Domina los dispositivos de bloque: discos, particiones y nombres “raros” en /dev

1. Arquitectura de Almacenamiento: Más Allá de /dev

El kernel Linux organiza el almacenamiento en capas:

Dispositivos de bloque vs dispositivos de carácter

En Linux, casi todo es un archivo. El hardware también.

• Dispositivos de carácter
  Se leen/escriben como un flujo de bytes.
  Ejemplos: puertos serie, algunos dispositivos de consola, etc.
• Dispositivos de bloque
  Se acceden en bloques de datos (sectorizado, con búfer).
  Pensados para almacenamiento: discos, SSD, pendrives, tarjetas SD, etc.

Un “disco” en Linux es un archivo especial en /dev que el kernel expone como dispositivo de bloque.

Nombres típicos en /dev

Los dispositivos de bloque más comunes se nombran así:

• Discos SATA/SCSI/USB: /dev/sdX
  Ejemplo: primer disco /dev/sda, segundo /dev/sdb.
  Particiones: /dev/sda1, /dev/sda2, etc.
• Dispositivos SD/MMC: /dev/mmcblkX
  Ejemplo: /dev/mmcblk0 con particiones /dev/mmcblk0p1, /dev/mmcblk0p2.
• Discos NVMe: /dev/nvmeXnY
  Ejemplo: /dev/nvme0n1 y sus particiones /dev/nvme0n1p1, /dev/nvme0n1p2.

Para ver la relación disco → particiones → puntos de montaje:

lsblk

NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sda           8:0    0   477G  0 disk
└─sda1        8:1    0   477G  0 part /
sdb           8:16   0   1.8T  0 disk
└─sdb1        8:17   0   1.8T  0 part /data

Inspección Profunda con Herramientas del Sistema

Según el material LPI, estas herramientas son esenciales:

# Ver todos los dispositivos PCI (incluyendo controladores de almacenamiento)
lspci | grep -i storage

# Examinar dispositivos USB conectados
lsusb

# Ver módulos del kernel cargados para almacenamiento
lsmod | grep -E '(sd|nvme|usb)'

Ejemplo de diagnóstico avanzado:

# Información detallada de un dispositivo específico
lspci -s 01:00.0 -v
# Salida: kernel driver in use: nvme

2. /proc y /sys: Los Sistemas de Archivos que No Son Archivos

Linux expone información del kernel a través de pseudo-sistemas de archivos:

# Archivos clave para diagnóstico de almacenamiento
cat /proc/partitions    # Particiones reconocidas
cat /proc/mounts        # Sistemas montados actualmente
ls /sys/block/          # Dispositivos de bloque detectados
ls /sys/class/block/    # Vista alternativa

Ejemplo práctico: Verificar si un disco está siendo detectado correctamente:

ls /sys/block/sd*        # Discos SATA/SCSI
ls /sys/block/nvme*      # Discos NVMe
ls /sys/block/mmcblk*    # Tarjetas SD/MMC

udev, coldplug y hotplug: quién crea realmente /dev

Los archivos de /dev no están “hardcodeados”: se crean dinámicamente.

1. El kernel detecta un dispositivo (arranque o conexión en caliente).
2. Se genera un evento.
3. udev recibe el evento en espacio de usuario.
4. udev aplica reglas y crea (o elimina) las entradas correspondientes en /dev.

Conceptos útiles:

• Coldplug: detección de dispositivos ya conectados al arrancar.
• Hotplug: detección de dispositivos conectados/desconectados con el sistema encendido (USB, discos externos, etc.).

Puedes inspeccionar cómo udev organiza los discos con:

ls -l /dev/disk/by-id
ls -l /dev/disk/by-uuid
ls -l /dev/disk/by-label

Usar UUID/labels es más robusto que depender de si algo se llama hoy /dev/sdb y mañana /dev/sdc.

3. LVM: Cuando las Particiones No Son Suficientes

El Logical Volume Manager (LVM) proporciona una capa de abstracción sobre el almacenamiento físico:

# Flujo de trabajo típico de LVM
sudo pvcreate /dev/sdb1              # Crear volumen físico
sudo vgcreate mi_vg /dev/sdb1        # Crear grupo de volúmenes
sudo lvcreate -n mi_lv -L 50G mi_vg  # Crear volumen lógico de 50GB
sudo mkfs.ext4 /dev/mi_vg/mi_lv      # Formatear
sudo mount /dev/mi_vg/mi_lv /mnt/data # Montar

Ventajas de LVM en producción:

• Redimensionado en caliente: Aumentar/disminuir volúmenes sin desmontar (según FS).
• Snapshots: Instantáneas para backups consistentes.
• Agregación de almacenamiento: Combinar múltiples discos en un pool.

# Extender un volumen lógico (ejemplo común)
sudo lvextend -L +10G /dev/mi_vg/mi_lv    # Agregar 10GB
sudo resize2fs /dev/mi_vg/mi_lv           # Extender filesystem

4. MBR vs GPT: La Batalla de los Esquemas de Particionado

Identificando tu esquema actual:

sudo fdisk -l /dev/sda | grep "Disklabel"
# Salida: Disklabel type: gpt  (o dos para MBR)

5. Estrategias de Montaje para Sistemas de Producción

El material LPI enfatiza la importancia de separar directorios críticos:

Tabla de tamaño de swap recomendado (según LPI):

Montar por /dev vs montar por UUID/LABEL

Montar directamente por /dev/sdXN funciona, pero es frágil cuando:

• Cambias el orden de los discos.
• Mueves discos entre máquinas.
• Agregas/quitas dispositivos y la enumeración cambia.

Es mucho más robusto montar por UUID o por LABEL del sistema de archivos.

lsblk -f
# o
blkid

Ejemplo de entrada en /etc/fstab por UUID:

UUID=5555-6666-7777-8888  /data  ext4  defaults  0  2

Por LABEL:

LABEL=data_disk            /data  ext4  defaults  0  2

6. Casos Avanzados: Más Allá de los Discos Básicos

6.1. Sistemas Embebidos y Raspberry Pi

En dispositivos ARM, la nomenclatura cambia:

# Raspberry Pi típica
/dev/mmcblk0      # Tarjeta SD principal
/dev/mmcblk0p1    # Partición boot (FAT32)
/dev/mmcblk0p2    # Partición root (EXT4)

6.2. NVMe y Discos de Alto Rendimiento

Los discos NVMe siguen convenciones específicas:

# Estructura NVMe
/dev/nvme0        # Primer controlador NVMe
/dev/nvme0n1      # Primer namespace del primer controlador
/dev/nvme0n1p1    # Primera partición del primer namespace

6.3. Device Mapper y Capas de Virtualización

LVM, cifrado y otras tecnologías usan device mapper:

ls -la /dev/mapper/
# Ejemplos comunes:
# /dev/mapper/vg0-root    # Volumen LVM
# /dev/mapper/cryptswap   # Swap cifrado
# /dev/mapper/luks-*      # Discos cifrados con LUKS

7. Resolución de Problemas: De la Teoría a la Práctica

7.1. Cuando el Sistema No Arranca

Síntoma: Mensaje "ALERT! /dev/sda3 does not exist"

Solución:

# Desde un live USB/CD
sudo mount /dev/sda2 /mnt           # Montar root real
sudo mount /dev/sda1 /mnt/boot      # Montar boot si está separado
sudo chroot /mnt
grub-install /dev/sda
update-grub

7.2. Discos que No Aparecen

Diagnóstico paso a paso:

# 1. Verificar detección hardware
dmesg | grep -i scsi
dmesg | grep -i nvme

# 2. Verificar módulos del kernel
lsmod | grep sd_mod
lsmod | grep nvme

# 3. Forzar rescaneo de buses
echo 1 > /sys/class/scsi_host/host0/scan
echo 1 > /sys/class/scsi_host/host1/scan

7.3. Gestión de Múltiples Discos en Producción

# Script para identificar discos únicamente
for disk in /dev/sd?; do
    echo "=== $disk ==="
    sudo smartctl -i $disk | grep -E "(Model|Serial|Capacity)"
done

7.4. Encontrar y montar un disco recién agregado

1. Ver últimos mensajes del kernel:

   dmesg | tail -n 30

2. Ver dispositivos de bloque y comparar antes/después:

   lsblk

3. Confirmar el dispositivo por tamaño/modelo:

   sudo smartctl -i /dev/sdb

4. Crear partición, formatear y montar:

   sudo fdisk /dev/sdb      # crear /dev/sdb1
   sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1
   sudo mkdir -p /data
   sudo mount /dev/sdb1 /data

7.5. Servidor headless: añadir un disco para /data

Escenario típico: servidor sin entorno gráfico al que le añaden un disco nuevo para datos.

1. Detectar el nuevo disco con dmesg y lsblk.
2. Crear partición y filesystem como en el ejemplo anterior.
3. Hacer el montaje permanente en /etc/fstab usando UUID:

lsblk -f             # Obtener UUID
sudoedit /etc/fstab  # Agregar línea del tipo:
# UUID=xxxx-xxxx /data ext4 defaults 0 2

8. Kit de Herramientas del Administrador Profesional

Flujo de trabajo profesional:

# 1. Identificar el disco
lsblk

# 2. Verificar información detallada
sudo fdisk -l /dev/sdb

# 3. Crear partición (GPT example)
sudo parted /dev/sdb mklabel gpt
sudo parted /dev/sdb mkpart primary ext4 1MiB 100%

# 4. Formatear
sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1

# 5. Montar con UUID (mejor práctica)
sudo blkid /dev/sdb1  # Obtener UUID
echo "UUID=1234-5678 /mnt/data ext4 defaults 0 2" | sudo tee -a /etc/fstab

9. Ejercicios Prácticos Basados en Certificación LPI

# Ver orden de arranque actual
efibootmgr  # Para sistemas UEFI
# O revisar configuración BIOS manualmente

10. Conclusión: De Novato a crack del Almacenamiento

Dominar el almacenamiento en Linux implica entender múltiples capas:

• Capa física: Discos, controladores, buses.
• Capa de bloque: /dev/sd*, /dev/nvme*, /dev/mmcblk*.
• Capa de particionado: MBR vs GPT, tablas de particiones.
• Capa de abstracción: LVM, device mapper, RAID.
• Capa de filesystem: EXT4, XFS, Btrfs.
• Capa de montaje: /etc/fstab, puntos de montaje, opciones.

Con este conocimiento podrás:

• Diagnosticar problemas de arranque y montaje.
• Diseñar esquemas de almacenamiento robustos.
• Gestionar discos en entornos virtualizados y cloud.
• Prepararte para certificaciones como LPIC-1.

Y, de paso, la próxima vez que veas un nombre “raro” como /dev/mmcblk0p1 o /dev/nvme0n1p2, ya no será magia negra: sabrás exactamente qué es, dónde encaja en la pila de almacenamiento y cómo trabajar con él sin poner en riesgo tus datos.