Arquitectura en Capas
Los Sistemas Operativos modernos se basan en la abstracción. Ocultan la complejidad del hardware físico detrás de interfaces limpias. Esta sección desglosa el sistema en sus componentes jerárquicos esenciales. Interactúe con las capas para revelar sus funciones críticas.
1. Espacio de Usuario (User Space)
Donde viven las aplicaciones y el usuario.
2. Interfaz de Syscalls (SCI)
La puerta de entrada al Kernel.
3. El Kernel (Núcleo)
El corazón privilegiado del sistema.
4. Hardware Físico
CPU, RAM, Dispositivos I/O.
Monolítico vs Microkernel
El gran debate arquitectónico. En 2026, la convergencia es la norma, pero las diferencias estructurales definen el rendimiento y la seguridad.
Anatomía de una Syscall
Simulación del cruce de frontera entre Modo Usuario (Ring 3) y Modo Kernel (Ring 0).
Solicitud de Aplicación
El programa llama a una función de librería (ej. `read()` en C). Prepara los argumentos en los registros de la CPU.
MOV EBX, fd ; File Descriptor
Anillos de Protección (Rings)
¿Por qué separar?
Los procesadores x86 tienen 4 niveles (Rings 0-3). Linux y Windows solo usan dos para simplificar la portabilidad:
Acceso total al hardware. Instrucciones privilegiadas permitidas. Un fallo aquí es fatal.
Acceso restringido. Memoria virtual aislada. Si falla, el SO mata el proceso.
Informe de Incidentes Críticos
Análisis de fallos recientes en Modo Kernel y sus consecuencias globales.
Fallo "Falcon-X Driver"
Un driver de seguridad mal programado accedió a memoria paginada en un nivel IRQL alto, causando BSOD en 8.5 millones de equipos.
Lección Técnica
Drivers de terceros deben salir del Kernel (eBPF).
Vulnerabilidad "Ghost-Ring"
Condición de carrera en la gestión de memoria de Linux permitió escalar privilegios desde contenedores Docker al Host.
Lección Técnica
El aislamiento por software (Namespaces) no es infalible.
Fallo Hypervisor Cloud
Error en bloque `unsafe` de Rust en un microkernel experimental provocó fugas de datos entre máquinas virtuales (VM Escape).
Lección Técnica
Los lenguajes seguros no eliminan errores de lógica.
Caja de Herramientas Pedagógica
El Restaurante
Kernel = La Cocina. Zona peligrosa. Los clientes (Apps) no entran. Los camareros (Syscalls) llevan los pedidos. Si el chef (Kernel) enferma, el restaurante cierra.
El Gobierno
Kernel = Burocracia. Administra recursos limitados (Impuestos/RAM). Las Syscalls son los formularios oficiales para solicitar permisos o recursos.
El Sandbox
User Mode = Parque Infantil. Las Apps juegan con juguetes seguros. El Kernel Mode es el cuarto de herramientas eléctricas, cerrado con llave.