Red Hat Linux 的安装和使用

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实验目的

本次实验主要熟悉了 Linux 的一个发行版 ——Red Hat Linux 的安装及使用。在安装过程中，我也查阅了一些资料，了解到了这个系统的一些细节和常用操作。为之后的进程管理等实验创建好实验环境和平台。

本次还进行了 gcc 编译器的安装，安装编译器的过程中，我了解了 Red Hat Linux 下软件安装的一般方法 ——rpm，也了解到一些库的安装可能依赖于另外的一些库，从而需要提前安装上其他库。了解 gcc 编译器，作为编译.c 文件的一个工具，在今后在 Linux 系统下的 C 程序编程中会起到至关重要的作用。

步骤

安装 Red Hat Linux

本次实验用到的 rhel 版本

RHEL版本截图

为锻炼好日后独立装载操作系统的能力，本次安装使用基于 VMware 虚拟机的手动安装方法，在网络上下载好 rhel7.2 版本的光盘镜像，然后使用光盘加载到虚拟机中，修改 BIOS 为光盘启动优先，以开启手动安装。

配置过程不再详述。此过程其他截图至实验报告 3.1 节中查看。 安装结束后，重启进入系统。

系统界面截图

Linux 文件系统

Linux 目录结构

进入系统后，我们可以看到根目录中都有一些什么文件夹。点击桌面的家目录，然后单击左侧的 “计算机”，或者借用命令 ls / 就可以看到。其中有 /bin，/boot，/dev，/etc，/home，/lib，/lib64，/media，/mnt，/opt，/proc，/root，/run，/sbin，/srv，/sys，/tmp，/usr，/var 这么多目录，它们的作用简单介绍如下：

存放二进制可执行文件，Linux 系统的常用命令（ls、mkdir、cp 等）就在其中。

存放用于 Linux 系统引导时使用的各种文件。

存放设备文件，在 Linux 下，“万物皆文件”，所有的外部设备对应了 dev 下的一个文件，例如 dev/sdax 对应了系统下的第一块硬盘的第 x 个分区。

存放系统管理与配置文件。

存放用于 Linux 系统引导时使用的各种文件。

所有非 root 用户文件的根目录，用户 “家目录” 为 /home/<用户名>，可以用 ~ 表示。

存放跟文件系统中的程序运行所需要的共享库及内核模块。共享库又叫动态链接共享库，作用类似 windows 里的.dll 文件，存放了根文件系统程序运行所需的共享文件。

RedHat 中 /lib 里面是 32 位的库，/lib64 里面是 64 位的库。

是挂载多媒体设备的目录，如默认情况下的光盘、优盘、硬盘等设备都挂载在此目录。

一般挂载镜像和硬盘一类的目录。

额外安装的可选应用程序包所放置的位置。

虚拟文件系统目录，是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息。

系统超级管理员的用户主目录。

内有很多 pid 文件，表示当前系统运行中的进程。pid 文件中存储了进程号，可以用于 kill 等操作。

superuser binary，存放系统管理员所使用的管理程序。

主要用来存储本机或本服务器提供的服务或数据。

包括系统所有的硬件信息以及内核模块等信息。

系统产生临时文件的存放目录。

usr 是 Unix Software Resource 的缩写， 也就是 Unix 操作系统。软件资源所放置的目录，而不是用户的数据；所有系统默认的软件都会放置到 /usr。

/var 包含系统一般运行时要改变的数据。通常这些数据所在的目录的大小是要经常变化或扩充的。原来 /var 目录中有些内容是在 /usr 中的，但为了保持 /usr 目录的相对稳定，就把那些需要经常改变的目录放到 /var 中了。

Linux 目录功能

提前在 mnt 目录下创建好了 usb 文件夹。

向虚拟机插入 U 盘后，fdisk -l 有了一些额外的输出，是这样的

其中，dev/sdb 应该就是插入的 U 盘。

实际上，此时操作系统中已经可以看到这个 U 盘了。

再运行 mount 命令已经没有作用了

可以看到，它实际上已经挂载到了 /run/media/root/设备号文件夹下。桌面上已经有了盘符显示。

再运行 unmount 命令卸载 U 盘，桌面移动盘图标会消失。

Linux 系统基本命令行操作

格式：shutdown [option] time [warning]

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2
shutdown now
shutdown -h now

除了 shutdown 以外，halt、poweroff、init 0 也可以关机。

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shutdown -r now

init 6 也可以重启。

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shutdown [offset] [message]

注意提示为 The system is going down for power-off…

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shutdown -c

注意提示 The system shutdown
has been cancelled …

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shutdown -r [time] [isBackground]
  • & 表示将当前命令放在后台运行，命令行中可能还要做一些工作。（防止终端被卡住）
  • -r 表示 reboot，重启系统。

注意提示是 The system is going down for reboot …

此时如果打开其他终端，重启警告信息会一分钟发送一次。

-k <int> 表示警告信息提示次数，提示完毕后，系统将关机。警告信息提示频率默认为 1 分钟 1 次。

格式：ls [option] [path]

ls 命令一般用于列出 Linux 中文件夹下的文件列表。

在任何参数都不加的情况下，输出当前目录的非隐藏文件列表。

-l
参数使得输出结果以列表形式展示。最上端的 “总用量” 代表当前目录下所有文件所占用的空间总和，下方输出，从左到右分别代表文件属性（文件类型 + 权限属性）、硬链接数（指向该文件的链接数）、文件（目录）拥有者、文件（目录）拥有者所在的用户组、文件所占用的空间（以字节为单位）、文件（目录）最近访问（修改）时间、文件名（如果是一个符号链接，那么会有一个 “→” 箭头符号，后面跟一个它指向的文件名）。

-d 参数代表只显示目录。

-a 表示显示隐藏文件，在 Linux 系统下，认为以英文句点 (.) 开头的文件名为隐藏文件。

  • .. 和. 是特殊的隐藏文件，分别代表上级目录和本级目录。
  • -s 代表显示各个文件的大小，后面的 -S 代表以文件大小对输出结果排序。
  • Linux 系统下，认为每一个目录 “大小” 为 4kb。

格式：[cp/mv] [option] [pathfrom] [pathto]
cp 命令一般用于复制文件或目录。mv 命令一般用于剪切文件或目录，也可以用于重命名。

在实验准备之前，先在 data 目录下写一个 1.txt 文件，内容为 "welcome to linux!"。

把它复制到同一个目录下

把它移动到文件夹 a 下面

要把上一步的文件复制到另一个文件夹下

-i 表示交互提示 (interactive)，在覆盖文件前会弹出提示。

现在我们看到直接复制文件夹是不行的。

此时需要 - r 参数，表示递归复制文件夹下的所有内容 (recursive)。

格式：rm [option] [dirname|filename]

rm 命令一般用于删除文件或目录。

实验环境在 /root/data 文件夹下，文件列表如第一条命令执行结果所示。

可以看到，直接 rm 目录名是无法删掉目录的（加上 -d 选项也只能移除空的目录），而 rm 文件名是可以删除文件的（权限足够的情况下）。

删除目录要用 -r 选项，实际上，它递归移除了其中的所有文件 (recursive)。从上图中也可以看到，目录名、文件名都支持通配符。

-f 表示强制删除 (force)，没有任何提示。删除文件夹时一般与 -r 参数配合，以省掉频繁的确认过程。

格式：mkdir [option] [dirname]

mkdir 命令一般用于创建目录。

在进行下一步操作前，data 文件夹为空

在当前目录下直接创建 a、b、c 文件夹

试图用同样方法在 a 文件夹下建立 test/t1 两级目录。嗯？不行？创建多级目录时，最好使用 -p 选项，建立必要的父文件夹结构。下右图为创建效果

-m 指定了当前文件夹的权限属性。这回就涉及到了 ls -l 命令输出的左侧的第一个字段了。实际上，r:read 就是读权限，用数字 4 表示，w:write 就是写权限，用数字 2 表示，x:excute 就是执行权限，用数字 1 表示。第一组 rwx 表示文件拥有者权限，第二组 rwx 表示与拥有者同用户组的权限，最后一组表示其他用户权限。

例如，用于 ssh 登录的 authorized_keys 文件的权限值为 600，只允许当前用户的写和读权限，其他用户没有任何权限，这样做是出于安全的考虑。

格式：rmdir [option] [dirname]

rmdir 命令一般用于删除空目录。和 rm -d 的作用效果一致

格式：cd [option] dirname

cd 用于改变当前工作路径，影响后续命令的执行路径 (change directory)。

pwd [option]

pwd 用于打印出当前工作路径 (print working directory)

格式：cat [option] file ...

cat 命令一般用于拼接 (concatenate) 文件或标准输入，并在标准输出中输出结果。

例子

例如：t1 文件夹下有 a.txt，b.txt 文件，现在要把它们打印在控制台上（“直接打开”），结果如下

其中 -b 选项表示输出非空行的行号。

也可以将标准输入重定向至文件中，使用 > 符号。使用 ctrl+c 退出重定向模式。

或者将两个文件的内容拼在一起，然后把输出结果重定向至第三个文件中。

格式：find [dir]... [option]

find 命令一般用于查找文件。一般有 -name 和 -type 两种选项

-print 用于打印出所有查找结果。

-user 用于指定查找的用户范围。

-exec <command> {} \; 用于将查找到的文件执行 command 命令，比如以下截图命令为删除空文件（大小为 0 的文件）。

注意：大括号和反斜杠之间有一个空格

格式：grep [option] [pattern] [file]

grep 命令用于从文件中查找给定格式的字符串并打印出来。

从下图的演示结果来看，-i 选项为忽略大小写的查找（用例文本没写出这一点来），-n 开启了行号显示。对于查找大文件的相关字符串有一定帮助。

格式：more [option] file [...]

用于分页显示大文件。类似于 cat。

在分页显示模式中，按 Space 可以前进一页，Backspace 可以后退一页，q 键退出此模式。模式截图如下。

more 还可以和其他命令配合使用，比如要列出一个目录下的文件，由于内容太多，我们应该用 more 来分页显示

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ls -l /usr/lib | more
  • -c 创建新的压缩文件
  • -v 显示详细的处理信息
  • -f 要操作的文件名，这里是所有 txt 文件
  • 会打包成 tar 格式

怎么生成文件大小反而更大了？

还得调用 -z 参数！（实际调用了 gzip 程序进行压缩）生成的.tar.gz 文件体积果然减小了。

  • -x 选项用于解压 (extract) 文件
  • tar 文件至少要用 -xf 选项，tar.gz 文件至少要用 -zxf 选项。

gzip 命令主要用于 gz 格式的压缩。

--best 指以最高压缩比进行压缩（也可以用 -9 来指定），同时，有以最快速度进行压缩的选项，为 --fast 或 -1。

-l 查看当前所有 gz 压缩文件的信息（包括压缩前后大小，压缩比，原文件名）

-d 选项可以解压 gz 格式的压缩文件。在这里可以验证原来文本文件的大小。

unzip 主要用于 zip 格式压缩文件的解压。

-d 选项可以指定解压至哪一个文件夹。而 unzip 的默认处理方式为 -j，即直接解压至压缩包同级目录下。注意到 inflating 的输出有所不同。

格式：chmod [who] [操作符] [mode] 文件名

chmod 用于修改文件的权限标志位。

who 选项中，g 指同组用户 (group)，o 指其他用户 (others)，u 指当前用户 (user)，a 指所有人 (all=g+o+u)。
操作符 +/-/= 分别代表增加权限、减少权限、设定权限为，mode 为 rwx 三种，分别对应读取，写入，执行权限。

新创建的文件一般没有执行权限，需要 chmod +x 来添加权限，然后在可执行文件所在文件夹下运行。这一点似乎 root 用户也不例外。

登录另一个用户尝试读、写、执行，发现均显示 “权限不够”，证明文件权限被正确设置为 600，即其他用户没有任何权限。

同理，也可以使用八进制掩码来设置文件权限，其中 r 的权值为 4，w 的权值为 2，x 的权值为 1，分别对应了读、写、执行权限。

格式：chgrp [username] [file]

chgrp 用于更改文件所属的用户组。

执行后发现 ls -l 的第四列结果（文件所属用户组）发生变化。

格式：chown [options] user[:group] file...

chown 用于更改文件属主（和用户组）。

执行后根据 `group` 的指定与否，发现 `ls -l` 结果的第三列或第三列和第四列发生变化

格式：passwd <用户名>

passwd 命令用于更改一个用户的 unix 密码，在更改的过程中，发现它有一定的强度要求。而且输入的密码不会在屏幕上回显。

注销，用新用户登录，输入刚才设置的密码可以进入系统。

使用 passwd -S <用户名> 可以打印出目标用户的密码情况。嗯，SHA512 算法还是相对来说比较安全的……

`passwd -d <用户名>` 可以清除指定用户的密码。

su <用户名> 可以不注销当前登录态的情况下切换用户，视密码是否为空而提示输入相应用户密码。（当时 root 有密码，testusr 没有密码）

write 命令用于传讯息给其他使用者。在执行 write 用户名 后，把要传输的信息打过去，按 ctrl+c 结束，传输的信息就会显示在那个用户名的终端里。 在这里，我使用了本地的另一台虚拟机 Kali Linux，以 ssh 方式访问 rhel 机器，来模拟多用户访问的情况。以下为测试效果。

使用 mesg n 可以关闭终端机的写入权限（实际上上图的情况是表明输出权限也一并被关闭）。mesg y 可以重新打开。

free 命令用于查看系统中已用空间和可用空间。表头从左到右的含义为总空间，已用空间，空余空间，共享空间，缓存空间，可用空间。第一行为存储区，第二行为交换区。

-b | -k | -m 表示以字节，千字节，兆字节的方式来显示数据，可读性更强，不过要使可读性最强，可以使用 -h 选项。

df 命令用于显示目前在 Linux 系统上的文件系统的磁盘使用情况统计。

-a 选项包含所有的具有 0 Blocks 的文件系统，-T 选项显示文件系统的形式。

-t 代表限制列出文件系统的类型，由于当前系统没有 ext3 格式的类型，所以会显示 “未处理文件系统”。
-h 使其中输出的值（指容量相关值）更加具有可读性。

du 命令用于显示目录或文件的大小。默认统计当前文件夹大小。

du –a / 的结果，输出很长，只截取了后面的部分，最底部的 “3283432” 为总用量，-a 选项则列出了所有文件及目录的大小

-s 选项仅显示总计容量大小，配合 -h 选项可以快速统计某目录的所占空间大小。

dd 命令用于以指定大小的块拷贝一个文件，并在拷贝的同时进行指定的转换。经常用于备份设备数据。

由于设备短缺，测试只好使用从文件复制到本地硬盘中。可以看到一些输出。

直接运行 dd 命令是从标准输入传送到标准输出。

fdformat 主要用于低阶格式化软盘，对设备要求较高，由于手边设备有限，并不能得出结果。

at 命令：用于安排临时任务（与周期性任务 crontab 有所不同）

输入 at <time> 后，进入 at 命令模式，以 ctrl+D 结束任务输入。

atq 可以用于查看当前任务列表，atrm <id> 可以删除临时任务

比如，上图描述了在 14：45 分时，列出用户家目录的文件列表，并把它放入 1.txt 文件中。执行效果如下

命令执行通常会阻塞住当前的终端，如果命令执行时间很长，而碰巧又想执行别的命令，就会相当麻烦，& 可以是当前命令转入后台运行，即使关闭当前终端也不会中断其运行。可以使用 bg 查看后台任务，fg 将后台任务转回终端查看。

这里，my_ls 添加了 sleep 语句，方便查看后台运行效果

who 命令显示关于当前在本地系统上的所有用户的信息。显示以下内容：登录名、tty、登录日期和时间，如果用户是从一个远程机器登录的，那么该机器的主机名也会被显示出来。

`-H` 显示表头，`-T` 显示 tty 的状态。

w 命令显示目前登入系统的用户信息。执行这项指令可得知目前登入系统的用户有哪些人，以及他们正在执行的程序。（testusr 没登录，所以这里没有他的信息）

ps 命令列出系统中当前运行的那些进程，是当前那些进程的快照。

STAT 字母表示：

  • R 运行 runnable (on run queue)
  • S 中断 sleeping
  • D 不可中断 uninterruptible sleep (usually IO)
  • T 停止 traced or stopped
  • Z 僵死 a defunct (‘zombie’) process

-u 选择用户名。

-l 长格式。多了 F，wchan，C 等字段。

-a 显示一个终端的所有进程，除了会话引线。

-x 显示没有控制终端的进程，同时显示各个命令的具体路径。最常见的组合为 -aux，通常配合管道 grep 来找到要停止的进程。

kill [sig] <pid> 杀死进程，强杀进程一般使用信号 -9(SIGKILL)，因为其他信号都可以被忽略

在终端中回显输出用户的字符串。

显示日历。

输出日期和时间。

清空当前终端中的内容（实际上表现为滚动条向下滚动）。

Vi 的基本使用

Linux 系统中一般会内置 vi 作为文本编辑器，用命令 vi xxx 启用后，有三种模式：命令模式（Command mode），输入模式（Insert mode）和底线命令模式（Last line mode）。刚刚进入 vi 时，是命令模式，任何输入字符不会加入文件中，而是被解析为命令运行，想要进入输入模式，需要按键盘 i 键。输入完成后，可按 ESC 键退回命令模式。要退出程序，需要按: 键，切换到底线命令模式中，然后输入 q 不保存退出或输入 w 保存退出。底线命令模式中支持的命令比命令模式要多。

下面是一些命令的运行效果截图。

Linux 系统中的 gcc 编译器

GCC 原名为 GNU C 语言编译器（GNU C Compiler），因为它原本只能处理 C 语言。GCC 很快地扩展，变得可处理 C++。后来又扩展为能够支持更多编程语言，如 Fortran、Pascal、Objective-C、Java、Ada、Go 以及各类处理器架构上的汇编语言等，所以改名 GNU 编译器套件（GNU Compiler Collection）。

安装 Linux 系统时本应选择预装 gcc 套件的，但当时并没有考虑到这个需求。还好 Red Hat 的镜像中有 gcc 的软件包，仍旧可以安装。安装过程不再详述。

用 vi 编写一个简单的 c 程序，保存为 hello.c。

hello.c
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/*--hello.c--*/
#include <stdio.h>
int main(){
	printf("Hello world\n");
	return 0;
}

使用 gcc 命令编译该源代码。-o 参数指定生成目标文件，它可以直接执行（有 x 权限）。

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gcc hello.c -o hello
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./hello

实验关键里程碑数据与结果

安装 Red Hat Linux

安装 gcc 编译器

实验难点与收获

完成本实验花费了个人约 8 个小时的时间，其中有 6 个小时的 “上机” 时间（在系统），剩余时间用于实验报告的写作上。感觉这次的实验还是很简单的，基本上没有难点，除了最后在配置 gcc 软件包时，需要先安装大量依赖软件包，占用了一些时间。

实验思考

  • 通过本实验，我感受到了 Linux 系统相对于 Windows 的强安全性。

    • 首先，Linux 系统在终端中输入任何密码时，都不会有回显，在设置用户密码时，要求它有一定的强度（≥8 个字符，且还要通过字典检查）
    • 除了 root 用户，所有其他用户的根目录均局限于 home 目录下，由于权限码的限制，一旦离开了 home 目录，便很难再拥有权限操作文件，因为往往系统文件的权限值对于其他用户均设置为很低的值，而且 Red Hat Linux 对于创建的新用户，默认是连 sudo 权限都没有的（下图，还带着提示），这意味着他们几乎不可能进入系统空间和其他用户的空间，也更不可能列出文件目录或者是执行文件。

  • Linux 系统的命令是相对于 Windows 系统来说最大的不同点，用惯了图形化界面操作系统的人，总归对冷冰冰的命令行页面下不去手。这次的安装虽然装的是带有 GUI 界面的服务器版本（下图），但主要的操作还是放到了命令行中，因为可以很直观的看到输出。

  • 上手使用了一些 Linux 中的命令后，感觉还是比较好掌握的，因为它们基本上是一些英文单词的缩写。命令格式也非常好理解，一个短横线往往跟短选项，而两个短横线往往跟长选项。有些短选项是可以合并的（比如 ls -la 等价于 ls -l -a）。