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¿Qué es la compatibilidad binaria y qué significa para las distribuciones Linux?

por Rohan Timalsina

28 de agosto de 2024 - Equipo de expertos TuxCare

Las aplicaciones suelen estar probadas y garantizadas para funcionar en determinadas distribuciones de Linux, pero también pueden funcionar en otras.
Las versiones del núcleo, las bibliotecas y las llamadas al sistema son factores clave que afectan a la compatibilidad binaria entre distribuciones.
Las diferencias en la ABI (Application Binary Interface) del sistema operativo también son una fuente frecuente de problemas de compatibilidad.

La compatibilidad binaria es un concepto técnico esencial que a menudo se pasa por alto, pero que desempeña un papel crucial a la hora de permitir la distribución de programas en distintas plataformas. Sin embargo, supone un reto importante para los desarrolladores de Linux debido a la variedad de distribuciones de Linux disponibles.

En este artículo, examinaremos más de cerca qué es la compatibilidad binaria y exploraremos sus diferentes contextos. Además, hablaremos de lo que significa específicamente para las distribuciones de Linux.

¿Qué es la compatibilidad binaria?

Para empezar, el término "binario" en desarrollo se refiere al código ejecutable compilado. Esencialmente, los desarrolladores escriben código en lenguajes de programación de alto nivel, como C o C++, y luego ejecutan el código fuente a través de un compilador para generar código ejecutable legible por la máquina. El archivo resultante se denomina binario.

Los binarios se compilan para entornos informáticos específicos, lo que significa que un binario compilado para un sistema operativo Linux, por ejemplo, no puede ejecutarse en un sistema operativo Windows. Mientras que las pequeñas diferencias de entorno pueden no dificultar la compatibilidad de los binarios, las grandes diferencias pueden provocar fallos en la ejecución.

Dos entornos informáticos diferentes son binarios compatibles si el código fuente compilado en un binario para un entorno también se ejecuta sin problemas en el otro entorno. Esto significa que el desarrollador no tendrá que recompilar el código para ejecutarlo correctamente en otro entorno.

¿Por qué es importante la compatibilidad binaria?

La importancia de la compatibilidad binaria puede considerarse desde dos puntos de vista. Si estás desarrollando software para un único propósito específico, querrás evitar la necesidad de recompilar una gran base de código sólo para responder a un cambio en el entorno.

Desde una perspectiva alternativa, puede que estés utilizando un software comercial probado en un sistema operativo concreto, y que puede o no funcionar en una variante de ese sistema operativo (por ejemplo, otra distribución de Linux). Recompilar el código no es una opción para usted, y su entorno puede diferir del que el proveedor utilizó para probar su programa.

El problema de la recompilación

Aunque la recompilación es una solución viable en algunos casos, puede no ser práctica cuando se trata de aplicaciones complejas que deben atender a múltiples entornos. En estos casos, la recompilación repetitiva puede llevar mucho tiempo y suponer un reto que a menudo requiere conocimientos especializados.

En situaciones en las que un entorno diferente carece de compatibilidad binaria, pueden surgir varios problemas. Estos problemas pueden incluir archivos situados en posiciones diferentes o bibliotecas ligeramente distintas. Por lo tanto, garantizar que el nuevo binario funcione correctamente en el nuevo entorno implica un tiempo, un esfuerzo y una experiencia considerables.

La recompilación también puede introducir nuevos fallos o errores que no estaban presentes en la versión original, sobre todo si hay cambios en la arquitectura o plataforma subyacente. Además, la recompilación puede resultar cara, sobre todo para las organizaciones que utilizan soluciones de software a medida desarrolladas internamente.

La compatibilidad binaria elimina la necesidad de recompilar

Saber que un entorno alternativo es compatible desde el punto de vista binario garantiza que los ejecutables compilados -ya sean desarrollados internamente o suministrados por un proveedor- funcionarán sin problemas en el entorno de destino. Reduce la necesidad de recompilar, ya que permite actualizar el software sin modificar el código dependiente. Esto ahorra tiempo y recursos valiosos y agiliza el proceso de actualización del software.

Sin embargo, diversas circunstancias pueden suscitar dudas sobre la compatibilidad binaria. Por ejemplo, cuando se lanza una nueva versión de un sistema operativo, surgen dudas sobre si las aplicaciones existentes seguirán funcionando sin problemas, lo que indica si el SO es compatible en binario.

Del mismo modo, supongamos que el sistema operativo preferido de una organización llega al final de su vida útil, por ejemplo, CentOS 8. En ese caso, resulta crucial disponer de un sistema operativo binario alternativo compatible para evitar la necesidad de recompilar o cambiar de aplicación. Por lo tanto, es esencial tener en cuenta la compatibilidad binaria al revisar la estrategia de SO de una organización.

La historia de la compatibilidad binaria en Linux

Linux es un sistema operativo de código abierto disponible de forma gratuita que viene en múltiples sabores, conocidos como distribuciones - o "distros". Cada distribución de Linux suele tener una finalidad específica. Por ejemplo, Ubuntu es popular para escritorio, AlmaLinux y Red Hat Enterprise Linux (RHEL) están orientados a empresas y son conocidos por su estabilidad y seguridad, mientras que Kali Linux está diseñado para profesionales de la ciberseguridad.

Como cada distribución tiene sus propias características y configuraciones, los desarrolladores pueden tener problemas de compatibilidad. El software diseñado para una distro puede requerir modificaciones o configuraciones adicionales para funcionar sin problemas en otra distro. Varios factores clave, como las versiones del kernel, las bibliotecas y las llamadas al sistema, influyen en si un binario compilado para un sistema puede ejecutarse correctamente en otro.

Las diferentes distribuciones de Linux pueden variar significativamente, dando lugar a entornos tan distintos que los paquetes que se ejecutan en una distribución pueden no funcionar en otra. Supongamos que ha creado una aplicación en Ubuntu, una distribución de Linux muy conocida. Sin embargo, si pretende ejecutar la aplicación en una distribución diferente, como Red Hat Enterprise Linux o Fedora, podría encontrarse con dificultades debido a la falta de bibliotecas de sistema u otras dependencias.

Diferencias en la ABI (Application Binary Interface) también son una fuente frecuente de problemas de compatibilidad. La ABI especifica cómo interactúan los distintos componentes del sistema, y cualquier cambio en la ABI puede provocar problemas de compatibilidad al intentar ejecutar software compilado en una versión diferente del sistema operativo. Estas incompatibilidades pueden suponer importantes obstáculos para los desarrolladores de software, ya que restringen la capacidad de hacer funcionar sus aplicaciones en distintas distribuciones.

Aunque muchas distribuciones de Linux buscan la compatibilidad binaria, no está garantizada en todas ellas. Sin embargo, algunas distribuciones de Linux garantizan la compatibilidad binaria dentro de ecosistemas específicos, junto con otras ventajas, como la reducción o ausencia de tarifas. Por ejemplo, AlmaLinux y Rocky Linux son distribuciones libres y de código abierto diseñadas para ser alternativas a RHEL compatibles en binario. Esta compatibilidad significa que es probable que las aplicaciones creadas para RHEL funcionen en estas distribuciones alternativas, ampliando la accesibilidad del software y aumentando su alcance a un público más amplio. Este factor es crítico porque puede afectar a la portabilidad y accesibilidad de las aplicaciones en varias distribuciones de Linux. Para superar este reto, los desarrolladores deben tener en cuenta la compatibilidad binaria de Linux.

Dos aspectos de la compatibilidad binaria de Linux

Es importante señalar que la compatibilidad binaria de las distribuciones de Linux es importante en dos direcciones clave. La primera tiene que ver con la compatibilidad binaria entre dos distribuciones distintas. Por ejemplo, aunque Ubuntu se deriva esencialmente de Debian, los cambios realizados en Ubuntu sugieren que los paquetes creados para Debian no necesariamente funcionan en Ubuntu.

En cambio, tanto CentOS como Oracle Linux son binarios de aplicación compatibles con RHEL. Esto implica que si una aplicación está desarrollada y certificada para RHEL, también está preparada para funcionar en CentOS y Oracle Linux.

No obstante, aunque dos distribuciones de Linux carezcan de compatibilidad binaria, algunos paquetes pueden seguir funcionando en ambas distribuciones, ya que éstas comparten el núcleo de Linux y muchos otros componentes.

Otro factor a tener en cuenta es la compatibilidad binaria de una versión de distribución con la siguiente. En general, se espera que la versión 9 de una distribución típica de Linux mantenga la compatibilidad binaria con la versión 8. Sin embargo, puede verse comprometida en algún momento para integrar mejoras en una distribución. Sin embargo, en algún momento puede verse comprometida para integrar mejoras en una distribución.

Para garantizar la compatibilidad de las aplicaciones, es aconsejable consultar la guía de versiones proporcionada por el proveedor o la comunidad. Estas orientaciones proporcionarán la seguridad necesaria para saber si es necesario revisar la compatibilidad de las aplicaciones o si la versión que se va a actualizar es compatible desde el punto de vista binario. En este último caso, la actualización del sistema operativo no alterará el correcto funcionamiento de las aplicaciones.

Un ejemplo: La historia de AlmaLinux y RHEL

Por lo general, las aplicaciones se prueban y garantizan para funcionar únicamente en una distribución específica de Linux. Los proveedores comerciales de software tienden a centrarse en distribuciones Linux de nivel empresarial, como Red Hat Enterprise Linux (RHEL) u Oracle Linux, que tienen un precio elevado. Los desarrolladores pueden asumir que aquellos dispuestos a pagar sumas sustanciales por una distribución de Linux también serían más propensos a pagar por su software y, por lo tanto, probar y certificar su software en distribuciones comerciales.

Sin embargo, algunas organizaciones pueden no querer adoptar una distribución Linux empresarial por varias razones, como el coste o el bloqueo. Aquí es donde entran las distribuciones Linux compatibles binarias, incluyendo ejemplos bien conocidos como AlmaLinux. Tales distribuciones tienen como objetivo proporcionar compatibilidad binaria con las distribuciones Linux de grado empresarial, permitiendo a los usuarios ejecutar aplicaciones diseñadas para estas distribuciones sin tener que pagar por ellas.

Inicialmente, AlmaLinux se posicionó como un clon casi idéntico de RHEL, con el objetivo de 1:1 compatibilidad binaria. Esto significaba que las aplicaciones compiladas para RHEL podrían ejecutarse sin problemas en AlmaLinux sin ninguna modificación. Sin embargo, el panorama cambió cuando Red Hat hizo cambios a su modelo de distribución de código fuente RHEL. Esto obligó a AlmaLinux a reevaluar su estrategia. Si bien el mantenimiento de la compatibilidad binaria sigue siendo una prioridad, el foco se desplazó a la compatibilidad ABI. La compatibilidad ABI asegura que las aplicaciones se pueden ejecutar sin modificaciones, pero no garantiza un código fuente idéntico o la gestión de paquetes.

Otro ejemplo es CentOS, una distribución libre lanzada por Red Hat que promete compatibilidad binaria total con su progenitora centrada en la empresa. Esto significa que si una aplicación empresarial se desarrollaba para RHEL, también funcionaría en CentOS. Sin embargo, en diciembre de 2020, Red Hat anunció el fin de vida de CentOS como distribución estable, lo que preocupó a muchos usuarios. Para solucionarlo, TuxCare extendió la vida de CentOS durante al menos 4 años más, proporcionando parches de seguridad para nuevas vulnerabilidades.

La compatibilidad binaria ayuda, pero no hay que darla por supuesta

En muchos sentidos, mantener la compatibilidad binaria de una distribución Linux es un objetivo que merece la pena en sí mismo, incluso si impone restricciones sobre cuánto se puede alterar en los paquetes incluidos.

Por otro lado, las distribuciones de Linux no suelen ser compatibles con los binarios. Dada la complejidad de las distribuciones Linux, la compatibilidad binaria es algo que debes tener en cuenta, tanto si creas tu propio código como si se lo compras a un proveedor.

A pesar de ello, algunas distribuciones son compatibles en binario, lo que te da opciones si buscas ahorrar dinero con una distribución orientada a empresas o si tienes que cambiar de otra distribución.

Conclusión

La compatibilidad binaria es esencial para el desarrollo de software, ya que permite a los desarrolladores crear programas que pueden funcionar en varias plataformas sin ninguna modificación. Esta característica beneficia notablemente a los desarrolladores, ya que les permite poner su software a disposición de una mayor base de usuarios. Sin embargo, lograr la compatibilidad binaria puede ser todo un reto en Linux, al tener que lidiar con diversas arquitecturas y sistemas operativos.

Como resultado, los desarrolladores tendrían que crear versiones distintas de sus aplicaciones para cada distribución de Linux. Este proceso llevaría mucho tiempo y sería ineficaz, lo que limitaría la accesibilidad de sus aplicaciones, ya que los usuarios tendrían que elegir una distribución concreta para ejecutar la aplicación.