PDF de programación - Tesis: Hector Diez - lmplantacion de un servidor Linux sobre Mach

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Centro de lnvestigacion y de Estudios A vanzados del

lnstituto Politecnico Nacional

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA

SECCION DE COMPUT ACION

"lmplantacion de un servidor Linux sobre Mach".

Titulo:

Tesis para obtener el grado de Maestro en Ciencias,

en Ia Especialidad de Ingenieria Eh\ctrica

presenta:

Hector Diez Rodriguez'

Director de tesis: Dr. Hector Ruiz Barradas1

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ADQUISICION
DE LIBROS

II

Mexico, D.F. a 24 de febrero de 1998.

Pro.fesor Asistente del Depan:1mcnto de lnforrn3tica. Facultad de Ingenieria E h~ctri ca de 1<1 U niYersid<~d de
Oriente. Santiago de Cuba. Cuba. Bccario del Programa MUTI S de lntcrcnmbio Academico lberoamericano
1 Profesor de Ia secci6n de computaci6n y Jefc del <l rc<~ de Sistemas Digitalcs del Departamento de lngcnieria
Electr6nica. UAM Azcapotzalco

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PROCI!D.: -~·- ;: ·.-·----:. ••• ,;.;. -

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DEDICATORIA

• A Ia memoria de mi padre.

• A mi madre, en su sesenta cumpleafios.

• A mi esposa Isabel Cristina,

al valor con que enfrent6 una grave preeclamsia

que condujo a una inevitable intemtpci6n de un embarazo deseado,

al empeiio y voluntad para recuperarse de tm trautmitico accidente,

a ella y con ella a nuestro presente, a Ia esperanza de un sol y una luna

y a nuestro futuro .

AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer a muchas personas, familiares, amigos e instituciones por el apoyo y

confianza que me brindaron en todo memento, muy especial mente a los siguientes

al Dr. Hector Ruiz Barradas por su paciencia, asesoria y consejos en los mementos mas

oportunos. En su nombre a todos los profesores y personal de Ia secci6n de computacion,

a Dona Carmen y Pilar por tanto amor,

a Nelida, Ratael, Lalo, Jesus, Sais, Heberto, en fin a todos mis compai\eros de maestria por

su ayuda y apoyo,

a Ia Secret aria de Educaci6n Publica (SEP) del gobierno de Mexico por haberme brindado el

apoyo economico dentro del Programa Mutis de Colaboraci6n Iberoamericana, y en especial

a Ia Lie. Alicia Jeannetti Davila por su fina atencion y dedicacion que me dispens6 desde el

primer memento,

a mis compai\eros del Departamento de Informatica de Ia Facultad de Ingenieria Electrica de

Ia Universidad de Oriente y

a los que me ayudaron

Me disculpo si he Qmitido u olvidado a alguna persona

A todos, gracias

Sinceramente,

Hector Diez Rodriguez.

INTRODUCCION

El proyecto de tesis: " lmplantacion de un servidor Linux sobre Mach", se enmarca dentro

del area de Sistemas Distribuidos. Un sistema distribuido es una coleccion de computadoras

independientes que proporcionan un acceso transparente a los recursos. Los usuarios de un

sistema distribuido, ademas de tener los servicios que proporcionaria un sistema centralizado

equivalente, cuentan con dos caracteristicas importantes: el paralelismo y

Ia tolerancia a

fallas. Sin embargo, los sistemas distribuidos tienen ciertas desventajas, como es el hecho de

tener una programacion (software) mas compleja, potenciales cuellos de botella en Ia

comunicacion y una debil seguridad en el acceso a Ia informacion. No obstante, existe un

considerable interes mundial por su construccion e instalacion, debido a las ventajas de costo

y beneficio de estos sistemas sobre los sistemas tradicionales

Un componente esencial de un sistema distribuido es el Sistema Operativo Distribuido

(SOD), este es un conjunto de programas que permiten administrar los recursos del sistema

distribuido, dar transparencia al acceso de los recursos y proporcionar una interfaz entre el

sistema y los usuarios. En los ultimos aiios. el diseiio ·de sistemas operativos distribuidos se

ha movido bacia Ia variante de los micronucleos, ya que ofrecen muchas ventajas en

comparacion con los sistemas monoliticos, entre las que se encuentran Ia ponabilidad y Ia

modularidad

En Ia actualidad se han diseiiado varios sistemas operativos distribuidos: Locus, Chorus,

Mach, Amoeba, entre otros; sin embargo solo dos de ellos han logrado transitar con ex ito de

los laboratories de investigacion al mundo comercial, estos son Mach y Chorus

Chorus rue diseiiado en el institute frances de investigaciones INRIA en 1980 y es

comercializado actualmente por Ia empresa CHORUS System Mach rue diseiiado por

investigadores de Camegie Mellon Uniwrsity (CMU) Hay que resaltar que CMU decide

hacer publico el micronucleo de Mach mientras que Chorus System comercializa y mantiene

los derechos sobre Chorus, brindando solo Ia posibilidad de explotar el sistema. Dado que

nuestro interes esta en estudio del diseiio e implantacion de sistemas operatives distribuidos,
hemos decidido trabajar con versiones publicas.

Algo en comun de lo s sistemas Chorus y Mach es su diseiio a traves de un mi cronucleo, que
es Ia version moderna de Ia estructura de los sistemas operatives. El diseiio con
micronucleos conlleva a una migracion de funciones fuera del nucleo, y esas funciones se
implantan como servicios.

El desarrollo de servidores para el micronucleo Mach ha side una actividad importante tanto
desde el punto de vista comercial como academico. Las propuestas comerciales solo
distribuyen los archives binaries de tales servidores quedando excluida Ia posibilidad de
realizar cualquier modificacion. En el ambito academico, como parte de los estudios que se
realizan dentro del area de sistemas distribuidos, implantar servidores para diferentes
sistemas operatives ha sido uno de los temas mas atractivos que se estan desarrollando y que
han motivado investigar sobre los mismos.

En este contexte cobran gran interes los diferentes sistemas operatives que proporcionan
funcionalidad similares a las de UNIX, dada Ia necesidad de contar con una interfaz
conocida y de un sistema que permita Ia ejecucion de aplicaciones ya existentes. Dentro de
los sistemas de dominio publico, Linux es, por el momento, el sistema con mayor
populari dad . Linux es un sistema operative de 32 bits que cumple con el estandar POSIX,
desarrollado y mantenido mediante Ia colaboracion de miles de usuarios en Ia Internet.

Debid o a Ia importanci a que desde el punto de vista de investigacion y desarrollo ha
despertado Mach, y a Ia popularidad de Linux que lo esta convirtiendo en un estandar de
facto , se ha impulsado Ia motivacion de adecuar e implantar un servidor Linu x para
plataformas Intel sobre el micronucleo de Mach, donde se permitan realizar estudios y una
evaluacion al micronucleo y al servidor, asi como realizar programas de aplicacion

Como disyuntiva para enfrentar el proyecto se analizaron dos propuestas tomando como
base el micronucleo Mach :

I. Programar un servidor, en su totalidad o
2. Poner en pnictica un servidor ya existente.

Para Ia decision, se estudiaron algunas variantes de servidores, entre ellos Lites BSD y
Hurd, de los cuales se brindani informacion mas adelante y que fueron relegados debido a Ia
indisponibilidad que esos sistemas presentaron en el momenta de seleccion, y porque
tampoco proporcionaban Ia funcionalidad Linux que se deseaba

Ante tal problematica y dada las siguientes razones :

I. el considerable tiempo de desarrollo que podria conllevar Ia realizacion del

servidor, para obtener un sistema de igual funcionalidad a algunos ya existentes

2. el trabajo no despreciable y enriquecedor que representa implantar y estudiar un

servidor ya existente

3. Ia disponibilidad de obtencion de informacion y del sistema Mklinux, el cual se

puede obtener gratuitamente a traves de Ia red Internet

decidimos poner en practica un servidor ya existente, denominado Mklinux y desarrollado
por el consorcio OSF (Open Sojlll'are FunJation), el cual es un servidor Linux sobre el
micronucleo Mach 3.0

Mklinux (para plataforma Intel) en Ia actualidad ha reponado dificultades con su instalacion,
con Ia utilizacion de ll amadas al sistema del micronucleo Mach 3.0 de las cuales hay poca y
dispersa documentacion y con Ia compilacion de programas en el sistema, lo cual brinda un
marco de investigacion que originaron el trabajo de tesis, cuyo objetivos son :

instalacion del sistema y documentacion de Ia metodologia de implantacion

•

• utilizaci6n de las llamadas al sistema del micronucleo Mach 3.0

• programaci6n de aplicaciones y compilaci6n de programas en el sistema Mklinux.

Este trabajo esta present ado en cuatro capitulos y tres apendices

0 capitulo uno: Introducci6n a los sistemas distribuidos.

Hace una descripci6n de los sistemas distribuidos, dando una caracterizaci6n de los

mismos, abordando sus ventajas y desventajas. Se describen aspectos de su disef\o y

se analizan los aspectos basicos de los sistemas operatives distribuidos, ademas se

ejemplifican tres de ellos basados en micronucleo

0 capitulo dos: Mach

Es una introducci6n al sistema operative Mach, comenzando con su historia y

describiendo las principales abstracciones del micro