Arbeiten mit Unix-artigen Betriebsystemen

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1 Arbeiten mit Unix-artigen Betriebsystemen Schlüsselkompetenzen für Information Engineering Alexander Holupirek Database and Information Systems Group Department of Computer & Information Science University of Konstanz Dezember 2007 Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

2 Übersicht Einbettung in den Gesamtablauf Generelle Übersicht Vorheriger Themenblock Präsentieren und Schreiben im naturwissenschaftlichen Umfeld mit L A TEX Aktueller Themenblock Arbeiten mit Unix-artigen Betriebsystemen Arbeiten auf entfernten Unix Maschinen Grundlegende Kommandos Folgende Themenblöcke Unterstützende Werkzeuge für Programmierer, Soft Skills Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

3 Übersicht Ablaufplan Unix Teil 1: Vom Vertrauten, zum Neuen Arbeiten von Eurer vertrauten Umgebung a aus a In Eurem Falle 95% Windows und 5% Mac Benutzer Verwendung der Secure Shell (ssh) Verschlüsseltes Kopieren von Dateien von Unix nach Hause Weiterleitung der grafischen Benutzeroberfläche nach Hause Erste Schritte unter Unix vi/vim, ein Unix Editor Der File System Hierarchy Standard. Wo ist was? Wie helfe ich mir selbst? Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

4 Übersicht Ablaufplan Unix Teil 2: Grundlegende Kommandos unter Unix Wie bediene ich ein Unix-artiges System? Allgemeines zu Kommandos Der Command Line Interpreter (die Shell) Anzeigen von Dateiinhalten Arbeiten mit Verzeichnissen Manipulation von Dateien Abfragen von allgemeiner Systeminformation Ressourcenverbrauch Suchen und Finden Archivierung und Komprimierung Kleine Helfer Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

5 Motivation I m feeling so depressed. Why do you do that to me? Ich bin glücklich mit meinem Betriebssystem. Warum das Ganze? Ihr werdet mit Unix in Berührung kommen (am FB, in der Arbeit, bei Eurem ISP, bei Eurem Webspace Provider... ) Unix drives the Internet. Unix ist das Serverbetriebssystem Unix ist Unterbau für moderne kommerzielle Betriebssysteme Quelltext zahlreicher Unix-artiger Betriebssysteme ist frei verfügbar Am Quelltext kann experimentiert werden a Unix kann man studieren (Fachliteratur/Quelltext) Von Unix kann man lernen a Linux Kernel, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD... Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

6 Motivation I m still feeling depressed. Alles umständlich und altbacken, dass ist doch nicht state-of-the-art. Unterschied Server/Desktop System Desktop, GUI und der Endanwender lag nie im dediziertem Fokus Ursprgl. ein Expertensystem, d.h. eingeschränkter, spezialisierter Benutzerkreis Simplicity als Leitprinzip a a Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

7 I m not convinced. Motivation Die Lösung selbst einfachster Aufgaben erscheint anfangs überaus kompliziert, erweist sich aber nach anfänglich hoher Lernkurve auch als tauglich für sehr viel komplexere Aufgaben. Beispiel Erstellen eines einfachen Dateiarchivs: $ tar cvzf /tmp/archive.tar.gz. Komplettes Backup mit Erhaltung aller Zugriffsrechte: $ cd /SRC; tar cf -. (cd /DST; tar xpf - ) Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

8 Arbeiten von (Eurer) vertrauten Umgebung aus Remote Access zu Unix Systemen OpenSSH, a free version of the SSH connectivity tools 1 Seit OpenSSH ist SSH Standard auf Unix Systemen Client-Server Prinzip. Ermöglicht eine kryptographisch gesicherte Kommunikation über unsichere Netze SSH bezeichnet sowohl ein kryptographisches Protokoll als auch dessen konkrete Implementierung Bietet ein hohes Sicherheitsniveau zuverlässige gegenseitige Authentifizierung der Partner Integrität und Vertraulichkeit der ausgetauschten Daten 1 Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

9 Secure SHell Arbeiten von (Eurer) vertrauten Umgebung aus Remote Access zu Unix Systemen Fernzugang zu den Maschinen am Fachbereich SSH-Server läuft auf allen Maschinen am Fachbereich Ein SSH-Client wird auf Windows Maschinen benötigt Mac OS benutzt OpenSSH in der Standardinstallation Textueller Zugang Kopieren von Daten Weiterleitung der grafischen Ausgabe Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

10 Arbeiten von (Eurer) vertrauten Umgebung aus Verwendung der Secure Shell Konkreter Einsatz von SSH (Praktischer Teil) Ï PuTTY, ein SSH-Client für Windows Beispielsession mit Konfiguration des Clients: PuTTY, ssh-agent, Keygeneration Ï Verschlüsselte Übertragung von Dateien Sicherung unsicherer Kanäle/Protokolle durch Tunneling. Verwendung von FileZilla ( Ï Weiterleitung der grafischen Benutzeroberfläche X11 Tunneling. Verwendung, Installation und Konfiguration von XMing ( Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

11 vi/vim, ein Unix Editor Ein Standardeditor unter Unix vi/vim, ein vielseitiger und omnipräsenter Editor Ein wesentlicher Vorteil des vi Editors ist seine hohe Verfügbarkeit. In seiner traditionellen Variante ist er nahezu auf jeder Unix Variante standardmässig installiert. Er lässt sich auf der Konsole ohne Einschränkungen bedienen, wodurch er sich für die gelegentliche Serveradministration auf entfernten Rechner genauso eignet, wie für das Verfassen von Textdokumenten oder Quelltext (dann besser in der moderneren Variante, als vim (VI improved)). Der Umgang ist am Anfang sehr ungewohnt, aber innerhalb von 30 Minuten ist das grundlegende Konzept erlernt und verstanden, so dass bereits komplexere Aufgaben erledigt werden können. a a Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

12 vi/vim, ein Unix Editor Die grundlegende Bedienung des Editors Ï Aufgabe: Vim Tutorial Loggt Euch auf einem der Rechner am FB ein (per ssh oder geht in den CIP Pool). Startet das Programm vimtutor in der Shell. Nehmt Euch dafür ca Minuten Zeit und lernt den grundlegenden Umgang mit dem Editor. Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

13 Der File System Hierarchy Standard Ï Demo: Filesystem Wo liegt was (am Fachbereich)? bin Essential command binaries etc Host-specific system configuration media Mount point for removeable media mnt Mount point for mounting a filesystem temporarily sbin Essential system binaries tmp Temporary files usr Secondary hierarchy var Variable data net/www/homes User webspace home/student Student home directories Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

14 Grundlegende Kommandos Kommandos und deren Auswertung Allgemeines zu Kommandos Begriffsklärung Kommando Unter einem Kommando verstehen wir (in diesem Kapitel) eine Anweisung/einen Befehl, den der Benutzer (manuell oder durch die Verwendung eines Skripts) über die Kommandozeile/den Command Line Interpreter (CLI)/die Shell an das System gibt. Kommandozeile/Command Line Interpreter/Shell Die Shell ist selbst ein Programm, das zunächst gestartet werden muss. Es gibt eine Reihe von Shell Implementierungen (z.b.): sh(1), public domain Bourne shell ksh(1), public domain Korn shell bash, die GNU Bourne-again shell Ein command interpreter kann die Befehle interaktiv (vom Benutzer) oder durch ein Skript empfangen. Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

15 Verwendung der Shell Grundlegende Kommandos Der Command Line Interpreter (die Shell) Built-in commands. Die Shells verfügen über einige interne Kommandos (oft z.b. cd, fg, bg, jobs... ). $ jobs [1] + Running xpdf unix_intro.pdf Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

16 Verwendung der Shell Grundlegende Kommandos Der Command Line Interpreter (die Shell) Shellprogrammierung. Die Shells verfügen über Kontrollkonstrukte, die es ermöglichen in der jeweiligen Shellsyntax Skripte zu programmieren. $ for i in 1 2 a; do echo $i; done; 1 2 a Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

17 Verwendung der Shell Grundlegende Kommandos Der Command Line Interpreter (die Shell) Starten von externen Applikationen. Wird der Name einer ausführbaren Datei als Kommando übergeben, so wird das referenzierte Programm gesucht und ggf. gestartet. $ firefox Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

18 Kurzzusammenfassung Grundlegende Kommandos Der Command Line Interpreter (die Shell) Umgebung Wir befinden uns auf der Konsole oder in einem Terminalfenster (xterm, konsole,... ) und arbeiten auf dem command interpreter, der Shell. Aufbau kommando [-optionen] argumente Kommandos shell-interner Befehl oder wird von Platte nachgeladen Optionen beginnen ggf. mit einem - Argumente sind u.u. optional Eingabe von der Tastatur oder durch ein Skript Ausgabe auf dem Bildschirm (kann umgeleitet werden) Rückgabewert: Status code (return Wert, der zuletzt ausgeführten Applikation) kann mit echo $? ausgegeben werden. Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

19 Grundlegende Kommandos Wie helfe ich mir selbst? Verwendung der Manual Pages Optimalerweise sollten alle verfügbaren Kommandos und deren Bedienung über sogenannte Manual Pages dokumentiert sein. Manual pages können direkt auf der Shell gelesen werden: $ man [section] <kommandoname>. Die Manual Pages sind in unterschiedliche Sektionen eingeteilt. Jede Sektion hat eine einleitende man page namens intro $ man [sectionnumber] intro Sektion 1 beinhaltet die general commands Hypertext Manual Pages für diverse Unix Varianten Beispiel: Der Befehl ls listet alle Einträge in einem Verzeichnis auf Um sich über die genaue Funktionalität des Befehls zu informieren erfolgt der Aufruf der Manual Page durch die Eingabe von: man 1 cat Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

20 Anzeigen von Dateien Grundlegende Kommandos Kommandos zum Anzeigen von Dateiinhalten cat(1) - concatenate and print files head(1) - display first few lines of files tail(1) - display the last part of a file less(1) - view files more(1) - view files od(1) - octal, decimal, hex, ascii dump hexdump(1) - octal, decimal, hex, ascii dump Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

21 Grundlegende Kommandos Arbeiten mit Verzeichnissen Kommandos zum Arbeiten mit Verzeichnissen pwd(1) - return working directory name cd(1) - change working directory ls(1) - list directory contents mkdir(1) - make directories rmdir(1) - remove directories Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

22 Grundlegende Kommandos Kommandos zur Manipulation von Dateien Manipulation von Dateien (Permissions) rm(1) - remove directory entries cp(1) - copy files mv(1) - move files touch(1) - change file access and modification times ln(1) - make hard and symbolic links to files chmod(1) - change file modes 2 chown(1) - change file owner and group chgrp(1) - change group umask(1) - set file creation mode mask 2 Abschnitt 3.5 Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

23 Systeminformation Grundlegende Kommandos Kommandos zum Abfragen von allgemeiner Systeminformation uptime(1) - show how long system has been running dmesg(1) - display the system message buffer hostname(1) - set or print name of current host system domainname(1) - set or print YP domain of current host system uname(1) - print operating system name arch(1) - print architecture type last(1) - indicate last logins of users, ttys, and hosts Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

24 Basisinformationen Grundlegende Kommandos Kommandos zum Abfragen von allgemeiner Systeminformation who(1) - display who is logged in whoami(1) - display effective user ID id(1) - return user identity groups(1) - show group memberships tty(1) - return user s terminal name Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

25 Ressourcenverbrauch Grundlegende Kommandos Kommandos zum Ressourcenverbrauch top(1) - display and update information about the top CPU processes ps(1) - process status kill(1) - terminate or signal a process du(1) - display disk usage statistics df(1) - display free disk space iostat(1) - report I/O statistics vmstat(1) - report statistics about kernel activities Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

26 Suchen und finden Grundlegende Kommandos Suchen und Finden locate(1) - find filenames quickly which(1) - locate a program file (or files) in the path find(1) - walk a file hierarchy grep(1) - file pattern searcher file(1) - determine file type Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

27 Grundlegende Kommandos Archivierung und Komprimierung Archivierung und Komprimierung tar(1) - tape archiver zip(1) - package and compress (archive) files gzip(1) - compress and expand data (deflate mode) bzip2(1) - a block-sorting file compressor Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

28 Kleine Helfer Grundlegende Kommandos Kleine Helfer echo(1) - write arguments to the standard output printf(1) - formatted output wc(1) - word, line, and byte or character count cut(1) - select portions of each line of a file sort(1) - sort or merge text files uniq(1) - report or filter out repeated lines in a file bc(1) - arbitrary-precision arithmetic language and calculator xargs(1) - construct argument list(s) and execute utility Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34

29 Verpflichtende Aufgabe Aufgabe: Persönliche Webseite auf dem FB Webserver Ï Verpflichtende Aufgabe: Aufsetzen einer rudimentären Webseite Erstellt eine oder mehrere Webseiten auf Eurem persönlichen Webspace am Fachbereich. Umfang und Inhalt bleibt Euch überlassen. Nach Fertigstellung bitte eine Nachricht an Ein gutes HTML-Tutorial für die Erstellung von Webseiten steht Euch mit selfhtml ( zur Verfügung. Euer Webspace liegt auf /net/www/homes/<username> Und ist unter zugänglich Alexander Holupirek (U KN) Unix Intro Dezember / 34