Nesse artigo vamos falar de uma maneira simples e direta sobre os principais diretórios que todo ser humano que trabalha com Linux deve saber.

Como todos sabem o Linux possui varias distribuições com customizações diferentes, diversos gerenciadores de pacotes e aplicativos instalados mas uma coisa que sempre iremos encontrar em qualquer distribuição Linux são os diretórios raiz, que são encontrados no diretório raiz /.

É importante informar que, todo o filesystem (sistema de arquivos) do Linux é composto por arquivos, diretórios e nada mais. Por exemplo, um disco rígido é representado como um arquivo /dev/sda no Linux, tudo pode ser lido e/ou escrito. Pode parecer estranho no começo ficar comparando arquivos com dispositivos de hardware, mas é assim que funciona.

Quando digitamos no terminal o comando ls / temos o seguinte output.

O diretório /bin é responsável por guardar os arquivos binários do sistema que você acaba utilizando todos os dias. Nele você vai encontrar comandos como ls, apt, curl, cut, cat, less, head, chattr e entre outros.

Ah o diretório dev é feito para os devs né? Não. O diretório /dev é para guardar informações dos dispositivos periféricos que você possui na sua máquina Linux. Nele você vai encontrar as principais partições de volume (sda, sdb, sdc, …) a qual o diretório /sda é referente a partição do seu sistema portanto não apague ela! Os arquivos sd são os arquivos que você manipula quando está fazendo partição do HD e/ou SDD.

Todos os dispositivos que sua máquina possui são encontrados aqui em forma de arquivos, desde o modem até a placa de vídeo que está utilizando. Aqui você encontra uma lista de possíveis dispositivos que sua máquina utiliza.

Além disso você verá os dispositivos do tipo tty que correspondem as informações dos consoles virtuais (o shell) da máquina local. Existem 64 consoles virtuais (tty0 ao tty63) e eles podem ser acessados simultaneamente pelo usuário. Esses consoles podem ser úteis para encontrar logs de instalação do sistema.

Agora sim, esse é o diretório do dev, ou melhor, do usuário da máquina. Nesse diretório você encontra arquivos pessoais que o usuário utiliza diariamente como projetos, documentos, imagens, músicas e jogos.

Aqui você encontra as configurações da sua máquina. Segundo o TLDP (The Linux Documentation Project) esse diretório é o sistema nervoso do SO, nele os arquivos locais são totalmente destinados as configurações para execução de programas. Todos os arquivos são estáticos e não há nenhum binário, portanto aconselha-se não colocar nenhum binário nesse diretório.

No Linux também existe departamento de Achados e Perdidos!

Quando a máquina sofre uma interrupção brusca, seja por queda de energia ou uma parada total do sistema, os arquivos que estavam sendo manipulados e que foram corrompidos são tratados e são colocados nesse diretório.

Vale lembrar que a velocidade como esse processo de tratamento de arquivos corrompidos é diferente para cada tipo de sistema de arquivos como ext3 e ext4.

Nesse diretório existem bibliotecas e pacotes do kernel que são compartilhados com outros programas da máquina. Também encontramos bibliotecas da linguagem C que auxiliam no processo de inicialização do sistema ou para manipular o sistema de arquivos.

OK, mas o que é uma montagem no Linux?

Uma montagem é um processo que é feito para que o SO consiga utilizar o sistema de arquivos. Logo quando tem-se um CD-ROM por exemplo, temos um diretório /mnt/cdrom onde conseguimos manipular o sistemas de arquivos desse CD-ROM.

Um outro exemplo, caso você já tenha usado WSL no Windows deve ter percebido que o sistemas de arquivos do Windows pode ser acessado pelo WSL através do /mnt.

O /root é o diretório “/home” do usuário root. Ficou meio confuso mas digamos que o usuário root precisa ter uma área de trabalho separada dos demais usuários. Como explica o LFH (Linux Filesystem Hierarchy):

[…] /home is often located on a different partition or even on another system and would thus be inaccessible to ‘root’ when — for some reason — only / is mounted.

Ou seja, caso o usuário root não tenha acesso a área de trabalho de outros usuários por algum motivo ele tem autonomia para utilizar a própria. Lembrando que recomenda-se utilizar a área de trabalho para guardar códigos fonte, arquivos de uso frequente, documentos, etc.

É preciso ter cuidado para não guardar arquivos em diretórios que são compartilhados com o sistema para evitar possíveis falhas tanto nos seus arquivos pessoais quanto os utilizados pelo sistema da máquina local.

Nessa pasta só pode ser acessada pelo super usuário, nela ficam os arquivos binários como chroot, fdisk, halt, killall5 e entre outros.

Em /tmp encontramos arquivos temporários onde os programas instalados na máquina utilizam, assim que a máquina é desligada ou reiniciada esses arquivos são removidos.

Lembre-se de que deve ter muito cuidado ao remover um arquivo desse diretório pois, por mais que seja uma arquivo temporário, pode ser essencial para o programa que esteja manipulando ele. Caso seja removido erroneamente isso pode acarretar uma parada imediata de certo programa.

Enfim chegamos ao maior diretório do sistema! Esse diretório armazena todos os programas de todos os usuários da máquina como ifconfig, ssh, scp, ftp até cabeçalhos de arquivos.

Segundo The Linux Documentation Project é recomendado que arquivos de programas muito grandes não fiquem armazenados nesse diretório pelo motivo de que o /usr é compartilhado com toda a hierarquia de diretórios padrão do Linux e isso pode causar problemas de performance quando buscas se tornam cada vez mais frequentes nesse diretório.

Enquanto no /usr muitos arquivos são lidos, no diretório /var existem muitos arquivos que são gravados pelos programas do sistema com grande frequência. Esse diretório é usado muitas vezes em servidores de email, buffer de impressora e cache.

Também pode ser usado como um lugar para logs dos programas onde os arquivos são atualizados de tempo em tempo.

Vale pontuar aqui um possível problema de desempenho em relação a escrita de arquivos. Quando tem-se um fluxo muito alto de operações de escrita aconselha-se que desabilite a opção de atualizar a data e hora de atualização do arquivo. Isso faz com que reduza a busca feitas no disco rígido.

Esse diretório serve para os pontos de montagem que o próprio sistema utiliza como: CD’s, pen-drives e redes.

Armazena arquivos que atuam na inicialização do sistema. Esses arquivos são lidos antes do processo de inicialização da máquina. Vale lembrar que arquivos de configuração de boot da máquina não ficam no /boot, eles se encontram no diretório /etc. Os arquivos executáveis necessários para fazer o boot do sistema estão localizados em /sbin.

O /opt serve para salvar pacote de aplicações de terceiros que não padrões do Linux. Pra ficar mais fácil o entendimento desse diretório podemos fazer uma analogia com o C:/Program Files do Windows onde praticamente onde fica todos os arquivos estáticos dos programas que o usuário instala.

A seguir temos os diretórios exclusivos do kernel do sistema.

No /proc existem informações em tempo real do que o sistema consumindo desde hardware até informações sobre os processos executados na máquina. Alguns comandos do Linux como o lsmod fazem leitura dessas informações para mostrar para o usuário. Esse diretório é dito como um sistema de arquivos virtual pois não guarda arquivos estáticos, as informações dentro dele são voláteis e úteis durante o tempo de execução do sistema.

Assim como o /proc o diretório /sys é criado em tempo de execução pelo kernel Linux com o intuito de guardar informações em tempo de execução sobre o sistema para serem lidos por outros programas. Outra coisa interessante desse diretório é que podemos alterar parâmetros do kernel sem que seja necessário reiniciar a máquina. Tome cuidado com a alteração desses parâmetros pois, se algo for configurado errado, pode causar parada total do sistema e com isso será necessário reiniciar a máquina.

Linux Filesystem Hierarchy — Entendendo subdiretórios raiz do Linux

Nesse artigo vamos falar sobre os conceitos ditos como básicos no Kubernetes como um ponto de partida para essa série!

Para quem não sabe o Kubernetes é uma ferramenta que gerencia containers que ficam em um cluster, também conhecido como um “orquestrador de containers”. Quando você precisa lidar com muitas aplicações em um cluster o Kubernetes se torna uma boa alternativa. Nele existem várias funcionalidades que torna o seu ecossistema mais resiliente e elástico como veremos ao logo dessa (possível) série sobre Kubernetes.

Apenas dando uma explicação sobre as nomenclaturas usadas no Kubernetes necessárias para esse artigo:

Node: máquina virtual ou física que suporta os Pods.

Pod: pequena unidade que pode ser feito um deploy, ou seja, um container!

kubectl: ferramenta de linha de comando para interagir com o cluster Kubernetes.

Como as coisas funcionam por debaixo dos panos?

O Kubernetes, também conhecido como K8s, é composto por uma série de componentes que se comunicam entre si que possuem responsabilidades específicas.

Podemos primeiramente abstrair em duas partes pra ficar melhor de entender, existe o Master Node e os Worker Nodes.

Dentro de um Master node temos quatro componentes importantes que serão elencados e descritos a seguir:

ETCD Cluster: é um banco de dados de chave e valor responsável por guardar todas informações do cluster K8s. Nele podemos encontrar dados de configuração do cluster e das aplicações, status das aplicações e metadados. Cada comando kubectl feito realiza uma interação com o cluster ETCD, seja para buscar dados, alterar ou criar.
O banco ETCD possui uma função chamada watch que possibilita monitorar em tempo real as alterações feitas no cluster e registrar isso em formato de chave e valor.

kube-apiserver: esse é o coração do Node Master, tudo é regido pela kube-api onde define a ação de cada componente no Node Master. Nele é validado todas as informações e configurações sobre deploys, services, pods, replicasets, statefullsets e entre outros. É possível integrar uma API própria com a API do Kubernetes com isso é possível automatizar alguns processos do seu trabalho com a ferramenta.

Controller Manager: esse componente é formado por diversos serviços controladores (outros controllers). Esses controllers são executados como loops fazendo com que monitorem o estado de cada componente no Worker Node e envia essas informações para o kube-apiserver. Ele também realiza as alterações necessárias para que os componentes fiquem no estado que você deseja. Segundo a própria documentação os controllers que já vem instalados com o K8s são:

Replica Controller, Endpoint Controller, Namespace Controller, Service Account Controller, Node Controller, PV-Binder Controller, PV-Protection Controller, Job Controller, Deployment Controller, CronJob e Statefulset Controller.

kube-scheduler: é o serviço responsável por anexar os Pods nos devidos Worker Nodes, ele analisa se o Node está em condições favoráveis para que o Pod possa ser levantado. Assim ele realiza um rank dos Worker Nodes disponíveis e elege o melhor para o Pod.

Vale lembrar que é possível pré destinar um Pod a um Worker Node atribuindo um seletor no Pod (mas isso é assunto para outro artigo). Para saber mais sobre como é feito esse processo aqui está a própria documentação sobre o kube-scheduler.

kubelet: agente responsável por identificar cada Worker Node, ele interage diretamente com o kube-apiserver. Além disso o kubelet analisa as configurações dos Pods (também conhecido como PodSpec) e certifica que esses Pods estão rodando com as configurações corretas. É importante entender que o kubelet não gerencia Pods que não forem criados pelo Kubernetes.

kube-proxy: esse componente é encontrado em cada Node e possui interfaces UDP, TCP E SCTP atuando como um proxy que entrega as chamadas para os Services correspondentes de cada Pod. Através dele que é possível fazer o balanceamento de carga (load balancing) das aplicações.

Existem três tipos de Services no Kubernetes com finalidades diferentes que serão tratados nos próximos artigos.

As aplicações em container exigem um agente de execução de container (runtime) para que possam baixar e executar as imagens do container desejado. Existem outras duas alternativas além do Docker que são o CRI-O e o containerd.

Espero que esse artigo tenha esclarecido sobre o conceito básico do Kubernetes, pretendo fazer uma séria sobre essa ferramenta tão rica em funcionalidades que esta sendo muito utilizada no mercado hoje em dia.

kubelet
Container runtimes
kube-proxy
kube-controller-manager
kube-scheduler
Proxies Kubernetes
kube-apiserver

Os conceitos ditos como básicos no Kubernetes como um ponto de partida para essa série!

Kubernetes — Conceitos básicos e agentes

Artigos

Linux Filesystem Hierarchy — Entendendo subdiretórios raiz do Linux

Kubernetes — Conceitos básicos e agentes