Tema 1: Administración del sistema operativo y software de base

Administración de Windows Server

La administración de sistemas Windows (cliente Windows 10 y familia Windows Server) abarca la instalación, configuración, actualización, mantenimiento y reparación del sistema operativo y del software de base. El administrador de sistemas es responsable de gestionar cuentas y permisos, servicios, directivas de seguridad, el sistema de archivos y las herramientas de automatización. En un entorno multiusuario NO es responsabilidad del administrador de sistemas gestionar las tareas del equipo de desarrollo; su ámbito es la operación y seguridad de la plataforma, no la dirección de proyectos de software.

Cuentas, permisos y administrador local

Para ser administrador local de una máquina el requisito es tener asignados en la cuenta los permisos necesarios (pertenecer al grupo Administradores locales). El modelo de seguridad de Windows se basa en cuentas, grupos y derechos asignados.

AppLocker es una característica disponible en algunas ediciones de Windows que permite especificar los usuarios o grupos que pueden ejecutar determinadas aplicaciones. Mediante reglas (por editor, ruta o hash de archivo) el administrador controla qué ejecutables, scripts, instaladores y DLL puede lanzar cada usuario o grupo, reforzando el control de aplicaciones.

Windows Defender

Windows Defender (Microsoft Defender Antivirus) es la herramienta que incorpora Windows 10 para aplicar medidas de protección continuas frente a malware, virus y amenazas, con análisis en tiempo real integrado en el sistema operativo.

PowerShell

PowerShell es una solución de automatización de tareas multiplataforma formada por un shell de línea de comandos, un lenguaje de scripting y un marco de administración de configuración. A diferencia de otros shells que trabajan con texto, PowerShell procesa objetos .NET. PowerShell Core es un proyecto open source disponible para Linux y macOS, además de Windows.

• Los comandos que se ejecutan en PowerShell se denominan cmdlets (por ejemplo, Get-Process, que obtiene información sobre los procesos en ejecución).

• Un script de PowerShell es un archivo de texto sin formato que contiene uno o varios comandos de PowerShell (extensión .ps1). Se ejecuta escribiendo la ruta de acceso del script y el nombre de archivo. Entre sus características no figura el uso de una base de datos MySQL.

• Desired State Configuration (DSC) permite crear configuraciones declarativas y realizar implementaciones repetibles, describiendo el estado deseado de los servidores de forma idempotente.

Directivas de ejecución (execution policy)

La directiva de ejecución predeterminada en PowerShell en clientes Windows es Restricted. La directiva Restricted impide que todos los scripts se ejecuten (permite comandos interactivos individuales, pero no la ejecución de ficheros .ps1, .psm1, perfiles ni .ps1xml). Otras directivas son AllSigned, RemoteSigned, Unrestricted y Bypass.

Registro del sistema

El registro de Windows es la base de datos jerárquica de configuración. La herramienta que permite editarlo es regedit (Editor del Registro). Para eliminar (anular el registro de) una DLL desde la línea de comandos se emplea regsvr32 /u <nombre-fichero.dll> (el modificador /u = unregister).

Administración de servicios

Los servicios son procesos en segundo plano gestionados por el administrador. La herramienta gráfica para administrarlos es la consola de Servicios (Services Console, services.msc). Tipos de inicio:

Desde la línea de comandos, net start inicia un servicio y, ejecutado sin argumentos, muestra el listado de los servicios en ejecución; net stop lo detiene.

Redes: caché DNS

El comando ipconfig /flushdns purga (vacía) la caché de resolución de DNS del cliente, forzando nuevas consultas a los servidores DNS.

Directivas de grupo (GPO)

Las Políticas de Grupo (GPO) permiten configurar de forma centralizada equipos y usuarios. El concepto de directiva activa es una característica exclusiva de Microsoft Windows Server. Objetivos legítimos de las GPO: controlar y configurar la seguridad del sistema operativo, gestionar el escritorio, restringir software, aplicar scripts de inicio, etc. NO es un objetivo de las GPO habilitar reinicios forzados ni forzar el reinicio inmediato de los equipos sin aviso al usuario.

Sistema de archivos NTFS

NTFS es un sistema de archivos nativo de Windows, adecuado para estaciones de trabajo de alto rendimiento y servidores por su rendimiento, seguridad (ACL), journaling y capacidad. Características cuantitativas:

• Tamaño mínimo de clúster: 512 bytes.

• Máximo volumen: 2^32 − 1 clústeres (4.294.967.295 clústeres menos uno); el tamaño físico máximo depende del tamaño de clúster empleado.

Directorio Activo y LDAP

Active Directory (AD) es el servicio de directorio que se utiliza de forma nativa en Microsoft Windows Server para gestionar recursos, usuarios y equipos en una red. Su estructura jerárquica ordenada es: Bosque → árbol → dominio → unidad organizativa (OU).

LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) es un estándar para el acceso a servicios de directorio. Utiliza un esquema y una estructura estandarizados; por ello, NO es cierto que tenga un esquema específico para cada aplicación (el esquema es común y extensible, no distinto por aplicación).

Ediciones de Windows 10

Entre las ediciones de Windows 10 destinadas a distintos segmentos están: Home, Pro, Enterprise y Education.

Fuentes

• Microsoft Learn — What is PowerShell?: https://learn.microsoft.com/en-us/powershell/scripting/overview

• Microsoft Learn — about_Execution_Policies: https://learn.microsoft.com/en-us/powershell/module/microsoft.powershell.core/about/about_execution_policies

• Microsoft Learn — Get-Process: https://learn.microsoft.com/en-us/powershell/module/microsoft.powershell.management/get-process

• Microsoft Learn — Desired State Configuration (DSC): https://learn.microsoft.com/en-us/powershell/dsc/overview

• Microsoft Learn — AppLocker: https://learn.microsoft.com/en-us/windows/security/application-security/application-control/app-control-for-business/applocker/applocker-overview

• Microsoft Learn — Microsoft Defender Antivirus: https://learn.microsoft.com/en-us/defender-endpoint/microsoft-defender-antivirus-windows

• Microsoft Learn — Optimizing NTFS / límites NTFS: https://learn.microsoft.com/en-us/previous-versions/cc767961(v=technet.10)

• Microsoft Learn — regsvr32: https://learn.microsoft.com/en-us/windows-server/administration/windows-commands/regsvr32

• Microsoft Learn — ipconfig: https://learn.microsoft.com/en-us/windows-server/administration/windows-commands/ipconfig

• Microsoft Learn — Group Policy overview: https://learn.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/it-pro/windows-server-2012-r2-and-2012/hh831791(v=ws.11)

• Microsoft Learn — Active Directory Domain Services / estructura lógica: https://learn.microsoft.com/en-us/windows-server/identity/ad-ds/get-started/virtual-dc/active-directory-domain-services-overview

• RFC 4511 — Lightweight Directory Access Protocol (LDAP): https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc4511

• Microsoft Learn — Windows 10 editions: https://learn.microsoft.com/en-us/windows/whats-new/windows-10-editions

Administración de Linux/Unix

La administración de un sistema Unix/Linux se apoya en un conjunto de comandos de línea de órdenes (shell) y en el conocimiento de la estructura del sistema de ficheros y de la gestión de procesos. Este epígrafe cubre las tareas habituales de mantenimiento, actualización y reparación del sistema operativo y del software de base.

Gestión de procesos y conceptos del núcleo

Un proceso es una instancia de un programa en ejecución. Un proceso puede dividir su trabajo en hilos (threads): los hilos son el concepto que permite que un proceso ejecute múltiples tareas de manera simultánea o concurrente, compartiendo el mismo espacio de memoria.

Se produce un deadlock (interbloqueo) cuando dos o más procesos quedan incapacitados para continuar porque cada uno retiene un recurso que necesita el otro, de modo que ninguno puede avanzar ni liberar lo que posee.

Para inspeccionar los procesos se usa ps (process status), que muestra una instantánea de los procesos en ejecución en un instante dado:

• ps -u muestra los procesos del usuario (formato orientado a usuario).

• ps -ef | grep httpd lista todos los procesos del sistema y filtra los asociados a httpd; es la forma habitual de localizar procesos por nombre.

• ps -U postgres -u postgres muestra los procesos del usuario real y efectivo postgres, útil para comprobar que el servidor PostgreSQL está en marcha.

Los niveles de ejecución (runlevels) del System V definen el estado del sistema. El comando init 3 cambia el sistema al nivel de ejecución 3 (modo multiusuario con red, sin entorno gráfico).

Comandos de ficheros y texto

• touch: crea un archivo vacío si no existe o actualiza la marca de tiempo (timestamp) de acceso y modificación de un archivo existente.

• sort: ordena las líneas de los archivos que figuran en su lista de argumentos. Por defecto toma como separadores de campo los espacios en blanco. La opción -r invierte el orden (descendente).

• wc (word count): cuenta líneas, palabras o caracteres de un archivo. La construcción cat fichero | wc -l canaliza el contenido del fichero hacia wc -l, cuyo resultado es el número de líneas que tiene el fichero.

• which: devuelve la ruta completa del ejecutable que se lanzaría al escribir un mandato, buscándolo en el PATH.

Permisos de ficheros

El comando chmod modifica los permisos. En modo simbólico se indican destinatario (u propietario, g grupo, o otros, a todos), operación (+ añade, - quita, = fija) y permiso (r lectura, w escritura, x ejecución). Para dar permiso de escritura al propietario y quitar ejecución al grupo se ejecuta:

El editor vi

vi es el editor de texto clásico de Unix, modal (modo comando y modo inserción). Órdenes esenciales:

Descarga de contenido: wget

wget es una herramienta de línea de comandos para descargar archivos de Internet de forma no interactiva. Permite descargar contenido desde servidores HTTP, HTTPS y FTP (también FTPS). Opciones frecuentes:

• -r: descarga recursiva.

• -l2: limita la recursión a nivel 2 de profundidad.

• -i listado.txt: lee las URL de entrada desde un fichero (listado.txt).

Así, wget -r -l2 -i listado.txt se interpreta como la recuperación de una serie de documentos de la red que se leerán del fichero listado.txt.

Redes y diagnóstico

• nmap: escáner de red que permite conocer qué puertos tiene abiertos un servidor.

• Para comprobar si un paquete (p. ej. un servidor SSH) está instalado en Debian/Ubuntu se usa dpkg -l | grep ssh, que lista los paquetes instalados y filtra los que contienen ssh.

Almacenamiento, particiones y sistemas de ficheros

• fdisk: crea y gestiona particiones de almacenamiento (tabla de particiones MBR/GPT).

• lvcreate: crea un volumen lógico dentro de LVM (Logical Volume Manager).

• df (disk free): muestra el espacio disponible en disco por partición o sistema de ficheros.

• btrfs fi df /device/: muestra el uso de espacio para un sistema de ficheros btrfs (b-tree file system).

• e2fsck: comprueba y repara la integridad de un sistema de ficheros ext2/ext3/ext4.

El directorio /dev almacena la información de los dispositivos de entrada/salida (E/S) en forma de ficheros especiales de dispositivo.

Información del sistema y distribuciones

• lsb_release -a muestra toda la información LSB, incluida la versión de la distribución instalada (útil en Debian GNU/Linux).

• lsb_release -d muestra solo la descripción; por ejemplo, en CentOS 7 devolvería: Description: CentOS Linux release 7.3.1611 (Core).

Respecto a requisitos de instalación, Vanilla OS (distribución inmutable basada en Ubuntu con sistema A/B mediante ABRoot) exige un mínimo de 50 GiB de almacenamiento en disco, ya que la inmutabilidad obliga a mantener dos copias del sistema.

Fuentes

• GNU Wget Manual (Free Software Foundation): https://www.gnu.org/software/wget/manual/wget.html

• wget(1) — Linux manual page: https://www.man7.org/linux/man-pages/man1/wget.1.html

• Vanilla OS — Documentación oficial de instalación: https://docs.vanillaos.org/handbook/en/installation

• Btrfs documentation (kernel.org): https://btrfs.readthedocs.io/

• Linux Standard Base — lsb_release(1) man page: https://www.man7.org/linux/man-pages/man1/lsb_release.1.html

Software de base y software de aplicación

El software de base es el conjunto de programas imprescindibles para que el ordenador funcione y sirva de plataforma al resto de programas. Su componente central es el sistema operativo (Windows, Linux, macOS), al que se suman controladores de dispositivos, utilidades del sistema y entornos de ejecución. Se distingue del software de aplicación, que es el que utiliza el usuario final para tareas concretas: reproductores multimedia como VLC, suites ofimáticas, navegadores o clientes de correo. En síntesis: el sistema operativo es software de base; VLC, un procesador de textos o un editor de imágenes son software de aplicación.

El kernel o núcleo es el corazón del sistema operativo: gestiona la memoria, los procesos, el sistema de archivos y el acceso al hardware, actuando de intermediario entre las aplicaciones y los dispositivos. NO es "el núcleo del procesador" (afirmación incorrecta habitual): el procesador es hardware, mientras que el kernel es software del sistema operativo.

Sistemas de control de versiones (VCS)

Un sistema de control de versiones (VCS, Version Control System) es una herramienta que facilita la gestión del control de versiones de un producto software. Se emplea principalmente en el desarrollo de software para controlar las distintas versiones del código fuente, permitiendo el trabajo colaborativo sin riesgo de perder el historial de cambios.

Los términos VCS (Version Control System), SCM (Software Configuration Management) y CMS (Configuration Management System) son formas de referirse al control de cambios de los programas de una instalación, es decir, están relacionados con la gestión de versiones y la gestión de configuración del software.

Características que debe proporcionar un VCS:

• Un mecanismo de almacenamiento de los elementos que debe gestionar.

• Un registro histórico de las acciones realizadas con cada elemento o conjunto de elementos.

• La posibilidad de realizar modificaciones parciales, añadir, borrar, renombrar o mover elementos.

Su principal ventaja es permitir el trabajo colaborativo en un proyecto sin riesgo de perder el historial de cambios. Ejemplos habituales son Git, Subversion (SVN) o Mercurial.

Estructura y arranque en Linux

En Linux, el directorio /boot contiene todos los ejecutables y archivos necesarios en el proceso de arranque del sistema: el kernel (vmlinuz), el disco RAM inicial (initramfs/initrd) y los ficheros del gestor de arranque (GRUB).

En la gestión de módulos del kernel, el comando modprobe añade o elimina módulos del kernel de Linux, resolviendo automáticamente sus dependencias (a diferencia de insmod/rmmod, que no las resuelven).

Sobre particiones de disco, un sistema operativo puede instalarse tanto en una partición primaria como en una partición lógica (dentro de una partición extendida). El esquema MBR admite hasta cuatro particiones primarias, o tres primarias más una extendida que a su vez contiene particiones lógicas.

Gestión de paquetes y repositorios en Linux

Los repositorios en Linux actúan como servidores o bases de datos que alojan paquetes y aplicaciones que el sistema puede instalar o actualizar mediante el gestor de paquetes. Los gestores de paquetes (apt, rpm, urpmi, dnf...) necesitan definir una serie de fuentes o repositorios desde donde descargar los paquetes de instalación; para ello, cada gestor cuenta con comandos específicos orientados a su definición y actualización.

Familia Debian (APT/dpkg)

APT (Advanced Package Tool) es un sistema de gestión de paquetes creado por el proyecto Debian. Comandos habituales:

Las fuentes se definen en /etc/apt/sources.list. Para añadir un repositorio externo y asegurar su autenticidad antes de instalar, el orden correcto es:

1. Añadir la fuente: echo "deb http://nuevo-repositorio/ stable main" >> /etc/apt/sources.list

2. Importar la clave GPG: wget -qO - http://nuevo-repositorio/key.gpg | sudo apt-key add -

3. Actualizar índices: apt-get update

4. Instalar: apt-get install paquete

El paquete popularity-contest (popcon) es el que envía anónimamente estadísticas a los desarrolladores de Debian sobre los paquetes más usados en el sistema; se ejecuta desde un cron diario y remite la información una vez por semana, ayudando a decidir qué paquetes se instalan por defecto.

Familia Red Hat (RPM/DNF)

En distribuciones basadas en RPM, el gestor de paquetes predeterminado en CentOS 8 (y RHEL 8, Fedora) es DNF (Dandified YUM), sucesor de YUM, con mejor resolución de dependencias y eficiencia de memoria.

Sistemas inmutables: Vanilla OS

Vanilla OS es una distribución inmutable basada en Debian. Gestiona la instalación de software minimizando conflictos y riesgos mediante contenedores gestionados por Apx, evitando así instalar paquetes directamente sobre el sistema base.

El sistema ABRoot permite aplicar modificaciones en el sistema mediante transacciones indivisibles (atómicas): una transacción se aplica por completo o no se aplica en absoluto, transaccionando entre dos sistemas de archivos raíz (A/B) para garantizar que el sistema quede siempre en un estado consistente. En su versión v2 las actualizaciones se realizan mediante imágenes OCI.

Actualización del sistema en Windows

En el ámbito de los sistemas operativos de Microsoft, la funcionalidad que permite mantener actualizado el sistema operativo es Windows Update, encargada de descargar e instalar parches de seguridad, correcciones y nuevas versiones del sistema.

Fuentes

• Vanilla OS Documentation — Apx y ABRoot: https://docs.vanillaos.org/ y https://abroot.vanillaos.org/

• ABRoot (repositorio oficial Vanilla-OS): https://github.com/Vanilla-OS/ABRoot

• Debian — APT / gestión de paquetes (Debian Reference): https://www.debian.org/doc/manuals/debian-reference/ch02.en.html

• Debian — popularity-contest(8), manpage oficial: https://manpages.debian.org/testing/popularity-contest/popularity-contest.8.en.html

• Debian Popularity Contest (popcon): https://popcon.debian.org/

• DNF, gestor de paquetes por defecto en CentOS/RHEL 8 — documentación oficial: https://dnf.readthedocs.io/

• Linux man-pages — modprobe(8): https://man7.org/linux/man-pages/man8/modprobe.8.html

• Filesystem Hierarchy Standard (directorio /boot): https://refspecs.linuxfoundation.org/FHS_3.0/fhs/ch03.html

• Microsoft Learn — Windows Update: https://learn.microsoft.com/windows/deployment/update/

Mantenimiento y reparación del sistema operativo

La administración del sistema operativo engloba el conjunto de tareas destinadas a mantener el sistema operativo y el software de base actualizados, estables y libres de errores. El administrador de sistemas se encarga de la instalación y actualización del SO, la gestión de usuarios y permisos, la configuración de servicios y redes, la monitorización del rendimiento (CPU, memoria, disco, red), la gestión del almacenamiento, las copias de seguridad y la resolución de incidencias. NO es tarea del administrador de sistemas evaluar el código fuente de las aplicaciones corporativas (eso corresponde a desarrollo/QA); su ámbito es la plataforma, no la lógica de negocio del software.

Gestión y direccionamiento de memoria

La cantidad de memoria direccionable depende del tamaño de palabra (número de bits) del sistema operativo, porque determina cuántas direcciones distintas se pueden generar (2^n). Los valores clave son:

Un sistema de 64 bits puede direccionar teóricamente 2^64 = 18.446.744.073.709.551.616 bytes, es decir, aproximadamente 18,4 exabytes (unos 16 EiB en base binaria). Un sistema de 128 bits direccionaría 2^128 bytes.

Swapping (intercambio) y prefetch

El swapping es un mecanismo de gestión de memoria que consiste en mover programas, páginas o fragmentos de programa entre la memoria principal (RAM) y la memoria secundaria (disco) y viceversa. Su objetivo/función principal es optimizar el uso de la memoria principal, permitiendo que se ejecuten más procesos de los que caben simultáneamente en la RAM. Cuando un proceso se lleva de memoria a disco se libera espacio; el proceso inverso al swapping consiste en mover programas desde el disco duro de vuelta a la memoria principal (swap-in) para reanudar su ejecución.

El prefetch es un mecanismo que los sistemas operativos usan para cargar anticipadamente ciertos datos o programas en la memoria antes de que se soliciten explícitamente. En la práctica, es una técnica que almacena información sobre los programas que se ejecutan con frecuencia (en Windows, la carpeta Prefetch) para acelerar los arranques posteriores.

Un snapshot de actividad es, en el contexto del mantenimiento del SO, un proceso con el cual se puede salvaguardar el desarrollo de los procesos, es decir, capturar el estado de la actividad del sistema en un instante para su posterior análisis o restauración.

Administración del almacenamiento

El thin provisioning (aprovisionamiento fino) asigna capacidad de almacenamiento de forma dinámica según se consume, en lugar de reservarla toda por adelantado. Su beneficio es reducir el coste de almacenamiento al evitar la sobrealocación de recursos, presentando a las aplicaciones más capacidad de la físicamente reservada.

La sobrealocación (overallocation/overprovisioning) es la posibilidad de asignar más recursos de almacenamiento de los que se espera que se utilicen inicialmente, apoyándose en que rara vez todos los volúmenes usan su máximo a la vez.

Herramientas de mantenimiento en Windows

• Disk Management (Administración de discos): herramienta gráfica de Windows encargada de la gestión de discos y volúmenes (crear, formatear, extender, reducir y asignar letras a particiones).

• sfc /scannow (System File Checker): examina todos los archivos de sistema protegidos y reemplaza los archivos dañados con una copia en caché almacenada en %WinDir%\System32\dllcache. Si no puede repararlos, se complementa con DISM.

• ipconfig /flushdns: elimina todas las entradas de la caché DNS local del sistema, forzando nuevas resoluciones de nombres.

• CrystalDiskInfo: utilidad que lee los atributos S.M.A.R.T. del disco para detectar y prevenir futuros errores en la superficie del disco y monitorizar su salud (temperatura, sectores reasignados, horas de uso).

Herramientas de mantenimiento y diagnóstico en Linux

• free: muestra la cantidad de memoria libre y usada que tiene el sistema (RAM y swap).

• du (disk usage): muestra la cantidad de espacio en disco utilizado por los archivos especificados y por cada subdirectorio.

• iotop: monitor equivalente/complementario a htop que, además del uso de CPU, muestra información de E/S (entrada/salida) de disco por proceso.

• netstat: muestra conexiones de red, tablas de enrutamiento y estadísticas. Como el puerto por defecto de MySQL es el 3306, tras instalar MySQL en un servidor Linux se puede listar todas las conexiones con la base de datos mediante netstat -anp | grep 3306 (-a todas las conexiones, -n numérico, -p proceso propietario).

Resumen operativo

El mantenimiento del SO combina la gestión de memoria (swapping, prefetch, direccionamiento según bits), la administración del almacenamiento (thin provisioning, sobrealocación) y el uso de herramientas específicas de cada plataforma (Disk Management, sfc /scannow, ipconfig /flushdns, CrystalDiskInfo en Windows; free, du, iotop, netstat en Linux) para diagnosticar, reparar y optimizar el sistema, siempre dentro del ámbito de la plataforma y no del código de las aplicaciones.

Fuentes

• Microsoft Support — Use the System File Checker tool to repair missing or corrupted system files: https://support.microsoft.com/en-us/topic/use-the-system-file-checker-tool-to-repair-missing-or-corrupted-system-files-79aa86cb-ca52-166a-92a3-966e85d4094e

• Microsoft Learn — ipconfig (referencia de comandos): https://learn.microsoft.com/en-us/windows-server/administration/windows-commands/ipconfig

• Microsoft Learn — Disk Management: https://learn.microsoft.com/en-us/windows-server/storage/disk-management/overview-of-disk-management

• MySQL Reference Manual — MySQL Port Reference: https://dev.mysql.com/doc/mysql-port-reference/en/mysql-port-reference-tables.html

• Linux man-pages — free(1), du(1), netstat(8), iotop(8): https://man7.org/linux/man-pages/

• Microsoft Learn — Prefetch and Superfetch: https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/prefetch/

• Microsoft Learn — Thin provisioning (Storage Spaces): https://learn.microsoft.com/en-us/windows-server/storage/storage-spaces/overview