Fehlerdiagnose und Problembehebung unter Linux

Transkript

1 Mathias Kettner Fehlerdiagnose und Problembehebung unter Linux 2., aktualisierte und erweiterte Auflage

2 1 Los geht's Die Sache mit der Armbanduhr Das Besondere an Linux Den Fehler reproduzieren Die exakte Ursache rinden Der Einblick Spurensuche Die Wirkungskette Der wandernde Fehler Wechselnde Umstände Reine Geisteskraft Den Fehler beheben Ein Wort zur 2. Auflage 10 2 Dokumentation und Recherche Dokumentation Erste und zweite Hand Bücher Man-Seiten GNU Texinfo Artikel aus dem Internet Dokumentation in RPM-Paketen Request For Comments (RFC) 21

3 2.1.8 Dateien unter/usr/share/doc Hilfeartikel, HOWTOs und FAQs HOWTOs SUSE-Supportdatenbank (SDB) Die Linux Problem Base FAQs Newsgruppen und Mailinglisten Das Linux Documentation Project (LDP) Quellcode 25 3 Logdateien und Debugausgabe Der System Logging Daemon v Funktionsweise des syslogd Loggen über das Netzwerk Meldungen sortieren Meldungen speichern oder weiterleiten Erzeugen von Logmeldungen aus Shellskripten Erzeugen von Logmeldungen aus C-Programmen Logdateien analysieren mit logsurf er Funktionsweise von logsurf er logsurf er vorbereiten logsurf er aufrufen logsurf er an syslogd anbinden Shellskripte verfolgen mit bash -x 41 4 Aktive Diagnose Dateien Textdateien effizient anzeigen mit 1 ess Logdateien anzeigen mit tail -foderless +F Sich ändernde Ausgaben anzeigen mit watch Dateityp feststellen mittels file Suche innerhalb von Textdateien mit grep Konfigurationsdateien abspecken mit grep -Ev '"(# $) ' 54 VI

4 4.1.7 Dateien dem Namen und Typ nach finden mit f ind Schnelles Suchen mit locate statt find Die Nadel finden: grep, find und xargs Dateien aus RPM-Paketen untersuchen mit rpm Fehlende Dateien finden auf der SUSE-CD/DVD Ort eines Befehls feststellen mit which Änderungen in Textdateien aufspüren mit di ff Texte in Binärdateien finden mittels strings Binärdateien anzeigen mit hexdump Änderungen in Binärdateien vornehmen Binärdateien vergleichen mit cmp Festplatten und Dateisysteme Festplatten und Partitionen anzeigen mit fdisk Gemountete Dateisysteme anzeigen mit mount Freien Platz anzeigen mit df Prozesse Prozessbaum anzeigen mit pstree Prozessliste mit ps Prozessmonitor top Prozess-IDs ermitteln mit pidof Offene Dateien anzeigen mit lsof Alle Informationen aus erster Hand unter /proc Benutzer und Gruppen Gruppen eines Benutzers anzeigen mit id Benutzer und Gruppe eines Prozesses anzeigen mit ps Alle Gruppen eines Prozesses anzeigen Der Bootvorgang Der Bootvorgang im kurzen Überblick Bootmeldungen Booten in andere Runlevel Systemrettung im Runlevel S Booten ohne Passwort 98 VII

5 4.5.6 Booten ohne Bibliotheken mit der sash Das SUSE-Rettungssystem Kernel Version, Lebensalter und Speicherverbrauch Module Kernelparameter Hardwarediagnose Prozessor, Speicher und andere innere Werte Der Prozessor und /proc/cpuinfo.... HO Informationen aus ACPI ACPI: Prozessor ACPI: Stromverbrauch und Akkus ACPI: Temperatur Hauptspeicher Hardwareuhr und Systemzeit, hwclock und date Allgemeines zur Peripherie Grundprinzip des Prozessorbus Zugriff auf Peripheriebausteine Interrupts und /proc/interrupts IO-Portsund/proc/ioports Bussysteme und Steckkarten Grundprinzip des Erweiterungsbus Verschiedene Bussysteme PCI Liste aller PCI-Geräte mit 1 spei PCI Vendor-und Device-IDs 128 ' 5.4 Externe Schnittstellen Grundprinzip der seriellen Datenübertragung Serielle Schnittstellen testen mit echo und cat Serielle Geräte testen über Interrupts Serielle Geräte testen mit minicom Die parallele Schnittstelle 134 VIII

6 5.4.6 Die Tastatur PS/2-Maus Allgemeines zu USB USB-Diagnose unter Linux Laufwerke Das Diskettenlaufwerk Allgemeines zu IDE/ATA und ATAPI IDE-Diagnose mit Linux Performancekontrolle bei DMA und PIO Allgemeines zu SCSI Einfache SCSI-Diagnose unter Linux Informationen aus/proc/scsi Netzwerkdiagnose Einteilung in Schichten Die Hardwareschicht Netzwerkgeräte Aktivierung und Konfiguration der Geräte mit ifconf ig Medium und Übetragungsart ermitteln mit mii -diag MAC-Adressen und ARP Punkt-zu-Punkt Verbindungen mit PPP Das Internetprotokoll (IP) Grundsätzliches zu IP Internetadressen Verbindungstest mit ping Weitere Möglichkeiten von ping Bandbreitenschätzung mit bing Routen verfolgen mit traceroute TCPundUDP Grundsätzliches zu TCP TCP-Verbindungen testen mitte Inet Grundsätzliches zu UDP TCP und UDP testen mit netcat / nc IX

7 6.4.5 Sockets und Verbindungen beobachten mit netstat Offene Ports finden mit nmap Netzwerkverkehr mithören mit tcpdump Namensauflösung mittels DNS DNS-Anfrage in Einzelschritten Probleme mit DNS: Zwei unterschiedliche Symptome Diagnose von DNS-Problemen DNS Anfragen mit tcpdump analysieren Diagnose von iptables Paketfilter und Firewall Die drei Regelketten Ketten anzeigen Paketzähler Logmeldungen Weitere Diagnosewerkzeuge Ein ausführliches Beispiel Das Beispiel Die Wirkungskette Diagnose mit ping Link testen mit mii-diag Routingprobleme Einwahl per DSL DNS POP3-Server Fazit Programme und Prozesse Untersuchen von Binaries Dynamische Bibliotheken unter Linux Verwendete Bibliotheken auflisten mit ldd Binaries analysieren mit ob j dump System-und Bibliotheksaufrufe Grundsätzliches zu Systemaufrufen

8 7.2.2 Systemaufrufe protokollieren mit strace Wichtige Systemaufrufe Systemaufrufe: Dateizugriffe Systemaufrufe: Verzeichnisse und Dateiattribute Systemaufrufe: Netzwerk Systemaufrufe: UIDs und GIDs Systemaufrufe: Warten Systemaufrufe: Erzeugen und Beenden von Prozessen Systemaufrufe: Speicherverwaltung und Übriges strace in der Praxis Beispiel: xscanimage als normaler Benutzer verwenden Bibliotheksaufrufe anzeigen mit ltrace Signale Was sind Signale? Signale senden mit kill und killall Ein kleines Programm zum Testen von Signalen Segmentfehler (segmentation fault) Möglichkeiten, mit einem Segmentfehler umzugehen Debugging unter Linux Was ist ein Debugger? Der GNU-Debugger gdb Starten von Programmen unter gdb Allgemeines zum Aufrufstapel Aufrufstapel mit gdb untersuchen Ein chirurgischer Eingriff Andocken an laufende Prozesse Untersuchen von Coredumps Die Bedienung des GNU-Debuggers Eine spektakuläre Rettungsaktion An die Quellen Nur kein Respekt! Interpretersprachen vs. Compilersprachen XI

9 8.3 Interpretersprachen Allgemeines zu Interpretersprachen Shellskripte Perl PHP Python Compilersprachen Quellcodes besorgen Entwicklungswerkzeuge vorbereiten Fremde Quellen auspacken In den Quellen recherchieren Fundstellen im Linux-Kernel Übersetzen der Quellen bei Tarbällen mittels make autoconf und automake Übersetzen der Quellen bei Source-RPMs Überprüfen der Kompilation Installieren Den Fehler festnageln Änderungen machen printf-debugging Debug-Ausgabe in C und C printf-debugging im Kernel Vorbereitungen Den Kernel übersetzen Den Kernel installieren Meldungen ausgeben mit printk Ein komplettes Beispiel Den Fehler beheben Einen Patch erstellen Den Patch testen Den Patch in das RPM einbauen Dem Autor den Patch schicken 343 XII

10 9 Performanceprobleme Zeitmessung Zeitmessung bei Befehlen Differentielle Zeitmessung Zeitmessung bei Serverdiensten Zeitmessung von laufenden Prozessen Speicherengpässe und Swappen Festplatten Lese- und Positionierungsgeschwindigkeit Partitionsgrößen Der Einfluss von Caches Raw-Devices Einfluss des Dateisystems Netzwerk Bandbreitenmessung mit iptraf Laufzeiten messen mit ping Wartezeiten Zusammenfassung Kompression von Daten Grundüberlegungen OpenSSH Verschlüsselung Performance unterschiedlicher Algorithmen Algorithmus wählen bei OpenSSH A Handwerkszeug 383 A.l Effizientes Arbeiten mit der Bash 383 A.l.l Die Tabulatortaste 383 A.1.2 Die Historie 385 A.1.3 Die geschweiften Klammern { und } A.2 Wichtige Funktionen der Shell 388 A.2.1 Backslashes und Anführungszeichen A.2.2 Ausgabeumlenkung 390 XIII

11 A.2.3 Pipes 391 A.2.4 Kommandoersetzung 391 A.3 Texteditoren 393 A.3.1 vi 394 A.3.2 Joe 395 A.3.3 jmacs 396 A.3.4 zile 397 A.3.5 mcedit 398 A.4 Reguläre Ausdrücke 399 A.4.1 Regeln 399 A.4.2 weitere Beispiele 404 A.4.3 einfache und erweiterte reguläre Ausdrücke A.5 Hexadezimalzahlen 405 A.5.1 Der Name 405 A.5.2 Der Sinn 405 A.5.3 Das Umrechnen 406 A.6 Die Verzeichnisstruktur von Linux 407 A.6.1 Der Filesystem Hierarchy Standard A.6.2 Die Rootpartition 408 A.6.3 Das Wurzelverzeichnis 408 A.6.4 Die /usr-hierarchie 411 A.6.5 Die /var-hierarchie 413 B Alle Werkzeuge 415 B.l Nachinstallieren von Software 415 B.2 Diagnosewerkzeuge 416 B.3 Entwicklungswerkzeuge 423 XIV