Fundamentos de Linux

Prefacio

En el mundo de los servidores, Linux es el protagonista absoluto. Más del 90% de los servidores globales ejecutan Linux. Desde WeChat hasta Google, Linux está detrás de todo. Como desarrollador, dominar los fundamentos de Linux no es opcional, es obligatorio.

¿Qué aprenderás en este artículo?

Al terminar este capítulo, habrás adquirido:

Sistema de archivos: comprender la estructura de directorios de Linux y la filosofía de "todo es un archivo"
Comandos comunes: dominar comandos esenciales para manipulación de archivos, procesamiento de texto y gestión de procesos
Modelo de permisos: entender los conceptos de usuario, grupo y permisos
Fundamentos de Shell: conocer pipes, redirecciones, variables de entorno y otros conceptos clave del Shell
Habilidades prácticas: aprender a revisar logs, depurar procesos, diagnosticar redes y otras operaciones básicas

Capítulo	Contenido	Conceptos clave
Capítulo 1	Sistema de archivos	Estructura de directorios, todo es un archivo
Capítulo 2	Comandos comunes	Archivos, texto, procesos, red
Capítulo 3	Modelo de permisos	Usuario, grupo, rwx, sudo
Capítulo 4	Fundamentos de Shell	Pipes, redirecciones, variables, scripts
Capítulo 5	Escenarios prácticos	Revisión de logs, diagnóstico de rendimiento

1. Sistema de archivos: todo es un archivo

Una de las filosofías centrales de Linux es todo es un archivo. Un archivo normal es un archivo, un directorio es un archivo, un disco duro es un archivo, e incluso las conexiones de red y la información de procesos son archivos. Esta abstracción unificada te permite usar el mismo conjunto de herramientas (lectura, escritura, control de permisos) para operar prácticamente todos los recursos del sistema.

📁/Root directory

⚙️/binEssential commands

📋/etcConfiguration files

🏠/homeUser home directories

📊/varVariable data

🗑️/tmpTemporary files

📦/usrUser programs

🔍/procProcess information

🔌/devDevice files

The starting point of the whole filesystem. Every directory and file begins here. In Linux, everything is a file, including devices and process information exposed through this directory tree.

Estructura de directorios de un vistazo

Imagina el sistema de archivos de Linux como un árbol invertido:

/                    ← Directorio raíz (la raíz del árbol)
├── home/            ← Hogar de los usuarios (tus archivos están aquí)
├── etc/             ← Archivos de configuración (el "panel de ajustes" del sistema)
├── var/             ← Datos variables (logs, caché)
├── usr/             ← Programas instalados por el usuario
├── tmp/             ← Archivos temporales (se eliminan al reiniciar)
├── proc/            ← Información de procesos (virtual, no ocupa disco)
├── dev/             ← Archivos de dispositivo (discos, terminales)
├── bin/             ← Comandos básicos (ls, cp, mv)
├── sbin/            ← Comandos de administración del sistema (requieren root)
├── opt/             ← Software de terceros
└── root/            ← Directorio home del usuario root

Dos formas de escribir rutas

Tipo	Formato	Ejemplo	Descripción
Ruta absoluta	Comienza con `/`	`/home/alice/code/app.js`	Parte del directorio raíz, sin ambigüedad
Ruta relativa	Comienza desde el directorio actual	`./code/app.js` o `../config`	`.` es el directorio actual, `..` es el directorio padre

El poder de "todo es un archivo"

¿Quieres ver la información de la CPU? Lee un archivo: cat /proc/cpuinfo ¿Quieres ver el uso de memoria? Lee un archivo: cat /proc/meminfo ¿Quieres generar números aleatorios? Lee un archivo: cat /dev/urandom ¿Quieres descartar una salida? Escribe en un archivo: echo "no thanks" > /dev/null

No necesitas una API especializada, solo leer y escribir archivos. Esta es la elegancia de la filosofía Unix.

2. Comandos comunes

Los comandos de Linux siguen un formato unificado: comando [opciones] [argumentos]. Por ejemplo, en ls -la /home, ls es el comando, -la son las opciones y /home es el argumento.

lsList files and directories

ls -la /home

cdChange directory

cd /var/log

cpCopy files

cp -r src/ backup/

mvMove or rename

mv old.txt new.txt

rmRemove files

rm -rf dist/

mkdirCreate directories

mkdir -p src/components

findFind files

find . -name "*.js" -type f

Los 10 comandos más usados

Si solo pudieras recordar 10 comandos, memoriza estos:

Comando	Uso	Truco mnemotécnico
`ls`	Listar archivos	list
`cd`	Cambiar directorio	change directory
`cat`	Ver archivo	concatenate
`grep`	Buscar texto	global regular expression print
`find`	Encontrar archivos	find
`ps`	Ver procesos	process status
`tail -f`	Ver logs en tiempo real	Ver la "cola" del archivo, -f es follow
`chmod`	Cambiar permisos	change mode
`curl`	Enviar peticiones HTTP	client URL
`ssh`	Inicio de sesión remoto	secure shell

El arte de combinar comandos

El poder de Linux no reside en un solo comando, sino en la combinación de comandos. Mediante el pipe | puedes encadenar varios comandos simples para resolver problemas complejos:

bash

# Encontrar los 5 procesos que más CPU consumen
ps aux --sort=-%cpu | head -6

# Contar los tipos de error más frecuentes en el log
grep "ERROR" app.log | awk '{print $4}' | sort | uniq -c | sort -rn | head -10

# Buscar archivos mayores de 100 MB
find / -size +100M -type f 2>/dev/null

# Monitorizar errores en el log en tiempo real
tail -f /var/log/app.log | grep --color "ERROR"

Filosofía Unix

"Haz una cosa, y hazla bien". Cada comando se encarga de una sola función, y las operaciones complejas se logran combinándolos con pipes. Por eso los comandos de Linux son tan cortos: son bloques de construcción, no navajas suizas.

3. Modelo de permisos

Linux es un sistema multiusuario, y el modelo de permisos es la base de su seguridad. Cada archivo tiene tres conjuntos de permisos, que controlan lo que pueden hacer el propietario (Owner), el grupo propietario (Group) y otros (Others).

Cómo interpretar la salida de `ls -l`

bash

$ ls -l app.js
-rwxr-xr-- 1 alice developers 2048 Jan 15 10:30 app.js
│├──┤├──┤├──┤   │     │          │
│ │   │   │     │     │          └── Tamaño del archivo
│ │   │   │     │     └── Grupo propietario
│ │   │   │     └── Propietario
│ │   │   └── Permisos de otros: r-- (solo lectura)
│ │   └── Permisos del grupo: r-x (lectura + ejecución)
│ └── Permisos del propietario: rwx (lectura + escritura + ejecución)
└── Tipo de archivo: - archivo normal, d directorio, l enlace

Los tres tipos de permiso

Permiso	Letra	Número	Significado para archivos	Significado para directorios
Lectura	`r`	4	Ver el contenido del archivo	Listar el contenido del directorio (ls)
Escritura	`w`	2	Modificar el contenido del archivo	Crear/eliminar archivos en el directorio
Ejecución	`x`	1	Ejecutar programa/script	Entrar en el directorio (cd)

Permission number, such as 755

-rwxr-xr-x

Common permission combinations

644Normal file: owner can read/write, others read-only

755Executable file or directory: owner has full access

600Private file: only owner can read/write

777Fully open: not recommended

Cálculo rápido de permisos numéricos

Los tres dígitos representan los permisos de Owner, Group y Others respectivamente. Cada dígito es la suma de r(4) + w(2) + x(1):

chmod 755 script.sh
  7 = rwx (4+2+1)  → Propietario: lectura + escritura + ejecución
  5 = r-x (4+0+1)  → Grupo: lectura + ejecución
  5 = r-x (4+0+1)  → Otros: lectura + ejecución

Permiso común	Significado	Uso típico
`644`	rw-r--r--	Archivos normales (propietario escribe, otros solo leen)
`755`	rwxr-xr-x	Archivos ejecutables/directorios
`600`	rw-------	Archivos privados (como claves SSH)
`777`	rwxrwxrwx	Todos pueden leer, escribir y ejecutar (peligroso, evitar)

sudo: obtener permisos de superusuario temporalmente

Los usuarios normales tienen permisos limitados; algunas operaciones requieren permisos de root. sudo te permite ejecutar comandos como root temporalmente:

bash

# Un usuario normal no puede modificar la configuración del sistema
$ vim /etc/nginx/nginx.conf
# Permission denied

# Usa sudo para elevar privilegios temporalmente
$ sudo vim /etc/nginx/nginx.conf
# Introduce tu contraseña y podrás editar

# Cambiar al usuario root (usar con precaución)
$ sudo su -

Principio de mínimo privilegio

Nunca uses chmod 777 para resolver problemas de permisos; es como quitar la cerradura de la puerta. La forma correcta es averiguar quién necesita qué permisos y concederlos con precisión. Del mismo modo, no operes como root durante largos periodos; usa sudo solo cuando sea necesario.

4. Fundamentos de Shell

El Shell es el "intérprete" entre tú y el núcleo de Linux. Escribes un comando, el Shell lo interpreta y lo entrega al núcleo para su ejecución. Los Shells más comunes son Bash (predeterminado en la mayoría de distribuciones Linux) y Zsh (predeterminado en macOS).

Pipes y redirecciones

Estas son las dos características más potentes del Shell:

Símbolo	Nombre	Función	Ejemplo
`	`	Pipe	Pasa la salida de un comando como entrada del siguiente
`>`	Redirección de salida	Escribe la salida en un archivo (sobrescribe)	`echo "hello" > file.txt`
`>>`	Redirección de anexo	Añade la salida al final del archivo	`echo "world" >> file.txt`
`<`	Redirección de entrada	Lee la entrada desde un archivo	`wc -l < file.txt`
`2>`	Redirección de error	Escribe los mensajes de error en un archivo	`cmd 2> error.log`
`2>&1`	Fusión de salidas	Combina error y salida normal	`cmd > all.log 2>&1`

Variables de entorno

Las variables de entorno son la "configuración global" del Shell y afectan el comportamiento de los comandos:

bash

# Ver todas las variables de entorno
env

# Ver una variable específica
echo $PATH
echo $HOME

# Establecer temporalmente (solo válido en el Shell actual)
export API_KEY="abc123"

# Establecer permanentemente (escribir en archivo de configuración)
echo 'export API_KEY="abc123"' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc   # Aplicar la configuración inmediatamente

Variable común	Significado	Valor de ejemplo
`$PATH`	Ruta de búsqueda de comandos	`/usr/local/bin:/usr/bin:/bin`
`$HOME`	Directorio home del usuario	`/home/alice`
`$USER`	Nombre del usuario actual	`alice`
`$PWD`	Directorio de trabajo actual	`/var/log`
`$SHELL`	Shell actual	`/bin/bash`

Introducción a los scripts de Shell

Un script de Shell es simplemente un archivo que contiene varios comandos. Es el punto de partida para la automatización de operaciones:

bash

#!/bin/bash
# deploy.sh - script simple de despliegue

APP_DIR="/opt/myapp"
LOG_FILE="/var/log/deploy.log"

echo "$(date) - Iniciando despliegue..." >> $LOG_FILE

# Obtener el código más reciente
cd $APP_DIR && git pull origin main

# Instalar dependencias
npm install --production

# Reiniciar el servicio
pm2 restart myapp

echo "$(date) - Despliegue completado" >> $LOG_FILE

bash

# Dar permisos de ejecución al script y ejecutarlo
chmod +x deploy.sh
./deploy.sh

Consejos para depurar scripts

Añade set -ex al inicio del script: -e hace que el script se detenga inmediatamente ante un error (en lugar de continuar), y -x imprime cada comando ejecutado (útil para depurar). Estas dos opciones son prácticamente estándar en scripts de producción.

5. Escenarios prácticos

Ahora que hemos cubierto la teoría, veamos algunos de los escenarios más comunes en el desarrollo.

5.1 Revisión de logs

Cuando un servicio falla, lo primero es revisar los logs. Aquí tienes las técnicas más habituales:

bash

# 1. Seguir el log en tiempo real (lo más usado)
tail -f /var/log/app/error.log

# 2. Buscar errores en un intervalo de tiempo específico
grep "2024-01-15 14:" error.log | grep "ERROR"

# 3. Contar el número de errores por hora
grep "ERROR" app.log | awk '{print substr($1,1,13)}' | uniq -c

# 4. Ver las últimas 100 líneas del log
tail -100 app.log

# 5. Buscar en múltiples archivos de log
grep -r "OutOfMemory" /var/log/app/

5.2 Depuración de procesos

Aplicación bloqueada, CPU al máximo, fuga de memoria: estos problemas requieren empezar por los procesos:

bash

# Ver los procesos que más CPU consumen
ps aux --sort=-%cpu | head -10

# Ver los procesos que más memoria consumen
ps aux --sort=-%mem | head -10

# Buscar un proceso específico
ps aux | grep "node"

# Ver información detallada de un proceso (incluyendo hilos)
top -Hp <PID>

# Ver los archivos abiertos por un proceso
lsof -p <PID>

# Terminar un proceso de forma elegante (SIGTERM)
kill <PID>

# Forzar terminación (SIGKILL, último recurso)
kill -9 <PID>

5.3 Diagnóstico de red

¿El servicio no conecta? Primero determina si es un problema de red o de aplicación:

bash

# Probar si el destino es alcanzable
ping -c 4 google.com

# Verificar si un puerto está abierto
telnet db-server 3306
# O usando nc
nc -zv db-server 3306

# Ver los puertos en escucha en la máquina local
ss -tlnp
# O
netstat -tlnp

# Verificar resolución DNS
dig api.example.com
nslookup api.example.com

# Probar un endpoint HTTP
curl -v http://localhost:3000/health

# Ver estadísticas de conexiones de red
ss -s

5.4 Diagnóstico de espacio en disco

Quedarse sin espacio en disco es una de las incidencias más comunes en producción:

bash

# Ver el uso de cada partición
df -h

# Encontrar los directorios que más espacio ocupan
du -sh /* 2>/dev/null | sort -rh | head -10

# Localizar subdirectorios grandes
du -sh /var/log/* | sort -rh | head -10

# Buscar archivos grandes (>100 MB)
find / -type f -size +100M 2>/dev/null | head -20

# Limpiar ocupantes de espacio comunes
# Limpiar logs antiguos
sudo journalctl --vacuum-size=500M
# Limpiar imágenes Docker no utilizadas
docker system prune -a

Fórmula de diagnóstico en producción

"Primero logs, luego procesos, después red, y por último disco". El 90% de los problemas en producción se pueden localizar siguiendo estos cuatro pasos. Una vez que adquieras el hábito, tu eficiencia de diagnóstico mejorará drásticamente.

Resumen

Linux es una habilidad esencial para todo desarrollador. Dominar los fundamentos te permitirá afrontar la mayoría de los escenarios cotidianos de desarrollo y operaciones.

Repaso de los puntos clave de este capítulo:

Todo es un archivo: Linux unifica el acceso a hardware, procesos, red y otros recursos mediante la abstracción de archivos
Combinación de comandos: Los comandos individuales son simples; el verdadero poder surge al combinarlos con pipes |
Modelo de permisos: Owner/Group/Others × Read/Write/Execute, configúralos rápidamente con números (ej. 755)
Fundamentos de Shell: pipes, redirecciones, variables de entorno y scripts son la base de la automatización
Diagnóstico práctico: logs → procesos → red → disco, cuatro pasos para localizar la mayoría de problemas en producción

Lecturas adicionales

Linux Man Pages - Documentación oficial de las páginas de manual de Linux
The Linux Command Line - Libro gratuito de introducción a la línea de comandos de Linux
Linux Journey - Sitio web interactivo para aprender Linux
explainshell.com - Introduce un comando y explica automáticamente cada parámetro

Fundamentos de Linux ​

1. Sistema de archivos: todo es un archivo ​

Estructura de directorios de un vistazo ​

Dos formas de escribir rutas ​

2. Comandos comunes ​

Los 10 comandos más usados ​

El arte de combinar comandos ​

3. Modelo de permisos ​

Cómo interpretar la salida de ls -l ​

Los tres tipos de permiso ​

Cálculo rápido de permisos numéricos ​

sudo: obtener permisos de superusuario temporalmente ​

4. Fundamentos de Shell ​

Pipes y redirecciones ​

Variables de entorno ​

Introducción a los scripts de Shell ​

5. Escenarios prácticos ​

5.1 Revisión de logs ​

5.2 Depuración de procesos ​

5.3 Diagnóstico de red ​

5.4 Diagnóstico de espacio en disco ​

Resumen ​

Lecturas adicionales ​

Fundamentos de Linux

1. Sistema de archivos: todo es un archivo

Estructura de directorios de un vistazo

Dos formas de escribir rutas

2. Comandos comunes

Los 10 comandos más usados

El arte de combinar comandos

3. Modelo de permisos

Cómo interpretar la salida de `ls -l`

Los tres tipos de permiso

Cálculo rápido de permisos numéricos

sudo: obtener permisos de superusuario temporalmente

4. Fundamentos de Shell

Pipes y redirecciones

Variables de entorno

Introducción a los scripts de Shell

5. Escenarios prácticos

5.1 Revisión de logs

5.2 Depuración de procesos

5.3 Diagnóstico de red

5.4 Diagnóstico de espacio en disco

Resumen

Lecturas adicionales