Shell Linux¶

Co to je?¶

Předmět zaměřený na základy práce v prostředí operačního systému Linux, s důrazem na ovládání pomocí příkazové řádky (shellu). Studenti se seznámí s principy práce v příkazové řádce operačního systému unixového typu.

Co se naučíš?¶

Orientace v systému: Práce s adresářovým stromem, práva souborů, uživatelé, správa procesů.
Příkazová řádka: Použití základních příkazů pro navigaci a manipulaci se soubory.
Shell scripting: Základy programování v shellu (bash).
Textové nástroje: Zpracování textu pomocí regulárních výrazů a textových proudů.
Výstupy z učení
Absolvent předmětu by měl zvládnout orientaci v základním uživatelském prostředí každého systému typu UNIX/Linux.

Přehled výuky¶

Přehled na Elearning

Přihlášení¶

ssh perun.nti.tul.cz

Prikazy z prvni hodiny cviceni¶

Ssh perun.nti.tul.cz
who
Yes
Heslo je sh
Whoami
Ls
Ls -a
Ls -la
Pwd
Ls /
Ls /home/
Cd
Cd ..
Cd (bez ničeho nebo s tildou)
Mkdir adresar
Rmdir (prázdné adresáře)
Rm -r
Rm -r *
Rm -rf (smaže všechno takže systém) / sudo rm -rf
Cp -r (co a kam)
Mv
Touch
Rm s*
Man ls, cd… (maual)
Cp /home/jana/basnicky/m* .
Mkdir poezie
Mv m*.txt poezie
----------------
Absolutní cesta začíná vždy v /
Relativní cesta začíná vždy v aktuálním wd (working directory)

Skripty¶

Externí shell a skripty: http://shell.nti.tul.cz/

Procesy¶

top ps ps aux ps ux
sleep
; - příkaz do popředí
& - spustí příkaz na pozadí
fg1 z pozadi do popředí bg1 do pozadi
ctrl + Z - do stopped
kill PID - ukončen killall SIGTERM SIGKILL

Témata ke zkoušce¶

1. Typy souborů v Linuxu¶

Specifikace: První znak ve výpisu ls -l.

- Obyčejný soubor: Text, binárka, obrázek.
d Adresář: Soubor obsahující seznam inodů a jmen.
l Symbolický odkaz: Cesta k jinému souboru.
b Blokové zařízení: Disk, CD-ROM (přenáší data po blocích/bufferech).
c Znakové zařízení: Terminál, klávesnice, /dev/null (přenáší po znacích).
p Pojmenovaná roura (FIFO): Pro komunikaci procesů.
s Socket: Pro komunikaci (i síťovou).

Hard Link vs. Soft Link:

Hard link (Pevný): Stejný inode = stejná data. Smazání “originálu” data nezničí (pokud existuje link). Omezení: Musí být na stejném disku (partition) a nelze na adresář.
Soft link (Symbolický): Jen zástupce (cesta). Má vlastní inode. Smazání originálu = nefunkční odkaz (broken link).

2. Adresářový strom¶

Kořen: / (Root). Stromová struktura (bez cyklů).

Signifikantní adresáře:

/bin, /sbin, /usr/bin: Spustitelné programy.

/etc: Konfigurace (textové, čitelné).

/home: Data uživatelů.

/proc: Virtuální FS (info o procesech v RAM).

/dev: Soubory zařízení (/dev/null = černá díra, /dev/zero = generátor nul).

/var: Logy, proměnná data.

/tmp: Dočasné soubory.

jana@drak ~ $ tree -L 1 /
/
├── bin
├── boot
├── dev
├── etc
├── home
├── lib
├── lib32
├── lib64
├── lost+found
├── media
├── mnt
├── opt
├── proc
├── root
├── run
├── sbin
├── srv
├── sys
├── tmp
├── usr
└── var

3. Cesty adresářovým stromem¶

Absolutní: Začíná /. Neměnná. Bezpečná do skriptů.

Relativní: Nezačíná /. Vztahuje se k PWD (Print Working Directory). Používá . (aktuální) a .. (nadřazený).

Příklad: Jsem-li v adresáři /home/jana (zde psána absolutní cesta), pak relativní cesta k tomuto adresáři může být třeba ., ../jana, ../../home/jana nebo ./././.././jana/./../jana

4. Filesystem, metadata, inode¶

Filesystem: Způsob organizace dat na fyzickém disku (formátování). Příklady: ext4, xfs, btrfs.

Metadata: Data o datech (vlastník, oprávnění, čas změny, velikost). Neobsahují jméno souboru ani samotný obsah.

Inode: Datová struktura (číslo). Obsahuje metadata: Vlastník, práva, časy (změna, přístup), velikost, pozice dat na disku. Neobsahuje jméno souboru (to je v adresáři).

Práva (chmod):

r=4, w=2, x=1.

Příklad: chmod 755 soubor znamená:

Vlastník (7 = 4+2+1): Čte, píše, spouští.

Skupina (5 = 4+0+1): Čte, spouští.

Ostatní (5 = 4+0+1): Čte, spouští.

Umask: Výchozí nastavení práv pro nově vytvořené soubory (odečítá se od základu).

Speciální bity:

SUID (s u vlastníka): Spouští se s právy vlastníka souboru (ne toho, kdo ho spustil (ne uživatel)).

SGID (s u skupiny): Dědí skupinu adresáře.

Sticky bit (t): V /tmp – mazat může jen vlastník, i když mají zápis všichni.

5. Uživatelé¶

Root (UID 0): Správce, může vše

Systémoví uživatelé (nízká UID): Pro běh služeb (www-data, mail), nemají login shell

Běžní uživatelé (UID 1000+): Omezená práva.

Soubory:

/etc/passwd: Login, UID, GID, home, shell. (Hesla tu nejsou, je tu x).

/etc/shadow: Zašifrovaná hesla, expirace hesel (čte jen root).

6. Skupiny (Grupy)¶

Definice: V souboru /etc/group. Slouží ke sdílení práv mezi více uživateli.

Princip: Uživatel má 1 primární skupinu (v passwd) a může být v mnoha sekundárních. Příkaz chgrp mění skupinu souboru.

7. Stavy procesu¶

Stavy:

R (Running): Běží.

S (Sleeping): Čeká (na disk, klávesnice).

T (Stopped): Pozastaven (např. přes CTRL+Z).

Z (Zombie): Mrtvý, rodič si nepřečetl exit status.

Signály (kill):

SIGINT (Ctrl+C): Ukonči se slušně (exit code 130).

SIGSTP (Ctrl+Z): Pozastav se (Stopped).

SIGTERM (kill PID): Ukonči se (default).

SIGKILL (kill -9 PID): Okamžitá vražda (nejde ignorovat).

8. Monitorování procesů¶

Interaktivní: top,htop (vidím vytížení, neustále se aktualizuje, q pro konec).

Neinteraktivní: ps (výpis aktuálního stavu). Časté: ps aux nebo ps -ef.

V terminálu: jobs (úlohy na pozadí),bg (hodit na pozadí), fg (vrátit do popředí).

9. Závislosti mezi procesy¶

Rodič (Parent) -> Potomek (Child). Potomek dědí proměnné označené export.

Zombie: Nejde zabít (je mrtvý). Musíš zabít jeho rodiče -> Zombie adoptuje init (PID 1) a ten ho uklidí.

10. Spuštění příkazu¶

Jak shell pozná příkaz:

Je to absolutní/relativní cesta? (./skript.sh) -> Spustí to.
Je to alias (zkratka v .bashrc) -> Spustí to.
Je to funkce (definovaná ve skriptu)? -> Spustí to.
Je to interní příkaz (built-in)? (cd, echo, let) -> Provede ho přímo shell.
Je to externí program? -> Hledá ho v adresářích uvedených v proměnné $PATH.

11. Textové Proudy a Roury¶

Proudy:

stdin (0): Vstup (klávesnice).

stdout (1): Výstup (obrazovka).

stderr (2): Chybový výstup (obrazovka).

Přesměrování:

> (přepsat)

>> (připojit)

2> (přesměrovat chyby)

2> /dev/null (zahodit chyby)

< (číst ze souboru)

&> (přesměrovat vše).

Roura |: Výstup prvního je vstupem druhého.

Příklad: cat soubor.txt | grep “slovo” (Vyhledá slovo v obsahu souboru).

12. Skripty v bashi¶

Co to je: Textový soubor s příkazy.

Vlastnosti:

Spuštění: ./skript.sh (musí mít právo spustitelnosti chmod +x nebo chmod 755 soubor).

Hlavička (Shebang): #!/bin/bash na prvním řádku (určuje interpret).

Vstup: Příkaz read proměnná (načte vstup od uživatele).

Použití: Automatizace opakovaných úloh.

13. Proměnné v bashi¶

Typ: Vše je řetězec (string).

Naplnění: JMENO=hodnota (bez mezer!).

Volání: $JMENO nebo ${JMENO}.

Argumenty: $0 - jméno skriptu, $1 - první parametr, $# - počet parametrů.

Úpravy řetězců (z materiálů):

Výřez: promenna:odkud:kolik - např. ${cislo:2:3}

Vlastní vs. Systémové:

Vlastní: pocet=5 (platí jen v aktuálním shellu, pokud nedám export).

Systémové: $USER (uživatel), $HOME (domov), $PATH (cesty), $PWD (kde jsem).

14. Podmínky v bashi¶

Exit status: Návratová hodnota posledního příkazu ($?). 0 = OK, 1-255 = Chyba.

Testování [ … ]:

-e (existuje), -f (soubor), -d (adresář).

-z (prázdný string), -n (neprázdný).

-eq (rovná se číslo), == (rovná se text).

Podmíněný příkaz: && (spusť další, jen když první prošel), || (spusť další, když první selhal).

Syntaxe if:

if [ "$a" -eq 1 ]; then
    echo "Je to jedna"
fi

Syntaxe case:

case "$promenna" in
    start) echo "Spouštím";;
    *) echo "Neznám";;
esac

15. Cykly v bashi¶

While: Dokud je podmínka pravda (while [ $i -lt 5 ]).

Until: Dokud podmínka NENÍ pravda (opak while).

For: for i in {1..10}; do … done.

Řízení: break (vyskoč ven), continue (přeskoč zbytek a jdi na další kolo).

Nekonečný cyklus: while true; do … done.

Syntaxe for:

for (( i=1; i<=9; i++ ))
do
    for (( j=1; j <=i; j++ ))
    do
        echo -n "$i"
    done
    echo ""
done

Syntaxe while:

i=1
while [ $i -le 5 ]
do
    echo "Číslo: $i"
    ((i++))
done

Syntaxe while (nekonečná smyčka):

while true; do
    echo "Běžím..."
    sleep 1
done

Syntaxe until:

voda=3
until [ $voda -eq 0 ]; do
    echo "Míchám, pořád je tam voda..."
    ((voda--))
done
echo "Hotovo, konečně sucho!"

16. Soubory k nastavení bashe¶

~/.bashrc: Pro interaktivní shell (aliasy, prompt).

/etc/profile: Pro celý systém.

Proměnné prostředí: env (výpis), export (zveřejnění pro potomky).

17. Terminál a shell¶

Terminál: Okno/HW, které zobrazuje znaky a posílá vstupy (např. Putty, xterm).

Shell: Program běžící na serveru, interpretuje příkazy (např. bash, sh, zsh).

Druhy: sh, bash, zsh, csh, fish. Seznam dostupných je v /etc/shells.

18. OS Linux (Historie, modularita)¶

Historie: 1969 UNIX (Bell Labs), 1991 Linus Torvalds, inspirován Minixem/Unixem.

Modularita: Kernel + Shell + GNU Tools + GUI (vše vyměnitelné).

Jádro (Kernel) řeší HW.

Shell řeší komunikaci s uživatelem.

GNU nástroje řeší příkazy.

Desktop environment (GNOME/KDE) řeší grafiku. Vše lze vyměnit.

19. Linuxové distribuce¶

Proč vznikají: Linux je jen jádro. Distribuce přidává instalátor, balíčkovací systém a výběr SW.

RPM: RedHat (RHEL), Fedora, CentOS, SUSE.

DEB: Debian, Ubuntu, Mint.

Jiné: Arch (pacman), Gentoo (kompiluje se), Slackware.

Proč: Jádro je stejné, liší se balíčkovací systém, verze knihoven a instalátor.

20. Use Case (Kde použít Linux)¶

Server: Bez grafiky, SSH, stabilita, skripty (cron).

Embedded: Routery, Raspberry Pi (malá velikost).

Superpočítače: Výkon, správa zdrojů.

Proč: Stabilita, bezpečnost, možnost automatizace (skripty), nulová cena licencí, běh bez grafiky (headless), otevřený kód.

Bonus: Užitečné textové nástroje (Nutné pro praxi!)¶

grep: Hledá řádky s textem. (grep “chyba” log.txt)

cut: Vybírá sloupce. (cut -d: -f1 /etc/passwd = vypíše jen loginy)

sort: Seřadí řádky (-n číselně, -r pozpátku).

uniq: Odstraní duplicity (musí být seřazeno!). (sort | uniq)

tr: Mění znaky. (tr “a-z” “A-Z” = zvětší písmena)

wc: Počítá. (wc -l = počet řádků).