Práctica 38: FreeBSD 14 con ZFS y jails — el otro Unix

• Conocer la historia y la genealogía de Unix: System V vs BSD, los "Unix wars", de dónde sale Linux, de dónde sale macOS, y por qué BSD sobrevive.
• Distinguir las cuatro familias BSD activas (FreeBSD, OpenBSD, NetBSD, DragonFly BSD) y sus diferencias de enfoque.
• Entender la diferencia entre kernel + userland integrados (BSD) y kernel separado de las miles de distros (Linux), y por qué esto afecta a la documentación y a la coherencia del sistema.
• Instalar FreeBSD 14 con el instalador bsdinstall y el filesystem raíz sobre ZFS.
• Configurar el sistema desde /etc/rc.conf usando sysrc, y entender el modelo de servicios de FreeBSD.
• Manejar pkg (paquetes binarios) y conocer los ports (compilación desde fuentes).
• Crear pools y datasets ZFS, hacer snapshots y comprobar copy-on-write en directo.
• Crear una jail (contenedor nativo BSD) con bastille e instalar un servicio dentro.
• Diagnosticar problemas típicos: la VM no arranca en EFI, red sin DHCP, pkg sin certificados, jails que no tienen red.
• Documentar todo en una ficha técnica con la versión, el pool ZFS, las jails y los servicios.

0.1 — La familia Unix de un vistazo

Unix nació en los Bell Labs (AT&T) a finales de los 60. Como AT&T tenía prohibido comercializarlo, lo distribuyó casi gratis a universidades. La Universidad de Berkeley lo modificó tanto que su versión empezó a vivir aparte: era BSD. De ahí salieron dos genealogías:

• Rama System V (AT&T): Solaris, AIX, HP-UX, SCO… casi todas comerciales. Hoy moribundas o nicho.
• Rama BSD (Berkeley): 4.4BSD-Lite → FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, DragonFly BSD. Libres. macOS y iOS tienen su núcleo (XNU) directamente derivado de FreeBSD/Mach. PlayStation (3, 4, 5) y Nintendo Switch usan FreeBSD por dentro.

Linux es un caso aparte: Linus Torvalds escribió su propio kernel en 1991 desde cero, inspirándose en Unix pero sin código BSD ni AT&T. Por eso Linux no es Unix en sentido genealógico, aunque sea Unix-like en comportamiento.

0.2 — Las cuatro BSD libres y para qué se usa cada una

0.3 — Diferencias clave con Linux

0.4 — ¿Qué es ZFS y por qué es tan especial?

ZFS es un filesystem creado por Sun Microsystems para Solaris (2005). Es copy-on-write, integra RAID software, hace checksums de cada bloque para detectar corrupción silenciosa, y permite snapshots instantáneos del filesystem entero. Vocabulario:

• vdev: una unidad de almacenamiento (un disco, un RAID, un mirror).
• zpool: una agrupación de vdevs. Es donde se almacenan los datos.
• dataset: una partición lógica dentro del pool. Se comporta como un filesystem montado, pero crecen y se encogen dinámicamente.
• snapshot: una foto del dataset en un instante. No ocupa nada hasta que algo cambia.
• clone: un snapshot convertido en dataset escribible.

FreeBSD adoptó ZFS pronto, y desde entonces es el filesystem recomendado para todo lo que no sea estrictamente embebido.

0.5 — ¿Qué son las jails?

Las jails son contenedores. Aíslan procesos en su propia "jaula" con su filesystem, su red, su hostname y sus usuarios, pero comparten el kernel del anfitrión. Es el mismo concepto que LXC en Linux o que los chroots de Solaris (zones), pero FreeBSD las tiene desde 1999, mucho antes de que la palabra "contenedor" estuviera de moda. Para gestionarlas hay varias herramientas; vamos a usar bastille, que es la más cómoda.

1.1 — Descargar la ISO

Vete a https://www.freebsd.org/where/. Descarga la amd64 → disc1.iso de la última versión 14.x estable (~1 GB). No descargues la dvd1.iso (4 GB): trae paquetes extra que no necesitamos. Guarda el ISO en D:\ISOs\.

1.2 — Crear la VM

1.3 — Añadir un segundo disco (para el zpool de prácticas)

Antes de arrancar, en Configuración → Almacenamiento, añade otro disco virtual SATA de 8 GB. Lo usaremos en la Parte 4 para crear un zpool aparte y trastear con datasets sin tocar el root.

1.4 — Otros ajustes

• Sistema → Habilitar EFI (FreeBSD 14 se instala mejor en UEFI).
• Red → Adaptador 1: Adaptador puente (Bridged). Tipo Intel PRO/1000 MT.
• Audio: deshabilitar (no nos sirve aquí y FreeBSD a veces se queja).

2.1 — Arrancar el instalador

Arranca la VM con la ISO. Verás el logo rojo de Beastie (el demonio mascota de BSD) y un menú. Espera a que entre solo o pulsa Enter.

2.2 — bsdinstall

3.1 — Login y mirada al sistema

Login como alumno. Ejecuta:

uname -a            # versión del kernel
freebsd-version -k  # solo la del kernel
ls /                # mira la jerarquía: bin, boot, etc, usr, var, ...
ls /etc/rc.d        # los scripts de arranque
df -h               # filesystems montados, fíjate en zroot/*
zpool status        # estado del pool ZFS
zfs list            # datasets dentro del pool

Compara mentalmente: tienes un único pool zroot con muchos datasets (uno por /var, /tmp, /usr/home…). Esto es típico de FreeBSD con ZFS.

3.2 — sudo no, su sí (o instala sudo)

FreeBSD no trae sudo por defecto. Para ser root usas su (de ahí la importancia de meter al usuario en wheel):

su -
# te pide la contraseña de root

Si quieres sudo al estilo Linux, lo instalas con el gestor de paquetes (siguiente paso).

3.3 — pkg, el gestor de paquetes binarios

La primera vez que uses pkg te pedirá bootstrappear el cliente:

pkg
# escribe Y, se descarga el gestor

pkg update
pkg search htop
pkg install -y htop nano sudo bastille

Es el equivalente de apt. Los paquetes están precompilados en los servidores de FreeBSD y se actualizan dos veces por semana.

3.4 — sysrc y rc.conf

En FreeBSD, los servicios persistentes se activan editando /etc/rc.conf y reiniciando el servicio. La forma cómoda es con sysrc:

sysrc sshd_enable=YES     # ya estaba, solo a modo de ejemplo
service sshd status
service sshd restart

Mira cat /etc/rc.conf para ver tu configuración actual. Apunta: en Linux equivalente serían los systemctl enable. Aquí todo en un solo archivo de texto plano.

3.5 — Actualizar el sistema base

freebsd-update fetch
freebsd-update install
# parches de seguridad del propio sistema base, no de paquetes
pkg upgrade
# actualización de paquetes

4.1 — Crear un pool en el disco extra

Como root:

zpool list
zpool create tank /dev/ada1
zpool status
zpool list
df -h | grep tank

Acabas de crear un pool ZFS llamado tank sobre tu segundo disco. Ya está montado en /tank.

4.2 — Datasets

zfs create tank/datos
zfs create tank/proyectos
zfs create tank/proyectos/web
zfs list
df -h | grep tank

Cada dataset es como una partición separada, pero su tamaño crece dinámicamente y se comparte del pool. No hay que pre-asignar tamaños.

4.3 — Snapshots y copy-on-write

echo "version A" > /tank/datos/archivo.txt
cat /tank/datos/archivo.txt

zfs snapshot tank/datos@v1
zfs list -t snapshot

echo "version B" > /tank/datos/archivo.txt
cat /tank/datos/archivo.txt    # ves "version B"

# rollback al snapshot
zfs rollback tank/datos@v1
cat /tank/datos/archivo.txt    # vuelves a ver "version A"

4.4 — Cuotas y reservas

zfs set quota=1G tank/proyectos
zfs set reservation=200M tank/proyectos
zfs get quota,reservation tank/proyectos

4.5 — Compresión transparente

zfs set compression=lz4 tank/datos
# crea un archivo grande de texto repetitivo
yes "FreeBSD rocks" | head -n 100000 > /tank/datos/grande.txt
zfs get compressratio tank/datos

Verás una compressratio > 1.00, lo que indica que ZFS comprime los datos al vuelo sin que tú hagas nada.

5.1 — Configurar bastille

Como root:

sysrc bastille_enable=YES
sysrc cloned_interfaces+="lo1"
sysrc ifconfig_lo1="inet 10.17.89.1/24"
service netif cloneup

# Detecta tu versión exacta de FreeBSD automáticamente:
RELEASE=$(freebsd-version -r | cut -d'-' -f1-2)
echo "Tu release es: $RELEASE"
bastille bootstrap $RELEASE update

(El bootstrap descarga la base del sistema para tu versión exacta de FreeBSD. La variable $RELEASE evita errores si tu FreeBSD es 14.1, 14.2 o cualquier punto menor.)

5.2 — Crear la primera jail

bastille create web $RELEASE 10.17.89.10
bastille list
bastille console web

Estás dentro de la jail. Es un FreeBSD entero con su propio /etc, sus procesos, su red. exit para volver al host.

5.3 — Instalar un servicio dentro

bastille pkg web install -y nginx
bastille service web nginx enable
bastille service web nginx start

Y desde el host:

fetch -qo - http://10.17.89.10/ | head

Debes ver la página de bienvenida de Nginx. Tu jail está sirviendo HTTP.

5.4 — Snapshot de la jail opcional

Como las jails viven en datasets ZFS, puedes snapshotear su estado entero:

zfs list | grep web
zfs snapshot zroot/bastille/jails/web@antes-de-cambios