Wprowadzenie do systemu Linux

Wprowadzenie do pracy w systemie Linux

• Przygotuj się na otwarty umysł podczas pierwszych zajęć z Linuxem.
• Upewnij się, że masz dane dostępowe do konta w systemie Linux w pracowni.

Wiedza

• Podręcznik man jest podstawowym źródłem pomocy. Użyj man man, aby dowiedzieć się więcej o samym podręczniku.
• Dodatkowa pomoc jest wbudowana w polecenia, uruchamiaj je z opcją -h lub --help, choć nie zawsze jest dostępna.

System

• Linux jest systemem wieloużytkownikowym i wielozadaniowym.
• Polecenie uname pokazuje wersję Unixa.

Użytkownicy

• Użytkownik jest identyfikowany przez login, identyfikator, hasło i grupy.
• Polecenia związane z użytkownikami: groups, id, passwd lub yppasswd.
• Powłoka i sesja są ważnymi elementami pracy użytkownika.
• Informacje o innych użytkownikach: w, who, finger.

Logowanie

• Logowanie odbywa się przez terminal, urządzenie tty.
• Możliwe są sesje zagnieżdżone.
• Sesję można zapisać poleceniem script.
• System kontroluje zużycie przestrzeni dyskowej za pomocą quota.
• Wylogowanie: exit, logout.

Maszyny zdalne

• Logowanie na zdalne maszyny: ssh, telnet.
• Przekierowanie X11: opcja -X do ssh.

Sieć

• FTP (File Transfer Protocol) – komendy: open, cd, ls, get, put, bye.
• Dostęp anonimowy do FTP: anonymous FTP.
• SFTP używa SSH, komendy podobne do FTP.
• scp służy do kopiowania plików między kontami.
• wget umożliwia pobieranie plików z sieci.
• Podstawowe pojęcia sieciowe: TCP/IP, adres, port, DNS.
• Dostępne przeglądarki WWW (tekstowe: lynx, links, graficzne: firefox).

Pliki

• Wyświetlanie zawartości pliku: cat plik.
• Tworzenie pustego pliku: touch plik.
• Edycja pliku: nano plik.

Ćwiczenia

• Zaloguj się do systemu Linux w pracowni.
• Sprawdź sekcje i części manuala (przez man man).
• Użyj script, aby rejestrować wpisywane polecenia.
• Zmień hasło na silne.
• Sprawdź, którzy użytkownicy są zalogowani, skąd i co robią.
• Sprawdź identyfikator użytkownika i grupę.
• Przeanalizuj, na jakich plikach operuje passwd.
• Zaloguj się na inne serwery, np. spk-ssh.if.uj.edu.pl.
• Zamknij sesję i wyloguj się z systemu.
• Kopiuj pliki między kontami za pomocą ftp, sftp, scp.
• Wyjaśnij adres IP, DNS i port.
• Wyświetl stronę https://www.uj.edu.pl za pomocą lynx.
• Pobierz stronę https://www.uj.edu.pl za pomocą wget, a następnie obejrzyj pobrany plik.

Praca z plikami i poleceniami

• Zdobądź dostęp do serwera SPK.
• Zapoznaj się z poleceniem chmod (manual i/lub Wikipedia).

Wiedza

• Dalej korzystaj z manuala (man).
• Sprawdź więcej niż jedną stronę manuala poleceniem man -f man lub whatis man.
• Przeglądaj strony manuala po kolei: man -a man.
• Szukaj w manualu po słowach kluczowych: man -k manual lub apropos manual.
• Wyświetl stronę z konkretnej sekcji podręcznika: man 1 man.

Uruchamianie programów

• Pliki programów znajdują się w systemie plików.
• Każdy plik programu ma nazwę (rozróżnianie wielkości liter!).
• Uruchamianie programu: podanie nazwy pliku.
• Powłoka kontroluje uruchamiane zadania i przekazuje wyniki.

Argumenty poleceń

• Polecenia przyjmują argumenty (obowiązkowe lub opcjonalne).
• Opcje mogą mieć argumenty.
• Opcje mają format długi i krótki (rozróżnianie wielkości liter!).
• Informacje o opcjach: man lub -h|--help.
• Można zmieniać kolejność opcji i scalać krótkie opcje.

Przykłady wykorzystania opcji:

• ls --all (format długi) i ls -a (format krótki).
• Zmiana kolejności opcji: ls -a -l i ls -l -a.
• Przekazywanie argumentów: ls --ignore=\*.png i ls -I \*.png.
• Scalanie opcji: ls -al (OK), ls -la (OK), ls -alI \*.png (OK) i ls -Ila \*.png (ŹLE!).

Praca z plikami

• System plików ma strukturę drzewiastą.
• Zawsze jest jeden początek systemu plików: /.
• Inne systemy można dołączać jako gałęzie.
• Katalog bieżący: ..
• Katalog nadrzędny: ...
• Katalog jest plikiem.

Nazewnictwo:

• Pliki i katalogi mają nazwy alfanumeryczne, długie (rozróżnianie wielkości liter!).
• Katalogi oddziela się /.
• Ścieżka dostępu lokalizuje plik.
• Pełna ścieżka zaczyna się od /.
• Względna ścieżka jest względem katalogu bieżącego.
• ~user oznacza katalog domowy użytkownika (na poziomie powłoki).

Polecenia dotyczące plików i katalogów

• Pliki: cp (kopiowanie), mv (przenoszenie, zmiana nazwy), rm (usuwanie), touch (zakładanie pustego, modyfikacja daty), file (typ pliku).
• Katalogi: cd (zmiana bieżącego), pwd (podanie bieżącego), mkdir (zakładanie), rmdir (usuwanie pustego), ls (pokazywanie zawartości), du (pokazywanie objętości).
• Metaznaki (znaki specjalne): ? (jeden znak), * (ciąg znaków).

Prawa dostępu

• Określają dostęp użytkowników do plików.
• Atrybuty: odczyt (read), zapis (write), uruchamianie (execute).
• Użytkownicy dzielą się na: właściciela (user), grupę właścicieli (group), pozostałych (others).

Atrybuty pliku

• Wynik ls -l: -rwxrwxrwx N uzytkownik grupa rozmiar data nazwa. Typy plików: - d b c l p s.

SUID, SGID i sTicky bit

• SUID (set user id) – uruchomienie programu z prawami właściciela.
• SGID (set group id) – uruchomienie z prawami grupy; dla katalogu, nowe pliki należą do grupy katalogu.
• sTicky bit – pliki w katalogu mogą być usuwane/zmieniane tylko przez właściciela pliku/katalogu.

Zmiana praw dostępu

• Polecenie chmod (change mode): chmod prawa nazwa_pliku, gdzie prawa: ugoa +-= rwx [, ugoa +-= rwx].

Numeryczne prawa dostępu

• r=4, w=2, x=1, su=4, sg=2, t=1.
• chmod NNN plik (np. chmod 755 plik).
• Administrator zmienia właściciela (chown user plik) i grupę (chgrp grupa plik).

Domyślne prawa, umask

• Ustawia domyślne prawa dostępu dla nowo tworzonych plików i katalogów.

Prawa do katalogów

• write → zapis do katalogu.
• read → odczyt zawartości, ls.
• execute → dostęp do zawartości, cd.

Dowiązania symboliczne

• Wskaźniki/skróty do plików.
• Udostępnianie pliku pod różnymi nazwami.
• Tworzenie: ln -s plik dowiazanie.
• ls -L wyświetla pliki wskazywane przez link symboliczny.
• Bez -s → dowiązania sztywne.
• Liczba dowiązań sztywnych: N w ls -l.

Midnight Commander

• Program do zarządzania plikami.
• Zmiana praw: C-x c.
• Klawisze Fn przez Esc+N.
• Dostępny edytor: mcedit.

Ćwiczenia

• Opis poleceń ls(1), cp(1), mkdir(1), rm(1) w manualu.
• Opcje wyświetlające opis argumentów.
• Testowanie opcji ls, mkdir, rm.
• Zmiana kolejności i łączenie opcji.
• Opcje ls z argumentami.
• Sprawdzić aliasy zmieniające pracę poleceń (un/alias).
• Zmiana języka manuala: export LANG=pl_PL.UTF-8.
• Testowanie poleceń do plików i katalogów.
• Różne sposoby przejścia do katalogu domowego.
• Tworzenie struktury katalogów i plików (np. unix/lab2).
• Poruszanie się po strukturze: ścieżki bezwzględne i względne, . i ...
• Metaznaki z ls w /usr/bin.
• Przejście do katalogu poprzedniego i domowego innego użytkownika.
• Przeczytać podręcznik do chmod.
• Testowanie zmian praw dostępu (odczyt, zapis, uruchamianie).
• Ćwiczenia w parach: wpływ zmiany praw dostępu; prawa dostępu na katalogach.
• Prawa numeryczne: działanie i użycie.
• Numeryczne prawa a umask.
• Oglądnąć bity SUIG/sTicky na plikach/katalogach (ls -ld /tmp, ls -l /usr/bin/passwd).
• Przeczytać opis do ln(1).
• Tworzenie dowiązań symbolicznych (ln -s plik dowiazanie).
• Co się dzieje przy czytaniu, zapisywaniu, usuwaniu dowiązania/pliku?
• Działanie dowiązań do katalogów (pwd, opcje P L).
• Uruchomić Midnight Commander (mc) i zmienić prawa (C-x c).

Powłoka i środowisko pracy

• Zapoznać się z edytorami: vi, emacs, nano, mcedit
• Przypomnieć sobie pracę z sftp i scp.
• Przeczytać artykuł GNU Bash - Więcej niż Sh.

Wiedza

Powłoki w środowisku GNU:

• Standardy: SH (Bourne Shell) i CSH (C Shell).
• Implementacje GNU: Bash i tcsh.
• Najpopularniejsza: GNU Bash.

Środowisko pracy aplikacji:

• Zapewniane przez powłokę (zmienne środowiskowe).
• Każda zmienna ma nazwę i wartość (napis).
• Różnice w ustawianiu zmiennych (Sh i Csh).
• Typowe zmienne: PWD, USER, EDITOR, HOME, TERM, PATH, MAIL.
• Operacje na zmiennych:
  • Bash/Sh: export ZMIENNA=WARTOSC, echo $ZMIENNA, unset ZMIENNA.
  • Tcsh/Csh: setenv ZMIENNA WARTOSC, printenv ZMIENNA, unsetenv ZMIENNA.

Zmiana znaku zachęty:

• Bash: export PS1='\u@\h:\w '.
• Tcsh: set prompt = "%n@%m:%~ ".

Re/Definiowanie poleceń (alias):

• alias: tworzenie aliasów. unalias: usuwanie aliasów.
  • Bash: alias ls='ls -F', unalias ls.
  • Tcsh: alias ls 'ls -F', unalias ls.

Cytowanie napisów:

• "TEKST": interpretacja znaków specjalnych.
• 'TEKST': bez interpretacji znaków specjalnych.
• `TEKST`: tekst jako polecenie, wynik podstawiany.

Przeglądanie plików tekstowych:

• more: po jednym ekranie/linii do przodu.
• less: w obydwu kierunkach.
• cat [plik1 plik2...]: wyświetlanie zawartości.

Inicjalizacja pracy powłok:

• Pliki konfiguracyjne czytane na starcie i końcu.
• Różne pliki dla login shell i non-login shell.
• sh używa innych niż csh.
• Pliki są interpretowane, a nie uruchamiane.
• Interpretację wymusza source.
• Komentarze od #.
• Tekst wypisuje: echo "tekst".
• Przeglądanie plików: more, less, cat.
• Pliki inicjalizacyjne:
  • Bash: /etc/profile, ~/.bash_profile, ~/.bash_login, ~/.profile, /etc/bash.bashrc, ~/.bashrc, ~/.bash_logout.
  • Tcsh: /etc/csh.cshrc, /etc/csh.login, ~/.tcshrc, ~/.cshrc, /etc/csh.logout, ~/.logout.

GNU Readline:

• Biblioteka do obsługi linii poleceń.
• Dopełnianie (Tab), edycja (Emacs, Vi), historia.

Edytory tekstu:

• Emacs, Vi i reszta.
• Notacja Emacs: C-x, M-x.
• Należy znać podstawy Emacs i Vi.

Ćwiczenia

Typy powłok:

• Sprawdzić typ powłoki: finger LOGIN, printenv SHELL, cat /etc/passwd | grep LOGIN.
• Uruchomić przeciwną powłokę: bash, tcsh.
• Sprawdzić zmiany w środowisku: printenv.
• Wyjść z powłoki.

Zmienne środowiskowe:

• Oglądnąć ustawienia: printenv.
• Ustawić własną zmienną (np. ALFA na "moja").
• Dziedziczenie środowiska (z użyciem export).
• Ustawić znaki zachęty (PS1 w bash, prompt w tcsh).

Aliasy:

• Sprawdzić istniejące aliasy.
• Zredefiniować ls.
• Zdefiniować własny alias (ll='ls -l').
• Dodać aliasy do plików inicjalizacyjnych i sprawdzić działanie.

Cytowanie napisów:

• Porównać działanie: echo $SHELL, echo "$SHELL", echo '$SHELL', echo \ls -l``.

Inicjalizacja powłok:

• Odnaleźć opisy inicjalizacji powłok (bash(1), tcsh(1)).
• Stworzyć pliki inicjalizacyjne dla login shell, nonlogin shell i zamykania powłoki.
• Testować działanie plików przez source.
• Umieścić komentarze i komunikaty w plikach.
• Sprawdzać inicjalizację powłok (z tcsh, bash i opcjami -l, --login).
• Umieścić polecenie clear w pliku czytanym przy zamykaniu powłoki.

GNU Readline:

• Przetestować w GNU Bash:
  • Historia: Ctrl+P, Ctrl+N, Ctrl+R.
  • Edycja linii: Ctrl+A, Ctrl+E, M+F, M+B, Ctrl+L, Ctrl+K, M+D, Ctrl+Y.
  • Dopełnianie: Tab.

  Procesy i zadania

• Zapoznaj się z podręcznikiem textutils.
• Sprawdź obsługę grep w Linux Wiki.

Wiedza

Zadania

• Zadania to programy uruchamiane w sesji przez powłokę.
• Możliwe operacje: uśpienie (Ctrl+Z), spis (jobs), przełączanie (fg), praca w tle (bg), usuwanie (kill), równoległe uruchamianie (&).
• Powyższe polecenia są wbudowane w powłokę.

Procesy

• Proces identyfikowany jest przez PID (identyfikator procesu).
• Wyświetlanie listy procesów: ps, ps -A (Sun), ps -ax (Linux), ps -u user, ps aux|grep user.
• Zmniejszanie priorytetu: nice.
• Usuwanie procesów: kill, kill -9.

Procesy a Zadania

• Uruchomienie programu tworzy proces.
• Zadania ułatwiają obsługę procesów.
• jobs -l wyświetla PID procesów odpowiadających zadaniom.
• Każda sesja jest obsługiwana przez plik urządzenia pseudoterminala (tty).
• Aby wyświetlić procesy pracujące w danej sesji należy wpisać ps -ttty.

Narzędzia operujące na tekście

• GNU Coreutils: head/tail, cat/tac, wc, cut, sort, tr, uniq, seq, xargs, expr.
• grep – wyszukiwanie wzorców w tekście: grep napis [plik].
• Opcje grep: -i (ignoruje wielkość znaków), -v (odwraca działanie).

Strumienie

Każdy proces komunikuje się przez strumienie:

• 0 – standard input (stdin).

• 1 – standard output (stdout).

• 2 – standard error output (stderr).

• Przekierowanie strumieni (sh):

  • [proces] > [plik] (stdout do pliku, nadpisanie).
  • [proces] 2> [plik] (stderr do pliku, nadpisanie).
  • [proces] >> [plik] (stdout do pliku, dopisanie).
  • [proces] < [plik] (stdin z pliku).

• /dev/null pozwala pozbyć się danych.

Komunikacja między procesami

• Łączenie strumieni przez | (pipe).
• stdout zadania 1 łączy się z stdin zadania 2.
• Przykłady: ls | wc, ps | sort.

Sygnał HUP i polecenie nohup

• Przy zamykaniu powłoki wysyłany jest sygnał HUP do procesów.
• nohup polecenie – pozostawienie polecenia w tle po zamknięciu powłoki.

Ćwiczenia

• Zadania (GNU Bash):

  • Uruchomić lynx www.uj.edu.pl, Ctrl+Z.
  • Uruchomić lynx www.agh.edu.pl, Ctrl+Z.
  • jobs.
  • fg %2, Ctrl+Z.
  • kill %3.

• Jeśli zadanie nie znika po kill, użyć opcji -9.

• Podobne ćwiczenia z less, mc itp.

Procesy

• Otworzyć 3 sesje.
• Sprawdzić procesy: w tej samej sesji, tylko swoje, wszystkie.
• Przetestować opcje ps.
• Usunąć procesy z sesji B, pracujące w sesji A (kill).
• Jak usunąć login shell?
• Oglądnąć spis sygnałów (kill -l).
• Uruchomić procesy z podwyższoną wartością nice.
• Zmienić wartość nice pracującego procesu.
• Jak wyświetlić wartość nice procesu?

Przekazywanie wyników pracy do plików

• Przekierować wyniki ps ls finger who do plików.
• Porównać działanie > i >>.

Narzędzia operujące na tekście

• Mając spis zalogowanych użytkowników (who > spis).
• Posortować go alfabetycznie (sort spis > spis.alf).
• Wyświetlić początek i koniec spisu (head, tail).
• Wybrać użytkowników z loginem zawierającym "k" (grep).
• Ćwiczenia z TextUtils.

Komunikacja między procesami

• Wykonać ćwiczenia z sekcji IV bez plików pośrednich (wykorzystując pipe).
• Wykorzystać w eksperymentach jak najwięcej znanych poleceń.

Zadanie dodatkowe

• Filtrowanie tabeli kursów walut ze strony NBP za pomocą grep, cut, tr, head, tail.
• Polega na pobraniu danych ze strony NBP i przekształceniu ich w czytelną tabelę tekstową.