104.6 Crear y cambiar enlaces duros y simbolicos - Teoria

1. Conceptos fundamentales: Inodos

Para entender los enlaces, primero hay que entender los inodos.

1.1 ¿Que es un inodo?

Un inodo es una estructura de datos en el sistema de archivos que almacena toda la informacion sobre un archivo EXCEPTO su nombre:

• Tipo de archivo
• Permisos
• Propietario (UID) y grupo (GID)
• Tamano
• Timestamps (atime, mtime, ctime)
• Punteros a los bloques de datos en disco
• Conteo de enlaces duros (numero de nombres que apuntan a este inodo)

El nombre del archivo NO esta en el inodo. El nombre se almacena en la entrada de directorio que asocia un nombre con un numero de inodo.

# Ver el numero de inodo de un archivo
ls -i archivo.txt
# 1234567 archivo.txt
 
# Ver informacion completa del inodo
stat archivo.txt

1.2 Relacion nombre-inodo

Un directorio es esencialmente una tabla que asocia nombres con numeros de inodo:

Directorio /home/sandra:
  "documento.txt"  -> inodo 1234567
  "foto.jpg"       -> inodo 1234568
  "script.sh"      -> inodo 1234569

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2. Enlaces duros (hard links)

2.1 ¿Que es un enlace duro?

Un enlace duro es simplemente otra entrada de directorio que apunta al mismo inodo. Es otro nombre para el mismo archivo.

Entrada directorio A: "archivo.txt"     -> inodo 1234567
Entrada directorio B: "enlace_duro.txt" -> inodo 1234567
                                              |
                                              v
                                         [bloques de datos en disco]

Ambos nombres son absolutamente equivalentes. No hay un “original” y una “copia”; ambos son el mismo archivo con el mismo inodo.

2.2 Crear enlaces duros

# Sintaxis: ln archivo_existente nuevo_nombre
ln archivo.txt enlace_duro.txt
 
# Verificar que comparten el mismo inodo
ls -li archivo.txt enlace_duro.txt
# 1234567 -rw-r--r-- 2 sandra sandra 1024 ... archivo.txt
# 1234567 -rw-r--r-- 2 sandra sandra 1024 ... enlace_duro.txt
#  ^inodo             ^conteo de enlaces (ahora es 2)

2.3 Caracteristicas de los enlaces duros

Caracteristica	Detalle
Mismo inodo	El enlace duro y el original comparten el mismo numero de inodo
Mismo contenido	Modificar uno modifica el otro (son el MISMO archivo)
Conteo de enlaces	El campo de enlaces en el inodo se incrementa
No cruzan filesystems	Ambos deben estar en el mismo sistema de archivos
No para directorios	No se pueden crear enlaces duros a directorios (excepto . y .. que el sistema crea automaticamente)
Borrado seguro	Borrar un enlace duro solo elimina una referencia. Los datos se eliminan cuando el conteo llega a 0
Sin indicador especial en ls -l	No se distinguen visualmente de archivos normales
Permisos compartidos	Cambiar permisos en uno los cambia en ambos (mismo inodo)

2.4 Comportamiento al borrar

# Crear archivo y enlace duro
echo "datos" > original.txt
ln original.txt enlace.txt
 
ls -li original.txt enlace.txt
# 1234567 -rw-r--r-- 2 sandra sandra 6 ... original.txt
# 1234567 -rw-r--r-- 2 sandra sandra 6 ... enlace.txt
 
# Borrar el "original"
rm original.txt
 
# El enlace duro sigue funcionando (los datos persisten)
cat enlace.txt
# datos
 
ls -li enlace.txt
# 1234567 -rw-r--r-- 1 sandra sandra 6 ... enlace.txt
#                     ^conteo ahora es 1

Clave para el examen: Los datos se eliminan del disco solo cuando el conteo de enlaces duros llega a 0 (y no hay procesos con el archivo abierto).

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3. Enlaces simbolicos (soft links / symlinks)

3.1 ¿Que es un enlace simbolico?

Un enlace simbolico es un archivo especial que contiene la ruta (path) a otro archivo o directorio. Es similar a un “acceso directo”.

"enlace_simb.txt" (inodo 9999999) -> contiene la ruta "archivo.txt"
                                          |
"archivo.txt" (inodo 1234567)             |
      |                                    |
      v                                    |
  [bloques de datos en disco]    <---------+

3.2 Crear enlaces simbolicos

# Sintaxis: ln -s objetivo nombre_del_enlace
ln -s archivo.txt enlace_simbolico.txt
 
# Para directorios
ln -s /var/log /home/sandra/logs
 
# Verificar
ls -l enlace_simbolico.txt
# lrwxrwxrwx 1 sandra sandra 11 ... enlace_simbolico.txt -> archivo.txt
# ^tipo 'l'                         ^muestra el destino

3.3 Caracteristicas de los enlaces simbolicos

Caracteristica	Detalle
Inodo diferente	El enlace tiene su propio inodo, distinto del archivo original
Archivo especial	Es un archivo de tipo l (link) que contiene una ruta
Cruzan filesystems	Pueden apuntar a archivos en diferentes sistemas de archivos
Para directorios	Si se pueden crear enlaces simbolicos a directorios
Se pueden romper	Si se elimina el archivo original, el enlace queda “roto” (dangling)
Indicador en ls -l	Muestra l al inicio y -> destino al final
Permisos propios	Los permisos del enlace simbolico (lrwxrwxrwx) son irrelevantes; se usan los permisos del archivo destino
Tamano	El tamano del enlace es la longitud de la ruta que almacena

3.4 Enlaces simbolicos rotos

# Crear archivo y enlace
echo "datos" > original.txt
ln -s original.txt enlace.txt
 
# Borrar el original
rm original.txt
 
# El enlace existe pero esta roto
ls -l enlace.txt
# lrwxrwxrwx 1 sandra sandra 12 ... enlace.txt -> original.txt
 
cat enlace.txt
# cat: enlace.txt: No such file or directory

Diferencia clave: Al borrar el original, un enlace duro sigue funcionando (los datos persisten). Un enlace simbolico se rompe.

3.5 Rutas relativas vs absolutas en enlaces simbolicos

# Enlace con ruta absoluta (siempre funciona independientemente de donde se mueva)
ln -s /home/sandra/documento.txt /tmp/enlace.txt
 
# Enlace con ruta relativa (relativa a la ubicacion del enlace)
ln -s ../sandra/documento.txt /tmp/enlace.txt

Recomendacion: Usar rutas absolutas para evitar problemas si el enlace se mueve.

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4. Tabla comparativa: enlaces duros vs simbolicos

Caracteristica	Enlace duro	Enlace simbolico
Comando	ln	ln -s
Inodo	Mismo que el original	Diferente (propio)
Cruza filesystems	No	Si
Enlazar directorios	No	Si
Si se borra el original	Datos persisten	Enlace roto (dangling)
Tipo en ls -l	- (archivo normal)	l (link)
Tamaño en disco	Solo una entrada de directorio	Archivo que contiene la ruta
Conteo de enlaces	Se incrementa	No afecta al original
Indicador visual	Ninguno especial	-> destino en ls -l
Puede ser a archivo inexistente	No	Si (enlace roto)
Permisos	Compartidos (mismo inodo)	Propios (irrelevantes, se usan los del destino)

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5. Comandos utiles

5.1 readlink

# Ver destino de un enlace simbolico
readlink enlace.txt
# archivo.txt
 
# Ver destino resolviendo toda la cadena de enlaces (-f: canonicalize)
readlink -f enlace.txt
# /home/sandra/archivo.txt
 
# Resolver ruta completa aunque haya multiples enlaces
readlink -e enlace.txt   # Error si el destino final no existe
readlink -m enlace.txt   # No error si no existe

5.2 stat

# Informacion del enlace (no del destino)
stat enlace.txt
 
# Informacion del archivo destino (siguiendo el enlace)
stat -L enlace.txt

5.3 find (buscar enlaces)

# Buscar todos los enlaces simbolicos en un directorio
find /etc -type l
 
# Buscar enlaces simbolicos rotos
find /etc -xtype l
 
# Buscar archivos con mas de 1 enlace duro
find / -type f -links +1

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6. Casos de uso practicos

6.1 Enlaces simbolicos en administracion

• /etc/alternatives/ - Sistema de alternativas (ej: java -> version especifica)
• /usr/bin/python -> /usr/bin/python3.10
• /etc/localtime -> /usr/share/zoneinfo/Europe/Madrid
• /lib -> /usr/lib (en distribuciones con UsrMerge)

6.2 Enlaces duros en administracion

• Backups eficientes (hard link backups con rsync --link-dest)
• Los directorios . (apunta a si mismo) y .. (apunta al padre) son enlaces duros mantenidos por el sistema

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7. Puntos clave para el examen

1. ln crea enlaces duros. ln -s crea enlaces simbolicos.

2. Los enlaces duros comparten inodo. Los simbolicos tienen inodo propio.

3. Los enlaces duros NO cruzan filesystems. Los simbolicos si.

4. Los enlaces duros NO pueden apuntar a directorios. Los simbolicos si.

5. Borrar el original: el enlace duro sigue funcionando; el simbolico se rompe.

6. ls -l muestra l al inicio para enlaces simbolicos y -> destino.

7. ls -i muestra el numero de inodo. Dos enlaces duros al mismo archivo muestran el mismo inodo.

8. readlink muestra el destino de un enlace simbolico. readlink -f resuelve la ruta completa.

9. El conteo de enlaces en ls -l (segundo campo) indica cuantos enlaces duros apuntan al inodo.

10. Un directorio vacio tiene conteo de enlaces 2 (su propia entrada y . dentro de el). Cada subdirectorio anade 1 mas (por el .. del subdirectorio).

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Trampas del examen

Errores comunes y distinciones criticas que LPI suele evaluar en este subtema:

• ln (sin -s) crea enlace duro; ln -s crea enlace simbolico — Olvidar -s crea un enlace duro en vez de simbolico. El examen puede preguntar que tipo de enlace crea ln sin opciones.
• Borrar el original: enlace duro sobrevive, simbolico se rompe — Al borrar el archivo original, un enlace duro sigue funcionando (los datos persisten mientras el conteo de enlaces sea > 0). Un enlace simbolico queda “roto” (dangling). Esta es la diferencia mas preguntada en el examen.
• Enlaces duros NO cruzan filesystems — Un enlace duro debe estar en el mismo sistema de archivos que el original (comparten inodo). Los enlaces simbolicos SI pueden cruzar filesystems. El examen puede preguntar que tipo de enlace usar entre diferentes particiones.
• Enlaces duros NO pueden apuntar a directorios — Solo root con opciones especiales podria (y no se recomienda). Los enlaces simbolicos SI pueden apuntar a directorios. El examen puede preguntar como crear un enlace a un directorio.
• Dos enlaces duros al mismo archivo tienen el MISMO inodo — ls -i muestra el mismo numero de inodo para ambos. Un enlace simbolico tiene su PROPIO inodo diferente. El examen puede pedir verificar con ls -i si dos archivos son enlaces duros.
• El conteo de enlaces en ls -l indica enlaces duros — El segundo campo de ls -l muestra cuantos nombres apuntan al mismo inodo. Un archivo normal tiene 1; con un enlace duro pasa a 2. El examen puede preguntar que indica este numero.
• Un directorio vacio tiene conteo 2 — Por . (que apunta a si mismo) y la entrada en el directorio padre. Cada subdirectorio anade 1 mas (por .. del subdirectorio). El examen puede preguntar por que un directorio vacio muestra 2 enlaces.
• readlink solo funciona con enlaces simbolicos — readlink muestra el destino de un enlace simbolico. No tiene sentido usarlo con enlaces duros (que no tienen “destino”, son el mismo archivo). readlink -f resuelve toda la cadena de enlaces.
• Permisos de enlaces simbolicos son irrelevantes — Los permisos mostrados como lrwxrwxrwx son los del enlace, pero se usan los permisos del archivo destino. Cambiar permisos en un enlace simbolico cambia los del destino, no los del enlace.