que ve empaquetada amb programes, biblioteques, eines de gestió i altres programes addicionals. Totes les distribucions es deriven del nucli Linux.

Un bon nombre de RHEL (Red Hat Enterprise Linux) requereixen una subscripció per a assistència, seguretat i actualitzacions de funcions.

Hi ha 4 famílies principals de distribucions de Linux:

Sistemes de la família Debian (p. ex. Ubuntu, Mint, Elementary i Zorin).
Sistemes de la família Fedora (p. ex. CentOS, Red Hat 7 i Fedora).
Sistemes de la família SUSE (p. ex. OpenSUSE i SLES).
Sistema Arch (p. ex. Arch, Manjaro, ArchLabs i ArcoLinux).

Algunes de les distribucions de Linux populars i àmpliament utilitzades inclouen:

Ubuntu
Debian
Linux Mint
Fedora
Aprofundiment
Manjaro Linux
MX Linux
SO elemental
CentOS
OpenSUSE

Les distribucions per a principiants que són molt recomanables per als novells a Linux inclouen Ubuntu, Mint, Zorin OS i Elementary OS. Això es deu en gran part a la seva facilitat d'ús, a les seves interfícies d'usuari senzilles i ordenades i a la seva alta personalització.

Alguns sabors com Zorin OS s'assemblen molt a Windows 10, cosa que els fa ideals per als usuaris de Windows que fan la transició a Linux. Altres com Elementary OS imiten de prop macOS amb un menú de signatura.

Per a usuaris intermedis o amb un coneixement relativament bo de Linux, n'hi haurà prou amb CentOS, Debian i Fedora. Els usuaris experimentats que coneixen els detalls de l'administració de sistemes Linux, normalment es sentiran còmodes treballant amb sistemes Linux basats en Arch i Gentoo.

Cada distribució de Linux és única a la seva manera pel que fa a l'entorn d'escriptori o la interfície gràfica d'usuari (GUI) i les aplicacions predeterminades. No obstant això, la majoria enviarà aplicacions noves com ara la suite LibreOffice, el client de correu Thunderbird, l'editor d'imatges GIMP i les aplicacions multimèdia per començar.

Les distribucions de Linux que s'utilitzen àmpliament en entorns de servidor inclouen:

Red Hat Enterprise Linux (RHEL)
SUSE Linux Enterprise Server (SLES)
Servidor d'Ubuntu
Debian

Linux inclou els següents components principals.

Al nucli de qualsevol sistema Linux hi ha el nucli Linux. Escrit en C, el nucli connecta els components de maquinari amb el programari i els programes subjacents. El nucli gestiona els processos en execució i determina quins poden utilitzar la CPU i durant quina durada de temps. També determina la quantitat de memòria que obté cada procés. A més, gestiona els controladors de dispositius i rep les sol·licituds de servei dels processos en execució.

El carregador d'arrencada és el programa que gestiona el procés d'arrencada en un sistema Linux. Carrega el sistema operatiu des del disc dur a la memòria principal. El carregador d'arrencada no és específic només per a Linux. També està present a Windows i macOS. A Linux, el carregador d'arrencada s'anomena GRUB. L'última versió és GRUB2 que s'utilitza per distribucions de sistema.

Init, una forma abreujada de Inicialització, és el primer procés que s'executa un cop s'encén un sistema. Se li dóna un ID de procés (PID) d'1 i genera tots els altres processos del sistema Linux, inclosos els dimonis i altres processos i serveis en segon pla. Així és batejada com la mare de tots els processos. Init s'executa en segon pla fins al punt en què el sistema s'apaga.

Els primers sistemes Init inclouen System V Init (SysV) i Upstart. Aquests han estat substituïts per systemd init en els sistemes moderns.

Els dimonis són processos que s'executen silenciosament en segon pla des del moment en què s'inicia el sistema. Els dimonis poden ser controlats per l'usuari a la línia d'ordres. Es poden aturar, reiniciar, desactivar o habilitar en el moment de l'arrencada. Alguns exemples de dimonis inclouen sshd, que és el dimoni SSH que controla les connexions SSH remotes i ntpd que gestiona la sincronització de l'hora als servidors.

L'intèrpret d'ordres de Linux és una interfície de línia d'ordres, abreujada com a CLI, on s'executen o s'invoquen ordres per dur a terme i automatitzar tasques administratives. Els shells populars inclouen bash shell (bash) i Z shell (zsh).

Un entorn d'escriptori és el que fa servir un usuari per interactuar amb el sistema Linux. Proporciona una GUI (interfície gràfica d'usuari) que és possible mitjançant el programari del sistema X Windows. El sistema X windows (X11, també conegut com a X) és un sistema que proporciona un marc de visualització o GUI i determina com interactuen els usuaris amb Windows, el teclat, el ratolí i el touchpad.

Els entorns d'escriptori habituals inclouen GNOME, MATE, XFCE, LXDE, Enlightenment, Cinnamon, Budgie i KDE Plasma. Els gestors d'escriptori s'envien amb components gràfics com ara gestors de fitxers, ginys d'escriptori, fons de pantalla, icones i altres elements gràfics.

L'entorn d'escriptori només us ofereix les aplicacions bàsiques per començar. Igual que Windows o macOS, podeu instal·lar aplicacions per a l'ús diari. Aquests inclouen aplicacions com Google Chrome, reproductor multimèdia VLC, Skype, suite LibreOffice, DropBox, editor d'imatges GIMP, etc. Algunes distribucions s'envien amb el seu propi centre de programari que actua com a botiga des d'on podeu descarregar les aplicacions que necessiteu.

En aquest punt, està sent clar per què Linux és un sistema operatiu preferit per a molts usuaris i empreses. Resumim breument alguns dels avantatges d'utilitzar Linux.

Com s'ha assenyalat anteriorment, Linux és totalment de codi obert. Els usuaris especialitzats poden veure el codi, modificar-lo sense cap restricció amb el propòsit que desitgin i compartir-lo amb la comunitat. A més, la majoria de les distribucions, amb l'excepció d'unes poques, es poden descarregar i utilitzar gratuïtament sense pagar per llicències.

Windows és propietari i alguns dels seus productes són bastant cars. De moment, el preu de la suite Microsoft Office és de 430 dòlars. La llicència de Windows Server 2019 costa fins a 6.000 dòlars. macOS és igual de car i un bon nombre d'aplicacions de la botiga d'aplicacions es paguen mitjançant una subscripció.

Un dels principals avantatges que ofereix Linux als seus usuaris és la possibilitat de personalitzar pràcticament qualsevol component segons les seves preferències. Podeu modificar l'aspecte i la sensació, inclosos el fons de pantalla, la imatge de fons, l'esquema de colors, l'aspecte de les icones, etc. per millorar-ne l'aspecte.

Els sistemes Linux tenen un grau admirable d'estabilitat i seguretat. Linux és menys susceptible als atacs i és molt menys probable que caigueu víctimes de programari maliciós com ara virus i troians si actualitzeu constantment el vostre sistema.

Gràcies a la seva seguretat i estabilitat, Linux és l'opció preferida per als entorns de servidor per allotjar llocs web, bases de dades i aplicacions. Només calen unes quantes ordres per engegar un servidor web complet juntament amb altres components, com ara bases de dades i eines de script. Un exemple clàssic és el popular servidor LAMP, que és una agregació del servidor web Apache, la base de dades MySQL i el llenguatge de script PHP.

Amb l'estabilitat que ofereix Linux, gairebé mai necessitareu reiniciar el vostre servidor, excepte quan hàgiu de dur a terme una actualització del nucli. Això garanteix el màxim temps de funcionament dels servidors i una alta disponibilitat.

La majoria de distribucions de Linux tenen la capacitat d'executar-se en ordinadors amb especificacions de sistema baixes, com ara CPU i RAM. De fet, podeu reviure alguns ordinadors antics instal·lant algunes distribucions de Linux lleugeres com Linux Lite, Puppy Linux i AntiX.

Alguns poden funcionar en un sistema amb només 1 GB de RAM, CPU de 512 MHZ i disc dur de 5 GB. El que és encara més impressionant és que fins i tot podeu executar aquestes distribucions des d'un llapis USB en directe i continuar treballant.

Les principals distribucions de Linux com Debian i Ubuntu allotgen milers de paquets de programari als seus dipòsits. Només Ubuntu compta amb més de 47.000 paquets. Podeu instal·lar aplicacions fàcilment executant unes quantes ordres al terminal o utilitzar els App Centers que s'inclouen a les distribucions.

A més, podeu obtenir una varietat d'aplicacions que realitzen tasques similars, com ara processament de textos, intercanvi de fitxers, reproducció d'àudio/vídeo, edició de fotos, disseny gràfic i molt més. Simplement tens moltes opcions per triar i pots optar per una varietat d'aplicacions per executar una tasca.

El sistema operatiu Linux està desenvolupat i mantingut per una comunitat vibrant de desenvolupadors que treballen incansablement durant tot el dia per assegurar-vos que obtingueu el millor pel que fa a aplicacions de programari, actualitzacions de seguretat i correccions d'errors.

Les principals distribucions com Ubuntu i Debian tenen una gran comunitat de desenvolupadors i un munt de fòrums que ofereixen assistència i orientació als usuaris, especialment quan es troben amb dificultats o reptes al llarg del camí.

Aquesta era una visió a vista d'ocell del sistema operatiu Linux i el seu lloc en un entorn informàtic en constant evolució. És cert que Linux és omnipresent i ha deixat una empremta indeleble en el ràpid món tecnològic en què vivim. Per tant, l'adquisició d'habilitats fonamentals de Linux és essencial per a qualsevol professional informàtic que vulgui escalar l'escala de la competitiva professió informàtica.

Aprenentatge de Linux obrirà les portes a altres camps informàtics avançats com ara DevOps, ciberseguretat i Cloud computing. En els nostres temes posteriors, ens centrarem en les ordres bàsiques de Linux que necessiteu tenir al vostre abast mentre avancem.