Linux
книга рецептов
Все необходимое
для администраторов и пользователей
2-е издание
Карла Шрёдер
2022
ББК 32.973.2-018.2
УДК 004.451
Ш85
Шрёдер Карла
Ш85 Linux. Книга рецептов. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2022. — 592 с.: ил. — (Серия
«Бестселлеры O’Reilly»).
ISBN 978-5-4461-1937-0
16+
Книга рецептов обучит начинающих пользователей и администраторов Linux управлять системой, используя как графические инструменты, так и командную строку. Независимо от того,
используете ли вы Linux во встроенных или настольных системах, серверах, облачных или виртуальных средах, фундаментальные приемы одни. Цель книги — помочь вам быстро приступить
к работе на простых и наглядных примерах. Карла Шрёдер приводит рецепты с объяснениями
для конкретных ситуаций, а также ссылки для дополнительного изучения.
(В соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г. № 436-ФЗ.)
ББК 32.973.2-018.2
УДК 004.451
Права на издание получены по соглашению с O’Reilly. Все права защищены. Никакая часть данной книги
не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев
авторских прав.
Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как
надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не
может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за
возможные ошибки, связанные с использованием книги. Издательство не несет ответственности за доступность материалов, ссылки на которые вы можете найти в этой книге. На момент подготовки книги к изданию
все ссылки на интернет-ресурсы были действующими.
Краткое содержание
Предисловие..........................................................................................................................................17
От издательства....................................................................................................................................24
Глава 1. Установка Linux...................................................................................................................25
Глава 2. Управление загрузчиком GRUB...................................................................................64
Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим..............89
Глава 4. Управление службами с помощью systemd........................................................ 113
Глава 5. Управление пользователями и группами............................................................ 135
Глава 6. Управление файлами и каталогами........................................................................ 172
Глава 7. Р
езервное копирование и восстановление
с помощью команд rsync и cp.................................................................................... 206
Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted................................ 235
Глава 9. У
правление разделами и файловыми системами
с помощью GParted........................................................................................................ 258
Глава 10. П
олучение подробной информации
об оборудовании компьютера............................................................................... 276
Глава 11. Создание файловых систем и управление ими.............................................. 297
Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH...................................................... 330
Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN...................................................... 357
Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld..................................................... 389
Глава 15. Печать в Linux................................................................................................................ 414
Глава 16. У
правление локальной службой имен с помощью Dnsmasq
и файла hosts...................................................................................................................... 437
Глава 17. Точное время с ntpd, chrony и timesyncd.......................................................... 464
Глава 18. С
оздание брандмауэра/маршрутизатора для подключения
к Интернету на Raspberry Pi..................................................................................... 483
Глава 19. В
осстановление работоспособности системы
с помощью SystemRescue......................................................................................... 509
Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux.............................................. 535
Глава 21. Устранение неполадок с сетью.............................................................................. 567
Приложение. Шпаргалки по управлению программным обеспечением............. 580
Об авторе.............................................................................................................................................. 589
Об обложке.......................................................................................................................................... 590
Оглавление
Предисловие..........................................................................................................................................17
Для кого эта книга.........................................................................................................................18
Почему я написала эту книгу...................................................................................................18
Структура издания........................................................................................................................19
Условные обозначения...............................................................................................................20
Использование программного кода примеров..............................................................21
Благодарности................................................................................................................................22
От издательства....................................................................................................................................24
Глава 1. Установка Linux...................................................................................................................25
Загрузка с установочного носителя......................................................................................27
Где скачать Linux............................................................................................................................28
Лучший дистрибутив Linux для новичков..........................................................................28
1.1. Вход в настройки BIOS/UEFI..............................................................................................29
1.2. Скачивание установочного образа Linux...................................................................31
1.3. Создание загрузочного USB-накопителя с Linux
с помощью UNetbootin...............................................................................................................32
1.4. Создание установочного DVD с Linux с помощью K3b........................................34
1.5. Создание загрузочного CD/DVD
с помощью команды wodim.....................................................................................................37
1.6. Создание установочного USB-носителя с Linux
с помощью команды dd..............................................................................................................38
1.7. Простая установка Ubuntu................................................................................................40
1.8. Настройка дисковых разделов.......................................................................................44
1.9. Сохранение существующих разделов.........................................................................48
1.10. Выбор пакетов для установки.......................................................................................50
1.11. Мультизагрузка нескольких дистрибутивов Linux..............................................56
1.12. Двухвариантная загрузка с Microsoft Windows.....................................................58
1.13. Восстановление ключа продукта OEM
для Windows 8 или 10..................................................................................................................61
1.14. Монтирование ISO-образа в Linux..............................................................................62
Оглавление 7
Глава 2. Управление загрузчиком GRUB...................................................................................64
2.1. Повторная сборка конфигурационного файла GRUB...........................................67
2.2. Отображение скрытого меню GRUB.............................................................................68
2.3. Загрузка с другим ядром Linux........................................................................................69
2.4. Устройство конфигурационных файлов GRUB........................................................70
2.5. Создание минимального конфигурационного файла GRUB.............................72
2.6. Настройка фонового изображения для меню GRUB.............................................76
2.7. Изменение цвета шрифтов в меню GRUB...................................................................78
2.8. Применение темы оформления к меню GRUB.........................................................81
2.9. Восстановление незагружающейся системы из приглашения grub>..........82
2.10. Восстановление незагружающейся системы из приглашения
grub rescue>.....................................................................................................................................85
2.11. Переустановка конфигурации GRUB.........................................................................87
Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим..............89
3.1. Выключение с помощью команды systemctl............................................................91
3.2. Выключение, выключение по времени и перезагрузка
с помощью команды shutdown...............................................................................................92
3.3. Выключение и перезагрузка с помощью команд halt, reboot
и poweroff..........................................................................................................................................94
3.4. Перевод системы в спящий режим с помощью команды systemctl..............95
3.5. Надежная перезагрузка с помощью комбинации Ctrl+Alt+Delete.................97
3.6. Включение, выключение и настройка комбинации Ctrl+Alt+Delete
в консоли Linux...............................................................................................................................99
3.7. Выключение по расписанию с помощью cron...................................................... 101
3.8. Автоматическое включение по расписанию с помощью UEFI...................... 103
3.9. Автоматическое включение по расписанию с помощью часов
реального времени................................................................................................................... 105
3.10. Настройка удаленного включения по сети с помощью
проводного Ethernet................................................................................................................. 108
3.11. Настройка удаленного включения через Wi-Fi (WoWLAN)........................... 110
Глава 4. Управление службами с помощью systemd........................................................ 113
4.1. Проверка использования systemd в вашем дистрибутиве Linux................ 116
4.2. Процесс с PID 1 — родоначальник всех процессов........................................... 118
4.3. Вывод списка служб и их состояний с помощью команды systemctl......... 121
4.4. Определение состояния выбранных служб.......................................................... 124
4.5. Запуск и остановка служб............................................................................................... 126
4.6. Включение и выключение служб................................................................................ 127
8 Оглавление
4.7. Остановка неисправных процессов.......................................................................... 129
4.8. Управление уровнями запуска с помощью systemd.......................................... 131
4.9. Диагностика медленного запуска.............................................................................. 134
Глава 5. Управление пользователями и группами............................................................ 135
5.1. Определение UID и GID пользователя..................................................................... 137
5.2. Создание учетной записи для пользователя-человека
с помощью команды useradd................................................................................................ 139
5.3. Создание системной учетной записи с помощью команды useradd.......... 142
5.4. Изменение настроек по умолчанию для команды useradd............................ 143
5.5. Настройка каталогов для документов, музыки, видео,
изображений и загрузок......................................................................................................... 145
5.6. Создание пользовательских и системных групп
с помощью команды groupadd............................................................................................ 148
5.7. Добавление пользователей в группы с помощью команды usermod....... 150
5.8. Создание пользователей с помощью команды adduser в Ubuntu.............. 151
5.9. Создание системного пользователя с помощью команды adduser
в Ubuntu.......................................................................................................................................... 153
5.10. Создание пользовательских и системных групп
с помощью команды addgroup............................................................................................ 154
5.11. Проверка целостности файла паролей................................................................. 155
5.12. Отключение учетной записи пользователя........................................................ 157
5.13. Удаление пользователя с помощью команды userdel.................................... 158
5.14. Удаление пользователя с помощью команды deluser в Ubuntu................ 159
5.15. Удаление группы с помощью команды delgroup в Ubuntu.......................... 160
5.16. Поиск всех файлов, принадлежащих пользователю....................................... 161
5.17. Использование su для получения привилегий root........................................ 163
5.18. Получение ограниченных привилегий root
с помощью команды sudo...................................................................................................... 164
5.19. Увеличение времени кэширования пароля в sudo......................................... 167
5.20. Создание отдельных конфигураций для пользователей sudo................... 168
5.21. Управление паролем пользователя root.............................................................. 169
5.22. Настройка sudo для использования без ввода пароля root........................ 170
Глава 6. Управление файлами и каталогами........................................................................ 172
6.1. Создание файлов и каталогов...................................................................................... 174
6.2. Быстрое создание пакетов файлов для тестирования..................................... 176
6.3. Относительные и абсолютные пути к файлам...................................................... 178
6.4. Удаление файлов и каталогов....................................................................................... 180
Оглавление 9
6.5. Копирование, перемещение и переименование файлов и каталогов...... 181
6.6. Настройка разрешений файлов с помощью команды chmod
с использованием восьмеричного представления.................................................... 183
6.7. Настройка разрешений каталогов с помощью команды chmod
с использованием восьмеричного представления.................................................... 186
6.8. Особые режимы для особых случаев использования...................................... 187
6.9. Удаление особых режимов с помощью восьмеричного
представления............................................................................................................................. 190
6.10. Настройка разрешений файлов с помощью команды chmod
с использованием символического представления.................................................. 191
6.11. Настройка особых режимов с помощью команды chmod
с использованием символического представления.................................................. 193
6.12. Настройка разрешений для групп файлов
с помощью команды chmod.................................................................................................. 195
6.13. Настройка владения файлами и каталогами
с помощью команды chown................................................................................................... 197
6.14. Смена владельца для групп файлов с помощью команды chown............ 198
6.15. Настройка разрешений по умолчанию
с помощью команды umask................................................................................................... 199
6.16. Создание символических и жестких ссылок на файлы и каталоги........... 201
6.17. Сокрытие файлов и каталогов................................................................................... 204
Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью
команд rsync и cp............................................................................................................................... 206
7.1. Выбор файлов для резервного копирования....................................................... 208
7.2. Выбор файлов для восстановления из резервной копии............................... 210
7.3. Простейший метод создания локальной резервной копии........................... 211
7.4. Автоматизация создания локальной резервной копии................................... 212
7.5. Использование команды rsync для создания локальной
резервной копии........................................................................................................................ 214
7.6. Безопасная передача файлов с помощью rsync по сети через SSH............ 217
7.7. Автоматизация резервного копирования с помощью rsync, cron
и SSH................................................................................................................................................. 219
7.8. Исключение файлов из резервного копирования............................................. 220
7.9. Выборочное включение файлов в резервное копирование......................... 221
7.10. Управление включением с помощью простого файла со списком
для включения............................................................................................................................. 223
7.11. Управление включением и исключением с помощью файла
со списком для исключения ................................................................................................. 224
7.12. Ограничение скорости передачи в команде rsync.......................................... 227
10 Оглавление
7.13. Создание сервера резервного копирования
с помощью rsyncd....................................................................................................................... 228
7.14. Ограничение доступа к модулям rsyncd............................................................... 231
7.15. Создание сообщения с приветствием для rsyncd............................................. 234
Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted................................ 235
Обзор............................................................................................................................................... 235
8.1. Размонтирование разделов перед разбиением с помощью parted........... 241
8.2. Запуск parted в командном режиме.......................................................................... 242
8.3. Обзор существующих дисков и разделов............................................................... 243
8.4. Создание разделов GPT на незагрузочном диске............................................... 247
8.5. Создание разделов для установки Linux................................................................. 250
8.6. Удаление разделов............................................................................................................ 250
8.7. Восстановление удаленного раздела....................................................................... 252
8.8. Увеличение размера раздела....................................................................................... 253
8.9. Уменьшение размера раздела..................................................................................... 255
Глава 9. Управление разделами и файловыми системами
с помощью GParted........................................................................................................................... 258
9.1. Обзор разделов, файловых систем и свободного пространства................. 260
9.2. Создание новой таблицы разделов........................................................................... 262
9.3. Удаление раздела............................................................................................................... 263
9.4. Создание нового раздела............................................................................................... 265
9.5. Удаление файловой системы без удаления раздела......................................... 266
9.6. Восстановление удаленного раздела....................................................................... 268
9.7. Изменение размера раздела........................................................................................ 268
9.8. Перемещение раздела..................................................................................................... 270
9.9. Копирование раздела...................................................................................................... 272
9.10. Управление файловыми системами с помощью GParted.............................. 274
Глава 10. Получение подробной информации
об оборудовании компьютера.................................................................................................... 276
10.1. Сбор информации об оборудовании с помощью команды lshw............... 277
10.2. Фильтрация вывода lshw.............................................................................................. 279
10.3. Определение оборудования, включая дисплеи и дисковые
массивы RAID, с помощью команды hwinfo................................................................... 280
10.4. Определение оборудования PCI с помощью команды lspci........................ 282
10.5. Содержимое вывода команды lspci......................................................................... 284
10.6. Фильтрация вывода команды lspci.......................................................................... 286
Оглавление 11
10.7. Использование команды lspci для идентификации
модулей ядра................................................................................................................................ 288
10.8. Вывод списка устройств USB с помощью команды lsusb.............................. 289
10.9. Вывод списка разделов и жестких дисков
с помощью команды lsblk....................................................................................................... 292
10.10. Получение информации о процессоре.............................................................. 294
10.11. Идентификация аппаратной архитектуры........................................................ 295
Глава 11. Создание файловых систем и управление ими.............................................. 297
Обзор файловых систем.......................................................................................................... 298
11.1. Вывод списка поддерживаемых файловых систем.......................................... 302
11.2. Идентификация существующих файловых систем........................................... 303
11.3. Изменение размера файловой системы............................................................... 305
11.4. Удаление файловых систем......................................................................................... 306
11.5. Использование новой файловой системы........................................................... 307
11.6. Автоматическое монтирование файловой системы....................................... 309
11.7. Создание файловой системы Ext4............................................................................ 312
11.8. Настройка режима журналирования Ext4........................................................... 313
11.9. Определение журнала, к которому подключена файловая
система Ext4 ................................................................................................................................. 315
11.10. Увеличение производительности Ext4 за счет использования
внешнего журнала..................................................................................................................... 316
11.11. Освобождение пространства, занятого зарезервированными
блоками, в файловой системе Ext4.................................................................................... 319
11.12. Создание новой файловой системы XFS............................................................ 320
11.13. Изменение размера файловой системы XFS.................................................... 322
11.14. Создание файловой системы exFAT...................................................................... 323
11.15. Создание файловых систем FAT16 и FAT32........................................................ 325
11.16. Создание файловой системы Btrfs......................................................................... 326
Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH...................................................... 330
12.1. Установка сервера OpenSSH....................................................................................... 332
12.2. Генерирование новых ключей хоста...................................................................... 333
12.3. Настройка сервера OpenSSH..................................................................................... 334
12.4. Проверка синтаксиса конфигурации..................................................................... 337
12.5. Настройка аутентификации с паролем.................................................................. 338
12.6. Получение отпечатка ключа....................................................................................... 340
12.7. Аутентификация с открытым ключом.................................................................... 340
12.8. Управление несколькими открытыми ключами................................................ 343
12.9. Изменение парольной фразы.................................................................................... 345
12 Оглавление
12.10. Автоматическое управление парольными фразами
с помощью Keychain.................................................................................................................. 345
12.11. Использование Keychain для доступа к парольным фразам
из заданий cron............................................................................................................................ 347
12.12. Защищенное туннелирование сеанса X через SSH....................................... 348
12.13. Открытие сеанса SSH и запуск команды одной строкой............................ 350
12.14. Монтирование удаленной файловой системы через sshfs........................ 351
12.15. Настройка приглашения к вводу в Bash при работе через SSH............... 353
12.16. Список поддерживаемых алгоритмов шифрования.................................... 355
Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN...................................................... 357
Обзор OpenVPN........................................................................................................................... 357
13.1. Установка OpenVPN, сервера и клиента................................................................ 359
13.2. Настройка простого подключения для тестирования................................... 361
13.3. Настройка простого шифрования со статическими ключами.................... 363
13.4. Установка EasyRSA для управления инфраструктурой PKI........................... 366
13.5. Создание инфраструктуры PKI.................................................................................. 367
13.6. Настройка параметров по умолчанию EasyRSA................................................ 374
13.7. Создание и тестирование конфигураций сервера и клиента..................... 375
13.8. Управление OpenVPN с помощью команды systemctl.................................... 378
13.9. Распространение конфигураций клиентов
с помощью файлов .ovpn........................................................................................................ 379
13.10. Повышение безопасности сервера OpenVPN.................................................. 383
13.11. Настройка сети............................................................................................................... 387
Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld..................................................... 389
Обзор firewalld............................................................................................................................. 389
14.1. Определение того, какой брандмауэр запущен................................................ 393
14.2. Установка firewalld........................................................................................................... 394
14.3. Определение номера установленной версии firewalld................................. 396
14.4. Настройка iptables или nftables в роли базовой
поддержки firewalld................................................................................................................... 397
14.5. Вывод списка всех зон и всех служб, управляемых
каждой зоной............................................................................................................................... 398
14.6. Ввод списка поддерживаемых служб..................................................................... 400
14.7. Выбор и настройка зоны.............................................................................................. 402
14.8. Изменение зоны firewalld по умолчанию............................................................. 404
14.9. Настройка зон firewalld................................................................................................. 405
Оглавление 13
14.10. Создание новой зоны.................................................................................................. 406
14.11. Интеграция NetworkManager и firewalld............................................................. 408
14.12. Блокировка и разблокировка конкретных портов....................................... 410
14.13. Блокировка IP-адресов с помощью своих правил......................................... 411
14.14. Изменение действия по умолчанию для зоны................................................ 413
Глава 15. Печать в Linux................................................................................................................ 414
Обзор............................................................................................................................................... 414
15.1. Использование веб-интерфейса CUPS................................................................... 417
15.2. Установка принтера, подключенного непосредственно
к компьютеру................................................................................................................................ 418
15.3. Выбор имен для принтеров........................................................................................ 422
15.4. Установка сетевого принтера..................................................................................... 423
15.5. Печать без драйверов................................................................................................... 424
15.6. Совместное использование несетевых принтеров......................................... 427
15.7. Исправление сообщения об ошибке Forbidden................................................ 429
15.8. Установка драйверов принтеров............................................................................. 430
15.9. Изменение настроек установленного принтера............................................... 433
15.10. Печать документов в файлы PDF............................................................................ 434
15.11. Устранение неполадок................................................................................................ 435
Глава 16. Управление локальной службой имен с помощью Dnsmasq
и файла hosts........................................................................................................................................... 437
16.1. Простое разрешение имен с помощью файла /etc/hosts.............................. 439
16.2. Использование файла /etc/hosts для тестирования
и блокировки надоедливых сайтов................................................................................... 441
16.3. Поиск всех серверов DNS и DHCP в своей сети................................................. 443
16.4. Установка Dnsmasq......................................................................................................... 444
16.5. Устранение конфликтов между systemd-resolved
с NetworkManager и Dnsmasq............................................................................................... 446
16.6. Настройка Dnsmasq на роль сервера DNS
для локальной сети................................................................................................................... 447
16.7. Настройка поддержки DNS и DHCP в firewalld................................................... 451
16.8. Тестирование сервера Dnsmasq с машины клиента....................................... 452
16.9. Управление службой DHCP с помощью Dnsmasq............................................. 453
16.10. Передача важной информации о службах через DHCP.............................. 456
16.11. Создание зон DHCP для подсетей.......................................................................... 457
16.12. Назначение статических IP-адресов с помощью DHCP............................... 458
14 Оглавление
16.13. Настройка клиентов DHCP для автоматического создания
записей в DNS.............................................................................................................................. 459
16.14. Управление журналированием в Managing..................................................... 461
16.15. Настройка подстановочных доменов.................................................................. 462
Глава 17. Точное время с ntpd, chrony и timesyncd.......................................................... 464
17.1. Определение клиента NTP, установленного в системе Linux...................... 466
17.2. Использование timesyncd для простой синхронизации времени........... 467
17.3. Настройка времени вручную с помощью утилиты timedatectl.................. 469
17.4. Использование chrony в роли клиента NTP........................................................ 470
17.5. Использование chrony в роли локального сервера времени.................... 472
17.6. Вывод статистики chrony.............................................................................................. 474
17.7. Использование ntpd в роли клиента NTP............................................................. 476
17.8. Использование ntpd в роли сервера NTP............................................................ 477
17.9. Управление часовыми поясами с помощью утилиты timedatectl............. 479
17.10. Управление часовыми поясами без утилиты timedatectl........................... 480
Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения
к Интернету на Raspberry Pi.......................................................................................................... 483
Обзор............................................................................................................................................... 483
18.1. Включение и выключение Raspberry Pi................................................................. 487
18.2. Поиск дополнительного оборудования и руководств................................... 488
18.3. Охлаждение Raspberry Pi.............................................................................................. 490
18.4. Установка Raspberry Pi OS с помощью Imager и команды dd...................... 491
18.5. Установка Raspberry Pi методом NOOBS................................................................ 493
18.6. Подключение дисплея без HDMI.............................................................................. 495
18.7. Загрузка в режиме восстановления........................................................................ 498
18.8. Добавление второго интерфейса Ethernet.......................................................... 499
18.9. Настройка брандмауэра для общего использования подключения
к Интернету с помощью firewalld........................................................................................ 503
18.10. Запуск Raspberry Pi без монитора.......................................................................... 506
18.11. Создание сервера DNS/DHCP на Raspberry Pi.................................................. 508
Глава 19. Восстановление работоспособности системы
с помощью SystemRescue.............................................................................................................. 509
19.1. Создание загрузочного устройства SystemRescue........................................... 510
19.2. Начало работы с SystemRescue................................................................................. 510
19.3. Знакомство с двумя загрузочными меню SystemRescue............................... 512
19.4. Знакомство с вариантами загрузки SystemRescue........................................... 515
Оглавление 15
19.5. Идентификация файловых систем........................................................................... 517
19.6. Переустановка пароля root в Linux......................................................................... 518
19.7. Включение поддержки SSH в SystemRescue........................................................ 519
19.8. Копирование файлов по сети с помощью scp и sshfs...................................... 521
19.9. Восстановление загрузчика GRUB из SystemRescue........................................ 524
19.10. Переустановка пароля в Windows......................................................................... 525
19.11. Восстановление аварийного жесткого диска
с помощью GNU ddrescue....................................................................................................... 527
19.12. Управление разделами и файловыми системами
из SystemRescue.......................................................................................................................... 530
19.13. Создание раздела для данных на USB-носителе с SystemRescue............ 531
19.14. Сохранение изменений в SystemRescue............................................................. 533
Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux.............................................. 535
Обзор............................................................................................................................................... 535
20.1. Поиск полезной информации в файлах журналов.......................................... 537
20.2. Настройка демона journald......................................................................................... 542
20.3. Создание сервера журналирования с помощью systemd............................ 544
20.4. Мониторинг температуры, частоты вращения вентиляторов
и уровня напряжения с помощью lm-sensors............................................................... 547
20.5. Добавление графического интерфейса для lm-sensors................................. 550
20.6. Мониторинг состояния жесткого диска
с помощью smartmontools..................................................................................................... 553
20.7. Настройка smartmontools для отправки отчетов
по электронной почте.............................................................................................................. 557
20.8. Диагностика вяло реагирующей системы
с помощью команды top......................................................................................................... 559
20.9. Обзор выбранных процессов в команде top...................................................... 562
20.10. Выход из зависшей среды рабочего стола........................................................ 563
20.11. Устранение неполадок с оборудованием.......................................................... 564
Глава 21. Устранение неполадок с сетью.............................................................................. 567
Диагностическое оборудование......................................................................................... 567
21.1. Проверка соединения с помощью утилиты ping.............................................. 568
21.2. Профилирование сети с помощью команды fping и nmap.......................... 571
21.3. Поиск повторяющихся IP-адресов с помощью утилиты arping.................. 574
21.4. Проверка пропускной способности и задержки HTTP-сервера
с помощью утилиты httping................................................................................................... 576
21.5. Поиск проблемных маршрутизаторов с помощью утилиты mtr............... 578
16 Оглавление
Приложение. Шпаргалки по управлению программным обеспечением............. 580
Команды управления пакетами........................................................................................... 581
Управление программным обеспечением в Ubuntu................................................. 582
Управление программным обеспечением в Fedora................................................... 585
Управление программным обеспечением в openSUSE............................................ 587
Об авторе.............................................................................................................................................. 589
Об обложке.......................................................................................................................................... 590
Предисловие
Давным-давно я написала первое издание этой книги. Оно увидело свет
в 2004 году1. Книга хорошо продавалась, я познакомилась со многими счастливыми читателями, а некоторые даже стали моими друзьями.
Для книги о Linux 17 лет — большой срок. В 2004 году операционной системе
Linux исполнилось 14 лет. Это была скромная операционная система для детских компьютеров. Но, несмотря на это, она уже пользовалась популярностью:
ее активно устанавливали как на крошечные встраиваемые устройства, так и на
мейнфреймы и суперкомпьютеры. Быстрое развитие Linux отчасти объясняется
тем, что она является бесплатным клоном Unix, самой зрелой и эффективной
операционной системы из всех существующих. Другой важный фактор быстрого
развития и роста популярности Linux — отсутствие препятствий. Каждый может
скачать эту операционную систему и попробовать ее в деле, а исходный код доступен всем, кто захочет внести в его развитие свой вклад.
В то время эта ОС была отличным примером действия принципа «форма следует
за функцией». Она работала, была надежной, но неказистой, и, чтобы получить
удобную для работы среду, пользователям приходилось подкручивать множество разных настроек то тут, то там. В ту пору для запуска системы Linux нужно
было уметь обращаться с множеством команд, скриптов и файлов конфигурации, а также немножечко колдовать. Управление программным обеспечением,
хранилищем, настройка сети, аудио, видео, управление ядром, процессами... все
это требовало практической работы и постоянного изучения.
Семнадцать лет спустя все важные подсистемы Linux существенно изменились
и улучшились. Теперь все настройки, которые раньше приходилось выполнять
вручную, заменены тем, что я называю «просто работает». Пользоваться Linux
стало гораздо проще, и мы можем сосредоточиться на своей работе вместо того,
чтобы плясать с бубном и произносить заклинания во имя функционирования
системы.
1
В России первое издание вышло в 2006 году. — Здесь и далее примеч. пер.
18 Предисловие
Я рада представить это обновленное второе издание «Linux. Книга рецептов» и надеюсь, что вам понравится узнавать обо всех замечательных нов
шествах.
Для кого эта книга
Книга предназначена для читателей, имеющих некоторый опыт работы с компьютером, но не обязательно с Linux. Я постаралась сделать книгу максимально
доступной для новичков в Linux. И тем не менее желательно, чтобы вы понимали
базовые сетевые концепции, такие как IP-адресация, Ethernet, Wi-Fi, клиент
и сервер, знали основы устройства компьютерного оборудования и имели некое
представление об использовании командной строки. Если вы нуждаетесь в объяснении этих концепций, то я рекомендую обратиться к другим специализированным ресурсам; не поймите меня неправильно, я просто не хотела увязнуть
в учебном материале, который уже хорошо документирован.
Все рецепты выработаны на практике. Я хотела бы, чтобы вы добивались успеха с первой попытки и не особенно расстраивались, если что-то не получится.
Универсальный компьютер с Linux — сложная машина, требующая изучения
и освоения. Будьте терпеливы, не торопитесь и читайте больше, чем хотелось бы.
Часто нужные ответы оказываются в паре предложений от того места, где вы
закончили читать.
Каждый дистрибутив Linux имеет встроенную документацию по командам,
которая называется man-страницами (сокращенно от англ. manual pages —
«страницы справочного руководства»). Например, man 1 ls покажет описание
команды ls, которая выводит список содержимого каталога. Вводите эти команды точно так, как показано в книге, чтобы открыть правильную страницу
руководства. Эту же информацию можно найти в Интернете.
Почему я написала эту книгу
Я давно хотела написать такую книгу, в которой собраны самые необходимые,
на мой взгляд, рецепты работы с Linux. Эта система повсюду, и где бы вы
ни столкнулись с ней, Linux — это Linux и навыки работы с ней универсальны.
Мир технологий быстро развивается, и я думаю, что книга обеспечит прочную
основу, на которую вы сможете опереться, независимо от направления ваших
интересов.
Структура издания 19
Формат сборника рецептов особенно хорош для обучения основам, поскольку
показывает, как решать конкретные реальные проблемы, и отделяет многословные объяснения от практических шагов, необходимых для решения задачи.
Структура издания
Книга не является официальным учебным руководством, которое нужно читать
по порядку, от начала и до конца. Вы можете читать ее в любом порядке и искать то, что вам нужно.
Вот примерное содержание.
Главы 1, 2 и 3 описывают установку Linux, управление загрузчиком, остановку и запуск системы, а также включают ответы на вопросы «Где взять
Linux и как ее запустить».
Глава 4 содержит введение в управление службами с помощью systemd, что
является большим усовершенствованием по сравнению со старым способом
изучения всевозможных сценариев, конфигурационных файлов и команд.
Глава 5 рассказывает об управлении пользователями и группами, глава 6 —
об управлении файлами и каталогами, а глава 7 — о резервном копировании
и восстановлении. Эти три главы особенно важны для поддержки работоспособности и безопасности системы.
Главы 8, 9 и 11 посвящены дисковым разделам и файловым системам (ФС),
которые имеют фундаментальное значение для управления хранилищами
данных. Управление данными — самый важный аспект вычислений.
Глава 10 одна из самых увлекательных. Она поможет вам получить подробную информацию об аппаратном обеспечении вашего компьютера, не вскрывая корпус. Современное оборудование персональных компьютеров само
сообщает массу интересной информации о себе, и Linux дополняет эту информацию своими сведениями.
Главы 12 и 13 рассказывают о настройке безопасного удаленного доступа,
а глава 14 описывает превосходный firewalld — динамический брандмауэр,
который легко справляется с такими сложнейшими сценариями, как маршрутизация между разными сетями и управление несколькими сетевыми
интерфейсами.
Глава 15 знакомит с новыми возможностями CUPS (Common Unix Printing
System) — универсальной системы печати Unix, — включая «печать без
20 Предисловие
драйверов», которая особенно востребована для мобильных устройств, поскольку позволяет подключать их к принтеру, избегая скачивания большого
количества программного обеспечения.
Глава 16 показывает, как управлять собственными службами сетевых имен
с помощью превосходного Dnsmasq. Благодаря поддержке новых протоколов
Dnsmasq сохранил свою актуальность, а старые команды и параметры конфигурации не изменились. Это первоклассный сервер имен, который легко
интегрирует DNS и DHCP для централизованного управления IP-адресацией
и специализированными сетевыми службами.
Глава 17 знакомит с chrony и timesyncd, двумя новыми реализациями протокола сетевого времени (Network Time Protocol, NTP), а также с проверенными
временем сервером и клиентом ntp.
Глава 18 рассказывает об установке Linux на Raspberry Pi — популярный,
небольшой и недорогой одноплатный компьютер — и его использовании для
создания брандмауэра/шлюза в Интернете.
Глава 19 показывает, как использовать SystemRescue для сброса утерянных паролей Linux и Windows, восстановления незагружающихся систем,
восстановления данных в неисправной системе и описывает настройки
SystemRescue, чтобы сделать этот инструмент еще полезнее.
Главы 20 и 21 рассказывают об основных способах устранения неполадок
с упором на поиск файлов журналов, зондирование сетей, а также зондирование и мониторинг оборудования.
Приложение содержит шпаргалки с подсказками по управлению установкой
и обслуживанием программного обеспечения.
Условные обозначения
В этой книге используются следующие условные обозначения.
Курсив
Курсивом выделены новые термины.
Моноширинный шрифт
Используется для листингов программ, а также внутри абзацев для обозначения таких элементов, как переменные и функции, базы данных, типы
данных, переменные среды, операторы и ключевые слова, имена файлов и их
расширений, названия каталогов.
Использование программного кода примеров 21
Моноширинный жирный шрифт
Показывает команды или другой текст, который пользователь должен ввести
самостоятельно.
Моноширинный курсив
Показывает текст, который должен быть заменен значениями, введенными
пользователем, или значениями, определяемыми контекстом.
Шрифт без засечек
Используется для обозначения URL, адресов электронной почты, названий
кнопок, названий клавиш и их сочетаний, элементов интерфейса.
Этот рисунок указывает на совет или предложение.
Этот рисунок указывает на общее замечание.
Этот рисунок указывает на предупреждение.
Использование программного кода
примеров
Данная книга должна помочь решить ваши задачи. В общем случае все примеры кода из нее вы можете использовать в своих программах и в документации.
Вам не нужно обращаться в издательство за разрешением, если вы не собирае
тесь воспроизводить существенные части кода. Например, если вы разрабатываете программу и используете в ней несколько отрывков кода из книги, то
вам не нужно обращаться в издательство O’Reilly за разрешением. Однако вам
необходимо его получить в случае продажи или распространения примеров из
этой книги. Если вы отвечаете на вопросы, цитируя издание или примеры из
него, то получать разрешение издательства не требуется. Но вам необходимо
22 Предисловие
будет его получить при включении существенных объемов программного кода
примеров из этой книги в вашу документацию.
Мы приветствуем, но не требуем добавлять ссылку на первоисточник при цитировании. Под ссылкой на первоисточник мы подразумеваем указание авторов,
издательства и ISBN. Например: «Linux. Книга рецептов. Второе издание. Карла
Шрёдер (Питер). Copyright 2021 Carla Schroder, 978-5-4461-1937-0».
Если вам покажется, что использование кода примеров выходит за рамки оговоренных выше условий и разрешений, свяжитесь с нами по адресу permissions@
oreilly.com.
Благодарности
Мне очень повезло с этой книгой. Мой редактор Джефф Блейл (Jeff Bleiel) неизменно поддерживал меня и во всемпомогал. Он сам внес множество улучшений
и организовывал поступательное развитие проекта.
Мой стажер Кейт Урнесс (Kate Urness) почти ничего не знала о Linux в начале
этого приключения, что сделало ее идеальным рецензентом. Она протестировала
каждый рецепт и помогла повысить их точность и ясность. Мы вместе выпили
галлоны кофе и повеселились от души, что тоже было существенным вкладом.
Научный редактор Дэниел Барретт (Daniel Barrett) проявил потрясающее
внимание к деталям и неустанно стремился к большей точности формулировок
и описаний. Он тоже внес множество улучшений. Написать книгу, наполненную
командами, — просто, а объяснить, как они работают, — сложно. Пусть каждому
писателю повезет так, как мне, и у них будут такие же технические редакторы.
Научный редактор Джонатан Джонсон (Jonathan Johnson) нашел то, что упустили все остальные, добавил несколько суперкрутых заклинаний, привнес толику
юмора и любезно разрешил мне сказать вам, что был очень нужен мне.
Зан Маккуэйд (Zan McQuade), представитель отдела закупок, затеял все это
безумие. На протяжении многих лет он вел разговоры об обновлении данной
книги и наконец добился своего.
Нескончаемый поток благодарностей моему супругу Терри, который кормил
мулов, кошек, собак и меня, воодушевлял меня и удерживал от побега из дома,
поскольку я потеряла рассудок и согласилась написать еще одну книгу.
Особая благодарность нашим котам и кошкам: Герцогине (рис. 1), Хороняке
(рис. 2) и Безумному Максу (рис. 3), которые постоянно появляются в этой книге.
Они очень помогли тем, что спали на моей клавиатуре, не позволяли мне сидеть на
стуле и часто производили загадочные громкие звуки падения разных предметов.
Благодарности 23
Рис. 1. Герцогиня держит меня за ноги для моего же блага
Рис. 2. Хороняка — наш гламурный мальчик
Рис. 3. Безумный Макс отдыхает перед следующим погромом
От издательства
Ваши замечания, предложения, вопросы отправляйте по адресу comp@piter.com
(издательство «Питер», компьютерная редакция).
Мы будем рады узнать ваше мнение!
На веб-сайте издательства www.piter.com вы найдете подробную информацию
о наших книгах.
ГЛАВА 1
Установка Linux
Первое препятствие, с которым сталкиваются новые пользователи Linux, — ее
установка. Linux — самая простая в установке операционная система: вставьте
установочный диск, ответьте на несколько вопросов, а затем займитесь какиминибудь другими делами, пока процесс не завершится. В данной главе вы узнаете,
как установить Linux, запустить ее live-версию, настроить мультизагрузку нескольких дистрибутивов Linux на одном компьютере и двухвариантную загрузку
с Microsoft Windows.
Эксперименты с Linux
Чтобы обрести уверенность, нужна свобода совершать ошибки, поэтому
по возможности используйте для знакомства с Linux второй компьютер.
Если это невозможно, то своевременно создавайте резервные копии своих
данных. Разрушенную систему Linux можно восстановить, но ваши данные
незаменимы. Если вы настраиваете двухвариантную загрузку с Windows, то
убедитесь, что у вас есть носитель с установочной версией Windows и носитель для восстановления.
Большинство дистрибутивов Linux предоставляют установочные образы двойного назначения: их можно запускать прямо с накопителя USB (live-версии)
и устанавливать на жесткий диск. Когда система запускается прямо с накопителя USB, то она не вносит никаких изменений в ваш компьютер — просто
загрузите ее, проверьте и перезагрузите компьютер. Некоторые live-версии
Linux, такие как Ubuntu, поддерживают хранение данных на USB-накопителе,
что позволяет создать носимую версию Linux, которую можно запускать на
любом компьютере.
Мультизагрузка — это установка на компьютер нескольких операционных систем
с последующим выбором в меню загрузки той, которую вы хотите использовать.
26 Глава 1. Установка Linux
Вы можете организовать мультизагрузку любой системы Linux, любой из бесплатных версий Unix (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD), а также мультизагрузку
Linux и Microsoft Windows. Установка Linux параллельно с Windows — распространенный способ знакомства с Linux для пользователей Windows, а также
для пользователей, которым необходимы обе системы.
Вы спросите, а как насчет macOS компании Apple? Сожалею, но организовать
мультизагрузку Linux и macOS довольно сложно, и с каждой новой версией
macOS становится все сложнее. Альтернативой установке обеих систем на одной
машине является запуск Linux в Parallels — виртуальной машине для macOS.
Вместо того чтобы устанавливать Linux самостоятельно, можно купить ПК
с уже установленной ОС. Есть несколько неплохих производителей, продающих
ноутбуки, настольные компьютеры и серверы с Linux, в том числе: System76,
ZaReason, Linux Certified, Think Penguin, Entroware и Tuxedo Computers. Компания Dell расширяет свою линейку компьютеров с Linux, а поставщики корпоративных версий Linux — Red Hat, SUSE и Ubuntu — тесно сотрудничают
с поставщиками оборудования, включая Dell, Hewlett-Packard и IBM.
Тем не менее умение устанавливать Linux — полезный навык. Он открывает целый мир экспериментов с настройками и способами аварийного восстановления.
Переключение между дистрибутивами — старинная забава, когда вы скачиваете
и пробуете разные дистрибутивы Linux.
Несмотря на то что для установки Linux требуется всего несколько шагов, вам
понадобится определенный багаж знаний, особенно если вы хотите настроить
свою установку, например распределить разделы диска определенным образом или организовать мультизагрузку с другими дистрибутивами Linux или
с Microsoft Windows. Вам нужно знать, как войти в настройки базовой системы
ввода/вывода (Basic Input Output System, BIOS) или единого расширяемого
микропрограммного интерфейса (Unified Extensible Firmware Interface, UEFI).
Вам нужен хороший доступ в Интернет. Все дистрибутивы Linux можно скачать
бесплатно, даже коммерческие корпоративные дистрибутивы, такие как Red Hat,
SUSE и Ubuntu. Размеры скачиваемых файлов варьируются от нескольких
мегабайтов для сверхмалых дистрибутивов Linux, таких как Tiny Core Linux,
который вмещает полную операционную систему с графическим рабочим столом
в 12 Мбайт, до 10+ Гбайт для SUSE Linux Enterprise Server. Для большинства
дистрибутивов Linux имеются установочные образы размером 2–4 Гбайт, которые идеально помещаются на DVD или небольшой USB-накопитель.
Большинство дистрибутивов Linux предоставляют образ для установки по сети;
например, такой образ для Debian занимает около 200 Мбайт. Он содержит часть
Загрузка с установочного носителя 27
системы Debian, которой вполне достаточно для того, чтобы загрузиться, подключиться к Интернету и скачать только необходимые пакеты вместо полного
установочного образа.
Вы можете свободно делиться с другими людьми любым скачанным дистрибутивом Linux.
Кроме того, есть возможность купить дистрибутивы Linux на DVD и USBнакопителях. Посетите Shop Linux Online (https://shoplinuxonline.com) и Linux
Disc Online (https://linuxdisconline.com), где предлагаются физические носители
с установочными образами различных дистрибутивов Linux.
Загрузка с установочного носителя
Чтобы установить Linux, нужно загрузиться с установочного носителя USB или
DVD. Возможно, для этого вам придется войти в настройки BIOS или UEFI
вашего компьютера, чтобы разрешить загрузку со съемного устройства. Некоторые компьютеры дают возможность выбрать альтернативное загрузочное
устройство без входа в BIOS/UEFI; например, мой ноутбук отображает экран
заставки, на котором перечислены все поддерживаемые сочетания клавиш: F2
или Delete для входа в настройки и F11 для входа в меню выбора альтернативного загрузочного устройства. В системах Dell можно нажать клавишу F12,
чтобы открыть меню однократной загрузки. Все компьютеры разные, поэтому
загляните в руководство по материнской плате, чтобы узнать, какие возможности она предлагает.
Вероятно, вам придется отключить безопасную загрузку (secure boot) в настройках UEFI, чтобы разрешить загрузку со съемного носителя. Fedora, openSUSE
и Ubuntu имеют собственные подписанные ключи и будут загружаться с включенной поддержкой безопасной загрузки. Другие дистрибутивы Linux, такие как
SystemRescue (см. главу 19), не имеют подобных ключей.
Безопасная загрузка
Безопасная загрузка (Secure Boot) — это функция безопасности UEFI. Когда
она включена, UEFI позволяет загружать только операционные системы,
имеющие специальные подписанные ключи. Идея состоит в том, чтобы
предотвратить управление загрузчиком со стороны вредоносного кода.
Большинство дистрибутивов Linux не имеют подписанных ключей, поэтому
для их загрузки необходимо отключить безопасную загрузку.
28 Глава 1. Установка Linux
Где скачать Linux
Существуют сотни дистрибутивов Linux, и отличное место, где можно узнать
об их существовании, — это DistroWatch.com (https://distrowatch.com), наиболее
исчерпывающий ресурс о дистрибутивах Linux. DistroWatch публикует обзоры,
подробную информацию и новости, а также список, включающий 100 самых
популярных дистрибутивов.
Лучший дистрибутив Linux для новичков
Linux предлагает довольно много хорошего, возможно даже слишком много. Рецепты, представленные в этой книге, были протестированы в openSUSE, Fedora
Linux и Ubuntu Linux. Эти три дистрибутива прекрасно зарекомендовали себя,
пользуются большой популярностью и удобны в обслуживании. Они представляют три разных семейства Linux (см. приложение). Как мне кажется, для новичков
идеально подойдет дистрибутив Ubuntu с его простым установщиком, хорошей
документацией и обширным и доброжелательным сообществом пользователей.
Каждый дистрибутив Linux имеет отличия: разные инструменты установки
программного обеспечения, разные настройки по умолчанию, разные местоположения файлов... но все они похожи в своей основе. Большая часть из того,
что вы узнаете о любом конкретном дистрибутиве, применима ко всем из них.
Аппаратные архитектуры
Авторы практических руководств раньше исходили из того, что читатели
используют оборудование с архитектурой x86. Однако с ростом популярности процессоров ARM ситуация изменилась. Современные дистрибутивы
Linux поддерживают большое количество аппаратных архитектур, и в рецепте 10.11 вы узнаете, как определить свою архитектуру. У вас не получится
случайно установить версию Linux не для своей архитектуры, поскольку
процедура установки сразу же потерпит неудачу и выведет сообщение об
ошибке, объясняющее причину.
Установочные образы Linux распространяются в формате ISO 9660 и имеют расширение *.iso, например ubuntu-20.04.1-desktop-amd64.iso для компьютеров
с аппаратной архитектурой x86-64 и ubuntu-20.04.1-live-server-arm64.iso для
компьютеров с аппаратной архитектурой ARM. Это сжатый архив, содержащий
целую файловую систему и программу установки. В процессе установки он распаковывается, и вы можете видеть все файлы.
Первоначально формат *.iso предназначался для CD и DVD. Когда-то дистрибутивы Linux умещались на одном компакт-диске. (Более того, были времена,
1.1. Вход в настройки BIOS/UEFI 29
когда они умещались на нескольких 3,5-дюймовых дискетах!) Современные
дистрибутивы Linux в большинстве своем слишком велики и уже не умещаются
на CD. USB-накопители идеально подходят для установки Linux, поскольку они
недорогие, многоразовые и намного быстрее оптических носителей.
1.1. Вход в настройки BIOS/UEFI
Задача
Войти в настройки BIOS/UEFI.
Решение
Войдите в настройки BIOS/UEFI, нажав при запуске соответствующую клавишу Fn. В системах Dell, ASUS и Acer это обычно F2, а в Lenovo — F1. В других
системах это может быть другая клавиша; например, в ряде систем используется
Delete, поэтому загляните в документацию к своему компьютеру. Некоторые
системы сообщают, какую клавишу нажать, на экране запуска. Часто трудно
нажать клавишу в нужное время, поэтому начинайте и продолжайте нажимать
ее сразу после нажатия кнопки питания, как если бы вы нажимали кнопку вызова лифта, чтобы он прибыл быстрее.
Настройки UEFI в каждом компьютере выглядят по-разному; например, компьютеры компании Lenovo имеют яркий и хорошо организованный интерфейс (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Настройки UEFI в новом Lenovo ThinkPad
30 Глава 1. Установка Linux
ASRock UEFI в моей тестовой системе выглядит мрачно и броско (рис. 1.2).
Эта материнская плата предназначена для геймеров и имеет множество настроек
для разгона процессора и других оптимизаций производительности. На рис. 1.2
показан браузер материнской платы; стоит навести указатель мыши на любой
элемент, и вы тут же получите информацию о нем.
Рис. 1.2. Браузер материнской платы в ASRock UEFI
Комментарий
Когда вы загружаете компьютер, первые программные инструкции, которые он
выполняет, извлекаются из прошивки BIOS или UEFI в материнской плате.
BIOS — это старая система, используемая с 1980 года. UEFI — ее современная
замена, которая включает поддержку устаревшей BIOS. Почти все компьютеры,
выпущенные после середины 2000-х, имеют UEFI.
1.2. Скачивание установочного образа Linux 31
UEFI предлагает больше функций, чем старая BIOS, и напоминает небольшую
операционную систему. Экраны настройки UEFI управляют порядком загрузки,
загрузочными устройствами, параметрами безопасности, безопасной загрузкой,
разгоном, отображением состояния оборудования и сети и предлагают множество других функций.
Дополнительная информация
Документация для материнской платы.
Форум Unified Extensible Firmware Interface (https://uefi.org).
1.2. Скачивание установочного образа Linux
Задача
Найти и скачать установочный образ Linux.
Решение
Прежде всего вы должны понять, какой дистрибутив Linux хотели бы попробовать. Если вы не знаете, с чего начать, то советую посмотреть в сторону Ubuntu
Linux (https://ubuntu.com). Прекрасным выбором для новичков также станут
Fedora Linux (https://getfedora.org) и openSUSE Linux (https://opensuse.org).
Когда скачивание завершится, образ желательно проверить. Этот важный шаг
поможет вам убедиться, что образ не был поврежден в процессе скачивания и не
был подменен где-то по пути.
Все производители дистрибутивов сопровождают свои установочные образы
подписанными ключами и контрольными суммами. Ubuntu, например, предлагает инструкции с командами, которые можно просто копировать и вставлять
в командную строку. Откройте терминал и перейдите в каталог, куда вы скачали
образ с Ubuntu. Проверка образа Ubuntu 21.04 выглядит следующим образом:
$ echo "fa95fb748b34d470a7cfa5e3c1c8fa1163e2dc340cd5a60f7ece9dc963ecdf88 \
*ubuntu-21.04-desktop-amd64.iso" | shasum -a 256 --check
ubuntu-21.04-desktop-amd64.iso: OK
Если вы увидите сообщение shasum: WARNING: 1 computed checksum did NOT match
(ВНИМАНИЕ: 1 вычисленная контрольная сумма НЕ совпадает), значит, образ
32 Глава 1. Установка Linux
поврежден или вы скопировали не ту контрольную сумму. Чаще проблема
связана с повреждением образа во время загрузки, поэтому скачайте его снова.
Другие дистрибутивы Linux предлагают немного иные методы проверки, поэтому следуйте инструкциям на их сайтах.
Комментарий
Существует отличный сайт Distrowatch.com (https://distrowatch.com), где можно
познакомиться с сотнями дистрибутивов Linux. На Distrowatch публикуется
больше новостей и информации о дистрибутивах Linux, чем где-либо еще.
Дополнительная информация
man 1 sha256sum
Ubuntu Linux (https://ubuntu.com).
Fedora Linux (https://getfedora.org).
openSUSE Linux (https://opensuse.org).
1.3. Создание загрузочного USB-накопителя с Linux
с помощью UNetbootin
Задача
Вы скачали установочный iso-образ Linux, и теперь его нужно записать на
USB-накопитель, чтобы создать загрузочный носитель. Вы предпочитаете инструменты с графическим инструментом.
Решение
Попробуйте UNetbootin (https://oreil.ly/8CXp9) — Universal Netboot Installer. Данный инструмент работает в Linux, macOS и Windows; с его помощью можно скачать и создать установочный диск Linux в любой из этих операционных систем.
UNetbootin создает установочный USB-накопитель из скачанного образа *.iso,
но также может скачать образ *.iso сам (рис. 1.3).
В качестве носителя может послужить USB-накопитель любой емкости (больше, чем размер файла *.iso, конечно). Образ *.iso займет устройство целиком,
поэтому его не получится использовать для чего-то еще, и для каждого файла
*.iso требуется отдельный USB-накопитель.
1.3. Создание загрузочного USB-накопителя с Linux с помощью UNetbootin 33
Рис. 1.3. Использование UNetbootin
для создания установочного USB-накопителя с Linux
На сайте UNetbootin вы найдете все необходимые инструкции и файлы для скачивания. Некоторые дистрибутивы Linux предлагают свои пакеты с UNetbootin,
но на сайте UNetbootin вы всегда найдете самые свежие версии.
Комментарий
В числе других интересных приложений с графическим интерфейсом можно
назвать: USB Creator, ISO Image Writer и GNOME MultiWriter, последнее из
которых может копировать образы сразу на несколько USB-накопителей.
Когда установочный USB-накопитель будет создан, вы можете просмотреть
файлы на нем. Единственный образ *.iso разворачивается в целую файловую систему с множеством файлов и каталогов, как в следующем примере
с Ubuntu:
$ ls -C1 /media/duchess/'Ubuntu 21.04.1 amd64'/
boot
casper
dists
EFI
install
isolinux
md5sum.txt
pics
pool
preseed
README.diskdefines
ubuntu
34 Глава 1. Установка Linux
Каждый дистрибутив Linux включает свою программу установки. Вот, например, установочные файлы Fedora:
$ ls -C1 /media/duchess/Fedora-WS-Live-34-1-6/
EFI
images
isolinux
LiveOS
Было бы хорошо иметь один USB-накопитель с кучей установочных файлов
Linux, и есть множество программ, помогающих создавать такие накопители.
Я предпочитаю программу Ventoy (https://ventoy.net), которая поддерживает
большое количество дистрибутивов Linux. Есть версии программы для Linux
и Windows, и с их помощью можно создавать USB-накопители с установочными
образами Linux для запуска live-версий и для установки на жесткие диски.
Дополнительная информация
UNetbootin (https://oreil.ly/8CXp9).
Глава 9.
Ventoy (https://ventoy.net).
1.4. Создание установочного DVD с Linux
с помощью K3b
Задача
Создать установочный DVD с Linux с помощью инструмента с графическим
интерфейсом.
Решение
Используйте K3b (KDE Burn Baby Burn). K3b — это приложение для Linux
с графическим интерфейсом для записи CD/DVD.
Если у вас нет системы Linux, то используйте любую другую программу записи
образов ISO 9660 на CD/DVD. Выбранная вами программа должна поддерживать операцию, обозначаемую ею как «записать существующий образ на диск».
1.4. Создание установочного DVD с Linux с помощью K3b 35
Запустив K3b, вы увидите окно, как показано на рис. 1.4. Нажмите кнопку Burn
Image (Записать образ) и обратите внимание на подтверждение в левом нижнем углу — надпись Write an ISO 9660 ... image to an optical disk (Записать образ
ISO 9660 ... на оптический диск).
Рис. 1.4. Создание установочного DVD с помощью K3b
На следующем экране (рис. 1.5) в раскрывающемся списке вверху слева выберите свой образ *.iso. Затем вверху справа выберите ISO 9660 filesystem image
(Образ файловой системы ISO 9660). Внизу на вкладке Settings (Настройки)
установите флажок Verify written data (Проверить записанные данные). В этом
случае программа вычислит контрольную сумму после записи образа и сравнит
ее с контрольной суммой исходного образа *.iso. Это важный шаг, поскольку
несовпавшие контрольные суммы означают, что диск поврежден и его нельзя
использовать для установки.
Когда диск будет успешно записан, вы увидите сообщение о благополучном
завершении, как показано на рис. 1.6. Если в процессе записи возникнут какиелибо ошибки, то на экране появятся полезные сообщения.
36 Глава 1. Установка Linux
Рис. 1.5. Настройка записи
Рис. 1.6. Успешно!
1.5. Создание загрузочного CD/DVD с помощью команды wodim 37
Комментарий
Brasero и XFBurn — еще два отличных Linux-приложения для записи CD/DVD.
Они имеют более простой интерфейс, чем K3b, но обладают достаточно широким набором функций.
Мир технологий быстро меняется. Всего несколько лет назад я часто пользовалась CD и DVD. Затем рынок захватили USB-накопители, и я уже много лет
не записывала диски, пока не приступила к написанию этой главы.
В настоящее время производители стараются, чтобы CD и DVD ушли в небытие,
отказываясь вставлять приводы CD/DVD в свои компьютеры. Однако это совсем не проблема, поскольку всегда можно приобрести внешний USB-привод
CD/DVD. Можно даже найти приводы с питанием от шины, для подключения
которых достаточно одного USB-кабеля, и нет необходимости возиться с кабелем питания. В настоящее время продолжают выпускаться болванки CD/DVD
хорошего качества, так что если вы предпочитаете оптические диски, то они
станут для вас надежным выбором.
Дополнительная информация
K3b (https://oreil.ly/MJmXF).
Brasero (https://oreil.ly/a9Dxx).
1.5. Создание загрузочного CD/DVD
с помощью команды wodim
Задача
Создать загрузочный CD/DVD с помощью командной строки.
Решение
Попробуйте команду wodim . Обычно привод оптических дисков доступен
через символическую ссылку /dev/cdrom , указывающую на /dev/sr0 . Используйте символическую ссылку, поскольку для нее настроены правильные
разрешения:
$ ls -l /dev | grep cdr
lrwxrwxrwx 1 root root
3 Mar
7 12:38 cdrom -> sr0
38 Глава 1. Установка Linux
lrwxrwxrwx 1 root root
crw-rw----+ 1 root cdrom
brw-rw----+ 1 root cdrom
21,
11,
3 Mar
2 Mar
0 Mar
7 12:38 cdrw -> sr0
7 08:34 sg2
7 12:57 sr0
И скопируйте свой установочный образ на диск:
$ wodim dev=/dev/cdrom -v ubuntu-21.04-desktop-amd64.iso
Комментарий
В примере вывода команды ls -l выше можно видеть устройства sg2 и sr0.
Устройство sg2 — это символьное устройство, а sr0 — блочное. Символьные
устройства открывают прямой доступ к аппаратным устройствам через драйверы в ядре. Блочные — поддерживают буферизованный доступ к аппаратным
устройствам через разные программы, которые выполняют операции чтения
и записи с физическими носителями. Пользователи взаимодействуют с устройствами хранения, такими как DVD и жесткие диски, через драйверы блочных
устройств в ядре. Список используемых модулей ядра, управляющих символьными и блочными устройствами, можно увидеть в файле /boot/config-*.
Дополнительная информация
man 1 wodim
1.6. Создание установочного USB-носителя с Linux
с помощью команды dd
Задача
Создать установочный USB-носитель с помощью командной строки, не используя инструменты с графическим интерфейсом.
Решение
Используйте команду dd, которая имеется во всех версиях Linux и везде работает одинаково.
Сначала определите имя устройства своего USB-накопителя с помощью команды lsblk, чтобы скопировать образ на правильное устройство. В моем случае,
как показано ниже, USB-накопителем является устройство /dev/sdb:
1.6. Создание установочного USB-носителя с Linux с помощью команды dd 39
$ lsblk -o NAME,FSTYPE,LABEL,MOUNTPOINT
NAME
FSTYPE LABEL
sda
├─sda1 vfat
├─sda2 xfs
osuse15-2
├─sda3 xfs
├─sda4 xfs
└─sda5 swap
sdb
└─sdb1 xfs
32gbusb
sr0
MOUNTPOINT
/boot/efi
/boot
/
/home
[SWAP]
Следующая команда создаст установочный USB-носитель и отобразит ход процесса копирования:
$ sudo dd status=progress if=ubuntu-20.04.1-LTS-desktop-amd64.iso of=/dev/sdb
211509760 bytes (212 MB, 202 MiB) copied, 63 s, 3.4 MB/s
Копирование займет несколько минут, и в конце будет выведено:
2782257664 bytes (2.8 GB, 2.6 GiB) copied, 484 s, 5.7 MB/s
5439488+0 records in
5439488+0 records out
2785017856 bytes (2.8 GB, 2.6 GiB) copied, 484.144 s, 5.8 MB/s
Извлеките накопитель, затем снова вставьте его в порт USB и посмотрите, какие
файлы на нем хранятся. На рис. 1.7 представлено содержимое накопителя после
записи установочного образа Ubuntu Linux, показанное в диспетчере файлов
Thunar.
Рис. 1.7. Файлы из установочного образа Ubuntu Linux Ubuntu Linux,
показанные в диспетчере файлов Thunar
40 Глава 1. Установка Linux
Файлы отмечены значками закрытых замков, поскольку установщик Ubuntu
использует файловую систему SquashFS, доступную только для чтения. Файлы
можно читать, но нельзя удалять или изменять.
Установочный USB-накопитель готов к использованию.
Комментарий
Выбор правильного устройства для копирования установочных файлов — чрезвычайно важный шаг. В примере вывода команды lsblk выше присутствуют
только два устройства хранения. Обратите внимание на столбец LABEL (Метка);
вы можете добавлять метки к своим файловым системам, чтобы знать, какие это
системы. (См. рецепт 9.2 и рецепты создания файловых систем в главе 11, чтобы
узнать, как добавлять метки к файловым системам.)
Инструменты с графическим интерфейсом удобны, но я предпочитаю команду
dd, поскольку она проста и надежна. Название dd возникло как сокращение от
Disk Duplicator. Это одна из самых старых команд GNU, входящих в состав
пакета GNU coreutils, который существует с момента возникновения Linux.
Дополнительная информация
man 1 dd
1.7. Простая установка Ubuntu
Задача
Выполнить простую установку Ubuntu. Для этого у вас должен быть готов установочный носитель и вы должны знать, как с него загрузиться. На компьютере
нет ничего, что требовалось бы сохранить, поэтому Ubuntu может занять весь
жесткий диск.
Решение
Следующий пример демонстрирует быструю и простую установку Ubuntu
Linux 21.04 (Hirsute Hippo1). Всем выпускам Ubuntu даются альтернативные
названия животных.
1
Шерстистый бегемот.
1.7. Простая установка Ubuntu 41
Вставьте установочный носитель, включите компьютер и откройте загрузочное
меню в своей системе. Выберите загрузку с установочного носителя (рис. 1.8).
Рис. 1.8. Загрузка с установочного USB-накопителя
Все меню UEFI выглядят по-разному
Экраны с настройками UEFI разных производителей выглядят по-разному.
На снимке экрана, представленном выше, изображена страница с настройками UEFI в компьютере Dell.
Когда появится меню загрузчика GRUB, оставьте выбранным вариант по умолчанию. Для Ubuntu 21.04 это вариант Ubuntu (рис. 1.9).
42 Глава 1. Установка Linux
Далее вам будет предложено выбрать один из двух вариантов: Try Ubuntu (Попробовать Ubuntu) и Install Ubuntu (Установить Ubuntu). При выборе первого варианта запустится live-версия Ubuntu, а если выбрать второй вариант, то откроется
окно программы установки (рис. 1.10). Неважно, какой вариант вы выберете,
поскольку при выборе первого варианта на рабочем столе останется большая
кнопка, нажатие которой запускает установку.
Рис. 1.10. Выбор из двух вариантов: Try Ubuntu (Попробовать Ubuntu)
и Install Ubuntu (Установить Ubuntu)
Когда установка будет запущена, программа проведет вас через несколько шагов.
Сначала она предложит вам выбрать язык и раскладку клавиатуры.
Затем, если на компьютере имеется беспроводной сетевой интерфейс, предложит настроить его, не дожидаясь завершения установки.
Далее вам будет предложено настроить некоторые параметры установки.
На экране Updates and other software (Обновления и другое программное обеспечение) выберите вариант Normal installation (Обычная установка) (рис. 1.11).
На следующем экране выберите Erase disk and install Ubuntu (Очистить диск
и установить Ubuntu), а затем нажмите кнопку Install Now (Установить сейчас)
(рис. 1.12).
1.7. Простая установка Ubuntu 43
Рис. 1.11. Выбран вариант Normal installation
(Обычная установка)
Рис. 1.12. Выбран вариант Erase disk and install Ubuntu
(Очистить диск и установить Ubuntu)
На следующем экране в ответ на вопрос Write the changes to disk? (Записать изменения на диск?) нажмите кнопку Continue (Продолжить). Далее будет предложено
еще несколько экранов: для настройки часового пояса, создания пользователя,
пароля и имени хоста, после чего начнется собственно установка. Вам не требуется что-либо делать до окончания установки. Когда установка завершится,
в ответ на предложение перезапустить компьютер извлеките установочный
носитель и нажмите клавишу Enter. После перезапуска вам будет предложено
задать несколько дополнительных настроек, после чего вы сможете поэкспериментировать со своей свежеустановленной Ubuntu Linux.
44 Глава 1. Установка Linux
Комментарий
Большинство дистрибутивов Linux имеют похожий процесс установки: загрузка с установочного носителя, выбор простой или нестандартной установки.
Некоторые дистрибутивы просят ответить на все вопросы (такие как ввод
имени пользователя и пароля) перед установкой; другие — после первой
перезагрузки.
Программы установки Linux обычно имеют кнопку возврата, давая возможность
вернуться назад и изменить настройки. Процедуру установки можно прервать
в любой момент; правда, при этом система может остаться в состоянии, непригодном для использования. В этом нет ничего страшного, поскольку установку
можно запустить снова и пройти всю процедуру до конца.
Вы можете переустанавливать систему столько раз, сколько захотите, не волнуясь о лицензионных ключах, за исключением корпоративных дистрибутивов,
для установки которых требуются регистрационные ключи (Red Hat, SUSE или
Ubuntu с платной поддержкой).
Дополнительная информация
Документация для Ubuntu (https://help.ubuntu.com).
1.8. Настройка дисковых разделов
Задача
Реализовать свою схему разделов жесткого диска.
Решение
В этом рецепте мы вернемся к примеру установки Ubuntu из рецепта 1.7 и реализуем свою схему разделов жесткого диска.
Весь диск будет очищен
В этом рецепте будет создана новая таблица разделов жесткого диска, а все
прежнее его содержимое — стерто.
1.8. Настройка дисковых разделов 45
Разбить диск на разделы можно разными способами. В табл. 1.1 показана схема деления, которую я предпочитаю использовать на своих рабочих станциях
с Linux.
Таблица 1.1. Пример схемы разделов диска
Имя раздела
Тип файловой системы
Точка монтирования
/dev/sda1
ext4
/boot
/dev/sda2
ext4
/
/dev/sda3
ext4
/home
/dev/sda4
ext4
/tmp
/dev/sda5
ext4
/var
/dev/sda6
swap
Дойдя до экрана Installation Type (Тип установки), выберите Something else (Другой
вариант), чтобы продолжить установку по нестандартному пути (рис. 1.13).
Рис. 1.13. Выбор типа установки
Когда откроется экран со списком разделов на диске, очистите весь диск, нажав
кнопку New Partition Table (Новая таблица разделов). После этого откроется экран,
изображенный на рис. 1.14.
Для создания нового раздела щелкните на строке free space (свободное место),
таким образом выбрав ее, затем нажмите кнопку со значком «плюс», +, чтобы
добавить новый раздел. В открывшемся диалоге укажите размер раздела, тип
файловой системы и точку монтирования. Например, на рис. 1.15 показано, как
заполнить поля диалога, чтобы создать раздел размером 500 Мбайт, который
монтируется в каталог /boot.
46 Глава 1. Установка Linux
Рис. 1.14. Создание новой таблицы разделов
Рис. 1.15. Создание загрузочного раздела
Продолжайте щелкать на строке free space (свободное место) и на кнопке со значком +, пока не создадите все разделы. На рис. 1.16 показан конечный результат:
здесь созданы разделы для файловых систем /boot, /home, /var, /tmp, а также
раздел подкачки (swap).
1.8. Настройка дисковых разделов 47
Рис. 1.16. Разделы созданы, и можно продолжать установку
Выбор разделов для форматирования
Обратите внимание на флажки Format? (Форматировать?) в таблице со
списком разделов. Все вновь создаваемые разделы следует форматировать
в выбранную файловую систему.
Комментарий
В этом рецепте все разделы форматируются в файловой системе Ext4, но вообще
можно использовать любые файловые системы, какие захотите; дополнительные
подробности см. в главе 11.
Дисковые разделы похожи на группу отдельных физических дисков. Каждый из
них независим и может иметь свою файловую систему. Выбираемые файловые
системы и их размеры зависят от предназначения системы. Если вам нужно
много места для хранения данных, то раздел для каталога /home должен быть
большим. Это может быть даже отдельный диск.
Создание отдельного раздела для /boot упрощает управление мультизагрузочными системами, поскольку отделяет загрузочные файлы от устанавливаемых
операционных систем; 500 Мбайт более чем достаточно.
48 Глава 1. Установка Linux
Создание отдельного раздела для корневой файловой системы / упрощает восстановление или замену ядра Linux. Для большинства дистрибутивов 30 Гбайт
более чем достаточно, за исключением случаев, когда используется файловая
система Btrfs — в этом случае следует выделить 60 Гбайт, чтобы иметь достаточно
места для хранения моментальных снимков файловой системы.
Каталог /home желательно поместить в отдельный раздел, чтобы изолировать
его от корневой файловой системы и иметь возможность переустанавливать
Linux, не касаясь этого каталога. Более того, его можно даже поместить на отдельный диск.
Каталоги /var и /tmp могут заполняться неконтролируемыми процессами. Размещение их в отдельных разделах предотвращает отрицательное влияние вероятных
сбоев на другие файловые системы. Я обычно выделяю для них по 20 Гбайт, но
на высоконагруженных серверах эти разделы должны быть больше.
Создание раздела подкачки размером, равным объему оперативной памяти,
позволяет организовать приостановку с сохранением на диск.
Дополнительная информация
Подраздел «Комментарий» в рецепте 3.9, посвященный режимам ожидания
и сна.
Глава 8.
Глава 9.
1.9. Сохранение существующих разделов
Задача
На диске имеется отдельный раздел для каталога /home, и его нужно сохранить
после переустановки Linux.
Решение
В рецептах 1.7 и 1.8 мы полностью очистили диск, создав новую таблицу разделов. Но если у вас есть разделы, которые вы хотите сохранить, такие как
/home или любой другой общий каталог, то вместо того, чтобы создавать новую
1.9. Сохранение существующих разделов 49
таблицу разделов, следует отредактировать существующие разделы. При этом
можно удалять существующие и создавать новые или повторно использовать
имеющиеся разделы.
В следующем примере установки Ubuntu предполагается, что раздел /dev/sda3
занимает каталог /home, который нужно сохранить. Щелкните на нем правой
кнопкой мыши и выберите в контекстном меню пункт Change (Изменить). Затем
назначьте этому разделу точку монтирования /home и убедитесь, что флажок
Format? (Форматировать?) не установлен (рис. 1.17). Если включить форматирование или изменить тип файловой системы, то все данные в этом разделе
будут удалены.
Рис. 1.17. Сохранение раздела /dev/sda3
Комментарий
В рецепте 1.8 вы найдете дополнительные подробности настройки разделов
и информацию о том, какие файловые системы желательно разместить в отдельных разделах.
Дополнительная информация
Глава 8.
Глава 9.
50 Глава 1. Установка Linux
1.10. Выбор пакетов для установки
Задача
Вам не нравится выбор по умолчанию пакетов для установки и хотелось бы
установить программные пакеты по своему выбору. Например, потому, что вам
нужна рабочая станция для разработки ПО, веб-сервер, централизованный сервер
резервного копирования, рабочая станция для создания видео- или аудиороликов, для издательского дела или просто хотелось бы установить другие офисные
приложения.
Решение
В разных дистрибутивах Linux немного по-разному организовано управление
пакетами. В этом рецепте вы увидите примеры для openSUSE и Fedora Linux.
openSUSE поддерживает несколько способов установки из одного установочного
образа, а Fedora Linux имеет несколько разных установочных образов.
Эти два примера типичны для дистрибутивов Linux общего назначения.
Хочу напомнить, что после установки системы вы сможете установить дополнительное или удалять ненужное программное обеспечение.
openSUSE
Программа установки openSUSE поддерживает простую установку по умолчанию и предлагает дополнительные возможности настройки. Она имеет
два экрана управления выбором пакетов. Первый (рис. 1.18) предлагает выбрать роль системы, например: рабочий стол с графической средой KDE или
GNOME, базовый рабочий стол с оконным менеджером IceWM, сервер без
графической среды или сервер транзакций без графической среды. Каждая
роль предусматривает установку предопределенного набора пакетов. Вы можете установить одну из них как есть или выбрать пакеты для установки или
удаления.
Каждую роль можно дополнительно настроить, как вы увидите несколько позже
(рис. 1.19).
Щелкните на ссылке Software (Программное обеспечение), чтобы открыть экран
выбора пакетов. На этом экране отображаются шаблоны openSUSE — группы
взаимосвязанных пакетов, которые можно установить одним щелчком. Лично
мне нравится рабочий стол Xfce, поэтому я всегда добавляю его для установки
(рис. 1.20).
1.10. Выбор пакетов для установки 51
Рис. 1.18. Выбор роли системы в openSUSE
Рис. 1.19. Настройки установки openSUSE
52 Глава 1. Установка Linux
Рис. 1.20. Шаблоны openSUSE с наборами программных пакетов
Обратите внимание на кнопку Details (Подробности) внизу слева. Если нажать
ее, то откроется экран с несколькими вкладками, позволяющий выбрать отдельные пакеты (рис. 1.21). На этом экране вы найдете огромное количество
информации: списки пакетов для каждого шаблона, группы пакетов, списки
репозиториев, сводные данные об установке, зависимости и сведения о каждом
пакете. Используйте окно справа, чтобы выбрать или отменить выбор пакетов из
каждого шаблона. Программа установки автоматически разрешит зависимости
после внесения изменений.
Выбрав пакеты для установки, вы вернетесь обратно на экран Installation Settings
(Настройки установки) и получите еще один шанс изменить настройки установ-
1.10. Выбор пакетов для установки 53
ки. Нажмите кнопку Install (Установить), а затем зеленую кнопку Next (Далее),
чтобы завершить установку.
Рис. 1.21. Выбор отдельных пакетов в openSUSE
Fedora Linux
Установочные образы Fedora Linux Workstation и Fedora Linux Server предлагают только возможность настроить разметку диска, но не позволяют выбрать
пакеты для установки. Чтобы получить более широкие возможности настройки,
нужно скачать образ для установки по сети размером 600 Мбайт из раздела
Fedora Alternative Downloads (https://oreil.ly/JW9J8). Он подписан как Fedora Server,
но в процессе установки дает возможность выбирать пакеты без всяких ограничений для любого типа установки. Настройте установку по своему желанию
на экране Installation Summary (Обзор установки) (рис. 1.22).
Уделите внимание всем параметрам установки на экране Installation Summary
(Обзор установки): Software Selection (Выбор программного обеспечения), User
Creation (Создание пользователя), Installation Destination (Место установки), Keyboard
(Клавиатура), Time & Data (Время и дата), Network & Host Name (Сеть и имя хоста).
Щелкните на ссылке Software Selection (Выбор программного обеспечения), чтобы
открыть экран выбора пакетов для установки (рис. 1.23).
54 Глава 1. Установка Linux
Рис. 1.22. Сетевая установка Fedora Linux
Рис. 1.23. Выбор пакетов для установки в Fedora Linux
1.10. Выбор пакетов для установки 55
Завершив выбор пакетов, нажмите кнопку Done (Готово); после этого вновь откроется экран Installation Summary (Обзор установки). Завершив настройку всех
параметров установки, нажмите кнопку Begin Installation (Начать установку),
после чего установка продолжится полностью в автоматическом режиме.
Комментарий
Независимо от выбранного дистрибутива Linux, прочтите его документацию
и примечания к выпуску. Эти документы содержат важную информацию, избавляющую от многих проблем. Поищите также форумы, списки рассылки
и страницы «Википедии», где можно получить помощь.
Вы можете установить столько сред рабочего стола, сколько пожелаете, а затем выбрать ту, которую захотите использовать при входе в систему. Кнопка
выбора рабочих столов обычно довольно маленькая и малозаметная; например,
на рис. 1.24 показан экран входа в Ubuntu по умолчанию, скрывающий кнопку
выбора среды рабочего стола, пока не будет выбрано имя пользователя. Наибольшей популярностью пользуются рабочие столы Xfce, Lxde, GNOME и KDE.
GNOME используется по умолчанию в Ubuntu, openSUSE и Fedora.
Рис. 1.24. Выбор графической среды рабочего стола
56 Глава 1. Установка Linux
Дополнительная информация
Документация для openSUSE (https://oreil.ly/AupNr).
SUSE Transactional Updates (https://oreil.ly/mTyuV).
1.11. Мультизагрузка нескольких
дистрибутивов Linux
Задача
Установить на компьютер несколько дистрибутивов Linux и настроить возможность выбора дистрибутива для запуска во время загрузки.
Решение
Вы можете установить столько дистрибутивов Linux, сколько поместится на
вашем жестком диске (или дисках). Если у вас уже должен быть установлен
один дистрибутив Linux с отдельным разделом /boot, то вам остается выполнить
следующие шаги.
1. Выделите достаточно свободного дискового пространства для установки
нового дистрибутива Linux на том же жестком диске, где находится существующая система Linux, или на отдельном жестком диске, внутреннем или
внешнем.
2. Выпишите на лист бумаги разделы, принадлежащие первой установленной
системе Linux, чтобы случайно не перезаписать или не удалить их.
3. Смонтируйте раздел /boot в каждой вновь устанавливаемой системе и не форматируйте его.
4. Загрузитесь с установочного носителя, настройте установку новой системы
в свободное место на диске.
Программа установки автоматически найдет существующую систему Linux и добавит новую систему в меню загрузки. После завершения установки вы увидите
меню загрузки, подобное изображенному на рис. 1.25, в котором присутствуют
пункты для выбора Linux Mint и Ubuntu.
1.11. Мультизагрузка нескольких дистрибутивов Linux 57
Рис. 1.25. Новое загрузочное меню с пунктами для выбора Linux Mint и Ubuntu
Рис. 1.26. Установка Linux Mint после Ubuntu
58 Глава 1. Установка Linux
Комментарий
Чтобы освободить место на жестком диске, можно сжать существующие разделы
(см. рецепт 9.7) перед запуском установки. Для большей безопасности сжимаемые разделы лучше размонтировать. Кроме того, некоторые файловые системы
не позволяют сжать смонтированный раздел. Используйте SystemRescue для
сжатия разделов (см. рецепт 19.12).
Большинство программ установки Linux достаточно интеллектуальны, чтобы
распознавать уже установленные системы Linux и предложить их сохранить.
На рис. 1.26 показано окно программы установки Linux Mint, предоставляющей
возможность занять весь жесткий диск или установить новую систему рядом
с существующей системой Ubuntu без ее удаления.
Дополнительная информация
Рецепт 8.9.
Рецепт 9.7.
Рецепт 19.12.
Документация с описанием установки выбранного дистрибутива Linux.
1.12. Двухвариантная загрузка
с Microsoft Windows
Задача
Установить Linux и Windows на один компьютер.
Решение
Linux и Windows можно установить на один компьютер, а затем выбирать в меню
загрузки ту ОС, которую вы захотите использовать.
Первой лучше установить Windows, если она еще не установлена, а затем Linux.
Windows любит управлять загрузчиком, поэтому, устанавливая систему Linux
второй, вы позволите ей перехватить управление.
1.12. Двухвариантная загрузка с Microsoft Windows 59
Как всегда, перед установкой убедитесь, что у вас есть свежие резервные копии
и носитель для восстановления Windows.
После того как Windows будет установлена, запустите установку Linux. Устанавливать Linux можно любым способом: простым или с индивидуальной
настройкой разметки диска и набора устанавливаемых пакетов. Однако при
установке Linux и Windows на один компьютер важно помнить:
1) если имеется только один жесткий диск, то «устройством для установки загрузчика» должно быть /dev/sda;
2) если Windows установлена на одном жестком диске, а Linux устанавливается
на второй жесткий диск, то «устройством для установки загрузчика» должен
быть диск с Linux. Используйте имя устройства, например /dev/sdb, а не
раздела, такое как /dev/sdb1.
На рис. 1.27 показаны два жестких диска: Windows установлена на /dev/sda,
а Linux — на/dev/sdb.
Рис. 1.27. Установка Ubuntu вслед за Windows
Обязательно убедитесь, что устанавливаете Linux в правильное место и не уничтожите Windows. Вы можете разметить диск для системы Linux точно так же,
60 Глава 1. Установка Linux
как если бы устанавливали ее отдельно, и снова будьте предельно осторожны,
выбирая разделы для изменения.
Когда разметка диска и конфигурация установки будут настроены, продолжите
и завершите установку Linux. После ее завершения и перезагрузки меню GRUB
будет содержать пункты для обеих систем (рис. 1.28).
Рис. 1.28. Системы openSUSE и Windows в меню загрузчика GRUB
Комментарий
Вы можете установить на свой компьютер столько систем Linux и Windows,
на сколько хватит места на жестких дисках.
Есть и другие способы запустить Linux и Windows на одном компьютере.
Windows 10 включает подсистему Windows Subsystem for Linux 2 (WSL 2),
которая запускает поддерживаемые дистрибутивы Linux в виртуальной среде.
Вы можете запустить Windows в виртуальной машине в Linux, если у вас есть
установочный носитель Windows. Виртуальные машины хороши тем, что позволяют запустить несколько операционных систем одновременно, правда, для
этого нужны высокопроизводительные процессоры и много памяти.
1.13. Восстановление ключа продукта OEM для Windows 8 или 10 61
VirtualBox и QEMU/KVM/Virtual Machine Manager — хорошие бесплатные
виртуальные машины, которые работают в Linux.
Дополнительная информация
Документация для Windows Subsystem for Linux (https://oreil.ly/4cbnk).
VirtualBox (https://oreil.ly/pI6J6).
KVM (https://www.linux-kvm.org/page/Main_Page).
Virtual Machine Manager (https://oreil.ly/5vj6m).
QEMU (https://oreil.ly/VKBkf).
1.13. Восстановление ключа продукта OEM
для Windows 8 или 10
Задача
Вы приобрели компьютер с предустановленной системой Windows 8 или 10, но
не можете найти ключ продукта.
Решение
Позвольте Linux сделать это за вас. Выполните следующую команду в системе
Linux, установленной на том же компьютере, что и Windows, или загрузившись
с диска SystemRescue:
$ sudo cat /sys/firmware/acpi/tables/MSDM
MSDMU
DELL CBX3
AMI
FAKEP-RODUC-TKEY1-22222-33333
Ключ находится в последней строке.
Если у вас есть возможность загрузиться в Windows, то выполните следующую
команду в Windows:
C:\Users\Duchess> wmic path softwarelicensingservice get OA3xOriginalProductKey
OA3xOriginalProductKey
FAKEP-RODUC-TKEY1-22222-33333
62 Глава 1. Установка Linux
Комментарий
Если у вас нет носителя для восстановления, то вы можете скачать Windows 10
бесплатно. Для установки заново вам понадобится 25-значный ключ продукта
OEM.
Дополнительная информация
Страница для скачивания Windows 10 (https://oreil.ly/rz157).
1.14. Монтирование ISO-образа в Linux
Задача
Имеется скачанный файл *.iso с установочным образом Linux, и хотелось бы
увидеть, какие файлы и каталоги он содержит. Конечно, можно записать этот
образ на DVD или на USB-накопитель, а затем просмотреть его содержимое,
однако образ можно открыть, не копируя его на другое устройство.
Решение
В Linux есть псевдоустройство, называемое петлевым (loop) устройством. С его
помощью можно смонтировать образ *.iso так же, как любую другую файловую
систему. Выполните следующие действия, чтобы смонтировать образ *.iso
в петлевое устройство.
Сначала создайте в домашнем каталоге точку монтирования с любым именем.
В этом примере я выбрала имя loopiso:
$ mkdir loopiso
Смонтируйте образ *.iso в этот новый каталог. В данном примере монтируется
установочный образ Fedora Linux:
$ sudo mount -o loop Fedora-Workstation-Live-x86_64-34-1.2.iso loopiso
mount: /home/duchess/loopiso: WARNING: device write-protected, mounted read-only
После этого откройте смонтированную файловую систему в диспетчере файлов
(рис. 1.29).
Вы можете заходить в каталоги, заглядывать в файлы. Но вы не сможете редактировать файлы, поскольку образ смонтирован в режиме «только для чтения».
1.14. Монтирование ISO-образа в Linux 63
Рис. 1.29. Смонтированный образ Fedora Linux 34
Закончив знакомство с содержимым, размонтируйте образ:
$ sudo umount loopiso
Комментарий
Петлевое устройство отображает обычный файл в виртуальный раздел и позволяет настроить в этом файле виртуальную файловую систему. Если вы хотите
попробовать создать собственный файл образа, то, поискав в Интернете, найдете
множество советов. Начните с man 8 losetup.
Дополнительная информация
man 8 mount
man 8 losetup
ГЛАВА 2
Управление загрузчиком GRUB
Загрузчик — это программа, загружающая операционную систему после включения компьютера. Чаще других в Linux используется загрузчик GRUB (GRand
Unified Bootloader).
GRUB поддерживает ряд полезных возможностей: загрузку нескольких операционных систем на одном ПК, редактирование конфигурации в реальном
времени, настраиваемый интерфейс и режимы восстановления. В этой главе
мы обсудим их все.
GRUB и GRUB 2
Существует две основные версии GRUB: устаревшая GRUB и более новая
GRUB 2. Под названием GRUB 2 подразумеваются версии GRUB 1.99
и выше. Устаревшие версии GRUB — вплоть до 0.97 — прекратили существование в 2005 году. Многие инструкции по GRUB все еще ссылаются
на устаревшую версию GRUB и сравнивают ее с GRUB 2. В этой главе я не
буду рассказывать о GRUB. Она давно не используется и имеет мало общего
с GRUB 2, так что в главе мы сосредоточимся исключительно на GRUB 2.
В одних дистрибутивах Linux используется простое название GRUB без
цифрового индекса, в других — название GRUB 2. Например, в Ubuntu есть
каталог /boot/grub/ и команда grub-mkconfig, а в Fedora — каталог /boot/
grub2/ и команда grub2-mkconfig. Проверьте имена каталогов и команд
у себя. В этой главе я воспользуюсь схемой именования, принятой в Ubuntu,
за исключением примеров, относящихся к конкретным дистрибутивам.
Запуск компьютера не слишком изменился с тех пор, как в 1940-х годах был
создан UNIVAC. Запуск компьютера называется начальной самозагрузкой
(bootstrapping), подобно тому как барон Мюнхаузен вытягивал себя из болота за волосы, что в принципе невозможно. Сложность с программируемым
компьютером состоит в том, что ему нужны программные инструкции, направляющие его действия, но откуда эти инструкции берутся до загрузки
операционной системы?
Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
65
В современной архитектуре ПК x86_64 начальные инструкции запуска хранятся
в микросхеме на материнской плате, а сам процессор устроен так, что при включении начинает выполнять инструкции с адресами, совпадающими с адресами
памяти в микросхеме. Можно сказать, что процессор жестко запрограммирован
на получение начальных инструкций из определенного адреса. Этот адрес один
и тот же для всех компьютеров x86_64, благодаря чему есть возможность комбинировать разные материнские платы и процессоры. (Если вам интересно, то
этот адрес называется вектором сброса (reset vector).)
Ниже представлено упрощенное описание того, как происходит загрузка.
Сразу после включения электропитания начинается первый этап. Процессор
извлекает инструкции из микропрограммы BIOS/UEFI и инициализирует свои
кэши и системную память. После инициализации системной памяти запускается процедура самотестирования при включении (Power On Self-Test, POST),
в ходе которой проверяется память и наличие другого оборудования, например
клавиатуры, мыши, дисплея и дисков. Возможно, вы замечали, как загораются
и гаснут светодиоды на клавиатуре, и слышали шумы внутри корпуса вашего
компьютера при проверке дисководов.
Закончив процедуру самотестирования, микропрограмма BIOS/UEFI начинает
второй этап загрузки, в ходе которого отыскивает загрузчик на жестком диске
и запускает его. Загрузчик GRUB загружает файлы, необходимые для запуска
операционной системы, и выводит загрузочное меню.
После вывода загрузочного меню (рис. 2.1) GRUB ждет ввода некоторое время,
обычно 5–10 секунд, а затем загружает систему по умолчанию, если вы ничего
не сделали за это время. Перемещение по пунктам меню загрузки выполняется
с помощью клавиш со стрелками. После нажатия любой клавиши обратный отсчет останавливается, и вы можете не спеша изучить варианты загрузки.
Первый пункт в меню на рис. 2.1 загружает систему. Следующие два открывают
подменю с дополнительными параметрами загрузки. После перехода в подменю
вы можете вернуться в главное меню, нажав клавишу Esc.
Некоторые дистрибутивы Linux, такие как Fedora и Ubuntu, не отображают загрузочное меню, если установлена только одна операционная система. В этом случае
нажмите клавишу Shift сразу после включения электропитания, чтобы увидеть
загрузочное меню, которое будет содержать пункт для перехода к настройкам.
Возможно, вы захотите настроить внешний вид и поведение меню GRUB, изменив некоторые параметры в конфигурации GRUB.
Если вы предпочитаете графический инструмент для настройки меню GRUB, то
попробуйте GRUB Customizer (рис. 2.2). Этот инструмент доступен в большинстве дистрибутивов Linux как пакет grub-customizer, за исключением openSUSE,
66 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
в котором имеется модуль управления настройками GRUB (подписанный как
Boot Loader (Загрузчик)) в утилите настройки системы YaST.
2.1. Повторная сборка
конфигурационного файла GRUB
Задача
Собрать конфигурацию GRUB после изменения настроек.
Решение
Команды сборки конфигурации GRUB в разных дистрибутивах могут различаться. В Fedora и openSUSE эта команда выглядит так:
$ sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
В некоторых дистрибутивах, таких как Ubuntu, она имеет следующий вид:
$ sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg
В Ubuntu Linux имеется также сценарий update-grub, который запускает grubmkconfig:
$ sudo update-grub
Комментарий
Некоторые дистрибутивы Linux предоставляют команды, анализирующие файл
с настройками /etc/default/grub.
Не забывайте проверять имена файлов и каталогов при редактировании настроек
GRUB, поскольку они различаются в разных дистрибутивах Linux.
Дополнительная информация
Документация для вашей материнской платы, где приводятся сведения
о BIOS/UEFI.
Руководство GNU GRUB Manual (https://oreil.ly/szAiR).
Страницы справочного руководства man для GRUB; выполните команду man
-k grub, чтобы получить полный список страниц.
info grub или info grub2.
68 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
2.2. Отображение скрытого меню GRUB
Задача
Ваш любимый дистрибутив Linux скрывает меню GRUB, если на компьютере
установлена только одна операционная система, но вам хотелось бы, чтобы оно
появлялось перед загрузкой.
Решение
Так поступают некоторые дистрибутивы Linux, включая Ubuntu и Fedora.
Вы можете отобразить меню GRUB, нажав и удерживая клавишу Shift после
включения электропитания.
Отредактируйте файл /etc/default/grub, как показано ниже, чтобы заставить
GRUB всегда отображать меню:
GRUB_TIMEOUT="10"
GRUB_TIMEOUT_STYLE=menu
Если в вашем файле присутствуют строки GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0 и GRUB_HIDDEN_
TIMEOUT_QUIET=true, то закомментируйте их, добавив символ решетки (#) в начало
строки.
После того как файл /etc/default/grub будет изменен, соберите конфигурацию
GRUB (см. рецепт 2.1).
Комментарий
Параметр GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0 запрещает отображение меню GRUB, а параметр GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET=true запрещает отображение таймера обратного отсчета.
Если установить на компьютер еще одну операционную систему в режиме мультизагрузки, то меню GRUB должно стать видимым автоматически.
Дополнительная информация
Рецепт 2.1.
Руководство GNU GRUB Manual (https://oreil.ly/DqiwS).
Страницы справочного руководства man для GRUB; выполните команду man
-k grub, чтобы получить полный список страниц.
info grub или info grub2.
2.3. Загрузка с другим ядром Linux 69
2.3. Загрузка с другим ядром Linux
Задача
Вам интересно узнать смысл дополнительных пунктов в вашем меню GRUB,
которые ссылаются на определенные версии ядра Linux, как на рис. 2.3, для чего
они нужны и что с ними делать.
Рис. 2.3. Пункты в меню GRUB для загрузки разных ядер
Решение
С течением времени система Linux обновляется, но старые ядра Linux сохраняются и добавляются в меню GRUB. Это позволяет загрузить старое и заведомо
исправное ядро, если что-то пойдет не так с новым ядром. Старые ядра можно
не сохранять и удалять их с помощью диспетчера пакетов.
Комментарий
В прежние времена обновление ядра имело большое значение, поскольку часто
это означало исправление ошибок, улучшенную поддержку оборудования, такого как видео-, аудио- и сетевые карты, а также новые возможности, например
70 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
поддержку проприетарных форматов файлов и новых протоколов. Изменений
было много, и новые ядра нередко работали некорректно, поэтому сохранение
возможности загрузки с более старым ядром было обычным делом. В наши
дни подобные проблемы встречаются редко, и обновления ядра, как правило,
незначительны.
Дополнительная информация
Руководство GNU GRUB Manual (https://oreil.ly/qxk2m).
Архив ядер Linux (https://oreil.ly/l5xyK).
2.4. Устройство конфигурационных
файлов GRUB
Задача
Вам известно, что настройка GRUB выполняется немного иначе, чем настройка
большинства программ, и хотелось бы узнать, где находятся конфигурационные
файлы GRUB и как их использовать для управления GRUB.
Решение
Конфигурационные файлы GRUB находятся в /boot/grub/, /etc/default/grub
и /etc/grub.d/. Настройка GRUB — сложная задача, требующая использования
множества сценариев и модулей.
GRUB и GRUB 2
Как обсуждалось во вводной части этой главы, в одних дистрибутивах Linux
используется простое название GRUB без цифрового индекса, в других —
название GRUB2 в именах файлов и командах. В этой главе я использую
название GRUB, как принято в Ubuntu, за исключением примеров, относящихся к конкретным дистрибутивам.
Файл /etc/default/grub хранит настройки внешнего вида меню GRUB, отображаемого при запуске, которые, например, позволяют скрыть или отобразить
меню, применить оформление, добавить фоновое изображение, настроить таймаут и задать параметры ядра.
2.4. Устройство конфигурационных файлов GRUB 71
Файлы в /etc/grub.d/ поддерживают более сложные конфигурации, а /boot/
grub/ хранит файлы изображений и оформлений для настройки внешнего вида
меню GRUB.
Главный конфигурационный файл GRUB — /boot/grub/grub.cfg. Загрузчик
GRUB читает его при запуске. Вы не должны редактировать этот файл, поскольку он создается в процессе сборки конфигурации после внесения изменений
в файлы из /etc/grub.d/ и /etc/default/grub.
Конфигурация GRUB автоматически собирается заново после установки любых обновлений, влияющих на процесс загрузки, таких как установка новых
и удаление старых ядер.
Комментарий
Если вас интересует создание сценариев, то изучение файлов GRUB послужит
отличным практическим примером организации большого количества взаимозависимых сценариев.
Каталог /etc/grub.d/ содержит целый комплекс конфигурационных файлов. Вместо
одного гигантского конфигурационного файла настройки GRUB хранятся в нескольких отдельных файлах, и каждый из них отвечает за настройки конкретной задачи. Эти файлы пронумерованы в том порядке, в котором GRUB должен их читать:
чем меньше число, тем выше приоритет. Ниже представлен пример из Fedora 32:
$ sudo ls -C1 /etc/grub.d/
00_header
01_users
08_fallback_counting
10_linux
10_reset_boot_success
12_menu_auto_hide
20_linux_xen
20_ppc_terminfo
30_os-prober
30_uefi-firmware
40_custom
41_custom
backup
README
Каждый из этих файлов является сценарием и должен иметь разрешение на
выполнение. Вы можете запретить использовать любой из них, сбросив бит
разрешения на выполнение, например, так:
$ sudo chmod -x 20_linux_xen
72 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
Вновь разрешить использовать сценарий можно, установив бит разрешения на
выполнение:
$ sudo chmod +x 20_linux_xen
Дополнительная информация
Руководство GNU GRUB Manual (https://oreil.ly/RWh6k).
Страницы справочного руководства man для GRUB; выполните команду man
-k grub, чтобы получить полный список страниц.
info grub или info grub2.
Глава 6.
2.5. Создание минимального
конфигурационного файла GRUB
Задача
Написать минимальную действующую конфигурацию GRUB.
Решение
Ниже представлен простейший файл /etc/default/grub, содержащий только
самое необходимое для отображения меню и загрузки системы Linux (этот пример предназначен для openSUSE Leap 15.2):
# Изменив этот файл, выполните команду 'grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg'
# для обновления /boot/grub2/grub.cfg
GRUB_DEFAULT=0
GRUB_TIMEOUT=10
GRUB_TIMEOUT_STYLE=menu
Помните, как выглядело меню на рис. 2.1? На рис. 2.4 изображено меню для
той же системы, но полученное с использованием минимальной конфигурации
GRUB.
Есть еще несколько параметров, которые вы можете попробовать добавить: например, разные способы выбора загрузки по умолчанию, фоновое изображение
и тема, цветá и разрешение экрана. Подробнее об этом рассказывается в подразделе «Комментарий».
2.5. Создание минимального конфигурационного файла GRUB 73
Рис. 2.4. Минимальное меню GRUB
Комментарий
В /etc/default/grub можно добавить множество других параметров, большинство из которых можно игнорировать. Ниже описаны параметры, которые
я считаю наиболее полезными.
GRUB_DEFAULT = определяет пункт в загрузочном меню, выбираемый по умол-
чанию. Счет пунктов в загрузочном меню начинается с 0, но они не нумеруются явно. Как узнать, какой номер соответствует каждому пункту?
К сожалению, нет очевидного способа сделать это, и вам придется вручную
пересчитать пункты, содержащие разделы menuentry. Типичное определение
пункта меню выглядит следующим образом:
menuentry 'openSUSE Leap 15.2' --class opensuse --class gnu-linux
--class gnu --class os
menuentry_id_option 'gnulinux-simple-102a6fce-8985-4896-a5f9-e5980cb21fdb' {
load_video
set gfxpayload=keep
insmod gzio
[...]
Можно также воспользоваться командой awk, как в следующем примере для
Ubuntu 20.04:
$
0
1
2
3
4
5
sudo awk -F\' '/menuentry / {print i++,$2}' /boot/grub/grub.cfg
Ubuntu
Ubuntu, with Linux 5.8.0-53-generic
Ubuntu, with Linux 5.8.0-53-generic (recovery mode)
Ubuntu, with Linux 5.8.0-50-generic
Ubuntu, with Linux 5.8.0-50-generic (recovery mode)
UEFI Firmware Settings
74 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
Вероятно, нет большого смысла использовать в качестве выбора по умолчанию пункт запуска процедуры восстановления или тестирования па
мяти, хотя это вполне возможно. Пункт UEFI Firmware Settings (Настройки прошивки UEFI) выполняет вход в настройки BIOS/UEFI вашей
системы.
GRUB_TIMEOUT=10 задает время в секундах, в течение которого меню GRUB
будет ждать выбора пользователя перед запуском пункта по умолчанию,
а GRUB_TIMEOUT_STYLE=menu отображает меню во время обратного отсчета.
Параметр GRUB_TIMEOUT=0 запускает загрузку немедленно, без отображения
меню, а GRUB_TIMEOUT=-1 отключает автоматическую загрузку и ждет, пока
пользователь сделает выбор.
GRUB_DEFAULT=saved вместе с GRUB_SAVEDEFAULT=true делает последний вы-
бранный пункт меню пунктом по умолчанию для следующей загрузки.
GRUB_CMDLINE_LINUX= добавляет параметры ядра Linux для всех пунктов
меню.
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT= определяет параметры ядра только для пункта
меню по умолчанию. Типичный пример: GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet
splash", который отключает подробный вывод при запуске и отображает
графический экран-заставку. На рис. 2.5 показано, как выглядит подробный
вывод. Если задан параметр GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash", то
увидеть подробный вывод можно без изменения настроек, нажав клавишу
Esc во время запуска системы.
GRUB_TERMINAL=gfxterm устанавливает графический режим для отображения
экрана GRUB, который поддерживает цвета и графические изображения.
Параметр GRUB_TERMINAL=console отключает графический режим.
GRUB_GFXMODE= устанавливает разрешение экрана в графическом режиме,
например: GRUB_GFXMODE=1024x768. Запустите в командной строке GRUB
команду set pager=1, а затем videoinfo, чтобы увидеть поддерживаемые
режимы (рис. 2.6). Команда set pager=1 позволяет использовать клавиши
со стрелками для пролистывания выводимых командами результатов вверх
и вниз. Параметр GRUB_GFXMODE=auto выбирает наиболее разумное значение
по умолчанию.
GRUB_BACKGROUND= устанавливает указанное фоновое изображение для меню
GRUB (см. рецепт 2.6).
GRUB_THEME= устанавливает указанную тему оформления меню GRUB (см. ре-
цепт 2.8).
2.5. Создание минимального конфигурационного файла GRUB 75
Рис. 2.5. Подробный вывод с информацией о ходе запуска
Рис. 2.6. Поддерживаемые видеорежимы
76 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
Дополнительная информация
Рецепт 2.6.
Рецепт 2.8.
Руководство GNU GRUB Manual (https://oreil.ly/zIbDg).
Страницы справочного руководства man для GRUB; выполните команду man
-k grub, чтобы получить полный список страниц.
info grub или info grub2.
2.6. Настройка фонового изображения
для меню GRUB
Задача
Вас волнует внешний вид вашего меню GRUB, и вам хотелось бы улучшить его.
Решение
В роли фонового изображения можно использовать изображение в формате
PNG, восьмибитном JPG или TFA. Изображение может быть любого размера — GRUB автоматически масштабирует его по размеру экрана. В следующем
примере я украшу меню GRUB фотографией моей кошки Герцогини, разгуливающей по книжным полкам.
Скопируйте изображение в /boot/grub/ и добавьте полный путь к файлу изображения в файл /etc/default/grub. В моем случае фотография Герцогини
находится в файле /boot/grub/duchess-books.jpg:
GRUB_BACKGROUND="/boot/grub/duchess-books.jpg"
Если в файле имеется строка GRUB_THEME=, то закомментируйте ее, затем пересоберите конфигурацию GRUB (см. рецепт 2.1).
Вы должны увидеть сообщение Found background: /boot/grub/duchess-books.jpg в выводе команды сборки. Если это сообщение не появилось, значит, где-то в вашей
конфигурации есть ошибка.
2.6. Настройка фонового изображения для меню GRUB 77
После того как конфигурация будет пересобрана успешно, перезагрузитесь
и получите удовольствие от нового фона в меню GRUB (рис. 2.7).
Рис. 2.7. Герцогиня — образованная кошка — красуется в меню GRUB
Шрифты в данном примере плохо читаются, поэтому переходите к рецепту 2.7,
чтобы узнать, как изменить их цвет.
Комментарий
Вы можете использовать любое изображение, и оно не обязательно должно находиться в /boot/grub/. Однако, помещая файлы изображений в /boot/grub/, вы
сохраните все ваши настройки GRUB в одном месте и сделаете их доступными
для всех систем Linux, установленных в режиме мультизагрузки.
Дополнительная информация
Руководство GNU GRUB Manual (https://oreil.ly/zIbDg).
Страницы справочного руководства man для GRUB; выполните команду man
-k grub, чтобы получить полный список страниц.
info grub или info grub2.
78 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
2.7. Изменение цвета шрифтов
в меню GRUB
Задача
Новый фон смотрится замечательно (см. рис. 2.7), но надписи почти не читаются, и хотелось бы изменить цвет шрифта в меню GRUB.
Решение
Это увлекательное задание, поскольку вы можете быстро просмотреть цвета
в командной строке GRUB. А затем отредактировать /etc/default/grub и создать новый файл в /etc/grub.d/ для загрузки ваших цветов, затем пересобрать
/boot/grub/grub.cfg. Перезагрузитесь, чтобы насладиться фоновым изображением с красивыми цветными шрифтами.
Запустите компьютер и, когда появится меню GRUB, нажмите C, чтобы открыть
командную строку GRUB (рис. 2.8).
Рис. 2.8. Командная строка GRUB
Следующие две команды устанавливают цвета, как показано на рис. 2.9:
grub> menu_color_highlight=cyan/blue
grub> menu_color_normal=yellow/black
Вы можете поочередно выбрать и проверить каждую пару цветов. Для этого
в меню GRUB нажмите клавишу C, чтобы открыть командную строку. Введите
свою команду (извините, но копирование и вставка здесь недоступны), нажмите Enter, затем Esc, чтобы вернуться в меню и посмотреть, как оно выглядит.
Вы можете перелистывать введенные прежде команды с помощью клавиш со
стрелками вверх и вниз, а также редактировать и повторно использовать их,
не набирая все заново.
2.7. Изменение цвета шрифтов в меню GRUB 79
Рис. 2.9. Настройка цветов в меню из командной строки GRUB
Цвета должны указываться в таком порядке: цвет шрифта/цвет фона. Все цвета
сплошные, без прозрачности, за одним исключением: когда для фона выбирается черный цвет, он становится прозрачным. Вот почему в menu_color_normal=
должен указываться черный цвет фона при использовании фонового изображения. Если указать любой другой цвет фона, то изображение будет покрыто
цветом фона. Цвет фона menu_color_highlight= применяется только к строке,
выбранной в данный момент.
Определившись с выбором цветов, сделайте их постоянными. Загрузитесь
и создайте новый сценарий в /etc/grub.d/. В следующем примере он называется
07_font_colors. Скопируйте этот текст в точности:
#!/bin/sh
if [ "x${GRUB_BACKGROUND}" != "x" ] ; then
if [ "x${GRUB_COLOR_NORMAL}" != "x" ] ; then
echo "set menu_color_normal=${GRUB_COLOR_NORMAL}"
fi
if [ "x${GRUB_COLOR_HIGHLIGHT}" != "x" ] ; then
echo "set menu_color_highlight=${GRUB_COLOR_HIGHLIGHT}"
fi
fi
Затем дайте разрешение на выполнение:
$ sudo chown +x 07_font_colors
80 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
Потом добавьте следующие строки в файл /etc/default/grub, определяющие
выбранные цвета:
export GRUB_COLOR_NORMAL="yellow/black"
export GRUB_COLOR_HIGHLIGHT="cyan/blue"
Пересоберите конфигурацию GRUB (см. рецепт 2.1) и перезагрузите компьютер, чтобы увидеть получившийся результат.
Комментарий
Дополнительную информацию о файлах в /etc/grub.d/ и о том, почему имена
файлов должны начинаться с цифр, вы найдете в рецепте 2.4. По своему опыту
могу сказать, что неважно, каким по счету будет запускаться сценарий, определяющий цвета шрифтов, но если вдруг так случится, что его добавление не дает
желаемого результата, то попробуйте изменить приоритет. Убедитесь, что файл
сценария имеет разрешение на выполнение. Сценарий должен определять следующие параметры:
menu_color_highlight — управляет цветами выделенного пункта в меню;
menu_color_normal — управляет цветами невыделенных пунктов в меню.
Используйте имена цветов в точности так, как они указаны в табл. 2.1, со всеми
буквами в нижнем регистре.
Таблица 2.1. Цвета, поддерживаемые GRUB
Поддерживаемые цвета
black
dark-gray
light-green
magenta
blue
green
light-gray
red
brown
light-cyan
light-magenta
white
cyan
light-blue
light-red
yellow
Дополнительная информация
Руководство GNU GRUB Manual (https://oreil.ly/BZHWt).
Страницы справочного руководства man для GRUB; выполните команду man
-k grub, чтобы получить полный список страниц.
info grub или info grub2.
Рецепт 2.4.
2.8. Применение темы оформления к меню GRUB 81
2.8. Применение темы оформления к меню GRUB
Задача
Вам нравится, когда меню GRUB выглядит красиво, и вы хотите узнать, поддерживает ли GRUB темы оформления для меню и как их установить.
Решение
Считайте, что вам повезло, поскольку для GRUB есть множество красивых тем
оформления. Для начала попробуйте отыскать готовые темы с помощью диспетчера пакетов и команды grep. Ниже представлен пример для Ubuntu Linux:
$ apt search theme | grep grub
Здесь theme | grep grub используется для фильтрации результатов поиска пакетов. Команда должна вывести список названий пакетов, таких как grub-themebreeze, grub2-themes-ubuntu-mate и grub-breeze-theme. Установка тем выполняется
точно так же, как установка любых других пакетов.
Комментарий
Новая тема должна установиться в /boot/grub/themes. Найдите вновь установленную тему, например /boot/grub/themes/ubuntu-mate, и файл theme.txt.
Введите полный путь в /etc/default/grub, как показано ниже:
GRUB_THEME=/boot/grub/themes/ubuntu-mate/theme.txt
Обязательно закомментируйте любые другие строки в конфигурации, относящиеся к оформлению меню, такие как GRUB_BACKGROUND=, любые определения
цветов шрифта и фона и любые другие темы. Затем пересоберите конфигурацию
GRUB (см. рецепт 2.1). В выводе команды вы должны увидеть строку, такую
как Found theme: /boot/grub/themes/ubuntu-mate/theme.txt.
Если все прошло успешно, то перезагрузитесь, и вы увидите экран, подобный
изображенному на рис. 2.10. Если меню отображается неправильно, то проверьте
еще раз свою конфигурацию и вывод команды пересборки.
Дополнительная информация
Темы для GNOME (https://oreil.ly/oLJtx).
Темы для KDE (https://oreil.ly/SLdkp).
Руководство GNU GRUB Manual (https://oreil.ly/LeIHu).
82 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
Рис. 2.10. Тема Ubuntu MATE для GRUB
2.9. Восстановление незагружающейся системы
из приглашения grub>
Задача
Во время запуска система останавливается на приглашении GRUB grub> и не
загружается. Вы должны знать, как загрузить систему и восстановить работоспособную конфигурацию.
Решение
Когда процесс загрузки останавливается на приглашении grub> (рис. 2.11), это
означает, что загрузчик нашел каталог /boot/grub/, но не может найти корневую
файловую систему.
Вам нужно найти корневую файловую систему, ядро Linux и соответству
ющий файл initrd. В командной оболочке GRUB вам доступна вся файловая
система.
2.9. Восстановление незагружающейся системы из приглашения grub> 83
Рис. 2.11. Командная оболочка GRUB
Первым делом нужно включить возможность перелистывания страниц, чтобы
можно было просматривать длинный вывод, прокручивая его вверх и вниз:
grub> set pager=1
Выведите список доступных дисков и разделов. GRUB поддерживает свой способ идентификации жестких дисков и разделов. Он нумерует диски, начиная с 0,
а разделы — с 1, и маркирует все жесткие диски как hd. В работающей системе
Linux жесткие диски обозначаются как /dev/sda, /dev/sdb и т. д.
Команда в следующем примере обнаружила два жестких диска, hd0 и hd1, которые соответствуют устройствам /dev/sda и /dev/sdb. Раздел hd0,gpt5 соответствует разделу /dev/sda5, а hd1,msdos1 — разделу /dev/sdb1:
grub> ls
(hd,0) (hd0,gpt5) (hd0,gpt4) (hd0,gpt3) (hd0,gpt2) (hd0,gpt1)
(hd1) (hd1,msdos1)
Как показывает этот вывод, диск hd0 имеет таблицу разделов gpt, а диск hd1 —
старомодную таблицу разделов msdos. При использовании номеров разделов
в командах метки gpt и msdos можно опустить.
GRUB может сообщить вам типы файловых систем, универсальные уникальные
идентификаторы (Universally Unique IDentifier, UUID) и другую информацию
о разделах:
grub> ls (hd0,3)
Partition hd0,3: filesystem type ext* - Last modification time 2021-12-29
01:17:58 Tuesday, UUID 5c44d8b2-e34a-4464-8fa8-222363cd1aff - Partition start
at 526336KiB Total size 20444160KiB
Вам нужно найти каталог /boot. Предположим, вы помните, что он находится
в корневой файловой системе во втором разделе; начните поиск с него. Косая
черта после имени раздела означает «список всех файлов и каталогов в разделе»:
grub> ls (hd0,2)/
bin
dev home lib64
media opt
root sbin sys usr
boot etc lib
lost+found
mnt
proc run
srv
tmp var
84 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
Все загрузочные файлы находятся в каталоге /boot:
grub> ls (hd0,2)/boot
efi/ grub/ System.map-5.3.18-lp152.57-default config-5.3.18-lp152.57-default
initrd-5.3.18-lp152.57-default vmlinuz vmlinuz-5.3.18-lp152.57-default
sysctl.conf-5.3.18-lp152.57-default vmlinux-5.3.18-lp152.57-default.gz
Все, что нужно для загрузки системы, находится здесь. Установите раздел корневой файловой системы, ядро и образ initrd:
grub>
grub>
grub>
grub>
set root=(hd0,2)
linux /boot/vmlinuz-5.3.18-lp152.57-default root=/dev/sda2
initrd /boot/initrd-5.3.18-lp152.57-default
boot
Автодополнение клавишей Tab
Подобно Bash, командная оболочка GRUB поддерживает автодополнение
команд клавишей Tab. Это означает, что вы можете, например, начать вводить /boot/vml, затем нажать клавишу Tab, чтобы дополнить строку до конца
или получить список возможных вариантов.
Если имеется несколько файлов vmlinuz и initrd, то используйте наиболее
новые с совпадающими номерами версий. Если все команды верны, то система
загрузится и вы сможете исправить конфигурацию GRUB (см. рецепт 2.11).
Комментарий
Когда каталог /boot находится в отдельном разделе, вы не увидите никаких
других каталогов, поскольку он находится не в корневой файловой системе.
vmlinuz-5.3.18-lp152.57-default — сжатое ядро Linux.
initrd-5.3.18-lp152.57-default — RAM-диск с временной корневой файловой
системой, используемой только в начале запуска системы.
Сбой загрузки может быть вызван повреждением файлов; добавлением, удалением или перемещением жестких дисков; установкой или удалением операционных
систем; или повторной разметкой диска. Если вы не можете выйти в командную
строку GRUB, то обращайтесь к главе 19, чтобы узнать, как спасти вашу систему
с помощью SystemRescue.
2.10. Восстановление незагружающейся системы из приглашения grub rescue> 85
Вы можете попрактиковаться в использовании командной оболочки grub>, нажав клавишу C в загрузочном меню GRUB. Это достаточно безопасно, поскольку
внесенные изменения не сохраняются после перезагрузки.
Дополнительная информация
Руководство GNU GRUB (https://oreil.ly/8SdwS).
2.10. Восстановление незагружающейся системы
из приглашения grub rescue>
Задача
Во время запуска система останавливается на приглашении GRUB grub rescue>
и не загружается. Вы должны знать, как загрузить систему и восстановить работоспособную конфигурацию.
Решение
Если процесс загрузки останавливается на приглашении grub rescue> (рис. 2.12)
аварийной командной оболочки, это означает, что загрузчик не нашел каталог
/boot. Но не спешите волноваться — вы сможете найти его в командной строке
GRUB, загрузить систему, а затем исправить конфигурацию.
86 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
Эта командная оболочка не поддерживает автодополнение клавишей Tab и возможность прокрутки длинного вывода, поэтому вам придется вводить все
команды вручную, от начала до конца.
GRUB может сообщить вам типы файловых систем, UUID и другую информацию о разделах:
grub rescue> ls (hd0,3)
Partition hd0,3: filesystem type ext* - Last modification time 2021-12-29
01:17:58
Tuesday, UUID 5c44d8b2-e34a-4464-8fa8-222363cd1aff - Partition start at
526336KiB Total size 20444160KiB
Если вы не знаете, в каком разделе находится каталог /boot, то вам придется
просмотреть все разделы. При использовании номеров разделов в командах
метки gpt и msdos можно опустить. Косая черта после имени раздела означает
«список всех файлов и каталогов в разделе»:
grub rescue> ls (hd0,2)/
bin
dev home lib64
media opt
root sbin sys usr
boot etc lib
lost+found
mnt
proc run
srv
tmp var
Ура! Каталог /boot нашелся в корневой файловой системе. Выведите список
файлов в /boot:
grub rescue> ls (hd0,2)/boot
efi/ grub/ System.map-5.3.18-lp152.57-default config-5.3.18-lp152.57-default
initrd-5.3.18-lp152.57-default vmlinuz vmlinuz-5.3.18-lp152.57-default
sysctl.conf-5.3.18-lp152.57-default vmlinux-5.3.18-lp152.57-default.gz
В приглашении grub rescue> необходимо выполнить несколько дополнительных
команд: вы должны указать, где находится каталог /boot/grub, а затем загрузить
модули ядра normal и linux, которые находятся в /boot/grub/i386-pc (вместе
со многими другими модулями ядра, которые GRUB использует при запуске).
Модуль normal изменяет режим загрузки с аварийного на нормальный, а linux
запускает системный загрузчик:
grub
grub
grub
grub
rescue>
rescue>
rescue>
rescue>
set prefix=(hd0,2)/boot/grub
set root=(hd0,2)
insmod normal
insmod linux
Когда модули normal и linux будут загружены, включится поддержка автодополнения клавишей Tab. Кроме того, можно включить прокрутку вывода командой
set pager=1, чтобы получить возможность использовать клавиши со стрелками
для перехода к предыдущим командам. После этого нужно сообщить загрузчику
GRUB, где тот сможет найти ядро и файл initrd:
Если имеется несколько файлов vmlinuz и initrd, то используйте наиболее
новые с совпадающими номерами версий. Если все команды верны, то система
загрузится и вы сможете исправить конфигурацию GRUB (см. рецепт 2.11).
Комментарий
Когда каталог /boot находится в отдельном разделе, вы не увидите никаких
других каталогов, поскольку он находится не в корневой файловой системе.
Дополнительная информация
Руководство GNU GRUB Manual (https://oreil.ly/6REHG).
2.11. Переустановка конфигурации GRUB
Задача
Вы смогли загрузить свою систему из командной строки GRUB и теперь хотели бы исправить конфигурацию.
Решение
Внимательно проверьте конфигурационные файлы GRUB на наличие ошибок.
Внеся исправления, пересоберите конфигурацию GRUB (см. рецепт 2.1). После этого нужно переустановить GRUB. В следующем примере переустановка
производится в /dev/sda:
$ sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg
$ sudo grub-install /dev/sda
Используйте корректную команду пересборки
Как отмечалось в рецепте 2.1 и во врезке, посвященной GRUB и GRUB 2,
в начале этой главы, проверьте имена каталогов, чтобы избежать ошибок
в командах пересборки.
Убедитесь, что верно указали диск, если у вас их несколько, и используйте только
имя устройства (например, /dev/sda), без номера раздела (например, /dev/sda1).
88 Глава 2. Управление загрузчиком GRUB
Комментарий
Прежде чем выполнять манипуляции с загрузчиком, создайте резервные копии
своих данных. Если восстановить загрузку системы не удалось, то попробуйте
переустановить GRUB с диска SystemRescue (см. рецепт 19.9).
Дополнительная информация
Руководство GNU GRUB Manual (https://oreil.ly/zkwke).
Глава 19.
ГЛАВА 3
Запуск, остановка,
перезапуск и перевод Linux
в спящий режим
В данной главе вы узнаете несколько способов остановки, запуска и перезапуска
системы Linux, а также научитесь управлять спящими режимами. Вы познакомитесь как с устаревшими командами для выполнения этих действий, так
и с новыми командами systemd.
Вы узнаете, как настроить автоматический запуск и выключение. Автоматическое выключение является хорошим способом напомнить себе, что пора
заканчивать работу, и избавляет от необходимости помнить о выключении
компьютера на ночь. Вы можете настроить автоматическое включение и выключение удаленного компьютера, чтобы иметь доступ к нему в рабочее время
и не оставлять его включенным постоянно. Если ваши пользователи транжирят
электроэнергию и не выключают свои компьютеры, то вы можете настроить их
автоматическое выключение в нерабочее время.
«Комбинация из трех пальцев» Ctrl+Alt+Delete может пригодиться в тех ситуациях,
когда какое-то приложение становится неуправляемым или когда нужно прервать запуск и перезагрузить компьютер. В графических средах рабочего стола
для этой цели можно назначить более удобную комбинацию клавиш.
За последние десятилетия накопилось несколько устаревших команд выключения, во многом дублирующих друг друга: shutdown, halt, poweroff и reboot.
Команда shutdown поддерживает дополнительные параметры для отключения
90 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
по времени с предупреждением всех пользователей, работающих в системе.
Эти команды удобно использовать в сценариях, в сеансах SSH и вообще всегда,
когда вы работаете в командной строке.
Привилегии root требуются не всегда
Раньше для выполнения команд выключения требовались привилегии суперпользователя root. Но времена меняются, и во многих современных
дистрибутивах Linux эти команды больше не требуют привилегий root.
Примеры в данной главе ориентированы на обычных непривилегированных
пользователей. Если ваш конкретный дистрибутив Linux требует привилегий
root, то он сообщит вам об этом.
В современных дистрибутивах Linux необходимость привилегий контролируется с помощью Polkit (ранее PolicyKit). См. man 8 polkit, чтобы узнать
больше.
Но это еще не все, поскольку в дистрибутивах Linux с systemd (см. главу 4)
старые классические команды не устанавливаются, а их имена даются символическим ссылкам на команду systemctl. В этом можно убедиться с помощью
команды stat, как в следующем примере с shutdown:
$ stat /sbin/shutdown
File: /sbin/shutdown -> /bin/systemctl
Size: 14
Blocks: 0
IO Block: 4096
symbolic link
Device: 802h/2050d
Inode: 1177556
Links: 1
Access: (0777/lrwxrwxrwx) Uid: ( 0/ root)
Gid: ( 0/ root)
В строке File: можно видеть, что /sbin/shutdown — это символическая ссылка
на /bin/systemctl. Все имена устаревших команд — /sbin/shutdown, /sbin/halt,
/sbin/poweroff и /sbin/reboot — являются символическими ссылками на /bin/
systemctl. Символические ссылки с именами устаревших команд добавлены для
обратной совместимости. В системах Linux без systemd вместо символических
ссылок используются устаревшие выполняемые файлы.
В некоторых дистрибутивах Linux эти символические ссылки находятся в /usr/
sbin, а не в /sbin. При использовании устаревших имен команд они ведут себя
одинаково в системах с systemd и без systemd.
Кнопки управления питанием в графической среде рабочего стола можно
настраивать и даже выбирать, какие кнопки будут отображаться и в каком
порядке.
3.1. Выключение с помощью команды systemctl 91
3.1. Выключение с помощью
команды systemctl
Задача
Использовать команды systemctl для выключения и перезагрузки системы.
Решение
Остановить систему и выключить электропитание можно с помощью команды:
$ systemctl poweroff
Другой способ сделать то же самое:
$ systemctl shutdown
Перезагрузить:
$ systemctl reboot
Остановить систему, не выключая электропитание:
$ systemctl halt
Комментарий
Команды выключения systemctl не поддерживают ряд параметров, поддерживаемых старыми командами, что, впрочем, не имеет большого значения,
поскольку старые команды предлагают много избыточных параметров. Однако
есть одно существенное отличие: systemctl shutdown не имеет параметров для
выключения по времени, которые поддерживаются старой командой shutdown
(см. рецепт 3.2).
Дополнительная информация
man 8 systemd-halt.service
92 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
3.2. Выключение, выключение по времени
и перезагрузка с помощью команды shutdown
Задача
Выключить компьютер по времени, например через 10 минут или в конкретное
время, и предупредить всех работающих в системе пользователей. Или выключить компьютер немедленно без всяких условий.
Решение
Команда shutdown всегда работает одинаково, будь то символическая ссылка на
systemctl или устаревший выполняемый файл shutdown.
В следующих примерах показано, как выключить компьютер немедленно, через
определенное количество минут или в определенное время, как отменить выключение, как остановить и перезагрузить систему.
Немедленное выключение без уведомления других пользователей:
$ shutdown -h now
Выключение через 10 минут с уведомлением пользователей:
$ shutdown -h +10
Shutdown scheduled for Sun 2021-05-23 11:04:43 PDT, use 'shutdown -c' to cancel.
Это сообщение могут увидеть другие пользователи системы, в зависимости от
того, какую версию Linux они используют и открыт ли у них терминал:
Broadcast message from duchess@client4 on pts/4 (Sun 2021-05-24 10:54:43 PDT):
The system is going down for poweroff at Sun 2021-05-24 11:04:43 PDT!
Отмена выключения:
$ shutdown -c
Все пользователи в системе смогут увидеть следующее сообщение:
Broadcast message from duchess@client4 on pts/4 (Sun 2021-05-24 10:56:00 PDT):
The system shutdown has been cancelled
Послать свое сообщение можно так:
$ shutdown -h +6 "Time to stop working and go outside to play!"
3.2. Выключение, выключение по времени и перезагрузка с помощью команды shutdown 93
Вместо количества минут, через которое следует выключить компьютер, можно
указать точное время выключения в 24-часовом формате ЧЧ:ММ. Ниже представлен пример выключения компьютера в 22:15:
$ shutdown -h 22:15
Перезагрузка:
$ shutdown -r
Остановка без выключения электропитания:
$ shutdown -H
Запуск команды shutdown без параметров эквивалентен команде shutdown -h +1.
Комментарий
Команда shutdown отправляет сообщение другим пользователям только при
использовании параметра -h, за исключением параметра -h now, и параметра -k.
Такие сообщения называются wall-сообщениями, сокращенно от write to all loggedin users («написать всем вошедшим пользователям»). Разные дистрибутивы Linux
по-разному поддерживают данную функцию, поэтому другие пользователи вашей
конкретной системы Linux могут не видеть эти сообщения.
--help выводит справочную информацию о поддерживаемых параметрах.
-H, --halt останавливает систему без выключения электропитания компью-
тера; в этом случае вам придется нажать кнопку выключения на корпусе
компьютера и удерживать ее некоторое время, чтобы выключить электропитание.
-P, --poweroff останавливает систему и выключает электропитание компью-
тера.
-r, --reboot останавливает систему и перезагружает компьютер.
-k посылаетwall-сообщение, не останавливая систему.
--no-wall запрещает отправку wall-сообщения.
Дополнительная информация
man 8 shutdown
man 1 wall
man 8 systemd-halt.service
94 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
3.3. Выключение и перезагрузка
с помощью команд halt, reboot и poweroff
Задача
Вы научились пользоваться командой shutdown и теперь хотите знать, для чего
нужны команды halt, reboot и poweroff и как ими пользоваться.
Решение
Все эти команды действуют почти одинаково.
Команда halt завершает работу системы, останавливая все службы и процессы
и размонтируя файловые системы, но не выключает компьютер. Когда она будет
выполнена, вы должны нажать и удерживать кнопку питания устройства, чтобы
завершить выключение.
Команда reboot завершает работу системы и перезагружает компьютер.
Команда poweroff завершает работу системы и выключает компьютер:
$ halt
$ reboot
$ poweroff
Команды halt и poweroff могут также выполнить перезагрузку:
$ halt --reboot
$ poweroff --reboot
Комментарий
Если эти команды показались вам немного странными и избыточными, то вы
совершенно правы. По мере старения программного обеспечения постепенно
накапливается всякий хлам. Linux существует с 1991 года и начиналась как
бесплатный клон системы Unix, родившейся в 1969 году. С тех пор прошло
много лет, в течение которых разные разработчики писали код и добавляли
свои любимые функции.
Команды halt и poweroff очень похожи и поддерживают одни и те же параметры:
--help выводит справочную информацию о поддерживаемых параметрах;
--halt останавливает систему без выключения электропитания компьютера
(да, команды halt и halt --halt действуют совершенно одинаково);
3.4. Перевод системы в спящий режим с помощью команды systemctl 95
-p, --poweroff останавливает систему и выключает электропитание компьютера (да, команды poweroff и poweroff --poweroff действуют совершенно
одинаково);
--reboot останавливает систему и перезагружает компьютер;
-f, --force выполняет принудительную остановку или выключение элек-
тропитания. В этом случае процедура остановки служб пропускается, все
процессы прерываются и все файловые системы размонтируются или
монтируются в режиме «только для чтения». Двойное использование параметра --force вызывает грубое прерывание системы; например, poweroff
-f -f следует использовать, только когда компьютер не удается выключить
обычным способом;
-w, --wtmp-only не останавливает систему, а только делает соответствующую
запись в /var/log/wtmp;
-d, --no-wtmp предотвращает запись в wtmp.
Дополнительная информация
man 8 halt
man 8 poweroff
man 8 systemd-halt.service
3.4. Перевод системы в спящий режим
с помощью команды systemctl
Задача
Система Linux имеет systemd, и ее нужно перевести в спящий режим с помощью
команды systemctl.
Решение
Команда systemctl поддерживает следующие режимы энергосбережения:
suspend, hibernate, hybrid-sleep и suspend-then-hibernate.
Следующая команда переведет систему в режим приостановки (suspend):
$ systemctl suspend
В этом режиме текущий сеанс останется в ОЗУ, а аппаратное обеспечение будет
переведено в состояние пониженного энергопотребления. Чтобы возобновить
96 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
работу системы, достаточно нажать любую клавишу, шевельнуть мышь или
открыть крышку ноутбука.
Следующая команда переведет систему в спящий режим (hibernate):
$ systemctl hibernate
В этом режиме текущий сеанс сбрасывается на диск и электропитание компьютера выключается. Чтобы возобновить работу системы, нужно нажать
кнопку включения электропитания и подождать одну-две минуты, пока сеанс
восстановится.
Следующая команда переведет систему в гибридный спящий режим (hybrid-sleep):
$ systemctl hybrid-sleep
В этом режиме текущий сеанс остается в ОЗУ и сбрасывается на диск, затем
все устройства выключаются, кроме ОЗУ. Если ваша система не поддерживает
возможность электропитания ОЗУ отдельно от других устройств, то восстановление сеанса будет выполнено с диска. Чтобы возобновить работу системы,
нужно нажать кнопку включения электропитания.
Следующая команда переведет систему в режим приостановки с последующим
переводом в спящий режим (suspend-then-hibernate):
$ systemctl suspend-then-hibernate
В этом случае система сначала будет переведена в режим приостановки (suspend),
а затем, спустя время, определяемое параметром HibernateDelaySec= в /etc/
systemd/sleep.conf, — в спящий режим. Чтобы возобновить работу системы,
нужно нажать кнопку включения электропитания.
Комментарий
См. подраздел «Комментарий» в рецепте 3.9, где подробно описываются разные
режимы энергосбережения.
Графическая среда рабочего стола должна иметь кнопки для выбора того или
иного режима энергосбережения и инструмент с графическим интерфейсом
для управления такими событиями, как гашение и блокировка экрана, нажатие
кнопки питания и действия с крышкой ноутбука и переход в спящий режим или
выключение электропитания.
Управление электропитанием лучше всего реализовано на ноутбуках, но в некоторых дистрибутивах Linux может работать не так, как ожидается. На управление
питанием влияют прошивка UEFI, особенности процессора, udev, расширен-
3.5. Надежная перезагрузка с помощью комбинации Ctrl+Alt+Delete 97
ный интерфейс конфигурации и питания (Advanced Configuration and Power
Interface, ACPI), параметры компиляции ядра и, возможно, другие устройства
и программы; очень многое зависит от того, как в вашем конкретном дистрибутиве Linux реализовано управление питанием. Загляните в документацию
к вашему дистрибутиву.
Дополнительная информация
man 1 systemctl
man 8 systemd-halt.service
3.5. Надежная перезагрузка
с помощью комбинации Ctrl+Alt+Delete
Задача
Требуется надежный, всегда действующий метод перезагрузки, даже в случае
краха или выхода процессов из-под контроля.
Решение
Специально для этого в свое время была придумана «комбинация из трех пальцев» Ctrl+Alt+Delete. Последовательно нажмите и удерживайте эти три клавиши,
и они, преодолев большинство проблем, перезагрузят вашу систему. В некоторых
дистрибутивах Linux комбинация Ctrl+Alt+Delete отключена, но вы можете вновь
включить ее.
Комбинация Ctrl+Alt+Delete управляется демоном systemd в консоли Linux.
См. рецепт 3.6, чтобы узнать об управлении Ctrl+Alt+Delete в systemd.
Для систем без systemd см. подраздел «Комментарий» в этом рецепте.
Графические среды рабочего стола имеют свои инструменты для настройки
поддержки Ctrl+Alt+Delete, независимо от systemd. Например, в диспетчере настроек Xfce4 есть модуль настройки клавиатуры (рис. 3.1); в GNOME — модуль
Keyboard Settings (Настройки клавиатуры) в утилите GNOME Settings (Настройки
GNOME).
Если вы предпочитаете другую комбинацию клавиш, то настройте ее. Вы можете даже назначить комбинацию из одной клавиши, хотя это увеличивает риск
перезагрузки из-за случайного нажатия клавиши.
98 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
Комментарий
В системах Linux без systemd комбинация Ctrl+Alt+Delete настраивается в файле
/etc/inittab. Ниже представлен пример типичной конфигурации, взятый из
MX Linux:
# Что делать по нажатии CTRL+ALT+DEL.
ca:12345:ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t1 -a -r now
Последовательность цифр 12345 активирует комбинацию на уровнях запуска 1,
2, 3, 4 и 5. Параметр -t1 означает «ждать одну секунду», -a вызывает /etc/
shutdown.allow, а -r означает reboot — «перезагрузка». Настройте команду на
выключение системы, добавив параметр -h, как при запуске shutdown из командной строки (см. рецепт 3.2). Чтобы отключить комбинацию Ctrl+Alt+Delete,
закомментируйте строку с командой shutdown.
Обратите внимание, что параметры -t1 и -a поддерживаются не всеми реализациями команды shutdown. Предыдущий пример взят из MX Linux. MX Linux
поддерживает и систему инициализации Unix System V (SysV init), и systemd,
и в меню загрузки предоставляется возможность выбрать между ними.
3.6. Включение, выключение и настройка комбинации Ctrl+Alt+Delete в консоли Linux 99
Поддержка Ctrl+Alt+Delete встроена в IBM PC BIOS/UEFI, и эта комбинация
всегда должна перезагружать систему, если нажать ее до момента, когда GRUB
запустит операционную систему.
Комбинация Ctrl+Alt+Delete была придумана инженером из IBM Дэвидом Брэдли (David Bradley) для IBM PC BIOS. Первоначально она предназначалась
для использования исключительно разработчиками. По замыслу нажатие этой
комбинации требовало двух рук, чтобы исключить любые случайности.
Затем Microsoft адаптировала его для вызова Диспетчера задач при первом нажатии
и для перезагрузки при втором. Затем в Windows NT эта комбинация использовалась для доступа к экрану входа в Windows. Предположительно, это была
мера безопасности, помогающая избежать обмана пользователей с помощью
поддельных экранов входа, о существовании которых я и не подозревала, но это
было давно. На YouTube сохранился видеоролик с забавным обменом мнениями
между мистером Брэдли и Биллом Гейтсом об изобретении и использовании
Ctrl+Alt+Delete, который, надеюсь, останется навсегда: Control-Alt-Delete: David
Bradley & Bill Gates (https://oreil.ly/e83k6).
Дополнительная информация
man 7 systemd.special
3.6. Включение, выключение и настройка
комбинации Ctrl+Alt+Delete в консоли Linux
Задача
Поведением Ctrl+Alt+Delete в консоли Linux управляет systemd, и вам хотелось бы
знать, как его настроить.
Решение
Вы можете проверить состояние комбинации Ctrl+Alt+Delete (включено или выключено) или изменить ее действие, чтобы вместо перезагрузки она выключала
систему.
Файл модуля Ctrl+Alt+Delete — это не служба, а цель (target), поэтому он не запускается как демон. Если существует символическая ссылка /etc/systemd/
system/ctrl-alt-del.target, то Ctrl+Alt+Delete активируется.
100 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
Следующий пример выключает и маскирует ctrl-alt-del.target:
$ sudo systemctl disable ctrl-alt-del.target
Removed /etc/systemd/system/ctrl-alt-del.target.
$ sudo systemctl mask ctrl-alt-del.target
Created symlink /etc/system/system/ctrl-alt-del.target → /dev/null.
Размаскирование и включение:
$ sudo systemctl unmask ctrl-alt-del.target
Removed /etc/systemd/system/ctrl-alt-del.target.
$ sudo systemctl enable ctrl-alt-del.target
Created symlink /etc/systemd/system/ctrl-alt-del.target →
/lib/systemd/system/reboot.target.
Изменения сразу же вступают в действие.
Изменить действие этой комбинации, чтобы вместо перезагрузки она выключала
систему, можно, связав модуль ctrl-alt-del.target с модулем poweroff.target.
Но прежде его нужно выключить, чтобы удалить существующую символическую
ссылку, затем создать новую:
$ sudo systemctl disable ctrl-alt-del.target
Removed /etc/systemd/system/ctrl-alt-del.target.
$ sudo ln -s /lib/systemd/system/poweroff.target \
/etc/systemd/system/ctrl-alt-del.target
Теперь она будет выключать систему вместо того, чтобы перезагружать ее.
Комментарий
Символические ссылки с помощью команды stat можно увидеть так:
$ stat /lib/systemd/system/ctrl-alt-del.target
File: /lib/systemd/system/ctrl-alt-del.target -> reboot.target
Size: 13
Blocks: 0
IO Block: 4096
symbolic link
Device: 802h/2050d
Inode: 136890
Links: 1
Access: (0777/lrwxrwxrwx) Uid: ( 0/ root)
Gid: ( 0/ root)
Не изменяйте символические ссылки в /lib/systemd/system/. Вместо этого
всегда создавайте новые символические ссылки в /etc/systemd/system/, чтобы
ваше изменение не было затерто обновлениями системы.
Дополнительная информация
man 7 systemd.special
3.7. Выключение по расписанию с помощью cron 101
3.7. Выключение по расписанию
с помощью cron
Задача
Организовать выключение компьютера на ночь, чтобы можно было уйти и не
беспокоиться об этом. Данный прием пригодится также, если ваши пользователи
транжирят электроэнергию и никак не могут выработать привычку выключать
свои компьютеры на ночь.
Решение
Используйте cron для выключения по расписанию. Например, добавьте следующую строку в /etc/crontab — это обеспечит выключение компьютера каждый
вечер в 22:30 с предупреждением за 20 минут. Для редактирования /etc/crontab
требуются привилегии root (для правки файла в этом примере использовался
текстовый редактор nano):
$ sudo nano /etc/crontab
# мин час
дм мес дн
10 22
*
*
*
пользователь команда
root
/sbin/shutdown -h +20
Прежде чем делать это на рабочем компьютере, ознакомьтесь с правилами,
установленными вашим работодателем. Если правила предусматривают запуск обновления и резервного копирования в ночное время, то, возможно,
ваш компьютер должен оставаться включенным всю ночь.
Ниже представлен пример немедленного выключения системы в 23:00 в будние
дни:
# мин час
00 23
дм
*
мес дн
* 1-5
пользователь
root
команда
/sbin/shutdown -h now
Другой способ: использовать команду crontab с привилегиями root или через
sudo:
$ sudo crontab -e
# мин час
дм мес дн команда
00 23
*
* 1-5 /sbin/shutdown -h now
При редактировании с помощью команды crontab отсутствует поле user. Предыдущий пример открывает файл crontab пользователя root в режиме редактирования. Внесите необходимые изменения, сохраните — и все готово.
102 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
Не пытайтесь сохранить файл с другим именем. Во время редактирования
с помощью команды crontab вы работаете с временным файлом, который авто
матически получает имя crontab при сохранении. Он будет сохранен в /var/
spool/cron/crontabs.
Комментарий
Файл /etc/crontab имеет поле «пользователь», поэтому в данном файле могут
иметься записи, запускающие команды от имени любых пользователей, но только root может редактировать /etc/crontab. Пользователи, желающие определить
свои расписания выполнения команд, должны использовать команду crontab,
которая создает личные файлы crontab и не требует привилегий root.
Чтобы освоиться с полями в /etc/crontab, требуется практика (табл. 3.1), поэтому приведу еще несколько примеров и пояснений.
Таблица 3.1. Поля в файле crontab
Поле
Допустимые значения
мин (минуты)
0–59
час (часы)
0–23
дм (день месяца)
1–31
мес (месяц)
1–12
дн (день недели)
0–7
Звездочка (*) означает «все» или «любой».
Расписание выключения только в выходные дни выглядит следующим образом:
# выключать в 1:05 по субботам и воскресеньям
00 01
* * 7,0
root /sbin/shutdown -h +5
В cron есть одна хитрость: воскресенье может обозначаться как 0 или как 7. Причина уходит корнями в далекое прошлое, и я понятия не имею, почему такое положение вещей продолжает сохраняться. Вам нужно протестировать поведение
своей версии cron, чтобы узнать, какая нумерация дней недели используется
у вас; возможно, вам придется обозначать субботу и воскресенье как 6,7:
00 01
* * 6,7
root /sbin/shutdown -h +5
Было бы неплохо иметь возможность использовать sat,sun, но названия дней
недели можно применять только по одному и нельзя использовать в списках.
Дни недели и месяцы обозначаются первыми тремя буквами: sat, sun, jan, feb.
Регистр символов не имеет значения.
3.8. Автоматическое включение по расписанию с помощью UEFI 103
Вы можете использовать диапазоны: 1–4 означает 1, 2, 3 и 4.
Диапазоны и списки можно смешивать: 1, 3, 5, 6–10.
Можно указывать шаг в диапазонах:
10–23/2 означает: «каждый второй час между 10 и 23»1;
*/2 в поле дня недели означает: «каждый второй день недели»;
2–6/2 равносильно 2, 4, 6.
Следующие строки можно использовать взамен первых пяти полей:
@reboot
@yearly
@annually
@monthly
@weekly
@daily
@midnight
@hourly
Дополнительная информация
man 8 cron
man 1 crontab
man 5 crontab
3.8. Автоматическое включение
по расписанию с помощью UEFI
Задача
Выключение по расписанию — замечательная возможность, но хотелось бы
также иметь возможность включения по расписанию.
Решение
Считайте, что вам повезло, поскольку Linux поддерживает включение по расписанию. Есть три способа, которые можно попробовать: включение по локальной сети, включение по часам реального времени (RTC) или настройка UEFI
компьютера, если в нем есть функция включения по расписанию.
1
То есть команда будет выполнена в 10:00, 12:00, 14:00 и т. д.
104 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
Включение с помощью UEFI — самый надежный способ. На рис. 3.2 показан
экран с расписанием включения на Lenovo ThinkPad.
Войдите в настройки BIOS/UEFI, нажав соответствующую клавишу Fn при
запуске. В системах Dell, ASUS и Acer это обычно F2, а в Lenovo — F1. В других
системах это может быть другая клавиша; например, в ряде систем используется
клавиша Delete, так что загляните в документацию к своему компьютеру. Некоторые системы сообщают, какую клавишу нажать, на экране запуска. Часто
трудно нажать клавишу в нужное время, поэтому начинайте и продолжайте
нажимать ее сразу после нажатия кнопки питания, как если бы вы нажимали
кнопку вызова лифта, чтобы он прибыл быстрее.
Рис. 3.2. Планирование включения в UEFI Lenovo
Если в вашей системе UEFI не поддерживает возможность включения по расписанию, то попробуйте вариант с включением по сети (см. рецепт 3.10, для
которого требуется второе устройство, отправляющее сигнал включения) или
вариант с включением по часам реального времени (см. рецепт 3.9).
Комментарий
Кратко обсудим назначение BIOS и UEFI. Сразу после включения питания
первые инструкции, которые выполняет компьютер, извлекаются из прошивки
базовой системы ввода-вывода (Basic Input Output System, BIOS) или единого
3.9. Автоматическое включение по расписанию с помощью часов реального времени 105
расширяемого микропрограммного интерфейса (Unified Extensible Firmware
Interface, UEFI), хранящихся на материнской плате компьютера. BIOS — это
старая система, которая используется с 1980 года. UEFI — ее современная замена,
которая включает поддержку устаревшей BIOS, хотя когда-нибудь она будет
удалена. Почти все компьютеры, выпущенные во второй половине 2000-х годов,
имеют UEFI.
UEFI предлагает больше функций, чем старая BIOS, и напоминает небольшую
операционную систему. Экраны настройки UEFI управляют порядком загрузки,
загрузочными устройствами, параметрами безопасности, безопасной загрузкой,
разгоном, отображением состояния оборудования и сети и предлагают множество других функций.
Дополнительная информация
Рецепт 3.9.
Рецепт 3.10.
Рецепт 3.11.
3.9. Автоматическое включение
по расписанию с помощью часов
реального времени
Задача
Настроить включение по расписанию с помощью часов реального времени (realtime clock, RTC), поскольку ваша прошивка UEFI не поддерживает функцию
включения по расписанию или просто потому, что вы так хотите.
Решение
Используйте команду rtcwake, которая должна присутствовать в вашей системе
и устанавливается из пакета util-linux. Эта команда останавливает и запускает
систему. Вы можете настроить вывод системы из спящего режима через указанный интервал, например через 1800 секунд, или в конкретное время и дату.
Часы реального времени (RTC) в вашей системе должны быть установлены на
Всемирное координированное время (Coordinated Universal Time, UTC).
106 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
Когда rtcwake останавливает систему, он переводит ее в состояние сна ACPI.
Загляните в /sys/power/state, чтобы узнать, какие состояния сна поддерживает ваша система. Система, откуда получен следующий пример, поддерживает
только три из шести состояний сна ACPI:
$ cat /sys/power/state
freeze mem disk
В системах без systemd выполните команду cat /proc/acpi/info.
В системе, где был получен пример, показанный выше, можно попробовать три
состояния сна, как показано ниже:
$ sudo rtcwake -m freeze -s 60
Параметр -m задает режим сна, а -s — количество секунд до повторного запуска
системы. Запустив эту команду, вы увидите, как система переходит в спящий
режим, затем возобновляет работу. При этом вы увидите сообщение об успехе
или об ошибке.
Следующий пример выполняет тестовый запуск команды для перевода системы
в состояние сна с пробуждением «завтра в 8:00»:
$ sudo rtcwake -n -m disk no -u -t $(date +%s -d "tomorrow 08:00")
rtcwake: wakeup from "disk" using /dev/rtc0 at Mon Nov 23 08:00:00 2021
Удалите параметр -n, чтобы выполнить команду не в тестовом режиме.
Ниже приводится хороший пример автоматизации выключения и включения
системы в /etc/crontab. В 23:00 по будням команда rtcwake останавливает работу
системы с сохранением состояния на диск и запускает ее спустя 8 часов:
# мин час
00 23
дм
*
мес дн
* 1-5
пользователь команда
root
/usr/sbin/rtcwake -m disk -s 28800
Комментарий
Загляните в настройки BIOS/UEFI вашей системы и убедитесь, что аппаратные
часы установлены по времени UTC. Если в настройках нет дополнительного
параметра или кнопки для перевода часов реального времени в часовой пояс
UTC, то измените время вручную, выставив текущее время UTC.
Пример, включающий параметры -u -t +$(date +%s -d "tomorrow 08:00"), преобразует время в формате от начала эпохи Unix в удобочитаемые значения.
Время от начала эпохи Unix — это количество секунд, прошедших с полу-
3.9. Автоматическое включение по расписанию с помощью часов реального времени 107
ночи 1 января 1970 года по Всемирному координированному времени (UTC).
Параметр date +%s возвращает текущее время от начала эпохи Unix, -t передает
это время для преобразования, а -u указывает, что аппаратные часы выставлены
по времени UTC.
Параметр -n сообщает команде rtcwake, что она не должна переводить систему
в спящий режим, а только установить время пробуждения. Удалите параметр -n,
чтобы перевести систему в состояние сна.
Включение по часам реального времени (RTC) — наименее надежный способ.
В этом случае система переводится в состояние сна ACPI. ACPI — современный
стандарт управления электропитанием и состояниями сна. Предполагается, что
он не зависит от производителя и оборудования, но он очень сложен, и производители оборудования часто реализуют только часть его возможностей. Кроме
того, разные дистрибутивы Linux реализуют его по-разному.
Существует шесть состояний сна ACPI, S0–S5:
S0 — система запущена, монитор может быть выключен, большинство
устройств включено;
S1 — система приостановлена, процессоры простаивают, питание процессоров и ОЗУ включено;
S2 — питание процессоров выключено, кэши процессоров сброшены в ОЗУ;
S3 также называется режимом ожидания, сна, приостановки с сохранением
состояния в ОЗУ. Данные могут не сбрасываться на диск;
S4 — режим ожидания, приостановки с сохранением состояния на диск.
Все содержимое ОЗУ записывается на диск, и питание системы выключается;
S5 подобно полному выключению системы, за исключением того, что кнопка
питания и периферийные устройства, такие как клавиатура, сетевой интерфейс и устройства USB, остаются под напряжением.
Ядро Linux способно поддерживать до четырех состояний, а дистрибутивы —
разное количество из этих четырех.
Дополнительная информация
man 8 cron
man 8 rtcwake
Сайт Time and Date (https://timeanddate.com).
108 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
3.10. Настройка удаленного включения по сети
с помощью проводного Ethernet
Задача
Настроить включение компьютера с помощью удаленного вызова по сети, поскольку прошивка UEFI вашего компьютера не поддерживает включение по
расписанию, или она слишком проста для ваших нужд, или нужна возможность
отправки сигнала включения в произвольное время. Этот рецепт описывает
настройку включения компьютера, находящегося в той же сети, что и устройство, которое предполагается использовать для отправки сигнала включения,
при этом целевой компьютер должен быть подключен к сети через проводной
интерфейс Ethernet.
Решение
Настройте компьютер на прием запросов на включение, а затем используйте
второе устройство, например другой компьютер, смартфон или Raspberry Pi, для
отправки сигнала включения, который называется волшебным пакетом (magic
packet). На самом деле ничего волшебного здесь нет. Это всего лишь специа
лизированный пакет для включения удаленного компьютера, находящегося
в спящем режиме. (Да, мне тоже жаль, что это не настоящее волшебство.)
Для начала зайдите в настройки UEFI вашей системы и найдите параметр, разрешающий включение по сети (Wake-on-LAN).
Важно отключить все параметры, разрешающие загрузку по протоколу удаленной загрузки PXE (Preboot eXecution Environment). Если загрузка PXE
включена и в вашей сети есть PXE-сервер (который загружается с сервера
сетевой установки), то может получиться так, что ваш компьютер будет
включен по команде PXE и установит новый образ, стерев существующую
установку.
Затем выйдите и загрузите систему. Установите пакеты wakeonlan и ethtool.
Узнайте имя вашего интерфейса Ethernet (в этом примере — enp0s25) и с помощью ethtool проверьте, поддерживает ли он включение по сети. Для ясности
следующий вывод сокращен:
$ ip addr show
2: enp0s25: state UP 0
3.10. Настройка удаленного включения по сети с помощью проводного Ethernet 109
link/ether 9c:ef:d5:fe:8f:20 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.1.97/24 brd 192.168.1.255 scope global dynamic
[...]
$ sudo ethtool enp0s25 | grep -i wake-on
Supports Wake-on: pumbg
Wake-on: g
Запишите MAC-адрес интерфейса. В предыдущем примере выполнения команды ip MAC-адрес находится в строке ether и имеет значение 9c:ef:d5:fe:8f:20.
У вас будет другой адрес, поскольку MAC-адреса уникальны.
Supports Wake-on: pumbg — волшебная фраза, подтверждающая, что ваш интерфейс имеет необходимую поддержку, обозначенную переключателем g. Вторая
строка Wake-on: g сообщает, что эта поддержка уже включена. Если это не так,
то включите ее:
$ sudo ethtool -s enp0s25 wol g
Если после перезагрузки системы поддержка выключится, то добавьте следу
ющую запись в /etc/crontab для запуска этой команды после каждой загрузки:
$ @reboot root /usr/bin/ethtool -s enp0s25 wol g
Выключите компьютер и со второго устройства в той же сети отправьте коман
ду для его включения, указав MAC-адрес Ethernet-интерфейса целевого
компьютера:
$ /usr/bin/wakeonlan 9c:ef:d5:fe:8f:20
Если целевой компьютер и второе устройство находятся в одной сети, но в разных подсетях, то укажите широковещательный адрес для подсети с вашим
целевым компьютером:
$ /usr/bin/wakeonlan -i 192.168.44.255 9c:ef:d5:fe:8f:20
Комментарий
Включение по сети (Wake-on-LAN) — это стандарт Ethernet удаленного включения компьютера путем отправки ему сигнала пробуждения по сети. Именем
wakeonlan называются команда и пакет в большинстве дистрибутивов Linux.
При выключении в действительности компьютер не выключается, а переходит
в режим низкого энергопотребления и может принимать и реагировать на сигнал
включения.
110 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
Команда wakeonlan посылает волшебный пакет в порт UDP 9. Когда волшебный
пакет отправляется на широковещательный адрес сети, то его получат все хосты
в сети. MAC-адрес гарантирует, что включится только хост с этим адресом.
Целевой компьютер включается так же, как если бы вы нажали кнопку питания.
Дополнительная информация
man 1 wakeonlan
man 8 ethtool
Рецепт 3.8.
Рецепт 3.9.
Рецепт 3.11.
3.11. Настройка удаленного включения
через Wi-Fi (WoWLAN)
Задача
Включить удаленный компьютер через беспроводной интерфейс (Wake-onWireless LAN, или WoWLAN).
Решение
Этот рецепт предназначен для включения компьютера, находящегося в той же
сети, что и устройство, которое используется для отправки сигнала включения.
Компьютер должен иметь беспроводной интерфейс, встроенный в материнскую
плату или подключенный к шине PCI. Этот рецепт не будет работать с интерфейсом
USB, поскольку на шину USB не подается питание, когда устройство выключено.
Сначала войдите в настройки UEFI машины, которую нужно включать удаленно,
и установите все настройки Wake-on-LAN.
Важной мерой предосторожности является отключение всех параметров,
разрешающих загрузку по протоколу удаленной загрузки PXE (Preboot
eXecution Environment). Если загрузка PXE включена и в вашей сети есть
PXE-сервер (который загружается с сервера сетевой установки), то может
получиться так, что ваш компьютер будет включен по команде PXE и установит новый образ, затерев существующую установку.
3.11. Настройка удаленного включения через Wi-Fi (WoWLAN) 111
Затем выйдите и загрузите систему. Установите команду iw и используйте ее
для вывода списка всех имеющихся беспроводных устройств:
$ iw dev
phy#0
Interface wlxcc3fd5fe014c
ifindex 3
wdev 0x1
addr 9c:bf:25:fe:0e:7c
ssid accesspointe
type managed
channel 11 (2462 MHz), width: 20 MHz, center1: 2462 MHz
txpower 20.00 dBm
Если таких устройств несколько, запросите то, которое будете использовать.
В следующем примере показан беспроводной интерфейс, не поддерживающий
WoWLAN:
$ iw phy0 wowlan show
command failed: Operation not supported (-95)
А в этом примере показан интерфейс, поддерживающий WoWLAN, но данная
функция в нем отключена:
$ iw phy0 wowlan show
WoWLAN is disabled
Включите поддержку WoWLAN:
$ sudo iw phy0 wowlan enable magic-packet
WoWLAN is enabled:
* wake up on magic packet
Команда iw dev выводит MAC-адрес, который нужно использовать на другом
устройстве, чтобы сформировать волшебный пакет:
$ /usr/bin/wakeonlan 9c:bf:25:fe:0e:7c
Чтобы включить компьютер в той же сети, но в другой подсети, можно отправить
волшебный пакет на широковещательный адрес подсети:
$ /usr/bin/wakeonlan -i 192.168.44.255 9c:bf:25:fe:0e:7c
Комментарий
Этот способ особенно хорош, когда удаленным компьютером является ноутбук,
поскольку почти все современные ноутбуки имеют встроенные беспроводные
сетевые интерфейсы, которые часто поддерживают широкий круг возможностей.
112 Глава 3. Запуск, остановка, перезапуск и перевод Linux в спящий режим
Настольные компьютеры обычно не оснащаются встроенными беспроводными
интерфейсами, поэтому, выбирая беспроводной адаптер PCI/PCIe при покупке,
обращайте внимание на поддержку WoWLAN и Linux.
Дополнительная информация
man 8 iw
man 1 wakeonlan
Рецепт 3.8.
Рецепт 3.9.
Рецепт 3.10.
ГЛАВА 4
Управление службами
с помощью systemd
Каждый раз, когда вы включаете свой компьютер с Linux, система инициализации запускает множество процессов, от нескольких десятков до сотен, в зависимости от настроек системы. Увидеть это можно на экране запуска (рис. 4.1;
нажмите клавишу Esc, чтобы выключить графический экран запуска и увидеть
сообщения о запуске служб).
Рис. 4.1. Сообщения во время загрузки Linux
114 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
В прежние времена для запуска процессов во время загрузки использовалась
система инициализации Unix System V (SysV init), BSD init и Linux Standard
Base (LSB) init. Наиболее распространенной была SysV init. Те времена остались
в прошлом, и сейчас используется новая замечательная система инициализации
systemd. Она была взята на вооружение всеми основными дистрибутивами Linux,
хотя, конечно, есть несколько дистрибутивов, которые продолжают прибегать
к устаревшим системам инициализации.
В этой главе вы проверите, использует ли ваш дистрибутив Linux систему
инициализации systemd, узнаете, что такое процессы, потоки, службы и демоны и как с помощью systemd управлять службами: запускать, останавливать,
включать, отключать и проверять статус. Вдобавок вы познакомитесь с командой
systemctl, диспетчером служб и системы systemd.
Система systemd проектировалась для поддержки современных сложных
серверных и настольных систем и обладает гораздо более широкими возможностями, чем прежние системы инициализации. Она обеспечивает полноценное
управление службами от запуска до завершения системы, запуск процессов при
загрузке и после загрузки и завершение служб, когда они не нужны. Система
systemd управляет такими функциями, как поддержка системного журнала,
автоматическое монтирование файловых систем, автоматическое разрешение
зависимостей служб, управление устройствами, управление сетевыми подключениями, управление входом в систему и множество других задач.
Список возможностей выглядит внушительно, но только пока вы не узнаете, что
всю работу на компьютере выполняют процессы и все эти возможности и раньше
поддерживались большим набором других программ. Система systemd просто
объединила все это в интегрированный программный пакет, который должен
работать одинаково во всех системах Linux, хотя, как всегда, разные дистрибутивы Linux могут иметь незначительные различия, такие как местоположение
файлов и названия служб. Имейте в виду, что ваш конкретный дистрибутив
Linux может отличаться от примеров в этой главе.
Система systemd пытается уменьшить время загрузки и более эффективно распределять системные ресурсы, запуская процессы одновременно и параллельно
и инициализируя только необходимые службы, откладывая запуск других
служб на период после загрузки. Служба, зависящая от других служб, больше
не должна ждать, пока они запустятся, поскольку ей достаточно получить доступ к сокету Unix. Рецепт 4.9 показывает, как найти процессы, замедляющие
запуск вашей системы.
Двоичные файлы systemd написаны на C, что обеспечивает повышенную производительность. В прежних системах инициализации использовалось множество
сценариев на языке командной оболочки, а, как известно, любой компилиру
ющий язык работает быстрее, чем сценарии оболочки.
Глава 4. Управление службами с помощью systemd
115
Система systemd обратно совместима с SysV init. Большинство дистрибутивов
Linux сохраняют устаревшие файлы конфигурации и сценарии SysV, включая
/etc/inittab и каталоги /etc/rc.d/ и /etc/init.d/. Если служба не имеет
файла конфигурации в формате systemd, то systemd попытается отыскать конфигурационный файл в формате SysV. Кроме того, systemd обратно совместима
с системой инициализации Linux Standard Base (LSB) init.
Служебные файлы systemd меньше и понятнее, чем файлы SysV init. Сравните
файл из системы SysV init для запуска sshd с его аналогом из systemd. Ниже
представлен фрагмент файла инициализации /etc/init.d/ssh из MX Linux:
#! /bin/sh
### BEGIN INIT INFO
# Provides:
# Required-Start:
# Required-Stop:
# Default-Start:
# Default-Stop:
# Short-Description:
### END INIT INFO
set -e
# /etc/init.d/ssh: start and stop the OpenBSD "secure shell(tm)" daemon
test -x /usr/sbin/sshd || exit 0
umask 022
if test -f /etc/default/ssh; then
[...]
Всего этот файл содержит 162 строки. А вот полный файл /lib/systemd/system/
ssh.service из systemd в Ubuntu 20.04:
[Unit]
Description=OpenBSD Secure Shell server
Documentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5)
After=network.target auditd.service
ConditionPathExists=!/etc/ssh/sshd_not_to_be_run
[Service]
EnvironmentFile=-/etc/default/ssh
ExecStartPre=/usr/sbin/sshd -t
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $SSHD_OPTS
ExecReload=/usr/sbin/sshd -t
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process
Restart=on-failure
116 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
RestartPreventExitStatus=255
Type=notify
RuntimeDirectory=sshd
RuntimeDirectoryMode=0755
[Install]
WantedBy=multi-user.target
Alias=sshd.service
Даже ничего не зная о systemd и не читая документацию, вы легко поймете, что
должен делать этот файл.
Подробное введение в systemd вы найдете в статье Rethinking PID 1 (https://oreil.ly/
dFz4K)1, написанной Леннартом Поттерингом (Lennart Poettering) — одним из
ее изобретателей и разработчиков. В статье подробно описываются причины
создания новой системы инициализации, ее архитектура, преимущества и то,
как она использует новые возможности ядра Linux вместо дублирования существующих функций.
4.1. Проверка использования systemd
в вашем дистрибутиве Linux
Задача
Узнать, использует ли ваш дистрибутив Linux систему инициализации systemd.
Решение
Поищите каталог /run/systemd/system/. Если он существует, значит, ваш дистрибутив использует систему инициализации systemd.
Комментарий
Каталог /run/systemd/ может также присутствовать в системе, когда дистрибутив поддерживает несколько систем инициализации, но если отсутствует каталог
/run/systemd/system/, то это говорит о том, что systemd не является активной
системой инициализации.
Есть несколько других способов узнать, какая система инициализации используется вашим дистрибутивом. Попробуйте запросить статус файла /sbin/init.
1
Перевод статьи на русский язык можно найти по адресу http://tux-the-penguin.blog
spot.com/2010/09/systemd.html.
4.1. Проверка использования systemd в вашем дистрибутиве Linux 117
Первоначально это был выполняемый файл системы SysV, но в настоящее время
большинство дистрибутивов Linux сохраняют данное имя и присваивают его
символической ссылке, указывающей на выполняемый файл systemd. Следующий пример подтверждает, что в данном дистрибутиве Linux используется
система инициализации systemd:
$ stat /sbin/init
File: /sbin/init -> /lib/systemd/systemd
[...]
В системах с SysV init этот файл не является символической ссылкой:
$ stat /sbin/init
File: /sbin/init
[...]
Псевдофайловая система /proc является интерфейсом к ядру Linux и содержит
информацию о текущем состоянии выполняющейся системы. Она называется
псевдофайловой системой, поскольку существует только в оперативной памяти.
В данном примере /proc/1/exe — это символическая ссылка на выполняемый
файл systemd:
$ sudo stat /proc/1/exe
File: /proc/1/exe -> /lib/systemd/systemd
[...]
В системе с SysV эта ссылка указывает на файл init:
$ sudo stat /proc/1/exe
File: /proc/1/exe -> /sbin/init
[...]
Файл /proc/1/comm сообщает название активной системы инициализации:
$ cat /proc/1/comm
systemd
В системе с SysV этот файл содержит название init:
$ cat /proc/1/comm
init
Команда для запуска процесса с идентификатором 1 (Process Identifier, PID) —
это выполняемый файл системы инициализации. Процесс с PID 1 — первый
процесс, запущенный во время загрузки, который затем запускает все остальные
процессы. Увидеть его можно также с помощью команды ps:
$ ps -p 1
PID TTY
1 ?
TIME CMD
00:00:00 systemd
118 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
В системе с SysV вывод этой команды выглядит так:
$ ps -p 1
PID TTY
1 ?
TIME CMD
00:00:00 init
Более подробная информация о PID 1 приводится в рецепте 4.2.
Разные дистрибутивы Linux по-разному поддерживают systemd. Ее используют
большинство основных дистрибутивов Linux, включая Fedora, Red Hat, CentOS,
openSUSE, SUSE Linux Enterprise, Debian, Ubuntu, Linux Mint, Arch, Manjaro,
Elementary и Mageia.
Некоторые популярные дистрибутивы не поддерживают systemd или включают
ее, но не используют по умолчанию, в том числе: Slackware, PCLinuxOS, Gentoo
Linux, MX Linux и antiX.
Дополнительная информация
Сайт Distrowatch (https://distrowatch.com), содержащий информацию о сотнях
дистрибутивов Linux.
man 5 proc
man 1 pstree
man 1 ps
4.2. Процесс с PID 1 — родоначальник
всех процессов
Задача
Поближе познакомиться со службами и процессами в Linux.
Решение
Процесс с идентификатором PID 1 — родоначальник всех процессов в системах Linux. Это первый процесс, который запускается в системе и запускает все
остальные процессы.
Процессы — это экземпляр запущенной программы. Каждая задача в системе
Linux представлена процессом. Процессы могут создавать независимые копии
самих себя, то есть могут ветвиться. Ответвленные копии называются потомками, а оригинал — родителем или предком. Каждый потомок получает свой
4.2. Процесс с PID 1 — родоначальник всех процессов 119
уникальный идентификатор PID и набор системных ресурсов, таких как процессорное время и память. Потоки выполнения — это легковесные процессы,
выполняющиеся параллельно и использующие системные ресурсы совместно
со своими предками.
Некоторые процессы работают в фоновом режиме и не взаимодействуют с пользователями. В Linux такие процессы называются службами или демонами, и их
имена обычно заканчиваются буквой D, например: httpd, sshd и systemd.
Всякая система Linux сначала запускает процесс с PID 1, который затем запускает все остальные процессы. Получить список всех запущенных процессов
можно с помощью команды ps:
$ ps -ef
UID
root
root
root
root
[...]
Команда pstree организует этот массив информации в виде древовидной диаграммы. В следующем примере показаны все процессы, их потомки, идентификаторы PID и потоки, заключенные в фигурные скобки:
$ pstree -p
systemd(1)─┬─ModemManager(925)─┬─{ModemManager}(944)
│
└─{ModemManager}(949)
├─NetworkManager(950)─┬─dhclient(1981)
│
├─{NetworkManager}(989)
│
└─{NetworkManager}(991)
├─accounts-daemon(927)─┬─{accounts-daemon}(938)
│
└─{accounts-daemon}(948)
├─acpid(934)
├─agetty(1103)
├─avahi-daemon(953)───avahi-daemon(970)
[...]
Полный вывод pstree довольно велик. С помощью этой команды можно также
просмотреть дерево предков, потомков и потоков отдельного процесса, указав
его PID, как показано в следующем примере для текстового редактора Kate:
$ pstree -sp 5193
systemd(1)───kate(5193)─┬─bash(5218)
├─{kate}(5195)
├─{kate}(5196)
├─{kate}(5197)
├─{kate}(5198)
├─{kate}(5199)
[...]
120 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
Здесь видно, что systemd(1) является предком Kate, bash(5218) — потомком,
а все процессы в фигурных скобках — это потоки.
Комментарий
Процессы всегда находятся в одном из нескольких состояний, которые меняются в зависимости от активности системы. В следующем примере вывода команды pstree отображаются поля PID, user (пользователь), state (состояние)
и command (команда):
$ ps -eo pid,user,stat,comm
PID USER
STAT COMMAND
1 root
Ss
systemd
2 root
S
kthreadd
32 root
I<
kworker/3:0H-kb
68 root
SN
khugepaged
11222 duchess
Rl
konsole
R — процесс выполняется или ожидает своей очереди на выполнение.
l — многопоточный процесс.
S — процесс находится в состоянии прерываемого ожидания; процесс ждет
наступления некоторого события.
s — лидер сеанса. Сеансы — это группы родственных процессов, действующих
как единое целое.
I — поток бездействия ядра.
< — высокий приоритет.
N — низкий приоритет.
Существует еще несколько редко используемых состояний; прочитать о них вы
сможете в руководстве man 1 ps.
Дополнительная информация
Рецепт 4.7.
man 5 proc
man 1 pstree
man 1 ps
4.3. Вывод списка служб и их состояний с помощью команды systemctl 121
4.3. Вывод списка служб и их состояний
с помощью команды systemctl
Задача
Перечислить все службы, установленные в системе, и вывести их состояние:
запущены они или находятся в состоянии ошибки.
Решение
Использовать systemctl — команду-диспетчер systemd. Запустите ее без параметров, чтобы получить список всех загруженных модулей. Модуль systemd —
это любой пакет процессов, связанных друг с другом, определенных в файле
конфигурации модуля и управляемых системой systemd:
$ systemctl
Эта команда выведет гигантский объем информации: 177 активных загруженных
модулей в моей тестовой системе с полными названиями модулей, информацией
о статусе и подробными описаниями. Переадресуйте вывод в текстовый файл,
чтобы потом было проще исследовать его:
$ systemctl > /tmp/systemctl-units.txt
Побалуйте себя дополнительной информацией, перечислив все модули, активные и неактивные:
$ systemctl --all
В моей тестовой системе эта команда вывела список из 349 модулей, включая
отсутствующие и неактивные. Сколько всего файлов модулей? В следующем
примере показаны пять файлов из 322:
$ systemctl list-unit-files
UNIT FILE
proc-sys-fs-binfmt_misc.automount
-.mount
mount
dev-hugepages.mount
home.mount
[...]
322 unit files listed.
STATE
static
generated
generated
static
generated
122 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
Нас интересуют файлы служб, поскольку пользователи и администраторы Linux
в основном взаимодействуют с ними и редко с другими типами файлов. Сколько
всего таких файлов установлено? Посмотрим:
$ systemctl list-unit-files --type=service
UNIT FILE
STATE
accounts-daemon.service
enabled
acpid.service
disabled
alsa-state.service
static
alsa-utils.service
masked
anacron.service
enabled
[...]
212 unit files listed.
В предыдущем примере можно видеть четыре наиболее часто встречающихся
статуса служб: enabled (включена), disabled (выключена), static (статическая)
и masked (замаскированная).
Список всех включенных служб:
$ systemctl list-unit-files --type=service --state=enabled
UNIT FILE
STATE
accounts-daemon.service
enabled
anacron.service
enabled
apparmor.service
enabled
autovt@.service
enabled
avahi-daemon.service
enabled
[...]
62 unit files listed.
Список всех выключенных служб:
$ systemctl list-unit-files --type=service --state=disabled
UNITFILE
STATE
acpid.service
disabled
brltty.service
disabled
console-getty.service
disabled
mariadb@.service
disabled
[...]
12 unit files listed.
Список всех статических служб:
$ systemctl list-unit-files --type=service --state=static
UNIT FILE
STATE
alsa-restore.service
static
alsa-state.service
static
apt-daily-upgrade.service
static
apt-daily.service
static
[...]
106 unit files listed.
4.3. Вывод списка служб и их состояний с помощью команды systemctl 123
Список всех замаскированных служб:
$ systemctl list-unit-files --type=service --state=masked
UNIT FILE
STATE
alsa-utils.service
masked
bootlogd.service
masked
bootlogs.service
masked
checkfs.service
masked
[...]
36 unit files listed.
Комментарий
Файлы служб модулей находятся в /usr/lib/systemd/system/ или /lib/systemd/
system/, в зависимости от того, куда их помещает дистрибутив Linux. Это текстовые файлы, которые можно читать.
Статус enabled показывает, что служба доступна и управляется системой
systemd. Когда служба включена, systemd создает символическую ссылку
в /etc/systemd/system/ на файл модуля в /lib/systemd/system/. Такую
службу можно запустить, остановить, перезапустить и отключить с помощью
команды systemctl.
Включение службы не приводит к ее запуску, а отключение — к остановке
(см. рецепт 4.6).
Статус disabled означает, что в /etc/systemd/system/ нет символической
ссылки, и эта служба не запускается автоматически при загрузке (но ее можно
запустить и остановить вручную).
Статус masked говорит о том, что служба ссылается на /dev/null/. Она полностью отключена, и ее нельзя запустить никаким способом.
Статус static означает, что файл модуля является зависимостью для других
файлов модуля и не может быть запущен или остановлен пользователем.
Ниже представлены и другие более редкие статусы служб, которые можно
увидеть:
indirect присваивается службам, которые не предназначены для управления
пользователями, но могут управляться другими службами;
generated сообщает, что служба была преобразована из конфигурационного
файла системы инициализации, отличной от systemd, — SysV init или LSB
init.
124 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
Дополнительная информация
man 1 systemctl
4.4. Определение состояния выбранных служб
Задача
Узнать состояние одной или нескольких конкретных служб.
Решение
Команда systemctl status выводит небольшое подмножество полезной информации о состоянии службы. В следующем примере определяется состояние
службы CUPS. Служба CUPS (Common Unix Printing System — общая система
печати Unix) должна присутствовать во всех системах Linux:
$ systemctl status cups.service
● cups.service - CUPS Scheduler
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/cups.service; enabled; vendor preset:
enabled)
Active: active (running) since Sun 2021-11-22 11:01:48 PST; 4h 17min ago
TriggeredBy: ● cups.path
● cups.socket
Docs: man:cupsd(8)
Main PID: 1403 (cupsd)
Tasks: 2 (limit: 18760)
Memory: 3.8M
CGroup: /system.slice/cups.service
├─1403 /usr/sbin/cupsd -l
└─1421 /usr/lib/cups/notifier/dbus dbus://
Nov 22 11:01:48 host1 systemd[1]: Started CUPS Scheduler.
Чтобы запросить состояние нескольких служб, достаточно перечислить их
через пробел:
$ systemctl status mariadb.service bluetooth.service lm-sensors.service
Комментарий
В этом небольшом фрагменте вывода содержится много полезной информации
(рис. 4.2).
Круглый маркер рядом с именем службы — это индикатор состояния. Он отображается разными цветами в большинстве терминалов. Белый — неактивное
состояние. Красный — состояние сбоя или ошибки. Зеленый — служба активна,
4.4. Определение состояния выбранных служб 125
запускается или перезапускается. Остальная информация в выводе интерпретируется следующим образом.
Loaded сообщает, загружен ли файл модуля в память и полный путь к нему,
текущий статус службы (см. список статусов в разделе «Комментарий»
в рецепте 4.3) и статус, предопределенный производителем (vendor preset:),
который сообщает, должна ли, по мнению производителя, запускаться эта
служба во время загрузки. Когда служба выключена, это означает, что по
умолчанию производитель не предполагал запускать ее при загрузке. Этот
параметр лишь отражает предпочтения производителя и не сообщает, включена ли служба в настоящее время.
Active сообщает, активна ли служба и как долго она находится в этом со-
стоянии.
Process сообщает идентификаторы PID процессов, команды и имена демонов.
Main PID — это номер процесса для сегмента контрольной группы.
Tasks сообщает количество задач, запущенных службой. Задачи — это иден-
тификаторы процессов PID.
CGroup показывает, к какому сегменту модуля принадлежит служба и его PID.
Существует три сегмента модулей по умолчанию: user.slice, system.slice
и machine.slice.
Контрольные группы Linux (cgroups) — это наборы связанных процессов
и всех их потомков. Сегмент в systemd — это часть контрольной группы,
и каждый сегмент управляет определенной группой процессов. Запустите
systemctl status, чтобы увидеть иерархию контрольных групп.
По умолчанию службы и области видимости модулей сгруппированы в /lib/
systemd/system/system.slice.
Пользовательские сеансы сгруппированы в /lib/systemd/system/user.slice.
Виртуальные машины и контейнеры, зарегистрированные в systemd, сгруппированы в /lib/systemd/system/machine.slice.
Рис. 4.2. Команда systemctl status вывела информацию о службе CUPS
126 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
Остальные строки — это самые последние записи в журнале, полученные
командой journalctl — диспетчером журналов в systemd.
Дополнительная информация
man 1 systemctl
man 5 systemd.slice
man 1 journalctl
Документация с описанием контрольных групп ядра (https://oreil.ly/FfUb3).
4.5. Запуск и остановка служб
Задача
Научиться останавливать и запускать службы с помощью systemd.
Решение
Используйте команду systemctl. Следующие команды демонстрируют управление службами на примере службы SSH.
Запуск службы:
$ sudo systemctl start sshd.service
Остановка и перезапуск службы:
$ sudo systemctl restart sshd.service
Перезагрузка конфигурации службы. Например, вы внесли изменения в sshd_
config и хотите, чтобы эти изменения вступили в силу без перезапуска службы:
$ sudo systemctl reload sshd.service
Комментарий
Все эти команды могут управлять сразу несколькими службами, для чего достаточно перечислить их через пробел, например:
$ sudo systemctl start sshd.service mariadb.service firewalld.service
4.6. Включение и выключение служб 127
Если вам интересно, какие команды systemd выполняет «за кулисами», чтобы
запустить, перезагрузить или остановить отдельный демон, загляните в соответствующие файлы модулей. Некоторые службы содержат инструкции по
запуску, перезагрузке, остановке в своих файлах модулей, как в этом примере
для httpd:
ExecStart=/usr/sbin/httpd/ $OPTIONS -DFOREGROUND
ExecReload=/usr/sbin/httpd $OPTIONS -k graceful
ExecStop=/bin/kill -WINCH ${MAINPID}
Вам не нужно делать ничего особенного с этой информацией; она приводится
здесь, только чтобы показать, как systemctl управляет конкретной службой.
Дополнительная информация
Рецепт 4.6.
man 1 systemctl
4.6. Включение и выключение служб
Задача
Включить службу или службы, чтобы они автоматически запускались при загрузке системы, либо, напротив, предотвратить запуск службы при загрузке или
полностью отключить ее.
Решение
Включение службы настраивает ее на автоматический запуск при загрузке.
Выключение службы предотвращает ее запуск при загрузке, но сохраняет возможность запускать и останавливать ее вручную.
Маскирование выключает службу так, что ее вообще нельзя запустить.
Ниже представлен пример включения службы sshd:
$ sudo systemctl enable sshd.service
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/sshd.service →
/usr/lib/systemd/system/sshd.service
Как показывает вывод, включение службы сводится к созданию в каталоге
/etc/systemd/system/ символической ссылки на файл службы в каталоге /lib/
systemd/system/. Включение службы не приводит к ее немедленному запуску.
128 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
Запустить службу можно, введя команду systemctl start или добавив параметр
--now в команду включения:
$ sudo systemctl enable --now sshd.service
Следующая команда выключит службу sshd. Она не останавливает службу немедленно, поэтому после выключения ее нужно остановить вручную:
$ sudo systemctl disable sshd.service
Removed /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/sshd.service
$ sudo systemctl stop sshd.service
Кроме того, службу можно выключить и остановить с помощью одной команды:
$ sudo systemctl disable --now sshd.service
Следующая команда повторно включает службу mariadb — сначала выключает,
а затем вновь включает ее. Если вы создали символическую ссылку для службы
вручную, то эта команда поможет быстро восстановить значение по умолчанию:
$ sudo systemctl reenable mariadb.service
Removed /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/mariadb.service.
Removed /etc/systemd/system/mysqld.service.
Removed /etc/systemd/system/mysql.service.
Created symlink /etc/systemd/system/mysql.service →
/lib/systemd/system/mariadb.service.
Created symlink /etc/systemd/system/mysqld.service →
/lib/systemd/system/mariadb.service.
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/mariadb.service →
/lib/systemd/system/mariadb.service.
Следующая команда полностью выключает службу bluetooth, маскируя ее.
В результате эту службу нельзя будет запустить:
$ sudo systemctl mask bluetooth.service
Created symlink /etc/systemd/system/bluetooth.service → /dev/null.
Размаскирование службы bluetooth не включает ее, поэтому ее нужно запускать
вручную:
$ sudo systemctl unmask bluetooth.service
Removed /etc/systemd/system/bluetooth.service.
$ sudo systemctl start bluetooth.service
Комментарий
Включение, выключение, маскирование и размаскирование службы не влия
ет на ее текущее состояние, если не был задействован параметр --now. Его
4.7. Остановка неисправных процессов 129
можно использовать с командами enable, disable и mask, чтобы немедленно
запустить или остановить службу, но он не работает с командой размаскирования unmask.
См. подраздел «Комментарий» в рецепте 4.3, чтобы узнать больше о том, как
systemd использует символические ссылки для управления службами.
Дополнительная информация
man 1 systemctl
Подраздел «Комментарий» в рецепте 4.3, содержащий информацию о том,
как systemd использует символические ссылки для управления службами.
4.7. Остановка неисправных процессов
Задача
Научиться останавливать неисправные процессы. Некая служба может перестать откликаться, выйти из-под контроля или начать запускать новые копии
себя, вызывая зависание системы. Обычная команда остановки не работает. Что
можно предпринять?
Решение
Остановка процесса называется его завершением. В системах Linux с systemd
следует выполнять команду systemctl kill. В системах без systemd используйте
устаревшую команду kill.
Команда systemctl kill предпочтительнее, поскольку останавливает все процессы, принадлежащие службе, и не оставляет ни «осиротевших» процессов,
ни процессов, которые могут перезапустить службу и продолжить создавать
проблемы. Сначала попробуйте выполнить эту команду без параметров, кроме
имени службы, а затем проверьте статус:
$ sudo systemctl kill mariadb
$ systemctl status mariadb
● mariadb.service - MariaDB 10.1.44 database server
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/mariadb.service; enabled; vendor preset:
enabled)
Active: inactive (dead) since Sun 2020-06-28 19:57:49 PDT; 6s ago
[...]
130 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
В этом случае служба была остановлена чисто. Если данная команда не дает
желаемого результата, то попробуйте ядерный параметр:
$ sudo systemctl kill -9 mariadb
Устаревшая команда kill не распознает имена служб или команд, поэтому ей
нужно передавать идентификатор PID нужного процесса:
$ sudo kill 1234
Если процесс не остановился, то добавьте в команду ядерный параметр:
$ sudo kill -9 1234
Комментарий
Используйте команду top для выявления неуправляемых процессов. Запустите
ее без параметров, и она покажет в самом верху процессы, которые потребляют
больше всего вычислительных ресурсов. Нажмите клавишу Q, чтобы выйти
из top.
$ top
top - 20:30:13 up
Tasks: 246 total,
%Cpu(s): 0.4 us,
KiB Mem : 16071016
KiB Swap: 8928604
PID
3504
2081
1064
2362
[...]
USER
madmax
madmax
root
stash
PR
20
20
20
20
4:24, 6 users, load average: 0.00, 0.03, 0.06
1 running, 170 sleeping,
0 stopped,
0 zombie
0.2 sy, 0.0 ni, 99.4 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
total, 7295284 free, 1911276 used, 6864456 buff/cache
total, 8928604 free,
0 used. 13505600 avail Mem
NI
VIRT
RES
SHR S
0 99.844g 177588 88712 S
0 3818636 517756 177744 S
0 567244 148432 125572 S
0 2997732 230508 145444 S
%CPU %MEM
2.6 1.1
0.7 3.2
0.3 0.9
0.3 1.4
TIME+
0:08.68
5:07.56
12:54.75
0:40.72
COMMAND
evolution
firefox
Xorg
Web Content
Команда kill посылает сигналы процессам и по умолчанию использует сигнал
SIGTERM (signal terminate — сигнал завершения). SIGTERM — щадящий
сигнал, который позволяет процессу аккуратно завершить свою работу. Однако
процессы могут его игнорировать. Сигналы можно указывать по имени или по
номеру; многим из нас проще запомнить число, поэтому вместо имени SIGTERM
можно передать номер сигнала:
$ sudo kill -1 1234
Команда kill -9 посылает сигнал SIGKILL, который вызывает немедленную
и безусловную остановку процесса, а также всех его потомков.
4.8. Управление уровнями запуска с помощью systemd 131
Остановить службу с помощью команды systemctl kill проще и надежнее, чем
с помощью kill. Вам нужно только указать название службы и не надо искать
ее идентификатор PID. Команда systemctl kill гарантирует остановку всех
процессов, принадлежащих службе, чего не может гарантировать kill.
За долгие годы накопилось множество сигналов, и вы можете прочитать о них
в руководстве man 7 signal. По моему опыту, чаще других используются сигналы SIGTERM и SIGKILL, но пусть это не останавливает вас от знакомства
с другими сигналами.
Возможно, вам, как и мне, не нравится такая терминология, как убийство1, предки, потомки и сироты. Будем надеяться, что в будущем она изменится.
Дополнительная информация
man 5 systemd.kill
man 1 systemctl
man 1 kill
man 7 signal
4.8. Управление уровнями запуска
с помощью systemd
Задача
Выполнить перезагрузку системы с состоянием по выбору, как при использовании уровней запуска SysV.
Решение
Система инициализации systemd поддерживает цели (targets), напоминающие
уровни запуска (runlevels) в SysV. Это профили загрузки, которые обеспечивают
запуск системы с различными настройками, такими как многопользовательский
режим с графическим рабочим столом, многопользовательский режим без графического рабочего стола, а также аварийный и восстановительный режимы
для использования в случаях, когда система с текущим профилем (целью)
не загружается. (См. подраздел «Комментарий» ниже, в котором приводится
дополнительная информация об уровнях запуска.)
1
Команду kill можно перевести как «убить».
132 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
Следующая команда проверяет, работает ли система, и сообщает ее состояние:
$ systemctl is-system-running
running
Сообщает текущую цель по умолчанию:
$ systemctl get-default
graphical.target
Сообщает текущий уровень запуска:
$ runlevel
N 5
Перезагрузить систему в режиме восстановления:
$ sudo systemctl rescue
Перезагрузить систему в аварийном режиме:
$ sudo systemctl emergency
Перезагрузить систему в режиме по умолчанию:
$ sudo systemctl reboot
Перезагрузить в другом режиме без изменения режима по умолчанию:
$ sudo systemctl isolate multi-user.target
Установить уровень запуска по умолчанию:
$ sudo systemctl set-default multi-user.target
Вывести список имеющихся файлов, определяющих уровни запуска:
$ ls -l /lib/systemd/system/runlevel*
Вывести список зависимостей для выбранного уровня запуска:
$ systemctl list-dependencies graphical.target
Комментарий
Уровни запуска в SysV — это разные состояния, в которые может загружаться
система, например, с графическим рабочим столом, без графического рабочего
стола, а также в аварийном и восстановительном режиме, если система не загружается с уровнем запуска по умолчанию.
4.8. Управление уровнями запуска с помощью systemd 133
Цели в systemd примерно соответствуют устаревшим уровням запуска в SysV:
runlevel0.target, poweroff.target — остановка системы;
runlevel1.target, rescue.target — однопользовательский режим без графи-
ческой среды, все локальные файловые системы монтируются, вход может
выполнить только пользователь root, сеть неактивна;
runlevel3.target, multi-user.target — многопользовательский режим без
графической среды;
runlevel5.target, graphical.target — многопользовательский режим с гра-
Команда systemctl emergency — это особая аварийная цель, более ограниченная,
чем режим восстановления rescue: в этом режиме не запускаются службы, не монтируются файловые системы, кроме корневой, нет сети и вход может выполнить
только пользователь root. Это самая минимальная работающая конфигурация
системы, предназначенная для устранения проблем. Варианты загрузки в аварийном и восстановительном режимах доступны в меню загрузчика GRUB2.
Команда systemctl is-system-running сообщает текущее состояние системы,
которое может быть одним из следующих:
initializing — система еще не завершила запуск;
starting — система на заключительном этапе запуска;
running — система полностью работоспособна и все процессы запущены;
degraded — система работоспособна, но один или несколько модулей systemd
потерпели неудачу. Выполните systemctl | grep failed, чтобы увидеть, какие
это модули;
maintenance — система загружена в аварийном (emergency) или восстановительном (rescue) режиме;
stopping — systemd останавливается;
offline — systemd не запущена;
unknown — существует проблема, не позволяющая systemd определить теку-
щее состояние.
Дополнительная информация
man 1 systemctl
man 8 systemd-halt.service
134 Глава 4. Управление службами с помощью systemd
4.9. Диагностика медленного запуска
Задача
systemd обещает быструю загрузку, но ваша система запускается медленно
и хотелось бы узнать почему.
Решение
Выполните команду systemd-analyze blame без параметров, чтобы увидеть список системных процессов и время их запуска:
$ systemd-analyze blame
34.590s apt-daily.service
6.782s NetworkManager-wait-online.service
6.181s dev-sda2.device
4.444s systemd-journal-flush.service
3.609s udisks2.service
2.450s snapd.service
[...]
Чтобы проанализировать только пользовательские процессы:
$ systemd-analyze blame --user
3.991s pulseaudio.service
553ms at-spi-dbus-bus.service
380ms evolution-calendar-factory.service
331ms evolution-addressbook-factory.service
280ms xfce4-notifyd.service
[...]
Комментарий
Часто полезно посмотреть, что же запускается при загрузке, и, может быть,
даже найти службы, которые не должны запускаться в этот момент. Я люблю
отключать Bluetooth, поскольку не использую его на своих серверах или ПК,
но многие дистрибутивы Linux включают его по умолчанию.
Дополнительная информация
man 1 systemd-analyze
ГЛАВА 5
Управление пользователями
и группами
В Linux есть два типа пользователей: пользователи-люди и системные пользователи. Каждый из них имеет уникальный идентификатор (User ID, UID)
и по крайней мере один идентификатор группы (Group ID, GID). Каждый
пользователь входит в одну основную группу и может входить в несколько дополнительных.
Каждый пользователь-человек владеет домашним каталогом со своими личными
файлами. Домашние каталоги пользователей находятся в /home, и их названия
совпадают с именами владельцев, как в нашем примере пользователя Duchess,
которому принадлежит каталог /home/duchess . Помимо основной группы,
пользователи могут входить в несколько других, которые называются дополнительными. Пользователи в группе получают все ее привилегии. (Чтобы узнать
больше о привилегиях, см. главу 6.) Привилегии управляют доступом к файлам
и командам и являются основой безопасности системы.
Системные пользователи — это системные службы и процессы. Учетные записи
системных пользователей нужны лишь для управления привилегиями, и у них
нет паролей и каталогов в /home.
Пользователи-люди делятся на две категории: пользователь root, или суперпользователь, обладает неограниченными привилегиями и может делать в системе все что угодно. Все остальные пользователи называются обычными, или
непривилегированными. Обычным дается достаточно прав для управления их
файлами и выполнения команд, которые разрешается использовать этой категории людей. Обычным пользователям могут быть предоставлены ограниченные
или полные привилегии root, о которых вы узнаете из рецептов, описывающих
команды su и sudo.
Увидеть список всех пользователей в системе можно в файле /etc/passwd, а все
группы — в /etc/group.
136 Глава 5. Управление пользователями и группами
Централизованное управление пользователями
Файлы /etc/passwd и /etc/group достались в наследство от Unix и практически не изменились с тех пор, как перекочевали в Linux в 1992 году.
С тех пор появились новые инструменты для управления пользователями
и группами, например централизованные базы данных, обслуживающие
целые организации. В этой главе мы не будем рассматривать инструменты
централизованного управления пользователями.
В Linux есть несколько команд для управления пользователями и группами:
useradd — создает новых пользователей;
groupadd — создает новые группы;
userdel — удаляет пользователей;
groupdel — удаляет группы;
usermod — изменяет настройки существующего пользователя;
passwd — создает и изменяет пароли.
Они являются частью набора Shadow Password Suite, и основным конфигурационным файлом для них служит /etc/login.defs.
Команда useradd действует по-разному в разных системах, в зависимости от настроек. Традиционно эта команда объединяла всех новых пользователей в одну
и ту же основную группу users (100). Это означало, что пользователи должны
были проявлять осторожность при выборе разрешений для своих файлов, чтобы
случайно не раскрыть свои секреты другим членам группы. В Red Hat изменили
данную ситуацию, разработав схему User Private Group, согласно которой для
каждого нового пользователя создается личная основная группа. Большинство
дистрибутивов Linux используют эту схему по умолчанию, хотя есть исключения, такие как openSUSE.
Набор команд Shadow Password Suite был создан Джулианной Фрэнсис Хо
(Julianne Frances Haugh) в 1980-х годах, еще до появления Linux, для повышения безопасности паролей Unix и упрощения управления учетными записями
пользователей. В 1992-м этот набор был перенесен в систему Linux, когда ей
едва исполнился год.
До появления Shadow Password Suite все файлы, имеющие отношение к учетным
записям пользователей, приходилось редактировать по отдельности, имелось
несколько команд управления паролями, а хешированные пароли хранились
в файлах /etc/passwd и /etc/group. Но, поскольку /etc/passwd должен оставаться
доступным для чтения всем пользователям, хранение паролей в нем, пусть и в зашифрованном виде, чревато неприятностями. Скопировав этот файл, любой
желающий теоретически сможет взломать пароли. Перемещение хешированных
паролей в файлы /etc/shadow и /etc/gshadow, доступные только пользователю
5.1. Определение UID и GID пользователя 137
root, дополнило защиту. Долгожительство Shadow Password Suite свидетельствует о том, насколько хорошо был проработан и реализован данный пакет.
Относительно недавно в Debian появились adduser и addgroup. Это сценарииобертки на Perl для команд useradd и groupadd. Они по шагам проведут вас через
процесс создания нового пользователя и новой группы.
В этой главе вы узнаете, как создавать и удалять обычных и системных пользователей, управлять паролями, определять идентификаторы UID и GID,
устанавливать желаемые значения по умолчанию настроек для создания новых
пользователей, изменять принадлежность к группам, настраивать общие файлы
для новых пользователей, очищать каталоги после удаления пользователей,
получать привилегии root и предоставлять ограниченные полномочия root
обычным пользователям.
5.1. Определение UID и GID пользователя
Задача
Определить UID и GID пользователя.
Решение
Выполнив команду id без параметров, можно узнать собственные UID и GID.
Ниже представлен пример определения идентификаторов пользователя Duchess:
duchess@pc:~$ id
uid=1000(duchess) gid=1000(duchess)
groups=1000(duchess),4(adm),24(cdrom),27(sudo),30(dip),46(plugdev),118(lpadmin),
126(sambashare),131(libvirt)
Чтобы узнать UID и GID другого пользователя, нужно передать команде id
его имя:
duchess@pc:~$ id madmax
uid=1001(madmax) gid=1001(madmax) groups=1001(madmax),1010(composers)
С помощью id можно также узнать свой эффективный идентификатор пользователя, когда вы выступаете от имени другого пользователя. Ниже представлен
пример, в котором задействована с команда sudo:
duchess@client4:~$ sudo id -un
root
duchess@client4:~$ sudo -u madmax id -gn
madmax
138 Глава 5. Управление пользователями и группами
Комментарий
В Linux есть три типа идентификаторов пользователя/группы:
реальный UID/GID;
эффективный UID/GID;
сохраненный UID/GID.
Реальный идентификатор — это UID и GID основной группы, присвоенные
пользователю при создании. Это то, что вы видите, когда запускаете команду
id без параметров от своего имени.
Эффективный идентификатор — это UID, используемый для запуска процесса, которому требуются привилегии, отличные от привилегий пользователя,
запускающего процесс. Примером может служить команда passwd, которая
требует привилегий суперпользователя и применяет специальные режимы
разрешений, чтобы дать пользователям возможность изменять свои собственные пароли.
Вы можете убедиться в этом сами. Во-первых, взгляните на разрешения команды
passwd:
$ ls -l /usr/bin/passwd
-rwsr-xr-x 1 root root 68208 May 27 2020 /usr/bin/passwd
Как видите, файл passwd принадлежит пользователю и группе root. Теперь
введите команду passwd и нажмите Enter.
Откройте второй терминал, найдите идентификатор процесса passwd, а затем по
этому идентификатору определите эффективный и реальный идентификатор
пользователя и эффективный идентификатор группы:
$ ps -a|grep passwd
12916 pts/1 00:00:00 passwd
$ ps -eo pid,euser,ruser,rgroup | grep 12916
12916 root root root
Несмотря на то что команда passwd была запущена непривилегированным
пользователем, она работает с правами root. (См. рецепт 6.11, в котором рассказывается о режимах специальных разрешений.)
Сохраненный идентификатор используется процессами, которым требуются повышенные привилегии, обычно привилегии root. Когда для выполнения работы
достаточно привилегий обычного пользователя, он может временно переключиться на непривилегированный идентификатор пользователя. Эффективным
становится UID с пониженными привилегиями, а исходный эффективный UID
5.2. Создание учетной записи для пользователя-человека с помощью команды useradd 139
сохраняется в SUID — Saved User ID (сохраненный идентификатор пользователя). Когда процессу снова требуются повышенные привилегии, он назначает
эффективным сохраненный SUID.
Команда id поддерживает несколько параметров:
-u выводит эффективный числовой UID;
-g выводит эффективный числовой GID;
-G выводит все числовые идентификаторы групп;
-n выводит имя пользователя вместо числового идентификатора UID. Этот
параметр можно использовать в комбинации с -u, -g и -G;
-un выводит эффективный числовой UID и имя пользователя;
-gn выводит имя эффективной группы;
-Gn выводит все имена эффективных групп;
-r выводит реальный числовой идентификатор вместо эффективного. Этот
параметр можно использовать в комбинации с -u, -g и -G.
Дополнительная информация
Рецепт 6.11.
man 1 id
man 1 ps
5.2. Создание учетной записи
для пользователя-человека
с помощью команды useradd
Задача
Создать новую учетную запись пользователя с личной группой и домашний каталог с набором файлов по умолчанию, таких как .bashrc, .profile, .bash_history,
и любыми другими необходимыми файлами.
Решение
В большинстве дистрибутивов Linux для этой цели имеется команда useradd,
которую можно настроить под свои требования. Конфигурация по умолчанию
140 Глава 5. Управление пользователями и группами
различается в разных дистрибутивах, поэтому самый простой способ узнать
используемые настройки — создать новую пробную учетную запись:
$ sudo useradd test1
После этого запустите команду id и проверьте — был ли создан домашний каталог. Следующий пример был получен в Fedora 34:
$ id test1
uid=1011(test1) gid=1011(test1) groups=1011(test1)
$ sudo ls -a /home/test1/
. .. .bash_logout .bash_profile
.bashrc
В этом примере конфигурация по умолчанию соответствует требованиям, перечисленным выше в подразделе «Задача». Теперь осталось только установить
пароль:
$ sudo passwd test1
Changing password for user test1.
New password: пароль
Retype new password: пароль
passwd: all authentication tokens updated successfully.
При необходимости можно заставить пользователя сменить пароль при первом
входе в систему после того, как вы создали пароль:
$ sudo passwd -e test1
Expiring password for user test1.
passwd: Success
Сообщите данные для входа вашему пользователю, и он начнет использовать
свою учетную запись. Новая учетная запись в файле /etc/passwd представлена
следующим образом:
test1:x:1011:1011::/home/test1:/bin/bash
В некоторых дистрибутивах, например в openSUSE, команда useradd настроена так, что по умолчанию не создает домашний каталог пользователя
и включает всех пользователей в группу users (100). Вследствие этого другие
пользователи смогут получить доступ к файлам друг друга, если разрешения
файлов для группы позволяют это. Следующий пример создает личную группу
пользователя:
$ sudo useradd -mU test2
Параметр -m позволит создать домашний каталог пользователя, а параметр -U —
личную группу с именем, совпадающим с именем пользователя.
5.2. Создание учетной записи для пользователя-человека с помощью команды useradd 141
Комментарий
Все новые учетные записи пользователей остаются неактивными до установки
пароля.
Первая группа, в которую добавляется пользователь, будь то его личная группа
или общая группа для всех пользователей, становится его основной группой.
Все остальные группы, в которые включается пользователь, считаются дополнительными.
Ниже представлено еще несколько полезных параметров:
-G, --groups — добавляет пользователя в несколько дополнительных групп,
перечисленных через запятую. Группы должны существовать к моменту
выполнения команды:
$ sudo useradd -G group1,group2,group3 test1
-c, --comment — принимает любую текстовую строку и сохраняет ее как полное
имя пользователя, комментарий или описание:
$ useradd -G group1,group2,group3 -c 'Test 1,,,,' test1
Четыре запятых в данном примере определяют пять полей: имя, номер кабинета,
рабочий телефон, домашний телефон и прочее (произвольная информация).
В прошлом эти поля назывались данными GECOS, где GECOS (General Electric
Comprehensive Operating Supervisor) — название операционной системы для
мейнфрейма. Вы можете ввести в эти поля любую информацию по своему
усмотрению или оставить их пустыми, хотя иногда имеет смысл указать полное
имя пользователя. Изучите свой файл /etc/passwd и посмотрите, как другие
учетные записи задействуют поля GECOS.
Настройки по умолчанию для команды useradd разбросаны по нескольким
конфигурационным файлам; см. рецепт 5.4, чтобы узнать, как их изменить.
Дополнительная информация
man 8 useradd
man 5 login.defs
/etc/default/useradd
/etc/skel
/etc/login/defs
142 Глава 5. Управление пользователями и группами
5.3. Создание системной учетной записи
с помощью команды useradd
Задача
Создать системного пользователя с помощью команды useradd.
Решение
Следующий пример создаст нового системного пользователя без домашнего
каталога, без оболочки входа и с UID из диапазона, предназначенного для системных пользователей:
$ sudo useradd -rs /bin/false service1
Параметр -r создает системного пользователя с реальным UID из диапазона,
предназначенного для системных пользователей, а параметр -s задает оболочку
входа /bin/false — команду, которая ничего не делает и не позволяет выполнить
вход в систему с именем этого пользователя.
Дополнительную информацию о диапазонах UID и GID вы найдете в подразделе «Комментарий» рецепта 5.6.
Комментарий
Раньше большинство служб выполнялись с привилегиями пользователя nobody.
В настоящее время общепринято создавать для служб своих отдельных пользователей, так как это обеспечивает более высокий уровень безопасности, чем
применение одного пользователя nobody, владеющего несколькими службами.
Вам редко придется создавать учетные записи системных пользователей, поскольку службы делают это автоматически при установке.
Пользователь nobody всегда получает UID 65534 и GID 65534.
Дополнительная информация
man 8 useradd
man 1 false
Подраздел «Комментарий» в рецепте 5.6.
5.4. Изменение настроек по умолчанию для команды useradd 143
5.4. Изменение настроек по умолчанию
для команды useradd
Задача
Настройки по умолчанию для команды useradd вам не подходят, и их нужно
изменить.
Решение
Настройки команды useradd разбросаны по множеству конфигурационных файлов,
таких как /etc/default/useradd, /etc/login.defs и файлы в каталоге /etc/skel.
В файле /etc/default/useradd находятся следующие настройки. Этот пример
взят из openSUSE:
$ useradd -D
GROUP=100
HOME=/home
INACTIVE=-1
EXPIRE=
SHELL=/bin/bash
SKEL=/etc/skel
CREATE_MAIL_SPOOL=yes
GROUP=100 назначает единую группу с идентификатором 100 как основную всем
новым пользователям. Чтобы обеспечить включение всех новых пользователей
в общую группу, нужно создать эту группу, выключить параметр USERGROUPS_
ENAB в /etc/login.defs и присвоить GID общей группы параметру GROUP= в /etc/
default/useradd. Если, например, допустить, что наш пользователь Duchess
включен в общую группу, то команда id выведет для него uid=1000(duchess)
gid=100(users).
Чтобы обеспечить создание личных групп для всех новых пользователей,
нужно присвоить параметру USERGROUPS_ENAB в /etc/login.defs значение yes
и закомментировать параметр GROUP= в /etc/default/useradd. Если, например,
допустить, что наш пользователь Duchess имеет личную группу, то команда id
выведет для него uid=1000(duchess) gid=1000(duchess).
HOME= задает каталог по умолчанию для размещения домашних каталогов
пользователей. По умолчанию /home.
144 Глава 5. Управление пользователями и группами
INACTIVE=-1 задает срок действия пароля в днях, по истечении которого
учетная запись будет заблокирована. Значение 0 сразу же отключает учетную
запись, так как срок действия пароля истекает немедленно, а значение –1 за-
прещает блокирование учетных записей.
EXPIRE= назначает конечную дату действия учетной записи в формате YYYYMM-DD. Например, если установить значение 2021-12-31, то учетная запись
будет заблокирована в эту дату. Если параметр EXPIRE= оставить пустым, то
это будет означать отсутствие конечной даты.
SHELL=/bin/bash назначает командную оболочку по умолчанию. Наиболее
широко используется оболочка /bin/bash. Вдобавок в этом параметре можно
назначить любую другую командную оболочку, установленную в системе,
например: /bin/zsh или /usr/bin/tcsh. Получить список установленных
командных оболочек можно с помощью команды cat /etc/shells.
SKEL=/etc/skel определяет каталог с файлами, которые должны автоматиче-
ски копироваться в домашние каталоги новых пользователей. В большинстве
дистрибутивов Linux такие файлы помещаются в /etc/skel. К ним относятся:
.bash_logout, .bash_profile, .profile, .bashrc и любые другие файлы, которые должны иметься у новых пользователей. Вы можете отредактировать
эти файлы в соответствии со своими требованиями. SKEL — это сокращение
от skeleton («каркас, основа»).
CREATE_MAIL_SPOOL=yes — пережиток прошлого, и этому параметру всегда
следует присваивать значение yes, так как некоторые устаревшие процессы
могут все еще нуждаться в нем.
Ниже представлены наиболее актуальные параметры со значениями по умолчанию в /etc/login.defs:
USERGROUPS_ENAB yes включает создание личной группы для каждого поль-
зователя;
CREATE_HOME yes требует от useradd автоматически создавать домашние ката-
логи для новых пользователей. Не применяется к системным пользователям
(см. рецепт 5.3).
Комментарий
Диапазоны UID определены в /etc/login.defs. Каждый UID должен быть
уникальным, поэтому команды создания учетных записей пользователей назначают UID из диапазона, определенного в данном файле. Обычно диапазон UID
для учетных записей людей начинается с 1000 и автоматически используется
5.5. Настройка каталогов для документов, музыки, видео, изображений и загрузок 145
командой useradd. С помощью параметра -u можно назначить конкретный UID,
но при этом он не должен использоваться никакой другой учетной записью и соответствовать настроенной схеме нумерации (см. подраздел «Комментарий»
в рецепте 5.6).
Обязательная смена пароля при первом входе в систему — это простая мера
предосторожности против утечки исходного пароля в чужие руки при передаче
от администратора к пользователю.
Дополнительная информация
man 8 useradd
man 5 login.defs
/etc/default/useradd
/etc/skel
/etc/login/defs
5.5. Настройка каталогов
для документов, музыки, видео,
изображений и загрузок
Задача
Организовать создание новых пользователей в соответствии с рецептом и настройку каталогов для документов, музыки, видео, изображений и загрузок.
Решение
Создание этих каталогов является функцией не команды useradd, а, скорее,
инструмента управления пользовательскими каталогами X Desktop Group
(XDG). Отдельные каталоги для документов, музыки, видео считаются специа
лизированными, и соответствующие им настройки, применяемые по умолчанию
ко всем пользователям, находятся в конфигурационном файле /etc/xdg/userdirs.defaults:
$ less /etc/xdg/user-dirs.defaults
# Настройки пользовательских каталогов по умолчанию
146 Глава 5. Управление пользователями и группами
#
# Значения — это пути относительно домашнего каталога,
# и названия каталогов будут переведены поэлементно на язык пользователя
# в соответствии с его региональными настройками
DESKTOP=Desktop
DOWNLOAD=Downloads
TEMPLATES=Templates
PUBLICSHARE=Public
DOCUMENTS=Documents
MUSIC=Music
PICTURES=Pictures
VIDEOS=Videos
# Другие возможные варианты:
#MUSIC=Documents/Music
#PICTURES=Documents/Pictures
#VIDEOS=Documents/Videos
Настройки представлены парами «имя — значение». Имена нельзя изменить.
Значения — это каталоги, соответствующие именам, находящиеся в домашних
каталогах пользователей. Например, имя DOCUMENTS отображается в каталог
/home/username/Documents. Каталоги создаются автоматически для каждого
нового пользователя при первом запуске графической среды рабочего стола.
Вы можете закомментировать любые каталоги, чтобы исключить их создание,
или изменить названия каталогов.
Пользователи могут определять свои настройки в ~/.config/user-dirs.dirs.
Каталоги должны существовать до применения изменений. Ниже представлен
пример для пользователя Duchess, которому не нравятся значения по умолчанию. Обратите внимание, что синтаксис «имя — значение» в ~/.config/userdirs.dirs отличается:
XDG_DESKTOP_DIR="$HOME/table"
XDG_DOWNLOAD_DIR="$HOME/landing-zone"
XDG_DOCUMENTS_DIR="$HOME/omg-paperwork"
XDG_MUSIC_DIR="$HOME/singendance"
XDG_PICTURES_DIR="$HOME/piccies"
Внеся изменения и создав нужные каталоги, выполните команду xdg-user-dirsupdate, чтобы применить изменения:
duchess@pc:~$
duchess@pc:~$
duchess@pc:~$
duchess@pc:~$
duchess@pc:~$
DOWNLOAD $HOME/landing-zone
DESKTOP $HOME/table
DOCUMENTS $HOME/omg-paperwork
MUSIC $HOME/singendance
PICTURES $HOME/piccies
Выйдите из системы, затем войдите снова, и вы должны увидеть то, что показано
на рис. 5.1. Инструмент XDG применил соответствующие значки к специализированным каталогам.
5.5. Настройка каталогов для документов, музыки, видео, изображений и загрузок 147
Рис. 5.1. Специализированные каталоги после изменения настроек
Ярлыки на боковой панели не изменятся, как и старые каталоги, но на них уже
не будут отображаться специальные значки. Вам придется вручную изменить
ярлыки и перенести содержимое из старых каталогов в новые.
Восстановить настройки по умолчанию из /etc/xdg/user-dirs.defaults можно
с помощью команды:
$ xdg-user-dirs-update --force
Выйдите и войдите снова, чтобы убедиться, что ни один из ваших каталогов
не был удален и не претерпел никаких изменений, кроме отображения специальных значков в диспетчере файлов.
Комментарий
В команде xdg-user-dirs-update --set можно использовать только имена, перечисленные в руководстве man 5 user-dirs.default:
DESKTOP
DOWNLOAD
TEMPLATES
PUBLICSHARE
DOCUMENTS
148 Глава 5. Управление пользователями и группами
MUSIC
PICTURES
VIDEOS
Значениями могут быть только целевые каталоги. Пути к целевым каталогам
откладываются относительно домашних каталогов пользователей. Чтобы использовать каталоги за пределами домашнего каталога, создайте символические
ссылки. Например, пользователь Duchess может владеть каталогом /users/
stuff/duchess и хранить в нем музыкальные файлы. Следующая команда создаст символическую ссылку /home/duchess/singendance, указывающую на этот
каталог:
duchess@pc:~$ ln -s /users/stuff/duchess /home/duchess/singendance
Дополнительная информация
man 5 user-dirs.defaults
man 1 xdg-user-dirs-update
man 5 user-dirs.conf
Описание xdg-user-dirs на сайте freedesktop (https://oreil.ly/FFDga).
5.6. Создание пользовательских и системных
групп с помощью команды groupadd
Задача
Создать группу с помощью команды groupadd.
Решение
Следующий пример создаст новую группу пользователей musicians:
$ sudo groupadd musicians
Чтобы создать системную группу, команду groupadd следует вызвать с параметром -r:
$ sudo groupadd -r service1
5.6. Создание пользовательских и системных групп с помощью команды groupadd 149
Комментарий
Системные группы отличаются от групп пользователей-людей диапазонами
GID. Они определены в /etc/login.defs и используются командами groupadd
и useradd, как показано в следующем примере, полученном в Fedora 34:
# Мин./макс. значения для автоматического выбора uid в useradd(8)
#
UID_MIN 1000
UID_MAX 60000
# Системные пользователи
SYS_UID_MIN 201
SYS_UID_MAX 999
# Диапазон вторичных uid для каждого пользователя
SUB_UID_MIN 100000
SUB_UID_MAX 600100000
SUB_UID_COUNT 65536
#
# Мин./макс. значения для автоматического выбора gid в groupadd(8)
#
GID_MIN 1000
GID_MAX 60000
# Системные пользователи
SYS_GID_MIN 201
SYS_GID_MAX 999
# Диапазон вторичных gid для каждого пользователя
SUB_GID_MIN 100000
SUB_GID_MAX 600100000
SUB_GID_COUNT 65536
Эти настройки определяют диапазоны идентификаторов, доступных системному
администратору. Все остальные диапазоны зарезервированы и управляются
системой.
GID автоматически выбираются с помощью команды groupadd в соответствии
с диапазонами в /etc/login.defs. Задать свое значение GID позволяет параметр -g, при этом выбранный вами GID должен попадать в соответствующий
диапазон и еще не использоваться.
Дополнительная информация
man 8 groupadd
/etc/login.defs
150 Глава 5. Управление пользователями и группами
5.7. Добавление пользователей
в группы с помощью
команды usermod
Задача
Включить пользователя в группу.
Решение
Использовать команду usermod. Ниже представлен пример добавления пользователя Duchess в группу musicians:
$ sudo usermod -aG musicians duchess
Следующая команда добавит Duchess в несколько групп:
$ sudo usermod -aG musicians,composers,stagehands duchess
Альтернативное решение — отредактировать файл /etc/group и добавить имя
пользователя Duchess во все группы, в которые он должен входить. Члены группы должны перечисляться через запятую, без пробелов, например:
musicians:x:900:stash,madmax,duchess
Будьте внимательны: добавляйте в конец,
но не заменяйте
Если вы забудете параметр -a и укажете только -G, то все пользователи,
прежде входившие в группу, будут исключены из нее. Это особенно чревато
неприятностями при удалении пользователей из их группы sudo.
После того как членство в группах пользователей, вошедших в систему, будет
изменено, они должны выйти из системы и снова войти, чтобы изменения вступили в силу. Существуют разные обходные пути активации членства в группах
без выхода из системы, но все они имеют ограничения, например обусловленные
особенностями текущей командной оболочки. Группы перечисляются при входе
в систему, поэтому наиболее надежным решением является выход и повторный
вход.
5.8. Создание пользователей с помощью команды adduser в Ubuntu 151
Комментарий
Параметр -a означает append («добавить в конец»), а -G — group («группа»).
Дополнительная информация
man 8 usermod
5.8. Создание пользователей
с помощью команды adduser в Ubuntu
Задача
Вы используете Debian или другой дистрибутив Linux на основе Debian, и вам
хотелось бы узнать, как создать нового пользователя с помощьюкоманды adduser.
Решение
Команда adduser по шагам проведет вас через процесс создания нового пользователя. Ниже представлен пример создания учетной записи для моего кота
Хороняки (Stash):
$ sudo adduser stash
Adding user 'stash' ...
Adding new group 'stash' (1009) ...
Adding new user 'stash' (1009) with group 'stash' ...
Creating home directory '/home/stash' ...
Copying files from '/etc/skel' ...
Enter new UNIX password:
Retype new UNIX password:
passwd: password updated successfully
Changing the user information for stash
Enter the new value, or press ENTER for the default
Full Name []: Stash Cat
Room Number []:
Work Phone []:
Home Phone []:
Other []:
Is the information correct? [Y/n]
Учетная запись в /etc/passwd выглядит следующим образом:
stash:x:1009:1009:Stash Cat,,,:/home/stash:/bin/bash
152 Глава 5. Управление пользователями и группами
Комментарий
Настройки по умолчанию для adduser определены в файле /etc/adduser.conf,
в том числе:
DSHELL= — оболочка входа по умолчанию. Чаще других используется оболочка
/bin/bash. Кроме того, можно указать любую другую оболочку, установленную в системе, такую как /bin/zsh или /usr/bin/tcsh. Получить список установленных командных оболочек можно с помощью команды cat /etc/shells;
USERGROUPS=yes создает личную группу для каждого нового пользователя;
параметр USERS_GID=100 необходим, только если выбрана настройка USER
GROUPS=no;
EXTRA_GROUPS= — это список дополнительных групп для новых пользователей,
например: EXTRA_GROUPS="audio video plugdev libvirt";
ADD_EXTRA_GROUPS=1 добавляет по умолчанию новых пользователей в группы,
перечисленные в EXTRA_GROUPS=.
В /etc/adduser.conf определена следующая схема нумерация пользователей
и групп:
FIRST_SYSTEM_UID=100
LAST_SYSTEM_UID=999
FIRST_SYSTEM_GID=100
LAST_SYSTEM_GID=999
FIRST_UID=1000
LAST_UID=59999
FIRST_GID=1000
LAST_GID=59999--
Fedora Linux тоже имеет команду adduser, но не настоящий сценарий adduser,
а всего лишь символическую ссылку на useradd:
$ stat /usr/sbin/adduser
File: /usr/sbin/adduser -> useradd
Size: 7 Blocks: 0 IO Block: 4096 symbolic link
[...]
Дополнительная информация
man 5 adduser.conf
5.9. Создание системного пользователя с помощью команды adduser в Ubuntu 153
5.9. Создание системного пользователя
с помощью команды adduser в Ubuntu
Задача
Создать системного пользователя можно с помощью команды adduser в Ubuntu
(а также в Debian, Mint или другом дистрибутиве, производном от Debian).
Решение
Следующий пример создаст системного пользователя service1 без домашнего
каталога и с собственной основной личной группой:
$ sudo adduser --system --no-create-home --group service
Adding system user 'service1' (UID 124) ...
Adding new group 'service1' (GID 135) ...
Adding new user 'service1' (UID 124) with group 'service1' ...
Not creating home directory '/home/service1'.
Соответствующая запись в /etc/passwd выглядит следующим образом:
service1:x:124:135::/home/service1:/usr/sbin/nologin
Комментарий
Системные пользователи не имеют домашних каталогов.
Раньше большинство служб выполнялись с привилегиями пользователя nobody,
за исключением дистрибутива Debian, в котором использовались пользователь
nobody и группа nogroup. Использование одного и того же пользователя для нескольких служб ослабляет безопасность. Вам едва ли придется создавать учетные
записи системных пользователей, поскольку диспетчер пакетов обычно создает
уникального пользователя и группу при установке новой службы. Но теперь вы
знаете, как это сделать, если вдруг понадобится.
Пользователь nobody и группа nogroup всегда получают реальный идентификатор 65534.
Дополнительная информация
man 8 adduser
154 Глава 5. Управление пользователями и группами
5.10. Создание пользовательских
и системных групп с помощью
команды addgroup
Задача
Научиться создавать пользовательские и системные группы с помощью команды
addgroup в Debian.
Решение
Ниже представлен пример создания группы для пользователей-людей:
$ sudo addgroup composers
Adding group 'composers' (GID 1010) ...
Done.
Запись для этой группы в /etc/group выглядит так:
composers:x:1010:
Следующий пример создаст системную группу:
$ sudo addgroup --system service1
Adding group 'service1' (GID 136) ...
Done.
Комментарий
Разница между пользовательскими и системными группами заключается
в принадлежности идентификаторов разным диапазонам согласно настройкам
в /etc/adduser.conf.
Дополнительная информация
man 8 addgroup
5.11. Проверка целостности файла паролей 155
5.11. Проверка целостности файла паролей
Задача
От файлов с учетными записями пользователей и групп зависит очень многое,
и хотелось бы иметь возможность проверить их целостность.
Решение
Команда pwck проверяет целостность /etc/passwd и /etc/shadow, а grpck проверяет /etc/group и /etc/gshadow. Они проверяют форматирование, допустимость
данных и имен, а также действительность GID (полный список см. на страницах
справочного руководства man). При запуске без параметров обе команды сообщают как об ошибках, так и о предупреждениях:
$ sudo pwck
user 'news': directory '/var/spool/news' does not exist
user 'uucp': directory '/var/spool/uucp' does not exist
user 'www-data': directory '/var/www' does not exist
user 'list': directory '/var/list' does not exist
$ sudo grpck
group mail has an entry in /etc/gshadow, but its password field in /etc/group is
not set to 'x'
grpck: no changes
Добавьте параметр -q, чтобы вывести только ошибки:
$ sudo pwck -q
$ sudo grpck -q
group mail has an entry in /etc/gshadow, but its password field in /etc/group
is not set to 'x'
В данном случае обнаружена ошибка в /etc/gshadow. Это малополезное сообщение, поскольку в действительности не является ошибкой. Пароли редко
задаются для групп пользователей, поэтому сообщение об отсутствии пароля
как об ошибке только сбивает с толку. Однако другие проверки, например правильное количество полей и уникальное допустимое имя группы, могут быть
очень полезными.
156 Глава 5. Управление пользователями и группами
Вы никогда не должны редактировать /etc/shadow и /etc/gshadow, только /etc/
passwd и /etc/group.
Комментарий
Следующий пример демонстрирует ошибку, которую нужно исправить.
Введите n в ответ на запрос, чтобы предотвратить удаление записей. Первый
запрос delete line (удалить строку) в примере относится к /etc/passwd ,
а второй — к /etc/shadow:
$ sudo pwck -q
invalid password file entry
delete line 'fakeservice:x:996:996::/home/fakeservice'? n
delete line 'fakeservice:!:18469::::::'? n
pwck: no changes
Затем исправьте запись в /etc/passwd, и это устранит оба сообщения об ошибках. В данном примере в записи fakeservice:x:996:996::/home/fakeservice
отсутствует последнее поле, в действительности запись должна иметь вид:
fakeservice:x:996:996::/home/fakeservice:/bin/false.
Предупреждения directory does not exist (каталог не существует) для /etc/passwd
обычно относятся к учетным записям системных пользователей, которые не задействуются. Например:
user 'www-data': directory '/var/www' does not exist
Пользователь www-data не задействуется в отсутствие HTTP-сервера, и каталог
/var/www отсутствует, если этот сервер не установлен.
Сообщение no changes (без изменений) означает, что никаких изменений в файле
паролей не было произведено.
Полный список проверок вы найдете в странице справочного руководства
man.
Дополнительная информация
man 8 pwck
man 8 grpck
5.12. Отключение учетной записи пользователя 157
5.12. Отключение учетной записи
пользователя
Задача
Отключить учетную запись пользователя, не удаляя ее.
Решение
Временно деактивировать учетную запись можно, выключив пароль с помощью
команды passwd:
$ sudo passwd -l stash
passwd: password expiry information changed.
Теперь пользователь не сможет войти. Следующая команда разблокирует учетную запись:
$ sudo passwd -u stash
passwd: password expiry information changed.
Однако этот способ не помешает пользователю аутентифицироваться иным
способом, например с помощью ключа SSH. Для полного отключения учетной
записи примените команду usermod:
$ sudo usermod --expiredate 1 stash
Когда пользователь попытается войти, он увидит сообщение Your account has
expired; please contact your system administrator (Срок действия вашей учетной записи
истек, обратитесь к своему системному администратору). Чтобы восстановить
учетную запись, выполните команду:
$ sudo usermod --expiredate -1 stash
Комментарий
Еще один способ отключить учетную запись — заменить x в поле пароля в файле
/etc/passwd звездочкой (*):
stash:*:1009:1009:Stash Cat,,,:/home/stash:/bin/bash
158 Глава 5. Управление пользователями и группами
Чтобы восстановить учетную запись, достаточно заменить звездочку символом x.
Дополнительная информация
man 1 passwd
5.13. Удаление пользователя
с помощью команды userdel
Задача
Удалить пользователя и, возможно, его домашний каталог со всем содержимым.
Решение
Ниже представлен пример, как с помощью команды userdel удалить пользователя Stash из /etc/passwd, основной группы и из дополнительных групп
в теневых файлах:
$ sudo userdel stash
Если пользователь Stash входит в основную группу, включающую других пользователей (как обсуждалось в рецепте 5.4), то эта группа не удаляется.
Добавьте в команду параметр -r, чтобы удалить домашний каталог пользователя
с его содержимым и папку электронной почты:
$ sudo userdel -r stash
Если пользователь владеет файлами за пределами домашнего каталога, то их
нужно найти и удалить отдельно (см. рецепт 5.16).
Комментарий
Удалив пользователя, загляните в файлы /etc/passwd и /etc/group и убедитесь,
что все упоминания о пользователе были удалены из них.
5.14. Удаление пользователя с помощью команды deluser в Ubuntu 159
Всегда желательно проводить уборку после удаления пользователя.
Дополнительная информация
man userdel
5.14. Удаление пользователя
с помощью команды deluser в Ubuntu
Задача
Удалить пользователя с помощью команды deluser в Ubuntu (или в другом
дистрибутиве, производном от Debian).
Решение
Ниже представлен пример удаления пользователя Stash из /etc/passwd, а также
из основной группы в /etc/group и из дополнительных групп в теневых файлах:
$ sudo deluser stash
Removing user 'stash' ...
Warning: group 'stash' has no more members.
Done.
Команда deluser не удаляет основную группу, если в нее включены другие
пользователи, поэтому в случае принадлежности пользователя Stash общей
основной группе он не будет удален.
Ниже представлен пример удаления домашнего каталога пользователя Stash
и создания резервной копии всех удаляемых файлов:
$ sudo deluser --remove-all-files --backup stash
Комментарий
Параметр --backup создаст в текущем каталоге сжатый архив с файлами пользователя. С помощью параметра --backup-to можно указать другой каталог:
$ sudo deluser --remove-all-files --backup-to /user-backups stash
160 Глава 5. Управление пользователями и группами
Если пользователь владеет файлами за пределами домашнего каталога, то их
нужно найти и удалить отдельно (см. рецепт 5.16).
Дополнительная информация
man 8 deluser
5.15. Удаление группы
с помощью команды delgroup
в Ubuntu
Задача
Удалить группу с помощью команды delgroup в Ubuntu.
Решение
Следующий пример удалит группу musicians:
$ sudo delgroup musicians
Команда delgroup не удаляет основную группу, если в нее включен существу
ющий пользователь, но удалит дополнительные группы несмотря ни на что.
Если нежелательно удалять непустые группы, то добавьте в команду параметр --only-if-empty:
$ sudo delgroup --only-if-empty musicians
Комментарий
Поведение по умолчанию команды delgroup определяется настройками в /etc/
deluser.conf и /etc/adduser.conf.
Дополнительная информация
man 8 delgroup
5.16. Поиск всех файлов, принадлежащих пользователю 161
5.16. Поиск всех файлов,
принадлежащих пользователю
Задача
Отыскать все файлы, принадлежащие пользователю, который был удален.
Решение
Команда find способна отыскать в локальной системе все файлы с определенными значениями UID и GID владельца. Следующий пример демонстрирует
поиск в корневой файловой системе всех файлов, которыми владеет пользователь с заданным UID:
$ sudo find / -uid 1007
Поиск может потребовать некоторого времени. Если нет необходимости искать
во всей файловой системе, то круг поиска можно сузить определенными подкаталогами, такими как /etc, /home или /var:
$ sudo find /etc -uid 1007
$ sudo find /home -uid 1007
$ sudo find /var -uid 1007
Вдобавок поиск можно выполнять по GID, а также по имени пользователя или
группы:
$ sudo find / -gid 1007
$ sudo find / -name duchess
$ sudo find / -group duchess
Но что делать с найденными файлами? Как вариант — сменить владельца, передав другому пользователю и переложив бремя решения на него:
$ sudo find /backups
changed ownership of
changed ownership of
changed ownership of
-uid 1007 -exec chown -v 1010 {} \;
'/backups/duchess/' from 1007 to 1010
'/backups/duchess/bin' from 1007 to 1010
'/backups/duchess/logs' from 1007 to 1010
Можно объединить команды find и cp , чтобы найти и скопировать файлы
в другой каталог:
$ sudo find / -uid 1007 -exec cp -v {} /orphans \;
162 Глава 5. Управление пользователями и группами
Команда cp -v будет выводить сообщения по мере движения вперед и копировать
только файлы, не сохраняя структуру каталогов. Чтобы сохранить ее, добавьте
параметр -r:
$ sudo find / -uid 1007 -exec cp -rv {} /orphans \;
Операция копирования оставляет оригинальные файлы на месте. После копирования оригиналы можно удалить. Для этого можно снова выполнить команду
find и использовать rm для удаления оригиналов файлов:
$ sudo find / -uid 1007 -exec rm -v {} \;
Эта команда удалит файлы, но не каталоги. Чтобы удалить опустевшие каталоги,
добавьте параметр -r:
$ sudo find / -uid 1007 -exec rm -rv {} \;
Еще один способ — использовать команды find и mv для перемещения файлов
в другое местоположение:
$ sudo find / -uid 1007 -exec mv {} /orphans \;
Если вы видите сообщение No such file or directory (Нет такого файла или каталога), то обычно оно связано с тем, что файл или каталог были перемещены, в чем
можно убедиться, проверив каталог, куда они были перемещены.
Поиск файлов, принадлежащих несуществующему пользователю или группе:
$ find / -nouser
$ find / -nogroup
Комментарий
Будьте осторожны с командами mv и rm, поскольку отменить их действие нельзя.
Если вы допустили ошибку, то ваша лучшая надежда на восстановление — это
резервная копия.
Уборка за ушедшими пользователями может быть сложной задачей, поскольку
компьютеры позволяют легко создавать столько файлов, сколько может вместить
хранилище. Если обнаружится, что поиск занимает слишком много времени, то
имейте в виду, что, запустив его, вы можете заняться чем-то другим.
Дополнительная информация
man 1 find
man 1 mv
man 1 cp
man 1 rm
5.17. Использование su для получения привилегий root 163
5.17. Использование su
для получения привилегий root
Задача
Получить привилегии root для выполнения некоторых административных
задач.
Решение
Использовать команду su, когда требуется получить привилегии root для администрирования системы:
duchess@pc:~$ su -l
Password:
root@pc:~#
Если пароль пользователя root вам неизвестен или у него вообще нет пароля,
то см. рецепт 5.21, чтобы узнать, как с помощью sudo назначить пароль root.
Завершив работу, выйдите и вернитесь в свою командную оболочку:
root@pc:~# exit
logout
duchess@pc:~$
Параметр -l настраивает среду и выполняет переход в домашний каталог пользователя root. Выполнив команду su без параметра -l, вы останетесь со своей
средой:
duchess@pc:~$ su
Password:
root@pc:/home/duchess~#
Комментарий
Вы можете получить привилегии любого пользователя, если знаете его пароль.
Команда su дает вам абсолютную власть над системой, и каждая запускаемая
вами команда будет выполняться с привилегиями root. Подумайте о возможности использовать команду sudo (см. рецепт 5.18), которая обеспечивает
дополнительную безопасность, например защиту пароля root и регистрацию
выполняемых действий в журнале аудита.
Дополнительная информация
man 1 su
164 Глава 5. Управление пользователями и группами
5.18. Получение ограниченных привилегий root
с помощью команды sudo
Задача
Делегировать некоторые административные задачи другим пользователям, но
ограничить их привилегии так, чтобы они могли решать только конкретные
задачи.
Решение
Используйте команду sudo. Она безопаснее, чем su, поскольку предоставляет
ограниченные полномочия root определенным пользователям для определенных задач, регистрирует их действия и кэширует пароль пользователя на
ограниченное время (по умолчанию на 15 минут). Через 15 минут пользователь
должен снова ввести свой пароль. Продолжительность кэширования настраивается. Команда sudo защищает пароль root, поскольку пользователи sudo вводят
собственные пароли.
Некоторые дистрибутивы Linux, такие как openSUSE, для выполнения sudo
по умолчанию запрашивают пароль root. См. рецепт 5.22, чтобы узнать, как
изменить такое поведение.
Файл /etc/sudoers определяет настройки sudo и должен редактироваться с помощью специальной команды visudo. Она откроет /etc/sudoers в вашем текстовом редакторе по умолчанию, и вы сможете просмотреть и отредактировать
настройки. Ниже представлен пример выполнения этой команды пользователем
Duchess:
duchess@pc:~$ sudo visudo
[sudo] password for duchess:
[...]
# Позволить пользователю root выполнять любые команды
root ALL=(ALL) ALL
# Позволить членам группы sudo выполнять любые команды
%sudo ALL=(ALL) ALL
[...]
Строка %sudo ALL=(ALL) ALL означает, что любой пользователь, включенный
в группу sudo, получает полные полномочия sudo, как и root. Знак процента
5.18. Получение ограниченных привилегий root с помощью команды sudo 165
указывает, что %sudo — это группа из /etc/group, а не группа, настроенная
в /etc/sudoers.
Допустим, у вас есть младший администратор Stash, в обязанности которого
входит установка и удаление программного обеспечения, а также обновление
системы. Вы можете создать системную группу для Stash. Или определить
настройки в /etc/sudoers для Stash, позволяющие выполнять эти задачи. Настройки в следующем примере дают пользователю Stash полномочия sudo для
выполнения перечисленных команд. Для определения полномочий нужно указать имя пользователя, имя хоста локального компьютера и список разрешенных
команд, разделенных запятыми:
stash server1 = /bin/rpm, /usr/bin/yum, /usr/bin/dnf
Теперь допустим, что вы решили расширить полномочия Stash и доверить ему,
например, управление службами. Список разрешенных команд в этом случае
получится слишком длинным, поэтому можно создать псевдонимы для наборов
команд и использовать в настройках эти псевдонимы. В следующем примере
определяется псевдоним SOFTWARE для команд управления программным обеспечением и псевдоним SYSTEMD для команд управления службами:
Cmnd_Alias SOFTWARE = /bin/rpm, /usr/bin/yum, /usr/bin/dnf
Cmnd_Alias SYSTEMD = /usr/bin/systemctl start, /usr/bin/systemctl stop,
/usr/bin/systemctl reload, /usr/bin/systemctl restart, /usr/bin/systemctl
status, /usr/bin/systemctl enable, /usr/bin/systemctl disable,
/usr/bin/systemctl mask, /usr/bin/systemctl unmask
Теперь настройки для Stash будут выглядеть так:
stash server1 = SOFTWARE, SYSTEMD
В файле /etc/sudoers также можно определить группы пользователей (не связанные с системными группами в /etc/group) и присвоить им необходимые
псевдонимы команд:
User_Alias JRADMIN = stash, madmax
JRADMIN server1 = SOFTWARE, SYSTEMD
Можно определить Host_Alias, чтобы дать пользователю sudo привилегии на
выполнение действий на нескольких машинах:
Host_Alias SERVERS = server1, server2, server3
и затем использовать его в настройках JRADMIN:
JRADMIN SERVERS = SOFTWARE, SYSTEMD
166 Глава 5. Управление пользователями и группами
Комментарий
Если пользователь sudo с ограниченными привилегиями попытается выполнить
запрещенную команду, он увидит сообщение: Sorry, user duchess is not allowed to
execute /some/command as root on server2 (Извините, пользователю duchess не разрешено выполнять /some/command от имени пользователя root на server2).
Не слишком верьте в ограничение возможностей пользователей с помощью
определенного набора команд. Многие повседневные приложения поддерживают возможность повышения привилегий через экранирование командной
оболочки, и ваши пользователи могут получить полные полномочия root. Ниже
представлен пример, как это работает с awk:
$ sudo awk 'BEGIN {system("/bin/bash")}'
root@client4:/home/duchess#
Теперь пользователь Duchess имеет все полномочия root. Ничем не примечательная команда less тоже обеспечивает экранирование оболочки. Прочтите
файл, используя less, который достаточно велик, чтобы потребовалась разбивка
на страницы:
$ sudo less /etc/systctl.conf
#
# /etc/sysctl.conf — конфигурационный файл для настройки системных переменных
# См. /etc/sysctl.d/ с дополнительными системными переменными.
# См. sysctl.conf (5) для получения дополнительной информации.
/etc/sysctl.conf
Введите !sh, затем, когда изменится приглашение к вводу, введите whoami:
duchess@client4:~$ sudo less /etc/systctl.conf
#
# /etc/sysctl.conf — конфигурационный файл для настройки системных переменных
# См. /etc/sysctl.d/ с дополнительными системными переменными.
# См. sysctl.conf (5) для получения дополнительной информации.
!'sh'
duchess@client4:~$ sudo less /etc/sysctl.conf
# whoami
root
Введите exit, чтобы вернуться в обычную оболочку.
По своему опыту могу сказать, что чрезвычайно сложно отследить множество
приложений, которые могут обеспечить выход из оболочки. Контролировать
ваших пользователей sudo вам поможет journalctl (см. рецепт 20.1).
В некоторых дистрибутивах Linux, таких как Fedora, группа wheel по умолчанию
является группой sudo. Загляните в свой файл /etc/sudoers, чтобы узнать, какая
группа настроена в вашем дистрибутиве. Вы можете также создать свою группу
пользователей sudo и дать ей любое имя.
5.19. Увеличение времени кэширования пароля в sudo 167
Файл /etc/sudoers управляет привилегиями только на локальном компьютере.
Включение других машин, как в примере с псевдонимом SERVERS, позволяет
использовать один файл конфигурации на нескольких машинах. Группа sudo
игнорирует любые элементы, такие как хосты или пользователи, которых нет
на локальном компьютере.
Рассмотрим строку root ALL=(ALL) ALL и разберемся, что означают все эти ALL:
root — поле пользователя, хранящее имя одного пользователя, псевдоним
или системную группу;
ALL= — поле хоста. ALL в этом поле означает «любой хост», также в этом поле
можно указать псевдоним хостов или имя одного хоста;
(ALL) — необязательное поле с именами пользователей. Означает, что пользо-
ватель или пользователи могут выполнять команды от имени любого другого
пользователя, указав его;
ALL — в этом поле команды означает «любую команду», здесь можно пере-
числить только допустимые команды.
Дополнительная информация
man 8 sudo
man 5 sudoers
5.19. Увеличение времени кэширования
пароля в sudo
Задача
В большинстве дистрибутивов Linux команда sudo кэширует пароли на 15 минут по умолчанию. Спустя это время вам придется вновь ввести свой пароль.
Вас утомляет такой частый ввод пароля, когда приходится много работать,
и хотелось бы увеличить продолжительность кэширования.
Решение
Измените продолжительность кэширования в файле /etc/sudoers. Откройте
его для редактирования с помощью команды visudo:
$ sudo visudo
168 Глава 5. Управление пользователями и группами
Затем найдите строку Defaults и задайте новую продолжительность кэширования. В следующем примере продолжительность кэширования увеличена
до 60 минут:
$ Defaults timestamp_timeout=60
Если установить продолжительность равной 0, то sudo будет запрашивать пароль
при каждом обращении к команде.
Если задать в timestamp_timeout отрицательное число, например, -1, то продолжительность кэширования пароля ограничиваться не будет.
Комментарий
Кэширование паролей в sudo является полезной защитой от ситуаций, когда вы
можете забыть, что работаете с привилегиями root или отходите от компьютера
и кто-то другой может захотеть развлечься с вашим компьютером.
Дополнительная информация
man 8 sudo
man 5 sudoers
5.20. Создание отдельных конфигураций
для пользователей sudo
Задача
Определить разные конфигурации sudo для разных пользователей; например,
задать для младших администраторов другое время кэширования пароля, отличающееся от вашего. У вас может быть настроена большая продолжительность
кэширования, а вы хотите, чтобы у младших администраторов продолжительность была небольшой.
Решение
Отдельные конфигурации можно создавать в /etc/sudoers.d. Ниже представлен пример определения 30-минутного тайм-аута кэширования пароля для
пользователя Stash:
5.21. Управление паролем пользователя root 169
$ cd /etc/sudoers.d/
$ sudo visudo -f stash
Введите Defaults timestamp_timeout=30 и сохраните файл. После этого вы
должны увидеть новый файл:
$ sudo ls /etc/sudoers.d/
README stash
В файлы отдельных конфигураций нужно вводить только настройки, отличающиеся от настроек в /etc/sudoers.
Комментарий
С помощью этой возможности удобно управлять несколькими пользователями.
Вместо одного большого конфигурационного файла можно создать короткие
файлы для каждого пользователя.
Дополнительная информация
man 8 sudo
man 5 sudoers
5.21. Управление паролем пользователя root
Задача
Вы были назначены системным администратором Linux с неограниченными
привилегиями sudo, но вам забыли сообщить пароль root или сообщили, но вы
позабыли его. Вам требуется задать новый пароль root.
Решение
Чтобы стать «настоящим» пользователем root, вызовите команду su с помощью
sudo:
duchess@pc:~$ sudo su -l
[sudo] password for duchess:
root@pc:~#
После этого вы сможете выполнить команду passwd и задать новый пароль
root.
170 Глава 5. Управление пользователями и группами
Комментарий
Иногда команды sudo оказывается недостаточно и нужно ввести пароль root,
например, после загрузки в аварийном режиме.
Дополнительная информация
man 8 sudo
man 5 sudoers
man 1 passwd
5.22. Настройка sudo для использования
без ввода пароля root
Задача
Организовать аутентификацию пользователей sudo их собственными паролями,
если ваша система Linux запрашивает пароль пользователя root, как в следу
ющем примере:
$ sudo visudo
[sudo] password for root:
Решение
Это поведение настроено по умолчанию в некоторых дистрибутивах Linux,
таких как openSUSE.
Когда при установке Ubuntu Linux вы назначаете себя администратором, Ubuntu
настраивает вашу учетную запись, наделяя ее неограниченными полномочиями
sudo, эквивалентными полномочиям root, но с использованием вашего собственного пароля. В openSUSE, напротив, команда sudo настроена так, что требует
ввода пароля целевого пользователя, каковым по умолчанию является root.
Чтобы настроить команду sudo для запроса собственных паролей пользователей,
отредактируйте файл /etc/sudoers, закомментировав следующие две строки:
duchess@pc:~$ sudo visudo
# Defaults targetpw
# ALL ALL=(ALL) ALL
5.22. Настройка sudo для использования без ввода пароля root 171
В openSUSE и Fedora создайте пользователей sudo с неограниченными привилегиями root, добавив их в группу wheel в файле /etc/group. (Чтобы узнать,
как ограничить привилегии пользователей, см. рецепт 5.18.)
Изменение вступит в силу сразу после сохранения изменений и закрытия файла.
Комментарий
Защита пароля root — главная причина использования sudo вместо su.
Дополнительная информация
Рецепт 5.18.
ГЛАВА 6
Управление файлами
и каталогами
Linux предоставляет надежные базовые средства для управления доступом
к файлам и каталогам в форме настраиваемых привилегий. Для всех файлов
и каталогов поддерживается три уровня владения: пользователь, группа и все
остальные; и несколько разрешений для доступа, включая чтение, запись и выполнение. Вы можете защитить свои личные файлы и определять, кто будет
иметь к ним доступ, а пользователь root может управлять доступом к командам,
сценариям, общим и системным файлам.
Даже при использовании более эффективных инструментов управления доступом, таких как SELinux или AppArmor, все равно важно знать базовые средства
и понимать принципы их работы.
В системе Linux все пользователи — и люди, и системные службы — имеют
учетные записи. Некоторым системным службам, как и людям, учетные записи
необходимы для управления привилегиями.
Каждый файл имеет три уровня владения: владелец, группа и все остальные
(иногда уровень «все остальные» называют «мир»). Владелец — это конкретный
пользователь, группа-владелец — одна группа, а все остальные — это все, кто
может получить доступ к файлу.
Каждый файл имеет шесть разрешений доступа — чтение, запись и выполнение — и три специальных режима: sticky bit (бит закрепления, или «липкий»
бит), setuid и setgid.
Разрешения на доступ к файлу определяют, какие пользователи могут создавать, читать, редактировать или удалять файл, а также какие пользователи
могут выполнять команды. Специальные разрешения определяют, кто может
перемещать, удалять или переименовывать файл, а также кто может выполнять
команду с повышенными привилегиями.
Глава 6. Управление файлами и каталогами
173
Разрешения на доступ к каталогу определяют, какие пользователи могут изменять имя каталога или входить в него, а также кто может читать, редактировать,
добавлять или удалять файлы из каталога.
Запомните фундаментальный принцип безопасности Linux: назначайте минимальные разрешения, необходимые для выполнения работы.
Ограничения привилегий
Любой, имеющий разрешение на чтение файла, сможет его скопировать.
У вас не получится запретить доступ к вашим файлам пользователю root или
пользователям sudo, обладающим достаточными привилегиями.
Разрешения и владение — это функции файловых систем, и их можно обойти,
прочитав содержимое устройства хранения из другого экземпляра Linux,
например загрузив Live-версию Linux со съемного носителя или переставив жесткий диск в другой компьютер. В этом случае вам понадобятся
только права root в системе, к которой вы подключаете устройство хранения,
и не нужно ничего знать об исходных владельцах файлов и разрешениях.
Пользователь root, которого также называют суперпользователем, безраздельно
властвует в системе Linux. Он может делать практически все: редактировать
и удалять файлы других пользователей, входить в любые каталоги и выполнять
любые команды. Обычные (непривилегированные) пользователи могут временно получить полномочия root с помощью команд sudo или su (см. рецепты 5.17
и 5.18).
Каждый пользователь имеет уникальный UID и принадлежит как минимум
к одной группе (см. рецепт 5.1). Каждый пользователь в группе автоматически
получает разрешения этой группы.
Чтобы увидеть, как все это выглядит, загляните в каталог /etc, содержащий
конфигурационные файлы системы:
$ stat --format=%a:%A:%U:%G /etc
755:drwxr-xr-x:root:root
Эта команда выводит режим каталога — набор разрешений — в двух формах:
в форме восьмеричного числа (755) и в символической форме (drwxr-xr-x).
Это два разных способа выражения одного и того же режима, который в этом
примере определяет неограниченные привилегии для владельца каталога и только возможность входа в каталог для группы и всех остальных. Режимы файлов
мы также подробно обсудим в данной главе.
Элемент root:root — владелец и группа. Владелец и группа могут различаться;
например, каталог /etc/cups принадлежит пользователю root и группе lp.
174 Глава 6. Управление файлами и каталогами
В этой главе вы узнаете о специальных режимах: sticky bit, setuid и setgid.
Режимы setuid и setgid повышают привилегии пользователей и групп до уровня
пользователя и группы, владеющих файлом, соответственно. Они предназначены
для особых случаев и должны применяться очень осторожно, поскольку повышение привилегий представляет потенциальную угрозу безопасности. Режим
sticky bit не позволяет никому, кроме владельца или обладателя привилегий
root, удалять, переименовывать или перемещать файлы в каталоге, которым
они не владеют, например, в /tmp.
Далее вы узнаете, как управлять владением и режимами, создавать и удалять
файлы и каталоги, настраивать привилегии по умолчанию, передавать права
владения файлами другому пользователю или группе, а также копировать, перемещать и переименовывать файлы и каталоги.
Использование sudo
В большинстве примеров в этой главе используется приглашение к вводу
в форме знака доллара, $, которое указывает на непривилегированного
пользователя. В зависимости от уровня ваших привилегий вам может потребоваться использовать sudo для выполнения некоторых операций.
6.1. Создание файлов и каталогов
Задача
Организовать файлы, поместив их в каталоги.
Решение
Использовать команду mkdir для создания каталогов. Следующая команда
создаст новый подкаталог в текущем каталоге:
$ mkdir -v presentations
mkdir: created directory 'presentations'
Создать двухуровневое дерево каталогов в текущем каталоге и использовать
параметр -p (parent — «родитель») для создания вмещающего их каталога:
$ mkdir -p presentations/2020/august
mkdir: created directory 'presentations/2020'
mkdir: created directory 'presentations/2020/august'
Создать новый каталог верхнего уровня, указав путь относительно корня файловой системы, /. Для этого необходимы привилегии root:
6.1. Создание файлов и каталогов 175
$ sudo mkdir -v /charts
mkdir: created directory '/charts'
Одновременно с созданием каталога можно задать разрешения:
$ mkdir -m 0700 /home/duchess/dog-memes
Файлы создаются приложениями, например текстовыми процессорами, графическими редакторами и специальными командами, такими как touch. Она создает новый пустой файл:
$ touch newfile.txt
См. рецепт 6.2, в котором показано, как с помощью команды touch быстро создать
пакет файлов для тестирования.
Комментарий
Если вам потребовалось получить визуальное представление дерева каталогов,
попробуйте команду tree. Корень (/) дерева — вверху:
$ tree -L 1 /
/
├── backups
├── bin
├── boot
[...]
Вы, наверное, заметили, что это дерево перевернуто вверх ногами. В реальном
мире деревья растут снизу вверх — от корня к ветвям, — но команда tree отображает дерево каталогов сверху вниз. На то есть причина: мы обычно читаем
текст сверху вниз.
В этом примере перечислены только каталоги верхнего уровня в корневом
каталоге. С параметром -L 2 команда выведет также каталоги второго уровня,
с параметром -L 3 — три уровня и т. д.
Дополнительная информация
Рецепт 6.2.
man 1 mkdir
man 1 touch
man 1 yes
man 1 tree
176 Глава 6. Управление файлами и каталогами
6.2. Быстрое создание пакетов файлов
для тестирования
Задача
Создать пакет файлов для тестирования разрешений и вообще для любых других
целей, когда может понадобиться множество файлов.
Решение
Использовать команду touch. Следующая команда создаст один пустой файл:
$ touch newfile.txt
А так можно создать 100 новых пустых файлов:
$ touch file{00..99}
Эта команда создаст 100 новых файлов с именами file00, file01, file02 и т. д.
При желании файлам можно дать расширение и выбрать любое другое имя:
$ touch test{00..99}.doc
$ ls
test00.doc
test01.doc
test02.doc
[...]
Если числа добавлять в начало имени, это упростит их упорядочение:
$ touch {00..99}test.doc
$ ls
00test.doc
01test.doc
02test.doc
[...]
Быстрый способ создать непустой файл — использовать команду yes. В следующем примере создается файл размером 500 Мбайт, заполненный повторя
ющейся строкой This is a test file:
$ yes This is a test file | head -c 500 MB > testfile.txt
Следующий пример демонстрирует создание 100 файлов, каждый размером
1 Мбайт:
6.2. Быстрое создание пакетов файлов для тестирования 177
$ for x in {01..100};
> do yes This is a test file | head -c 1MB > $x-testfile.txt;
> done
Список новых файлов выглядит следующим образом:
001-testfile.txt
002-testfile.txt
003-testfile.txt
[...]
Комментарий
Команды в этом рецепте позволяют настраивать имена и размеры файлов, нумерацию и текст для команды yes.
Примеры в рецепте дополняют числа в именах файлов ведущими нулями, чтобы
они расположились в выводе команды ls в правильном порядке. Большинство
графических диспетчеров файлов правильно обрабатывают нумерованные
имена файлов, но по умолчанию команда ls использует лексикографический
порядок. Следующий пример демонстрирует эту особенность с диапазоном
нумерации от одной до трех цифр:
$ touch {0..150}test.doc
$ ls -C1
0test.doc
100test.doc
101test.doc
102test.doc
103test.doc
104test.doc
105test.doc
106test.doc
107test.doc
108test.doc
109test.doc
10test.doc
110test.doc
111test.doc
112test.doc
113test.doc
114test.doc
115test.doc
116test.doc
117test.doc
118test.doc
119test.doc
178 Глава 6. Управление файлами и каталогами
11test.doc
120test.doc
121test.doc
[...]
При лексикографическом упорядочении имена файлов интерпретируются как
текстовые строки, а не как целые числа и символы, и каждая цифра и каждая
буква сравнивается по отдельности слева направо. Алгоритм лексикографической сортировки не знает, что 10 меньше 100, и уверен, что 101 следует за 100,
102 следует за 101, а 10t следует за 109, поскольку буквы следуют за цифрами,
то есть t следует за 9.
Чтобы избавиться от этого недостатка, можно добавить в числа ведущие нули,
чтобы все они имели одинаковое количество цифр, или вывести список файлов
с помощью команды ls -v. Она обрабатывает числа в именах файлов как целые
числа, а не как символы и, соответственно, выводит имена файлов в правильном
порядке.
Дополнительная информация
man 1 ls
man 1 touch
man 1 yes
6.3. Относительные и абсолютные пути к файлам
Задача
Понять разницу между относительными и абсолютными путями к файлам
и уметь определять свое текущее местоположение в файловой системе.
Решение
Абсолютные пути к файлам всегда начинаются с корня, /, например /boot или
/etc. Относительные пути к файлам откладываются от текущего каталога и не
имеют косой черты в начале. Предположим, вы находитесь в своем домашнем
каталоге и он содержит следующие подкаталоги:
madmax@client2:~$ ls --group-directories-first
Audiobooks
6.3. Относительные и абсолютные пути к файлам 179
bin
Desktop
Documents
Downloads
games
Music
Pictures
Public
Templates
Videos
В этом примере абсолютный путь к каталогу Audiobooks будет иметь вид /home/
madmax/Audiobooks, а относительный путь — Audiobooks. Ниже показано, как с помощью команды cd можно перейти в этот каталог, используя абсолютный путь:
$ cd /home/madmax/Audiobooks
и относительный путь:
$ cd Audiobooks
Каталог, в котором вы находитесь, называется текущим рабочим. Узнать свой текущий рабочий каталог можно с помощью команды pwd (print working directory —
«напечатать рабочий каталог»):
$ pwd
/home/madmax
Комментарий
Абсолютные и относительные пути к файлам — частый источник путаницы.
Запомните: если путь к файлу начинается с косой черты (/), то является абсолютным. Если не с косой — относительным, который откладывается от текущего
рабочего каталога.
Некоторые приложения и команды требуют указывать относительные пути;
например, в списках включения и исключения в команде rsync используются
пути к файлам, откладываемые относительно копируемых каталогов.
Дополнительная информация
man 1 pwd
Глава 7.
180 Глава 6. Управление файлами и каталогами
6.4. Удаление файлов и каталогов
Задача
Забавы ради было создано множество файлов и каталогов, а теперь их нужно
удалить.
Решение
Использовать команду rm (remove — «удалить»), соблюдая меры предосторожности, — она с радостью удалит все, что вы ей передадите, поэтому передавайте
ей только файлы и каталоги, которые действительно нужно удалить.
Удаление единственного файла с подробным отчетом о выполняемых действиях
выглядит так:
$ rm -v aria.ogg
removed 'aria.ogg'
Флаг -i потребует подтвердить решение перед удалением:
$ rm -iv intermezzo.wav
rm: remove regular file 'intermezzo.wav'? y
removed 'intermezzo.wav'
Добавьте флаг -r (recursive — «рекурсивно»), чтобы удалить каталог и все файлы
и каталоги, содержащиеся в нем. Комбинация параметров -r и -i заставит вас
подтвердить каждое удаление:
$ rm -rvi rehearsals
rm: descend into directory 'rehearsals'? y
rm: remove regular file 'rehearsals/brass-section'? y
[...]
Если вы абсолютно уверены в своем решении и не желаете подтверждать каждое
удаление, то опустите параметр -i.
Следующая команда удалит только подкаталог jan:
$ rm -rv rehearsals/2020/jan
Следующая команда удалит каталог rehearsals и все файлы и каталоги
в нем:
$ rm -rv rehearsals
6.5. Копирование, перемещение и переименование файлов и каталогов 181
В именах файлов можно использовать подстановочные (шаблонные) символы,
например, удалить все файлы с определенным расширением можно следующим
образом:
$ rm -v *.txt
или с именами, начинающимися с определенной последовательности символов:
$ rm -v aria*
Если rm отказывается удалить файл или каталог и вы уверены, что хотите его
удалить, то добавьте параметр -f (force — «принудительно»).
Комментарий
Команда rm -rf / сотрет всю корневую файловую систему (конечно, если вы
обладаете привилегиями root). Некоторые считают смешным посоветовать новичкам выполнить данную команду. На самом деле здесь нет ничего смешного.
Забавно запустить ее на тестовой или на виртуальной машине и понаблюдать,
как долго система продолжит работать после этого, поскольку процессы в памяти продолжат выполняться даже после того, как файловая система будет
стерта с диска.
Дополнительная информация
man 1 rm
6.5. Копирование, перемещение
и переименование файлов и каталогов
Задача
У вас есть файлы и каталоги, и нужно переместить файлы в каталоги, изменить
имена каких-то файлов и сделать копии.
Решение
Использовать команду cp для копирования и команду mv для перемещения или
переименования.
182 Глава 6. Управление файлами и каталогами
Ниже представлен пример копирования двух файлов из текущего рабочего
каталога в каталог ~/songs2:
$ cp -v aria.ogg solo.flac ~/songs2/
'aria.ogg' -> '/home/duchess/songs2/aria.ogg'
'solo.flac' -> '/home/duchess/songs2/solo.flac'
Тильда представляет ваш домашний каталог
Знак тильды (~) служит кратким представлением пути к вашему домашнему каталогу, то есть в примере выше ~/songs2 означает то же, что и /home/
duchess/songs2/.
Копирование каталога со всем содержимым можно выполнить, добавив параметр -r (recursive — «рекурсивно»):
$ cp -rv ~/music/songs2 /shared/archives
Этот рекурсивный пример просто скопирует каталог songs2 с файлами. Если
добавить параметр --parents, то команда сохранит структуру родительских
каталогов. Следующий пример скопирует каталог songs1 с его содержимым
и сохранит путь duchess/music/songs2/:
$ cp -rv --parents duchess/music/songs2/ shows/
duchess -> shows/duchess
duchess/music -> shows/duchess/music
'duchess/music/songs2' -> 'shows/duchess/music/songs2'
'duchess/music/songs2/intro.flac' -> 'shows/duchess/music/songs2/intro.flac'
'duchess/music/songs2/reprise.flac' -> 'shows/duchess/music/songs2/reprise.flac'
'duchess/music/songs2/solo.flac' -> 'shows/duchess/music/songs2/solo.flac'
Другое содержимое каталогов duchess и music скопировано не будет — только
каталог songs2 с его содержимым.
Команда mv перемещает и переименовывает файлы. Ниже представлен пример
перемещения двух файлов в другой каталог:
$ mv -v aria.ogg solo.flac ~/songs2/
renamed 'aria.ogg' -> '/home/duchess/songs2/aria.ogg'
renamed 'solo.flac' -> '/home/duchess/songs2/solo.flac'
А эта команда переместит каталог в другой каталог:
$ mv -v ~/songs2/ ~/music/
6.6. Настройка разрешений файлов с использованием восьмеричного представления
183
Комментарий
Ниже представлены некоторые полезные параметры команды cp:
-a, --archive — сохраняет все атрибуты файлов, такие как разрешения, вла-
дение и отметки времени;
-i, --interactive — запрашивает подтверждение, если копирование приведет
к затиранию существующих файлов;
-u, --update — затирает существующие файлы, только если копируемый файл
более новый. Этот параметр поможет сэкономить время, когда требуется повторно скопировать пакет файлов, часть из которых не изменилась (rsync справляется с этой задачей эффективнее, копируя только изменения, см. главу 7).
Команда mv тоже имеет несколько полезных параметров:
-i, --interactive — запрашивает подтверждение, если перемещение приведет
к затиранию существующих файлов;
-n, --no-clobber — предотвращает затирание существующих файлов;
-u, --update — перемещает файлы, только если они более новые, чем файлы
в каталоге назначения, или если они перемещаются впервые.
Дополнительная информация
man 1 cp
man 1 mv
6.6. Настройка разрешений файлов
с помощью команды chmod с использованием
восьмеричного представления
Задача
Вы уже знаете, что команда chmod (change mode — «изменить режим») поддерживает как восьмеричное, так и символьное представление разрешений,
и хотели бы использовать восьмеричное представление для управления правами
доступа к файлам.
184 Глава 6. Управление файлами и каталогами
Решение
В следующихпримерах показано, как назначить различные разрешения для
файлов, используя восьмеричное представление. Первый пример дает доступ
для чтения и записи владельцу файла file.txt и исключает любой доступ для
группы и всех остальных (мира):
$ chmod -v 0600 file.txt
mode of 'file.txt' changed from 0644 (rw-r--r--) to 0600
(rw-------)
Владелец файла сможет читать и редактировать файл, а также удалить его. Другие пользователи ничего из этого не смогут, даже прочитать файл, хотя смогут
видеть его в диспетчере файлов.
Если разрешить чтение и запись миру, то любой сможет сделать с файлом все
что угодно:
$ chmod 0666 file.txt
Следующая команда дает доступ для чтения/записи к файлу file.txt его владельцу и только для чтения группе и всем остальным:
$ chmod -v 0644 file.txt
mode of 'file.txt' changed from 0666 (rw-rw-rw-) to 0644 (rw-r--r--)
Часто используется набор разрешений, предоставляющий владельцу и группе
одинаковые права, такие как права на чтение и запись, и запрещающий доступ
всем остальным (миру):
$ chmod 0660 file.txt
Команды и сценарии должны иметь разрешение на выполнение. Следующая
команда делает сценарий backup.sh выполняемым и доступным для чтения и записи владельцу, выполняемым и доступным для чтения группе и недоступным
для всех остальных:
$ chmod 0750 backup.sh
В восьмеричном представлении доступно четыре поля, но вы чаще будете использовать последние три и очень редко — первое поле. Первое поле зарезервировано для специальных режимов (см. рецепт 6.8).
Комментарий
В восьмеричном представлении используются целые числа 0–7. В табл. 6.1 показаны отношения между владельцами и разрешениями.
6.6. Настройка разрешений файлов с использованием восьмеричного представления
185
Таблица 6.1. Восьмеричные значения полей
Режим
Владелец
Группа
Остальные
Чтение
4
4
4
Запись
2
2
2
Выполнение
1
1
1
Отсутствие разрешений
0
0
0
У файла или каталога есть один владелец-пользователь и владелец-группа.
Остальные — это все остальные. Каталог или выполняемый файл, доступ
к которым не ограничен для всех, имеет режим 0777, а неограниченный файл —
режим 0666.
Если вы не знакомы с правами доступа к файлам в Linux, то вам может быть
полезно увидеть их в другом представлении, например, в табл. 6.2.
Таблица 6.2. Разрешения для файлов в Linux
Разрешение Описание
7
Чтение, запись, выполнение. Каталоги отличаются от файлов, поскольку для всех
каталогов требуется установить бит выполнения. Вы можете назначить каталогу любые
разрешения, как и файлу, но без установленного бита выполнения никто не сможет войти
в каталог (командой cd или в диспетчере файлов). Сценарии и двоичные команды тоже
должны иметь установленный бит выполнения, иначе они будут интерпретироваться как
обычные файлы
6
Чтение и запись
5
Чтение и выполнение. Это типичный набор разрешений для команд
4
Чтение
3
Запись и выполнение
2
Запись
1
Выполнение
0
Полное отсутствие разрешений
Дополнительная информация
man 1 chmod
Рецепт 6.8.
186 Глава 6. Управление файлами и каталогами
6.7. Настройка разрешений каталогов
с помощью команды chmod
с использованием восьмеричного
представления
Задача
Вы уже знаете, что разрешения для каталогов настраиваются иначе, чем для
файлов, и хотели бы использовать восьмеричное представление для управления ими.
Решение
В наборе разрешений для каталогов всегда должен быть установлен бит выполнения. Это может показаться странным, но бит, управляющий разрешением
на выполнение, позволяет входить1 в каталог с помощью команды cd или в диспетчере файлов.
Следующая команда создаст каталог shared:
$ sudo mkdir /shared
А эта команда откроет доступ для чтения/записи владельцу каталога /shared
и только для чтения всем остальным:
$ chmod 0755 /shared
Владелец имеет неограниченные права доступа к каталогу. Группа и все остальные (мир) смогут входить в каталог и читать файлы, но не смогут их редактировать или добавлять.
Следующая команда применит одни и те же разрешения к существующему содержимому каталога благодаря параметру -R (recursive — «рекурсивно»):
$ chmod -R 0755 /shared
Следующая команда ограничит доступ к каталогу и его существующему
содержимому, разрешив его только владельцу каталога. Файлы и под1
Точнее говоря, получить список содержимого каталога.
6.8. Особые режимы для особых случаев использования 187
каталоги, находящиеся в нем, могут принадлежать другим владельцам
и иметь другие разрешения, но останутся недоступными для группы и всех
остальных (мира):
$ chmod 0700 /shared
На практике обычно используется набор разрешений, предоставляющий владельцу и группе одинаковые права, такие как «чтение-запись-выполнение»,
и запрещающий доступ всем остальным:
$ chmod 0770 /shared
Комментарий
Группы и каталоги открывают широкие возможности управления доступом
к файлам. Создавайте группы в соответствии с функциями; например, у разных
групп могут быть свои общие каталоги. В большинстве случаев не требуется
сверхтонкое разграничение, и во многих организациях и их подразделениях
предпочитают не использовать жесткие ограничения. Какими бы ни были ваши
потребности, старая команда chmod по-прежнему остается основным инструментом для управления разрешениями на доступ к файлам.
Дополнительная информация
man 1 chmod
6.8. Особые режимы для особых случаев
использования
Задача
Установить некоторые разрешения, не поддерживаемые традиционным набором разрешений «владелец-группа-остальные», например разрешить непривилегированным пользователям запускать команду, требующую повышенных
привилегий, защитить файлы в каталоге, который является совместным для
нескольких пользователей, или принудительно применить определенные разрешения к файлам в каталоге.
188 Глава 6. Управление файлами и каталогами
Решение
Задействуйте особые режимы sticky bit, setuid и setgid (табл. 6.3). Режим sticky
bit применяется к каталогам с файлами, принадлежащими разным пользователям, чтобы не позволить пользователям перемещать, переименовывать или
удалять файлы, которыми они не владеют:
$ chmod -v 1770 /home/duchess/shared
mode of '/home/duchess/shared changed from 0770 (rwxrwx---) to 1770 (rwxrwx--T)
Режим setuid применяется к выполняемым файлам, чтобы повысить привилегии пользователя, запускающего этот файл, до уровня привилегий владельца
файла:
$ chmod 4750 backup-script
mode of 'backup-script' changed from 0750 (rwxrw----) to 4770 (rwsrwx---)
Режим setgid применяется к каталогам: все вновь создаваемые файлы в этом
каталоге будут принадлежать к той же группе, что и сам он. Это отличный
прием, позволяющий определить верные уровни владения файлами в общем
каталоге:
$ chmod 2770 /home/duchess/shared
mode of '/home/duchess/shared' changed from 0770 (rwxrwx---) to 2770 (rwxrws---)
Режим setgid также может применяться к выполняемым файлам, чтобы изменить
эффективную группу на группу, владеющую файлом.
Комментарий
Режимы setgid и setuid способны создавать бреши в системе безопасности,
которыми могут воспользоваться злоумышленники или неблагонадежные
пользователи. Их следует использовать, только когда не получается придумать
более безопасный способ добиться желаемого, например, с применением разрешений для групп или sudo.
Режим setuid применяется к выполняемым файлам.
Режим setgid применяется к каталогам и выполняемым файлам.
Режим sticky bit применяется только к каталогам. В табл. 6.3 показаны отношения между владельцами и разрешениями.
Специальные режимы можно комбинировать (табл. 6.4).
Режим sticky bit (бит закрепления, или «липкий» бит) имеет описательное
название: бит ограничения возможности удаления. Этот бит запрещает непри-
6.8. Особые режимы для особых случаев использования 189
вилегированным пользователям удалять или переименовывать файл в каталоге,
если он не принадлежит им. Вы можете увидеть действие данного режима
в своем каталоге /tmp, который доступен для чтения и записи и содержит файлы, принадлежащие нескольким пользователям. Применение режима sticky bit
к этому каталогу не позволяет пользователям перемещать, переименовывать или
удалять файлы, которыми они не владеют, даже если у них есть права на запись
для некоторых таких файлов:
$ stat --format=%a:%A:%U:%G /tmp
1777:drwxrwxrwt:root:root
Таблица 6.3. Восьмеричные значения полей
Режим
Специальные
режимы
Владелец
Группа
Остальные
Чтение
4
4
4
Запись
2
2
2
Выполнение
1
1
1
0
0
0
setuid
4
setgid
2
sticky bit
1
Отсутствие разрешений
0
Таблица 6.4. Значения sticky bit, setgid, setuid
Режим
Восьмеричное значение
Все биты сброшены
0
Установлен sticky bit
1
Установлен setgid
2
Установлены sticky bit и setgid
3
Установлен setuid
4
Установлены sticky bit и setuid
5
Установлены setgid и setuid
6
Установлены sticky bit, setgid и setuid
7
Режиму sticky bit здесь соответствует цифра 1 в 1777.
Название setgid расшифровывается как set group user identification («установить
идентификатор группы пользователей»), а setuid — как set user identification
190 Глава 6. Управление файлами и каталогами
(«установить идентификатор пользователя»). Они используются для повышения привилегий пользователей до уровня пользователя или группы, владе
ющего (-ей) файлом. Благодаря биту setuid непривилегированные пользователи
могут использовать команду passwd для изменения своих паролей, даже притом,
что только root имеет право на запись в /etc/passwd, а все остальные могут
только читать его:
$ stat --format=%a:%A:%U:%G /usr/bin/passwd
4755:-rwsr-xr-x:root:root
Цифра 4 в наборе разрешений 4755 для файла /usr/bin/passwd — это бит setuid,
который означает, что команда passwd, запущенная любым пользователем, будет
выполняться с привилегиями root.
Дополнительная информация
man 1 chmod
6.9. Удаление особых режимов
с помощью восьмеричного представления
Задача
Удалить особые режимы из набора разрешений для файла или каталога.
Решение
Удаление особых режимов несколько отличается от их установки, поскольку
при этом требуется использовать дополнительный ведущий ноль, как в следующем примере:
$ chmod -v 00770 backup.sh
mode of 'backup.sh' changed from 1770 (rwxrwx--T) to 0770 (rwxrwx---)
Ведущий ноль можно заменить знаком равенства:
$ chmod -v =770 backup.sh
mode of 'backup.sh' changed from 1770 (rwxrwx--T) to 0770 (rwxrwx---)
Дополнительная информация
man 1 chmod
6.10. Настройка разрешений файлов с использованием символического представления
191
6.10. Настройка разрешений файлов
с помощью команды chmod с использованием
символического представления
Задача
Вы уже знаете, что команда chmod (change mode — «изменить режим») поддерживает как восьмеричное, так и символьное представление разрешений, и хотели бы использовать символическое представление для управления правами
доступа к файлам.
Решение
Символическое представление сложнее восьмеричного, и его поведение зависит
от используемого оператора.
Поддерживаются три оператора: +, – и =. Вы можете изменить разрешения сразу
для всех уровней владения, использовав флаг a, или по отдельности, использовав
флаг u для обозначения владельца, g — группы и o — всех остальных:
+ добавляет указанное разрешение в набор;
– удаляет указанное разрешение из набора;
= добавляет указанные разрешения и удаляет неуказанные.
Допустим, что файл file.txt доступен владельцу для чтения и записи, группе
для чтения и всем остальным для чтения, то есть имеет режим -rw-r--r--:
$ stat --format=%a:%A:%U:%G file.txt
664:-rw-r--r--:stash:stash
Требуется изменить набор разрешений, чтобы получить -rw-rw-rw-, то есть добавить разрешение на запись для группы и всех остальных. Это можно сделать
следующим образом:
$ chmod -v g+w,o+w file.txt
mode of 'file.txt' changed from 0644 (rw-r--r--) to 0666 (rw-rw-rw-)
Кроме того, можно использовать параметр a=rw.
В следующем примере владелец файла изменяет режим доступа к файлу file.txt
так, что он становится доступным для чтения и записи только владельцу, а члены
группы и все остальные смогут только читать его:
$ chmod -v g-w,o-w file.txt
mode of 'file.txt' changed from 0666 (rw-rw-rw-) to 0644 (rw-r--r--)
192 Глава 6. Управление файлами и каталогами
Часто используется набор разрешений, предоставляющий владельцу и группе
одинаковые права, такие как права на чтение и запись, и запрещающий доступ
всем остальным (миру):
$ chmod -v u=rw,g=rw,o-r file.txt
mode of 'file.txt' changed from 0644 (rw-r-r--) to 0660 (rw-rw----)
Команды и сценарии должны иметь разрешение на выполнение. Следующая
команда добавляет бит выполнения для владельца в существующий набор разрешений:
$ chmod -v u+x file.txt
mode of 'file.sh' changed from 0660 (rw-rw----) to 0760 (rwxrw----)
Оператор = удобно использовать для затирания существующих разрешений:
$ chmod -v u=rw,g=rw,o=r file.txt
mode of 'file.sh' changed from 0760 (rwxrw----) to 0664 (rw-rw-r--)
Комментарий
Символическое представление разрешений в команде chmod обеспечивает
явность намерений и простоту сохранения существующих разрешений. Используйте операторы добавления и удаления разрешений из существующего
набора (кроме оператора =, который затирает существующий набор) и укажите
флаг u, g, o или a.
Символическое представление специально разрабатывалось для простоты запоминания, r — read («чтение»), w — write («запись») и x — execute («выполнение»)
(табл. 6.5).
Таблица 6.5. Символические представления разрешений
Режим
Значение
к
read — чтение
w
write — запись
x
execute — выполнение
Символические обозначения уровней владения также легко запоминаются
(табл. 6.6).
Символическое представление, подобно восьмеричному, поддерживает также
специальные режимы (см. рецепт 6.11).
6.11. Настройка особых режимов с использованием символического представления
193
Таблица 6.6. Символические представления уровней владения
Уровень владения
Обозначение
Пользователь (user)
г
Группа (group)
g
Все остальные (other)
o
Все (all)
a
Ниже представлено десятизначное символическое представление набора разрешений для домашнего каталога пользователя Duchess (минусы обозначают
неустановленные, то есть отсутствующие, разрешения):
$ stat --format=%a:%A:%U:%G /home/duchess
755:drwxr-xr-x:duchess:duchess
Символ d в наборе drwxr-xr-x сообщает, что это каталог (directory). В восьмеричном представлении нет аналогичного обозначения.
Остальные девять символов делятся на три триады, и три символа в каждой
триаде представляют разрешения для чтения, записи и выполнения.
Дополнительная информация
man 1 chmod
6.11. Настройка особых режимов
с помощью команды chmod с использованием
символического представления
Задача
Установить особые режимы с помощью команды chmod с использованием символического представления.
Решение
К особым режимам относятся sticky bit, setuid и setgid. Все они задаются в полях
разрешения для выполнения. (См. конец подраздела «Комментарий» в рецепте 6.10, если вы забыли, что это за поля.)
194 Глава 6. Управление файлами и каталогами
Примените режим sticky bit к каталогам с файлами, принадлежащими разным
пользователям, чтобы не позволить пользователям перемещать, переименовывать или удалять файлы, которыми они не владеют:
$ chmod o+t /shared/stickydir
mode of '/shared/stickydir' changed from 0775 (rwxrwxr-x) to 1775 (rwxrwxr-t)
Примените режим setgid к каталогу, чтобы все вновь создаваемые файлы в нем
принадлежали той же группе, что и сам каталог. Это отличный прием, позволяющий определить верные уровни владения файлами в общем каталоге:
$ chmod -v g+s /shared
mode of '/shared' changed from 0770 (rwxrwx---) to 2770 (rwxrws---)
Примените режим setuid к выполняемым файлам, чтобы позволить непривилегированным пользователям выполнять привилегированные операции:
$ chmod -v u+s backup-script
mode of 'backup-script' changed from 0755 (rwxr-xr-x) to 4755 (rwsr-xr-x)
Режимы setgid и setuid могут создавать бреши в системе безопасности; см. подраздел «Комментарий», в котором приводится дополнительная информация.
Комментарий
Режим setuid применяется к выполняемым файлам.
Режим setgid применяется к каталогам и выполняемым файлам.
Режим sticky bit применяется только к каталогам.
В табл. 6.7 показаны отношения между владельцами и разрешениями.
Таблица 6.7. Все символические обозначения режимов
Режим
Владелец
Группа
Остальные
Чтение
r
r
r
Запись
w
w
w
Выполнение
x
x
x
setuid
s
setgid
sticky bit
s
t
Режим sticky bit (бит закрепления, или «липкий» бит) имеет описательное название: бит ограничения возможности удаления. Он запрещает непривилегированным пользователям удалять или переименовывать файл в каталоге, если он
6.12. Настройка разрешений для групп файлов с помощью команды chmod 195
не принадлежит им. Вы можете увидеть действие этого режима в своем каталоге
/tmp, который доступен для чтения и записи и содержит файлы, принадлежащие
нескольким пользователям. Применение режима sticky bit к данному каталогу
не позволяет пользователям перемещать, переименовывать или удалять файлы,
которыми они не владеют:
$ stat --format=%a:%A:%U:%G /tmp
1777:drwxrwxrwt/:root:root
Название setgid расшифровывается как set group user identification («установить
идентификатор группы пользователей»), а setuid — как set user identification
(«установить идентификатор пользователя»). Они служат для повышения привилегий пользователей до уровня пользователя или группы, владеющего (-ей)
файлом. Благодаря биту setuid непривилегированные пользователи могут с помощью команды passwd менять свои пароли, даже притом, что только root имеет
право делать запись в файл /etc/passwd, а все остальные могут только читать его:
$ stat --format=%a:%A:%U:%G /usr/bin/passwd
4755:-rwsr-xr-x:root:root
Элемент rws в поле разрешений для владельца означает доступность файла для
чтения и записи владельцу, а также для выполнения всем пользователям с привилегиями владельца.
Режимы setgid и setuid могут создавать бреши в системе безопасности. Их следует использовать, только когда не получается придумать более безопасный способ
добиться желаемого, например с помощью разрешений для групп или sudo.
Дополнительная информация
man 1 chmod
6.12. Настройка разрешений для групп файлов
с помощью команды chmod
Задача
Установить определенный набор разрешений сразу для нескольких файлов.
Решение
Команда chmod поддерживает операции со списками файлов. Кроме того, можно
использовать команду find и подстановочные (шаблонные) символы командной
оболочки для выбора файлов, режимы доступа к которым нужно изменить.
196 Глава 6. Управление файлами и каталогами
Вам может понадобиться команда sudo
Если вы увидите сообщение Permission denied (Доступ запрещен), то используйте sudo.
Следующая команда принимает список файлов, перечисленных через пробел,
и во всех устанавливает режим доступа «только для чтения» для всех:
$ chmod -v 444 file1 file2 file3
Чтобы установить разрешения для каталога и его содержимого, добавьте параметр -R (recursive — «рекурсивно»):
$ chmod -vR 755 /shared
Для выбора файлов можно использовать подстановочные (шаблонные) символы; следующая команда выберет все файлы .txt в текущем каталоге и сделает
их доступными для чтения и записи владельцу и только для чтения — группе
и всем остальным:
$ chmod -v 644 *.txt
Подстановочный (шаблонный) символ можно использовать для выбора всех
файлов, имена которых начинаются с одной и той же последовательности:
$ chmod -v 644 abcd*
Следующая команда сделает все файлы в текущем каталоге доступными для
чтения и записи владельцу и группе, оставив разрешения для каталога без изменений:
$ find . -type f -exec chmod -v 660 {} \;
Можно изменить разрешения для всех файлов, принадлежащих определенному
пользователю, указав его имя или числовой идентификатор. Именно это делает
следующий пример, начинающий поиск от корня файловой системы:
$ sudo find / -user madmax -exec chmod -v 660 {} \;
$ sudo find / -user 1007 -exec chmod -v 660 {} \;
Комментарий
Для поиска во всех каталогах вам понадобятся привилегии root.
Точка (find .) сообщает команде find, что она должна начать поиск с текущего
каталога. При необходимости поиск можно начать с любого каталога.
6.13. Настройка владения файлами и каталогами с помощью команды chown 197
-type f требует выполнять поиск только среди файлов.
-user проверяет принадлежность файлов указанному пользователю.
-exec chmod -v 660 {} \; — это чудесное маленькое заклинание, которое берет
результаты поиска и применяет к ним команду chmod -v 660. В этом месте мож-
но использовать практически любую команду, какую вы решите применить
к результатам поиска.
Дополнительная информация
man 1 chmod
man 1 find
6.13. Настройка владения файлами и каталогами
с помощью команды chown
Задача
Сменить владельца файла или каталога.
Решение
Используйте команду chown (change owner — «сменить владельца»), чтобы
сменить владельца файла. В простейшем виде эта команда имеет следующий
синтаксис: chown пользователь:группа имя_файла. Можно сменить и только
владельца: chown пользователь: имя_файла — или только группу: chown :группа
имя_файла.
Для смены владельца нужны привилегии root:
duchess@client1:~$ sudo chown -v madmax: song.wav
changed ownership of 'song.wav' from duchess:duchess to madmax:duchess
Смена группы:
$ sudo chown -v :composers song.wav
changed ownership of 'song.wav' from madmax:duchess to :composers
Смена и владельца, и группы:
$ sudo chown stash:stash song.wav
198 Глава 6. Управление файлами и каталогами
Комментарий
Чтобы передать файл, не принадлежащий вам, во владение другому пользователю, нужны привилегии root. Смена группы может обойтись без привилегий
root, если файл принадлежит вам и вы входите в состав обеих групп.
При смене только владельца двоеточие можно опустить, но при смене группы
двоеточие обязательно должно присутствовать.
Дополнительная информация
man 1 chown
6.14. Смена владельца для групп файлов
с помощью команды chown
Задача
Сменить владельца для каталога и всего его содержимого, или только для содержимого каталога — списка файлов, или для файлов, принадлежащих определенному пользователю.
Решение
Команда chown поддерживает операции со списками файлов. Кроме того, можно
использовать команду find и подстановочные (шаблонные) символы командной
оболочки для выбора файлов, владение которыми нужно изменить.
Чтобы сменить владельца у нескольких файлов одной командой chown, перечислите эти файлы через пробел:
$ sudo chown -v madmax:share file1 file2 file3
Следующая команда передаст все файлы с расширением .txt, находящиеся
в текущем каталоге, во владение новой группе:
$ sudo chown -v :share *.txt
Следующая команда сменит владельца у всех файлов в указанном каталоге,
принадлежащих указанному пользователю; пользователей можно указывать
по именам или числовым идентификаторам:
6.15. Настройка разрешений по умолчанию с помощью команды umask 199
$ chown -Rv --from duchess stash /shared/compositions
$ chown -Rv --from 1001 1005 /shared/compositions
Для смены владельца заданных файлов во всей файловой системе или в определенном каталоге и его подкаталогах используйте команду find:
$ sudo find / -user duchess -exec chown -v stash {} \;
$ sudo find / -user 1001 -exec chown -v 1005 {} \;
Комментарий
Передача владения всеми файлами от одного пользователя другому или от
одной группы другой может пригодиться в случае удаления учетной записи
пользователя.
Дополнительная информация
man 1 chown
6.15. Настройка разрешений по умолчанию
с помощью команды umask
Задача
Файлы создаются с некоторым стандартным набором разрешений по умолчанию.
Как задать эти разрешения?
Решение
Разрешения по умолчанию определяются маской umask (user file-creation mode
mask — «маска режимов по умолчанию для файлов, вновь создаваемых пользователем»). Узнать текущее состояние маски можно с помощью одноименной команды:
$ umask
0002
Та же маска в символическом представлении выглядит следующим образом:
$ umask -S
u=rwx,g=rwx,o=rx
200 Глава 6. Управление файлами и каталогами
Она устанавливает набор разрешений по умолчанию 0775 для каталогов и 0664
для файлов, то есть umask «маскирует» жестко заданные разрешения по умолчанию 0777 и 0666. Операцию маскировки можно также представить как операцию
вычитания (удаления разрешения), 0777 – 0002 = 0775.
Чтобы изменить маску на время, до конца текущего сеанса, введите команду
umask с новым значением маски, например:
$ umask 0022
Чтобы новая маска использовалась постоянно, вставьте команду umask 0022
в свой файл ~/.bashrc.
Маска по умолчанию для всех пользователей в системе назначается в файле
/etc/login.defs:
UMASK 022
В табл. 6.8 вы увидите некоторые типичные значения umask.
Комментарий
Команда umask является встроенной командой Bash, а не выполняемой программой где-нибудь в /bin, /usr/bin или где-то еще.
Некоторые часто используемые значения umask перечислены в табл. 6.8.
Таблица 6.8. Типичные значения umask
umask
Каталоги
Файлы
0002
0775
0664
0022
0755
0644
0007
0770
0660
0077
0700
0600
Дополнительная информация
man 1 chmod
Дополнительную информацию о команде umask и других встроенных командах Bash можно найти в разделе Shell Builtin Commands (Встроенные
команды оболочки) руководства man 1 bash.
6.16. Создание символических и жестких ссылок на файлы и каталоги 201
6.16. Создание символических и жестких ссылок
на файлы и каталоги
Задача
Создать ссылки на файлы.
Решение
В Linux есть два типа ссылок: символические и жесткие. Символические ссылки
могут ссылаться на файлы и каталоги, а жесткие — только на файлы.
Ссылки обоих типов создаются командой ln (link — «ссылка»). Следующая
команда создаст в текущем каталоге символическую ссылку на внешний каталог
/files/userstuff:
$ ln -s /files/userstuff stuff
Здесь /files/userstuff — это цель, а stuff — имя символической ссылки. Вы можете давать своим ссылкам любые имена, перемещать и удалять их, не оказывая
влияния на их цели. При попытке открыть символическую ссылку он будет
вести себя подобно своей цели.
Жесткие ссылки — это копии файлов. По умолчанию команда ln создает жесткие ссылки:
$ ln /files/config1.txt myconf.txt
Комментарий
Символические ссылки могут ссылаться на файлы и каталоги, а жесткие ссылки — только на файлы.
Символические ссылки
Символические ссылки ссылаются на файлы и каталоги. Когда цель символической ссылки удаляется, переименовывается или перемещается, символическая
ссылка перестает работать. В случае создания нового файла с тем же именем, что
и у удаленного файла, символическая ссылка восстановит работоспособность,
даже если содержимое файла будет другим.
202 Глава 6. Управление файлами и каталогами
Символические ссылки могут пересекать границы файловых систем. Вы можете
даже создавать символические ссылки на файлы или каталоги, недоступные постоянно, например находящиеся на USB-накопителе или на сетевом файловом
ресурсе.
Символические ссылки не обновляются при изменении цели (переименовании,
перемещении или удалении). Вам нужно создавать новую символическую
ссылку и удалять старую.
Разрешения или владельца символической ссылки нельзя изменить, поскольку
они зависят от разрешений целевого объекта.
Символическая ссылка выглядит следующим образом:
$ stat stuff
File: stuff -> /files/userstuff
Size: 4
Blocks: 0
IO Block: 4096
symbolic link
Device: 804h/2052d
Inode: 877581
Links: 1
Access: (0777/lrwxrwxrwx) Uid: ( 1000/ madmax) Gid: ( 1000/ madmax)
Строка File: stuff → /files/userstuff показывает цель, на которую ссылается
символическая ссылка.
Третья строка сообщает, что это символическая ссылка (symbolic link).
Символ l в строке Access: lrwxrwxrwx также сообщает, что это символическая
ссылка.
Ниже показано, как выглядит символическая ссылка в выводе команды ls:
$ ls -l
[...]
lrwxrwxrwx 1 madmax madmax 4 Apr 26 12:42 stuff -> /files/userstuff
Жесткие ссылки
Каждый файл уникально идентифицируется индексным узлом (inode), а индексный узел — это то, на что ссылается жесткая ссылка, то есть жесткая ссылка ссылается не на имя файла, а на индексный узел. Индексные узлы можно
увидеть в выводе команды ls, если запустить ее с параметром -i. В следующем
примере индексный узел имеет номер 1353, и тот же номер используется в трех
жестких ссылках:
$ ls
1353
1353
1353
6.16. Создание символических и жестких ссылок на файлы и каталоги 203
То есть все три индексных узла указывают на один и тот же блок данных.
Жесткие ссылки остаются работоспособными всегда, поскольку ссылаются
непосредственно на индексные узлы. Файлы, на которые ссылается несколько
жестких ссылок, можно перемещать, переименовывать и редактировать, и все
эти операции будут отражаться на жестких ссылках, поскольку все они ссылаются на один и тот же блок данных.
Для каждого файла в Linux создается жесткая ссылка. Создавая жесткую
ссылку, вы фактически создаете новое имя файла для существующего блока
данных.
Жесткие ссылки не могут пересекать границ файловых систем и существуют
только в рамках одной файловой системы. Например, если / и /home находятся
в разных дисковых разделах, то вы не сможете создать жесткую ссылку в /home,
ссылающуюся на файл в /.
Можно создать сколько угодно жестких ссылок, указывающих на один и тот же
файл, и дисковое пространство, занятое данными, на которые указывают эти
ссылки, не изменится.
Сравните жесткие ссылки с копиями файлов: каждая копия занимает столько же
места на диске, сколько занимает оригинал, каждая копия независима и копии
можно отправить куда угодно.
Файл не удаляется с диска полностью, пока не будут удалены все жесткие ссылки
на него. Убедиться в этом можно с помощью команды ls. Ниже показано продолжение предыдущего примера с тремя жесткими ссылками:
$ stat config3.txt
File: config3.txt
Size: 11208
Device: 804h/2052d
Blocks: 24
Inode: 1353
IO Block: 4096
Links: 3
regular file
Сравните значения полей File , Size и Links со значениями этих же полей
в примерах с символическими ссылками. Жесткая ссылка — обычный файл,
обратите внимание на поле Links: 3. Оно показывает, что в данном случае есть
три жесткие ссылки, указывающие на одни и те же данные. При удалении файла с несколькими жесткими ссылками он не удаляется, пока не будет удалена
последняя жесткая ссылка. Ниже показано, как можно найти все связанные
жесткие ссылки с помощью команды find:
$ find /etc -xdev -samefile config3.txt
./config
./config2
./config3
204 Глава 6. Управление файлами и каталогами
Символические ссылки широко применяются в Linux, жесткие ссылки — намного реже. Некоторые приложения резервного копирования задействуют индексные узлы для обнаружения дубликатов. В старину, когда файловые системы
были намного меньше, исчерпание индексных узлов не было редкостью, и в ту
пору жесткие ссылки были предпочтительнее, поскольку каждая символическая
ссылка имеет собственный индексный узел, а жесткие ссылки используют один
общий индексный узел.
Узнать количество индексных узлов в файловой системе и сколько из них занято, можно с помощью команды du:
$ df -i /dev/sda4
Filesystem
Inodes IUsed
IFree IUse% Mounted on
/dev/sda4
384061120 389965 383671155
1% /home
С 1 % занятых индексных узлов я нескоро исчерпаю их.
Дополнительная информация
man 1 ls
6.17. Сокрытие файлов и каталогов
Задача
Скрыть некоторые каталоги и файлы, чтобы никто не увидел их.
Решение
Чтобы скрыть файлы от постороннего взгляда, поместите их на устройство
хранения, доступное только вам.
Чтобы уменьшить беспорядок в диспетчере файлов, используйте файлы с именами, начинающимися с точки. У вас уже есть такие файлы. Поищите настройку
Show hidden files (Показывать скрытые файлы) в своем диспетчере файлов или
используйте команду ls с параметром -a:
$ ls -a
.
..
Audiobooks
.bash_history
.bash_logout
.bashrc
6.17. Сокрытие файлов и каталогов 205
bin
.bogofilter
.cache
Calibre-Library
cat-memes
.cddb
.cert
Добавление точки в начало имени любого файла делает его скрытым, хотя на
самом деле он не скрывается, а просто игнорируется, пока вы сами не захотите
его увидеть. Этот прием используется в основном в домашних каталогах пользователей, чтобы уменьшить беспорядок за счет сокрытия конфигурационных
файлов. Это самые обычные файлы, которые можно редактировать, удалять
и выполнять с ними другие операции.
Комментарий
Обратите внимание на одинарные и двойные точки в начале списка файлов.
Одна точка представляет текущий каталог, а две — родительский. Попробуйте
передать их команде cd. После первой команды вы останетесь в текущем каталоге, а после второй перейдете в родительский:
stash@client4:~$ cd .
stash@client4:~$
stash@client4:~$ cd ..
stash@client4:/home$
Выполните команду cd без параметров, чтобы вернуться в свой домашний каталог, или cd -, чтобы вернуться в предыдущий каталог.
Дополнительная информация
Дополнительную информацию о команде cd и других встроенных командах Bash
можно найти в разделе Shell Builtin Commands (Встроенные команды оболочки) руководства man 1 bash.
ГЛАВА 7
Резервное копирование
и восстановление с помощью
команд rsync и cp
Всем известно, насколько важно делать своевременные резервные копии файлов
и периодически проверять их, чтобы увидеть, можно ли восстановить файлы из
резервной копии. Но как это сделать в Linux? Не волнуйтесь, резервное копирование и восстановление файлов в Linux выполняются легко и просто, а сами
резервные копии несложно найти и восстановить.
Полезно иметь пару USB-накопителей, чтобы попрактиковаться с командами,
описанными в этой главе, и создать несколько каталогов, заполненных файлами, которые, как предполагается, не должны быть потеряны ни в коем случае.
Мы будем использовать команды rsync и cp. Обе являются важными инструментами в Linux, и вы можете рассчитывать, что они будут доступны всегда.
Команда cp входит в пакет GNU coreutils, который по умолчанию устанавливается почти во всех дистрибутивах Linux. Она предназначена для простого
копирования. Ее может оказаться вполне достаточно для регулярного создания
резервных копий.
Команда rsync — эффективный инструмент для передачи файлов. Ее основная
цель — синхронизировать две файловые системы. При использовании этой
команды для резервного копирования можно обеспечить синхронизацию локальных файлов с файлами на вашем устройстве для резервного копирования.
Она работает быстро и эффективно, поскольку передает только изменения
в файлах. В отличие от многих программ резервного копирования, которые
препятствуют удалению чего бы то ни было, rsync способна отразить удаления
файлов в резервной копии. Благодаря своим возможностям эта команда считается предпочтительным инструментом для обновления и зеркалирования до-
Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
207
машних каталогов пользователей, сайтов, репозиториев GIT и других больших
и сложных деревьев каталогов с файлами.
Есть два способа использовать команду rsync в сети: через SSH, для аутентифицированного входа в систему и передачи файлов, или путем запуска в режиме
демона. При работе через SSH необходимо, чтобы пользователи имели учетные
записи на каждой машине, к которой они собираются обращаться через rsync.
В случае, когда команда запускается в режиме демона, можно использовать
встроенные методы аутентификации для управления доступом, поэтому пользователям не нужны учетные записи на сервере rsync. Режим демона хорошо подходит для организации сервера резервного копирования в локальной сети. Доступ
через ненадежные сети небезопасен, если не использовать VPN (см. главу 13).
На каком устройстве предпочтительнее хранить резервные копии? Это зависит от ваших потребностей. Я предпочитаю USB-накопители, когда речь идет
о резервном копировании файлов одного пользователя. Предположим, у вас
есть настольный компьютер с Linux, ноутбук, планшет и смартфон. Создайте
резервную копию телефона и планшета на ПК, а затем сделайте резервную копию ПК на жестком диске, подключаемом к USB. Сверхважные файлы можно
отправить в сетевую службу резервного копирования.
Для резервного копирования файлов нескольких пользователей хорошим
решением может быть центральный сервер резервного копирования — любой
компьютер с Linux на борту.
Учитывайте продолжительность хранения резервных копий. С цифровыми носителями нельзя рассчитывать на долговечность, поскольку, даже если носитель
(жесткий диск, USB-накопитель, CD/DVD) доживет до часа Х, нет никаких
гарантий, что инструменты для его чтения сохранятся. Меняются оборудование
и форматы файлов. У вас сохранилась возможность читать дискеты? А помните
ZIP-диски? А как насчет тех старых архивов с документами Microsoft Word
и PowerPoint? Имея файлы в форматах с открытым исходным кодом, всегда
можно найти способ их восстановить. С проприетарными форматами все намного хуже, поскольку производитель может решить прекратить их поддержку.
Бумага до сих пор остается чемпионом по долговечности хранения, и этот
факт следует учитывать, принимая решение о сохранении важных документов
и фотографий.
Чтобы увеличить долговечность резервных копий «в цифре», запланируйте
периодический перенос архивов на новые носители, возможно, с применением
новых команд и в новых форматах. А как насчет резервного копирования самого
резервного сервера? Да без проблем! Настройка удаленного зеркала rsync для
резервного копирования резервных копий — распространенная стратегия, если
интернет-соединение достаточно надежно для передачи массивного трафика.
208 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
Но прежде чем создавать массивную инфраструктуру резервного копирования,
подумайте, сколько уровней избыточности вам нужно на самом деле. Внешние
хранилища резервных копий — страховка от катастрофы в вашем вычислительном центре. Роль такого внешнего хранилища может играть удаленный сервер
резервного копирования в вашем вычислительном центре, который контролируется вами, или в вычислительном центре друга. Это также может быть
арендованный сервер в коммерческом центре обработки данных. Может быть,
вам хватит и регулярного сброса данных на внешний жесткий диск, который
затем помещается в банковский сейф. Но, помимо резервного копирования,
подумайте также о восстановлении: насколько быстро можно получить доступ
к резервным копиям?
Всегда помните: цель резервного копирования — восстановление. Регулярно
проверяйте свои резервные копии, чтобы не узнать на собственном опыте, что
ваш метод резервного копирования никуда не годится.
В текущей главе вы узнаете о простом копировании на USB-накопители с помощью cp. Некоторым пользователям этого более чем достаточно.
Большая часть главы посвящена применению команды rsync для быстрого и эффективного копирования. Команду rsync можно использовать для резервного
копирования файлов на локальные носители или на удаленные серверы. Здесь
вы узнаете, какие файлы желательно копировать, как настроить выбор файлов,
сохранить права доступа к файлам и их временные метки, создать сервер резервного копирования rsync для нескольких пользователей и как обезопасить
резервное копирование на удаленный сервер.
7.1. Выбор файлов для резервного копирования
Задача
Определить, для каких файлов следует создавать резервные копии. Нужно ли
копировать какие-то системные файлы? Нужно ли копировать все свои личные
файлы? Есть ли файлы, для которых не имеет смысла создавать резервные
копии?
Решение
Любой файл, который жалко потерять, — это файл, заслуживающий внимания
в смысле резервного копирования. Это могут быть и ваши личные файлы, и системные. Резервное копирование системных файлов, таких как команды, при-
7.1. Выбор файлов для резервного копирования 209
ложения и библиотеки, едва ли стоит производить, поскольку их всегда можно
загрузить и переустановить.
Резервного копирования заслуживают каталоги, содержащие конфигурационные файлы; файлы с данными веб-, FTP- и почтовых серверов; файлы журналов; приложения, установленные в нестандартные каталоги; и общие каталоги,
такие как:
/boot/grub, если в нем содержатся нестандартные файлы, такие как темы,
фоновые изображения или шрифты;
/etc, содержащий системные конфигурационные файлы;
/home, включающий личные файлы пользователей;
/mnt, содержащий временные точки монтирования файловых систем. Копи-
руйте этот каталог, если у вас есть точки монтирования, которые хотелось бы
сохранить;
/opt, хранящий лицензионное или другое программное обеспечение, которое
не устанавливается стандартным способом;
/root, содержащий личные файлы пользователя root;
/srv, включающий данные веб-, ftp- и rsync-серверов;
/tmp, содержащий временные данные, которые автоматически обновляются
или удаляются по мере необходимости. Отдельные данные в /tmp хранятся
постоянно, например файлы, созданные пользователями или системными
службами, и для них тоже следует создавать резервные копии;
/var, хранящий самые разные типы данных, такие как файлы журналов, по-
чтовые архивы, задания cron и данные системных служб, хотя большинство
дистрибутивов перешли на использование /srv в системных службах.
Если у вас есть какие-то общие каталоги, нестандартные команды и сценарии,
любые файлы с данными или каталоги, не перечисленные выше, то копируйте их.
Псевдофайловые системы /proc, /sys и /dev существуют только в оперативной
памяти, и их не следует копировать.
/media предназначен для монтирования съемных носителей и управляется
системой, поэтому его тоже не следует копировать. Если вы вручную создаете
точки монтирования в /media, то для этой цели лучше использовать каталог /mnt.
Базы данных не следует копировать с помощью простых инструментов, поскольку для создания резервных копий баз данных и восстановления из них есть
специальные утилиты и процедуры. Используйте эти инструменты. Примерами
таких баз данных могут служить PostrgreSQL, MariaDB и MySQL.
210 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
Восстановление из резервных копий
Некоторые файлы не должны восстанавливаться из резервных копий (см. рецепт 7.2).
Самый простой путь — копировать все подряд, если ваше хранилище резервных
копий достаточно велико для этого. Кроме того, можно пойти по пути тонкой
настройки и составить список файлов для копирования или исключений (см. рецепты 7.8 и 7.9).
Комментарий
Носители данных сейчас настолько дешевы, что вам, возможно, не придется
заботиться об экономии места. Но если вы вынуждены учитывать ограничения
хранилища, см. рецепты в этой главе, описывающие выбор файлов.
Дополнительная информация
Стандартная иерархия файловой системы (https://oreil.ly/y1pJs).
7.2. Выбор файлов для восстановления
из резервной копии
Задача
Вы решили восстановить файлы из резервной копии и хотите узнать, какие
файлы не следует восстанавливать.
Решение
Некоторые файлы, в зависимости от обстоятельств, не следует восстанавливать.
Не восстанавливайте файл /etc/fstab после переустановки Linux (он содержит
настройки монтирования статических файловыхсистем). Каждый раз, когда
устанавливается Linux, все файловые системы получают новые универсальные
уникальные идентификаторы (Universal Unique Identifier, UUID), поэтому они
не будут опознаны и установка завершится ошибкой.
Будьте осторожны, восстанавливая любые файлы из /etc или файлы с именами,
начинающимися с точки (например, /home/.config или /home/.local), в своем
домашнем каталоге. Если вы восстанавливаете файлы из резервной копии сразу
после установки другого дистрибутива или другой версии того же дистрибутива
7.3. Простейший метод создания локальной резервной копии 211
Linux, то могут возникнуть проблемы с несовместимостью в параметрах конфигурации или расположения файлов. Восстанавливайте их по одному, чтобы
можно было быстро обнаружить любые проблемы.
Дополнительная информация
Глава 1.
7.3. Простейший метод создания локальной
резервной копии
Задача
Выяснить самый простой и легкий способ регулярного создания резервных
копий на локальном запоминающем устройстве USB.
Решение
Обратитесь к простому копированию. Купите себе хороший жесткий диск USB
(или флешку). Подключите его и используйте диспетчер файлов для копирования. Легко, быстро, без суеты, да и восстановить файлы из такой резервной
копии очень просто. Или прибегните к команде cp (см. рецепт 7.4).
Комментарий
Простое копирование плохо масштабируется, но для некоторых устройств, таких
как персональный компьютер, ноутбук и телефон, его более чем достаточно.
Самое главное — не забывать регулярно делать резервные копии, проверять возможность восстановления файлов из таких резервных копий и не беспокоиться
о том, не слишком ли вы занудны.
Раньше резервное копирование было более сложной задачей, поскольку устройства хранения стоили дорого и программы резервного копирования использовали множество хитроумных уловок для экономии места. Теперь вполне можно
купить внешний жесткий диск USB 3.0 емкостью в пару терабайт менее чем за
200 долларов.
Дополнительная информация
man 1 cp
212 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
7.4. Автоматизация создания локальной
резервной копии
Задача
Вам понравилось с помощью простого приема копирования создавать резервные
копии на внешнем USB-накопителе и теперь хотелось бы автоматизировать
этот процесс.
Решение
Используйте команду cp и crontab для планирования резервного копирования.
Файлы и каталоги для резервного копирования можно перечислить прямо
в команде cp, разделяя их пробелами:
duchess@pc:~$ cp -auv Pictures/cat-desk.jpg Pictures/cat-chair.png \
~/cat-pics /media/duchess/2tbdisk/backups/
Следующая команда скопирует весь домашний каталог пользователя Duchess
в каталог backups на внешнем USB-накопителе с именем 2tbdisk:
duchess@pc:~$ cp -auv ~ /media/duchess/2tbdisk/backups/
Она создаст каталог /media/duchess/2tbdisk/backups/duchess/ на устройстве
резервного копирования.
А так можно скопировать содержимое каталога, не копируя сам каталог:
duchess@pc:~$ cp -auv /home/duchess/* /media/duchess/2tbdisk/backups/
Ниже представлен пример создания задания в cron, которое будет создавать
резервные копии по вечерам в 22:30:
duchess@pc:~$ crontab -e
# m h dom mon dow
command
30 22 *
*
*
/bin/cp -au /home/duchess /media/duchess/2tbdisk/backups/
Комментарий
Чтобы сохранить атрибуты файла, такие как право собственности и разрешения, отформатируйте диск для резервных копий в файловой системе, которая
поддерживает такие атрибуты, например Ext4, XFS или Btrfs (см. главу 11).
Файловые системы FAT не поддерживают права собственности или разрешения.
7.4. Автоматизация создания локальной резервной копии 213
Определите, сколько времени потребуется для резервного копирования. Если это
займет больше времени, чем запланированный интервал, то cron запустит следу
ющее резервное копирование по расписанию, и тогда могут возникнуть проблемы.
Первый запуск занимает больше всего времени, поскольку все файлы новые.
Последующие сеансы резервного копирования будут выполняться быстрее,
так как будут копироваться только новые файлы и файлы с более новыми отметками времени.
Тильда (~ ) — это сокращенное представление пути к домашнему каталогу
текущего пользователя, то есть в данном рецепте тильда представляет каталог
/home/duchess.
Звездочка в /home/duchess/* означает «все файлы в /home/duchess», но не включает сам каталог /home/duchess.
Параметры -a, -u и -v команды cp означают:
-a, --archive — рекурсивно копировать файлы с сохранением всех атрибутов:
режима, владения, отметок времени и других дополнительных атрибутов;
-u, --update — копировать только изменившиеся и новые файлы;
-v, --verbose — выводить сообщения в процессе копирования, помогающие
видеть, как протекает процесс копирования.
Ниже представлены еще несколько полезных параметров:
-R, -r — рекурсивно; используйте этот параметр для копирования каталогов,
когда не применяется параметр -a, который гарантирует сохранность атрибутов файла, а -R, -r — нет. Файловые системы FAT и exFAT не поддерживают
атрибуты файлов, поэтому используйте -R, -r при работе с ними;
--parents — создает отсутствующие родительские каталоги на устройстве
для резервного копирования;
-x, --one-file-system — предотвращает рекурсивный обход других дисковых
разделов и смонтированных сетевых файловых систем. Например, если у вас
смонтирован общий том NFS, то, возможно, вы не захотите добавлять его
в резервную копию.
Большинство дистрибутивов Linux монтируют USB-устройства в /run/media
или /media. Самый простой способ найти путь к USB-накопителю — заглянуть
в диспетчер файлов или использовать команду lsblk:
$ lsblk
NAME
MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
[...]
sdb
8:16
0 1.8T 0 disk
└─sdb1
8:17
0 1.5T 0 part /media/duchess/backups
214 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
Дополнительная информация
Рецепт 3.7, в котором описывается планировщик заданий cron.
man 1 crontab
man 1 cp
7.5. Использование команды rsync
для создания локальной
резервной копии
Задача
Организовать создание резервных копий на USB-накопителе или жестком диске USB, но желательно использовать что-то более быстрое и эффективное, чем
простая команда cp. Вдобавок нужен простой способ восстановления файлов
с помощью стандартных инструментов Linux, то есть без специального программного обеспечения.
Решение
Используйте команду rsync. Она обеспечивает синхронизацию файловых систем, как локальных, так и удаленных. Это быстрый и эффективный инструмент,
поскольку передает только изменения в файлах и позволяет восстанавливать
файлы с помощью самой себя, команды cp, диспетчера файлов или любого другого инструмента копирования, который вы предпочитаете.
Следующий пример показывает, как создать резервную копию домашнего
каталога. Сначала укажите исходный каталог, то есть тот, который требуется
скопировать, а затем каталог для резервной копии. В этом примере копируется домашний каталог пользователя Duchess на USB-накопитель с именем
2tbdisk:
duchess@pc:~$ rsync -av ~ /media/duchess/2tbdisk/
sending incremental file list
duchess/
duchess/Documents/
duchess/Downloads/
duchess/Music/
[...]
7.5. Использование команды rsync для создания локальной резервной копии 215
sent 27,708,209 bytes received 20,948 bytes 11,091,662.80 bytes/sec
total size is 785,103,770,793 speedup is 28,313.29
Можно указать два и более каталога для передачи в резервную копию, перечислив их через пробел:
duchess@pc:~$ rsync -av ~/arias ~/overtures /media/duchess/2tbdisk/duchess/
Чтобы восстановить файлы из резервной копии, достаточно поменять местами
исходный и конечный каталоги:
duchess@pc:~$ rsync -av /media/duchess/2tbdisk/duchess/arias /home/duchess/
Безопасно протестировать команду rsync без копирования файлов можно, добавив параметр --dry-run:
duchess@pc:~$ rsync -av --dry-run \
~/Music/scores ~/Music/woodwinds /media/duchess/2tbdisk/duchess/
Если какие-то файлы будут удалены из исходного каталога, то rsync не удалит
их из резервной копии, но об этом можно явно попросить, добавив параметр
--delete:
duchess@pc:~$ rsync -av --delete /home/duchess /media/duchess/2tbdisk/
Комментарий
Тильда (~) — это сокращенное представление пути к домашнему каталогу
текущего пользователя, то есть в данном рецепте тильда представляет каталог
/home/duchess.
В примерах команд с разрывами строки используется обратная косая черта (\),
указывающая, что команда продолжается на следующей строке. Вы можете
скопировать всю команду с обратной косой чертой, и она должна выполниться
правильно.
Если на вашем компьютере смонтированы сетевые файловые системы, такие
как NFS или Samba, то используйте параметр -x, чтобы копировать только
файлы из локальной файловой системы, без рекурсивного обхода удаленных
файловых систем.
При добавлении косой черты в конце ~/ (/home/duchess/) будет копироваться
только содержимое каталога duchess/, но не сам он, в результате получится
набор файлов /media/duchess/2tbdisk/[файлы]. Если опустить косую черту
в конце, то файлы из /home/duchess будут скопированы вместе с каталогом
216 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
duchess и получится: /media/duchess/2tbdisk/duchess/[файлы]. Завершающая
косая черта имеет значение только для исходного каталога и не имеет значения
для целевого.
Не расстраивайтесь, если вам придется считать на пальцах или выполнять
много тестовых прогонов, чтобы понять, как ведет себя завершающая косая
черта, — все проходят через это. Косую черту в конце можно представлять себе
как небольшой забор, который не позволяет исходному каталогу проскользнуть
в резервную копию.
Параметры -a и -v команды rsync означают следующее:
-a, --archive — сохранить режим, отметки времени, разрешения, атрибуты
владения и выполнить копирование рекурсивно. Этот параметр действует
подобно набору параметров -rlptgoD, которые заставляют rsync копировать
рекурсивно, копировать символические ссылки, сохранять разрешения, сохранять время последнего изменения файла, сохранять атрибуты владения
и копировать специальные файлы, такие как файлы устройств;
-v, --verbose — выводить сообщения, помогающие видеть, как протекает
процесс.
Ниже представлены еще несколько полезных параметров:
-q, --quiet — подавить вывод любых сообщений, кроме сообщений об ошиб-
ках;
--progress — показывать информацию о процессе передачи каждого файла;
-A, --als — сохранять списки управления доступом (Access Control List,
ACL);
-X, --xattrs — сохранять дополнительные атрибуты файлов (xattrs).
Имена ваших файлов, конечно, будут отличаться от приведенных в примерах.
2tbdisk — это метка файловой системы, созданная пользователем (см. рецепт 9.4), — сокращение от 2 terabyte disk (двухтерабайтный диск). Если
вы не создадите метку сами, то udev создаст ее за вас, например: /media/
duchess/488B-7971/.
Для восстановления файлов из резервной копии можно использовать обычные
инструменты Linux, такие как rsync, диспетчер файлов или команда cp.
Дополнительная информация
man 1 rsync
7.6. Безопасная передача файлов с помощью rsync по сети через SSH 217
7.6. Безопасная передача файлов
с помощью rsync по сети через SSH
Задача
Использовать rsync для копирования файлов на другой компьютер в локальной
сети или через Интернет с помощью транспорта с шифрованием и аутентификацией.
Решение
При передаче файлов на другой компьютер rsync по умолчанию использует
SSH. На удаленной машине должен быть запущен SSH-сервер, а на исходной
машине — настроен SSH-клиент (см. главу 12).
Ниже представлен пример передачи файлов по локальной сети с персонального компьютера на ноутбук. На компьютере пользователь зарегистрирован как
Duchess, а на ноутбуке — как Empress. Файлы из домашнего каталога на персональном компьютере копируются в домашний каталог на ноутбуке:
duchess@pc:~$ rsync -av ~/Music/arias empress@laptop:songs/
duchess@laptop's password:
building file list ... done
arias/
arias/o-mio-babbino-caro.ogg
arias/deh-vieni-non-tardar.ogg
arias/mi-chiamano-mimi.ogg
wrote 25984 bytes read 68 bytes 7443.43 bytes/sec
total size is 25666 speedup is 0.99
Если каталог назначения отсутствует, то rsync создаст его.
Для передачи файлов через Интернет используйте полное доменное имя сервера,
куда вы собираетесь копировать файлы:
duchess@pc:~$ rsync -av ~/Music/woodwinds \
empress@remote.example.com:/backups/
Чтобы скопировать файлы в обратную сторону, источник и приемник следует
поменять местами. Ниже представлен пример копирования каталога /woodwinds
со всем его содержимым с удаленного хоста в домашний каталог Duchess:
duchess@pc:~$ rsync -av empress@remote.example.com:/backups/woodwinds \
/home/duchess/Music/
218 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
Комментарий
Было время, когда параметр ssh требовалось передавать явно, например: rsync
-a -e ssh [параметры]. Теперь в этом нет необходимости.
Вам могут пригодиться некоторые из следующих параметров:
--partial сохраняет частично скачанные файлы, когда сетевое соединение
неожиданно разрывается, и возобновляет передачу с того места, где она была
прервана, после восстановления соединения;
-h, --human-readable отображает размеры файлов в килобайтах, мегабайтах
и гигабайтах, а не в байтах;
--log-file= записывает полный отчет о каждой передаче в указанном тек-
стовом файле. Использовать все эти параметры вместе можно следующим
образом:
duchess@pc:~$ rsync --partial --progress \
--log-file=/home/duchess/rsynclog.txt \
-hav ~/Music/arias empress@remote.example.com:/backups/
Аутентификация и шифрование берет на себя протокол SSH. Пользователям
нужны учетные записи на всех машинах, на которые они собираются передавать
файлы. См. главу 12, чтобы узнать о безопасном удаленном администрировании
с помощью SSH.
Подумайте о возможности установки центрального сервера для хранения резервных копий, чтобы упростить администрирование. У ваших пользователей
будут свои учетные записи со своими домашними каталогами на сервере, и они
смогут управлять своими резервными копиями, не беспокоя вас.
Другой вариант организации сервера резервного копирования — запустить rsync
как службу. Преимущество данного подхода в том, что вашим пользователям
не понадобятся учетные записи на сервере. Но есть и недостаток: в таком случае
они лишатся поддержки шифрования. См. рецепт 7.13, в котором об этом рассказывается подробнее.
Дополнительная информация
man 1 rsync
Рецепт 12.5.
Рецепт 12.7.
7.7. Автоматизация резервного копирования с помощью rsync, cron и SSH 219
7.7. Автоматизация
резервного копирования
с помощью rsync, cron и SSH
Задача
Создать задание cron для автоматического и безопасного резервного копирования с помощью rsync.
Решение
Для решения поставленной задачи необходимо настроить на целевом компьютере SSH с аутентификацией без пароля (см. рецепты 12.10 и 12.11) и сетевой
доступ к целевому компьютеру для клиентов.
Затем можно использовать /etc/crontab для передачи, требующей привилегий
root. Следующий пример копирует файлы из /etc каждый вечер в 22:00 на сервер
с именем server1, находящийся в локальной сети:
# m h dom mon dow user command
00 22 * * * root /usr/bin/rsync -a /etc server1:/system-backups
Для передачи личных файлов можно использовать персональные crontab
(см. рецепт 3.7).
Комментарий
OpenSSH — прекрасный инструмент, обеспечивающий безопасную передачу
данных по сети и пригодный для множества задач. Все, что обменивается информацией по сети, вероятно, сможет работать через SSH.
Дополнительная информация
Глава 12.
Рецепт 12.10.
Рецепт 12.11.
220 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
7.8. Исключение файлов из резервного
копирования
Задача
До сих пор во всех примерах демонстрировалось, как передавать каталоги целиком. Но иногда желательно исключить из резервного копирования некоторые
файлы и каталоги.
Решение
Для простоты следующие примеры демонстрируют копирование на USBнакопитель, но их также можно приспособить для передачи на удаленный
компьютер по SSH (см. рецепт 7.6).
Если файлов, которые нужно исключить, немного, то их можно перечислить
в командной строке с помощью параметра --exclude=. Ниже представлен пример
исключения одного файла из каталога /home/duchess/Music/arias:
duchess@pc:~$ rsync -av --exclude=lho-perduta.wav \
~/Music/arias /media/duchess/2tbdisk/duchess/Music/
Красиво, просто и надежно. Однако есть один подвох: если в исходном каталоге имеется несколько файлов с именем, указанным в параметре --exclude=,
то все они будут исключены из копирования. Если нежелательно исключать
дубликаты, то следует указать, какой конкретно нужно исключить. Следующий
пример демонстрирует, как исключить из копирования только файл в исходном
каталоге arias/:
duchess@pc:~$ rsync -av --exclude=arias/lho-perduta.wav \
~/Music/arias /media/duchess/2tbdisk/duchess/Music/
Чтобы исключить несколько файлов, заключите их в фигурные скобки, разделив одинарными кавычками и запятыми. Между знаком равенства и фигурной
скобкой не должно быть пробелов, а также между запятыми и одинарными
кавычками:
duchess@pc:~$ rsync -av \
--exclude={'arias/lho-perduta.wav','non-mi-dir.wav','un-bel-di-vedremo.flac'} \
~/Music/arias /media/duchess/2tbdisk/duchess/Music/
Каталоги исключаются точно так же, как и файлы, а кроме того, допускается
смешивать файлы и каталоги в одном списке:
См. рецепт 7.11, где показано, как поместить список исключений в файл.
Комментарий
Корневой каталог в команде rsync — это каталог верхнего уровня, из которого
копируются файлы. В примерах выше это ~/Music/arias. rsync проверяет все
файлы и каталоги в вашем корневом каталоге и сравнивает их с исключениями,
которые в терминологии rsync называются образцами. Образцы сравниваются
с именами файлов и каталогов в исходном каталоге, начиная от корня и далее
вниз по иерархии каталогов. Каждый раз, когда образец совпадает с именем
файла, этот файл исключается из передачи. Если обнаруживается совпадение
с образцом arias/lho-perduta.wav где-то в другом месте, например 2arias/
lhoperduta.wav, то данный файл также будет исключен. Когда образец заканчивается косой чертой (/), rsync будет сопоставлять его только с каталогами.
Дополнительная информация
man 1 rsync
Рецепт 7.10.
7.9. Выборочное включение файлов
в резервное копирование
Задача
Вместо определения списка исключений нужно определить список файлов для
включения в резервную копию.
Решение
Если требуется скопировать лишь несколько файлов, то их можно перечислить
прямо в командной строке. Параметр --include= действует иначе, чем --exclude=,
в том смысле, что в действительности он означает не «включить» (include), а «не
исключать». Фактически параметр --include должен использоваться в комплексе
222 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
с двумя дополнительными параметрами --include=*/ и --exclude='*', как демонстрирует следующий пример копирования единственного файла:
duchess@pc:~$ rsync -av --include=*/ --include=lho-perduta.wav \
--exclude='*' ~/Music/arias /media/duchess/2tbdisk/duchess/Music/
В параметре можно передать список файлов:
duchess@pc:~$ rsync -av --include=*/ \
--include={'lho-perduta.wav','non-mi-dir.wav','un-bel-di-vedremo.flac'} \
--exclude='*' ~/Music/arias /media/duchess/2tbdisk/duchess/Music/
Между знаком равенства и фигурной скобкой не должно быть пробелов, а также
между запятыми и одинарными кавычками.
Если в исходном каталоге окажется несколько файлов с именем, указанным
в параметре --include, то rsync скопирует их все. Следующий пример скопирует
только файл /home/duchess/Music/arias/sopranos/lho-perduta.wav, поскольку
образец soprano/lhoperduta.wav является уникальным в /Music/arias:
duchess@pc:~$ rsync -av --include=*/ --include=soprano/lho-perduta.wav
--exclude='*' ~/Music/arias /media/duchess/2tbdisk/duchess/Music/
Music/
Music/arias/
Music/arias/baritone/
Music/arias/soprano/
Music/arias/soprano/lho-perduta.wav
Music/arias/tenor/
[...]
Этот пример скопирует только один файл, но все подкаталоги в ~/Music/arias.
Чтобы исключить копирование пустых каталогов, используйте параметр -m,
--prune-empty-dirs, как в следующем примере:
duchess@pc:~$ rsync -avm --include=*/ --include=soprano/lho-perduta.wav
--exclude='*' ~/Music/arias /media/duchess/2tbdisk/duchess/Music/
Music/
Music/arias/soprano/
Music/arias/soprano/lho-perduta.wav
Если список файлов для включения слишком длинный, то запишите его в простой текстовый файл (см. рецепты 7.10 и 7.11).
Комментарий
Параметр --include=*/ требует от rsync выполнить обход всего исходного
каталога.
7.10. Управление включением с помощью простого файла со списком для включения 223
Выражение --include=[файлы] означает «не исключать эти файлы».
Параметр --exclude='*' требует от rsync исключить все, что не включено.
Запомните, что все пути, используемые в команде, откладываются относительно
исходного каталога, а не от корня файловой системы.
Дополнительная информация
man 1 rsync
Рецепт 7.10.
Рецепт 7.11.
7.10. Управление включением
с помощью простого файла со списком
для включения
Задача
Список файлов для включения слишком длинный, чтобы набирать его в командной строке, и хотелось бы сохранить его в файле и каким-то образом
передать его команде rsync. Кроме того, учитывая прошлый опыт применения
--include/--exclude, хотелось бы, чтобы команда с использованием такого
файла была максимально простой.
Решение
Самый простой способ передать список файлов, не сходя с ума от синтаксиса
--include/--exclude в rsync, — создать простой файл со списком и передать его
в параметре --files-from=. Вам не стоит беспокоиться о том, чтобы расположить
файлы в правильном порядке или использовать нотацию фильтра в rsync, требуется лишь самый простой список с любыми файлами и каталогами, которые
нужно скопировать. Единственная проблема — каждый элемент в этом списке
должен выражать полный путь от исходного каталога. В следующем примере
все элементы списка — это пути от каталога /home/duchess:
# файл со списком для включения
#
/Documents/compositions/jazz/
/Documents/schedule.odt
224 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
/Videos/concerts/
.config
.local
/Music/courses/bassoon.avi
[...]
Этот файл можно передать в параметре --files-from:
duchess@pc:~$ rsync -av ~ --files-from ~/include-list.txt \
duchess@remote.example.com:/backups/
Комментарий
Это самый простой способ управления списком файлов и каталогов для резервного копирования. Нет никаких исключений, никаких подстановочных знаков,
никакого замысловатого синтаксиса, просто ясный и понятный список.
При использовании тильды (~) для обозначения домашнего каталога не ставьте
знак равенства в параметре --files-from, как показано в последнем примере.
Дополнительная информация
man 1 rsync
Рецепт 7.9.
Рецепт 7.11.
7.11. Управление включением
и исключением с помощью файла
со списком для исключения
Задача
Вам понравилась простая идея файла со списком для включения, изложенная
в рецепте 7.10, но теперь хотелось бы иметь возможность управлять списком
не только включаемых, но и исключаемых файлов.
Решение
Используйте файл со списком для исключения. Такой файл предлагает больше
гибкости и может содержать как включаемые, так и исключаемые файлы. Ниже
показан простейший пример. Каждый элемент должен начинаться с включения
7.11. Управление включением и исключением с помощью файла со списком для исключения 225
исходного корневого каталога, каковым в этом примере является /home/duchess,
и заканчиваться его исключением:
#
#
#
+
#
#
#
+
+
#
#
+
+
+
#
#
#
+
+
+
#
#
+
+
#
#
-
файл со списком для исключения
включить домашний каталог
/duchess/
включить .config и .local, исключить все остальные файлы с именами,
начинающимися с точки
/duchess/.config
/duchess/.local
/duchess/.*
включить jazz/, исключить все остальные файлы в Documents
/duchess/Documents/
/duchess/Documents/compositions/
/duchess/Documents/compositions/jazz/
/duchess/Documents/compositions/*
/duchess/Documents/*
включить schedule.odt, исключить все файлы .ogg
в arias/, исключить все остальные файлы в Music
/duchess/Music/
/duchess/Music/schedule.odt
/duchess/Music/arias/*.ogg
/duchess/Music/arias/*
/duchess/Music/*
включить courses/, исключить все остальные файлы в Videos
/duchess/Videos/
/duchess/Videos/courses/
/duchess/Videos/*
исключить все остальные файлы
/duchess/*
Файл с таким списком нужно передать команде rsync в параметре --excludefrom=:
duchess@pc:~$ rsync -av ~ \
--exclude-from=/home/duchess/exclude-list.txt \
/media/duchess/2tbdisk/
Комментарий
С файлом exclude-list.txt команда rsync скопирует:
два файла: .config и .local;
подкаталог /jazz в /Documents;
226 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
файл schedule.odt из /Music и файлы .ogg из /Music/arias/;
каталог /courses из /Videos.
В файле со списком не должно быть пустых строк, а комментарии (#) помогают
оставлять себе напоминания о цели каждого раздела и служат для разделения
блоков строк. Пути к включаемым элементам должны начинаться со знака плюс,
а исключаемые — со знака минус.
Все остальные файлы в /home/duchess исключаются из резервного копирования.
Включаемые элементы всегда должны следовать первыми. Как показано в примере файла, необходимо быть максимально точными при определении каждого
включения/исключения. Включаемые объекты должны перечисляться в порядке
иерархии их каталогов со всеми подкаталогами. Например, используя такой
список, вы не получите ожидаемого результата:
+ /duchess/Documents/compositions/
- /duchess/*
Можно попробовать включить /Documents:
+ /duchess/Documents/
+ /duchess/Documents/compositions/
- /duchess/*
Но теперь копироваться будут все подкаталоги в /Documents с их содержимым,
а не только /compositions. Чтобы скопировать только /compositions, мало
исключить только /duchess, нужно также исключить /Documents. Следующий
пример скопирует только /duchess/Documents/compositions/ и ничего больше:
+
+
-
Включать и исключать файлы по типам можно с помощью подстановочных
знаков. Например, включить все файлы .ogg и .flac, исключить все файлы .wav
и исключить все каталоги cache и temp можно следующим образом:
#
+
#
#
+
+
#
#
включить домашний каталог
/duchess/
включить все файлы ogg и flac
*.ogg
*.flac
исключить файлы wav files, все каталоги cache и temp
7.12. Ограничение скорости передачи в команде rsync 227
- *.wav
- cache*
- temp*
В списке можно перечислить несколько исходных каталогов. Но целевой каталог
может быть только один.
Дополнительная информация
man 1 rsync
Рецепт 7.10.
7.12. Ограничение скорости передачи
в команде rsync
Задача
Передача больших файлов может отрицательно сказаться на работе других
сетевых приложений. Нужен простой способ ограничить скорость передачи
в rsync без использования сложных приемов и инструментов, например формирования трафика.
Решение
Используйте rsync с параметром --bwlimit. Следующий пример ограничит
скорость передачи до 512 Кбайт/с:
$ rsync --bwlimit=512 -ave ssh ~/Music/arias empress@laptop:songs/
Комментарий
Параметр --bwlimit интерпретирует полученное значение только как килобайты
в секунду.
Дополнительная информация
man 1 rsync
228 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
7.13. Создание сервера
резервного копирования
с помощью rsyncd
Задача
Организовать для пользователей возможность резервного копирования их
данных на центральном сервере, но без создания учетных записей для них на
этом сервере.
Решение
Настройте центральный сервер резервного копирования и запустите rsync в режиме демона. У вас должна быть уже настроена служба имен, а хосты в вашей
сети должны иметь доступ к серверу резервного копирования. В этом примере
пользователям не потребуются учетные записи на сервере, поскольку управление доступом и авторизация будут осуществляться с помощью собственных
средств rsync.
Только для локальной сети
Этот способ подходит только для использования в локальной сети, поскольку демон rsync не шифрует трафик при выполнении аутентификации или
передаче файлов. Для шифрования трафика вам понадобится OpenVPN
(глава 13).
rsync должен быть установлен на все машины. На сервере резервного копирования работает rsyncd, а клиенты используют команду rsync для подключения
к серверу.
На сервере резервного копирования откройте в редакторе или создайте файл
/etc/rsyncd.conf и добавьте следующее определение модуля архива:
# модули
[backup_dir1]
path = /backups
comment = "server1 public archive"
list = yes
read only = no
use chroot = no
uid = 0
gid = 0
7.13. Создание сервера резервного копирования с помощью rsyncd 229
Создайте каталог /backups с набором разрешений 0700, принадлежащий пользователю root, чтобы предотвратить несанкционированный доступ со стороны
любого, у кого есть доступ к серверу:
$ sudo mkdir /backups/
$ sudo chmod 0700 /backups/
Запустите rsyncd на сервере в режиме демона с помощью systemd:
$ sudo systemctl start rsyncd.service
В Debian/Ubuntu используйте rsync.service.
Если в вашем дистрибутиве Linux отсутствует systemd, то выполните простую
команду rsync:
admin@server1:~$ sudo rsync --daemon
На сервере резервного копирования проверьте, принимает ли соединения rsyncd:
admin@server1:~$ rsync server1::
backup_dir1
"server1 public archive"
Затем выполните ту же проверку с другого компьютера в вашей сети, указав
имя хоста или IP-адрес сервера:
duchess@pc:~$ rsync server1::
backup_dir1 "server1 public archive"
duchess@pc:~$ rsync 192.168.10.15::
backup_dir1 "server1 public archive"
Если все в порядке, то можно приступать к копированию файлов. Проверьте
возможность копирования файлов на свой новый сервер rsyncd:
duchess@pc:~$ rsync -av ~/drawings server1::backup_dir1
building file list.....done
drawings/
drawings/aug_03
drawings/sept_03
wrote 1126399 bytes read 104 bytes 1522.0 bytes/sec
total size is 1130228 speedup is 0.94
Затем полюбуйтесь на скопированные файлы:
duchess@pc:~$ rsync server1::backup_dir1/drawings/
drwx-----4,096 2021/01/04 06:06:55
.
-rw-r--r-21,560 2021/09/17 08:53:18
aug_03
-rw-r--r-21,560 2021/10/14 16:42:16
sept_03
230 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
Выгрузите еще несколько файлов на сервер, далее скачайте файлы на другой
компьютер с сервера rsyncd:
madmax@buntu:~$ rsync -av server1::backup_dir1/drawings ~/downloads
receiving incremental file list
created directory /home/madmax/downloads
drawings/
drawings/aug_03
drawings/sept_03
sent 123 bytes received 11562479 bytes 1755.00 bytes/sec
total size is 1141776 speedup is 1.00
Все в порядке. Сделайте перерыв и насладитесь своей маленькой победой.
Комментарий
Это небезопасный способ передачи файлов, поскольку не поддерживает шифрования, и любой, кто подключен к сети, сможет заглянуть в файлы. Но в локальной сети это вполне удобное решение для архивирования и обмена файлами.
Двойное двоеточие в команде rsync [имя_хоста]:: при подключении к серверу
rsync, работающему в режиме демона, требует от rsync указанный модуль.
Рассмотрим поближе настройки в примере файла /etc/rsyncd.conf:
[backup_dir1] — имя модуля, может быть любым по вашему выбору;
path = — определяет каталог для использования модулем;
comment = — краткое описание того, кому принадлежит модуль или для чего
он предназначен;
list=yes — позволяет пользователям видеть список файлов в модуле. Значение no скроет модуль;
read only = no — позволяет пользователям выгружать файлы на сервер;
use chroot = no — отменяет настройку по умолчанию chroot = yes. Утилиту
chroot (change root — «сменить корень») иногда называют chroot jail — «клетка chroot». Chroot jail — это отдельная область внутри файловой системы,
которая содержит собственную корневую файловую систему, команды,
библиотеки и все остальное, что необходимо для работы. Это небезопасная
среда, хотя обычно ее причисляют к средствам безопасности. В руководстве
man для rsync она описывается как полезная защита от ошибок в конфигурации. При использовании данного средства rsync не сможет проследовать
по символическим ссылкам за пределы ограниченной области, и это услож-
7.14. Ограничение доступа к модулям rsyncd 231
няет сохранение UID и GID по имени. Но все субъективно, и вполне может
быть, что для вас это хороший вариант. См. раздел об использовании chroot
в руководстве: man 5 rsyncd.conf.
Установите для uid и gid значение root или 0. Это обеспечит сохранность UID
и GID и разрешений.
В случае неудачной попытки передать файлы посмотрите сообщения об ошибках
rsync. Они помогут вам, если вы допустили ошибку в пути к файлам, неправильно написали что-то или не смогли подключиться к серверу, и дадут полезные
советы по устранению проблемы.
Если вы используете Linux без systemd, то обратитесь к документации для этого
дистрибутива, чтобы узнать, как запустить и остановить rsyncd.
См. рецепт 7.14, чтобы узнать, как настроить управление доступом.
Дополнительная информация
man 5 rsyncd.conf
7.14. Ограничение доступа к модулям rsyncd
Задача
Для вас нежелательно использовать открытый сервер rsyncd, а также хотелось
бы, чтобы пользователи имели свои защищенные модули, недоступные другим
пользователям.
Решение
Сервер rsyncd поддерживает простую аутентификацию и имеет средства управления доступом. Создайте новый файл, содержащий пары «имя пользователя/
пароль», и добавьте в файл /etc/rsyncd.conf директивы auth users и secrets
file.
Сначала создайте файл паролей. В следующем примере показано содержимое
файла /etc/rsyncd-users со списком из трех пользователей и их паролями:
# rsync-users для server1
duchess:12345
madmax:23456
stash:34567
232 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
Настройте для этого файла разрешения на чтение и запись только для root:
$ sudo chmod 0600 /etc/rsyncd-users
Определите в файле /etc/rsyncd.conf модули для каждого пользователя.
В следующем примере показано определение модуля для Duchess, который
выделяет для резервных копий этого пользователя каталог /backups/duchess
на сервере rsync:
[duchess_backup]
path = /backups/duchess
comment = Duchess's private archive
list = yes
read only = no
auth users = duchess
secrets file =/etc/rsyncd-users
use chroot = no
strict modes = yes
uid = root
gid = root
Создайте объявленные в модулях каталоги с разрешениями 0700, как показано
ниже на примере для Duchess:
$ sudo mkdir /backups/duchess/
$ sudo chmod -R 0700 /backups/duchess/
И попытайтесь отправить несколько файлов:
$ rsync -av ~/logs duchess@server1::duchess_backup
Password:
sending incremental file list
logs/
logs/irc.log
logs/irc_#core-standup.log
logs/irc_#core.log
logs/irc_#desktop.log
logs/irc_#engineering.log
logs/irc_#mobile.log
7.14. Ограничение доступа к модулям rsyncd 233
sent 130,507 bytes received 305 bytes 37,374.86 bytes/sec
total size is 129,383 speedup is 0.99
Работает! Если попытка передать файлы потерпела неудачу, то загляните в журнал rsync и узнайте причину. В systemd Linux самые последние записи в журнале
можно получить, запросив статус службы:
$ systemctl status rsyncd.service
В других дистрибутивах журнал демона rsyncd должен находиться в /var/log.
Комментарий
Пары «имя пользователя/пароль» могут быть совершенно произвольными,
поскольку они никак не связаны с системными учетными записями пользователей. Пользователи rsyncd не имеют доступа к хост-системе за границами
выделенных им каталогов.
Для большей безопасности добавьте в файл /etc/rsyncd.conf следующие директивы:
hosts allow — ее можно использовать для перечисления хостов, которым раз-
решен доступ к архивам rsyncd. С ее помощью, например, можно разрешить
доступ только хостам из одной подсети:
hosts allow = *.local.net
hosts allow = 192.168.1.
Всем остальным хостам доступ будет закрыт, поэтому можно обойтись без
директивы hosts deny;
hosts deny — обычно нет нужды использовать эту директиву, если уже работает hosts allow. С ее помощью удобно закрыть доступ определенным хостам,
вызывающим раздражение.
Файл паролей хранится в обычном текстовом виде, поэтому должен быть доступен только суперпользователю.
Дополнительная информация
man 5 rsyncd.conf
Подраздел «Комментарий» в рецепте 7.13, где рассказывается о параметрах
команды.
234 Глава 7. Резервное копирование и восстановление с помощью команд rsync и cp
7.15. Создание сообщения с приветствием для rsyncd
Задача
Вы настраиваете сервер rsyncd, и у вас появилась идея приветствовать пользователей забавными сообщениями.
Решение
Запишите свое сообщение в обычный текстовый файл, например в /etc/rsync-motd:
Добро пожаловать на ваш локальный сервер резервных копий! Не забудьте
создать резервные копии своих файлов!
Затем задайте местоположение файла в начале файла /etc/rsyncd.conf:
[global]
motd file = /etc/rsync-motd
Подключаясь к серверу, пользователи будут видеть ваше сообщение:
$ rsync server1::backup_dir1/
Добро пожаловать на ваш локальный сервер резервных копий!
Не забудьте создать резервные копии своих файлов!
drwx------rwxr-xr-x
drwx-----drwx-----drwxr-xr-x
[...]
Комментарий
Вывод приветственных сообщений — старая добрая традиция Unix. Эта возможность позволяет поприветствовать пользователей, объявить о простоях
в обслуживании, дать советы по безопасности, резервному копированию и всему
тому, что вы считаете важным.
Дополнительная информация
man 5 rsyncd.conf
ГЛАВА 8
Управление
дисковыми разделами
с помощью parted
Все накопители большой емкости — жесткие диски SATA, твердотельные накопители, USB-накопители, карты SD (Secure Digital), NVMe (Non-Volatile
Memory Express) и CompactFlash — должны быть разбиты на разделы и отформатированы, прежде чем их можно будет использовать. Все они поставляются с уже имеющимися разделами и файловыми системами, которые
могут не соответствовать вашим целям. Кроме того, с течением времени цели
могут меняться, и может потребоваться реорганизовать разделы на диске
и/или использовать другие файловые системы. В этой главе вы узнаете, как
можно управлять разделами с помощью команды parted (partition editor —
редактор разделов).
Обзор
parted управляет только разделами, а о файловых системах рассказывается
в главе 11. В главе 9 будет представлен графический интерфейс для parted,
GParted, который поддерживает возможность управления не только разделами,
но и файловыми системами.
Вы также узнаете о современной замене главной загрузочной записи (Master
Boot Record, MBR) — устаревшей и неадекватной таблице разделов. На смену
MBR пришла новая таблица глобальных уникальных идентификаторов разделов (Globally Unique Identifier Partition Table, GPT).
parted показывает информацию о разделах, а также может создавать, удалять и изменять размеры разделов. У parted есть только одна проблема: он
236 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
немедленно записывает все изменения на диск, поэтому нужно быть очень
осторожными при обращении с этой утилитой. Графический интерфейс
GParted удобнее в этом отношении — он не применяет изменения, пока вы
не нажмете кнопку.
Все запоминающие устройства по привычке называют дисками, хотя многие
из них не являются таковыми, как, например, твердотельные накопители.
А почему бы и нет? Ведь мы до сих пор говорим: «позвони по телефону» или
«сфотографируй», подразумевая использование смартфона.
Возможность деления дискового пространства на разделы позволяет создать
одну или несколько логически изолированных областей. На диске должен
иметься хотя бы один раздел. Количество разделов зависит только от ваших
потребностей и капризов. После создания разделов в каждый из них нужно
поместить файловую систему, и только тогда вы сможете использовать диск.
На одном диске может быть несколько разделов, и каждый раздел может иметь
свою файловую систему.
Имя диска в Linux всегда начинается с /dev (сокращенно от device — «устройство»). Например, /dev/sda — это имя жесткого диска, а /dev/sr0 — привода
оптических дисков. Имена разделов образуются из имени диска и номера.
Если на диске /dev/sda имеется три раздела, то они будут называться /dev/sda1,
/dev/sda2 и /dev/sda3.
Схемы деления на разделы
Некоторые дистрибутивы Linux предлагают установить все в один раздел. Это
вполне работоспособный вариант, однако создание еще нескольких разделов во
время установки дает дополнительные преимущества:
наличие отдельного раздела для /boot упрощает управление мультизагрузочными системами, поскольку загрузочные файлы не зависят от операционных
систем, которые вы устанавливаете или удаляете;
выделение /home в отдельный раздел обеспечивает изоляцию домашних каталогов пользователей от корневой файловой системы и позволяет заменить
установленную систему Linux, не касаясь /home. Более того, /home можно
даже разместить на отдельном диске;
каталоги /var и /tmp могут переполняться из-за выхода процессов из-под
контроля. Размещение этих каталогов в отдельных разделах предотвращает
подобное отрицательное влияние на другие файловые системы;
Обзор 237
размещение файла подкачки в отдельном разделе позволяет организовать
перевод компьютера в спящий режим с сохранением состояния на диске.
Дополнительную информацию о выборе схемы деления диска на разделы можно
найти в главе 1.
Таблицы разделов: GPT и MBR
Таблица разделов GUID (GUID Partition Table, GPT), впервые появившаяся
в 2010 году, — это современная замена устаревшей главной загрузочной записи
(Master Boot Record, MBR), оставшейся в наследство от PC-DOS. Если до сих
пор вы использовали только MBR, то вас ждет приятный сюрприз, поскольку
GPT — это свидетельство существенного улучшения.
Главная загрузочная запись MBR была придумана для компьютеров IBM еще
в прошлом тысячелетии, в начале 1980-х, в захватывающую эпоху десятимегабайтных жестких дисков. MBR занимает первые 512 байт первого сектора диска,
предшествующего первому разделу, и содержит загрузчик и таблицу разделов.
Загрузчик занимает 446 байт, таблица разделов — 64 байта, а оставшиеся 2 байта
хранят сигнатуру.
Шестьдесят четыре байта — это не так много для хранения большого количества чего-либо, поэтому в MBR может храниться информация только о четырех
основных разделах. Один первичный раздел может содержать расширенный
раздел, который затем можно разделить на логические разделы. Linux поддерживает (теоретически) неограниченное количество логических разделов.
Но даже с огромным количеством логических разделов MBR ограничивает
максимальный размер диска 2,2 ТиБ, чего в наши дни едва хватает для хранения
мемов с котиками. Почему именно это ограничение? Посчитайте сами: MBR
ограничена 32-битными адресами и может адресовать 232 блока (блоки и секторы мы обсудим чуть позже), поэтому размер диска с 512-байтными блоками
ограничивается 232 × 512 = 2,199023256 × 1012 байтами.
BIOS и UEFI
GPT — часть спецификации единого расширяемого микропрограммного интерфейса (Unified Extensible Firmware Interface, UEFI). UEFI заменяет базовую систему ввода/вывода компьютера, более известную как BIOS. На рис. 8.1 показан
интерфейс старой BIOS, а на рис. 8.2 — современного UEFI с богатым набором
функций, что делает его похожим на маленькую операционную систему.
238 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
Рис. 8.1. Настройки устаревшей BIOS
Рис. 8.2. Настройки UEFI
GPT имеет множество преимуществ перед MBR:
до 128 разделов в Linux с номерами 1–128 без всяких проблем с первичными
и расширенными разделами;
высокую отказоустойчивость: копии таблицы разделов хранятся в нескольких местах;
Обзор 239
уникальные идентификаторы дисков и разделов;
поддержку устаревшего режима загрузки BIOS/MBR;
проверку собственной целостности и таблицы разделов;
безопасную загрузку.
MBR постепенно выходит из употребления, и вам определенно следует использовать GPT. В GPT первый сектор диска зарезервирован для защитной
MBR, которая поддерживает GPT на компьютере с BIOS, благодаря чему
имеется возможность применять GPT в старых системах с BIOS вместо UEFI.
И загрузчик, и операционная система должны поддерживать GPT, и такая поддержка уже давно реализована в Linux. Единственная причина использования
MBR — старые компьютеры со старыми операционными системами, которые
не поддерживают GPT.
Если у вас есть подобная старая система, то вы не сможете обновить ее до поддержки UEFI —чтобы получить UEFI, вы должны будете заменить материнскую
плату, поскольку и UEFI, и BIOS интегрированы в нее.
Блоки и секторы
Теперь поговорим о блоках и секторах и о том, как они влияют на максимальные
размеры дисков, файлов и разделов. Блоки — это наименьшие единицы хранения
на диске, которые может использовать файловая система. Деление на блоки — логическое, а не физическое. Самая маленькая физическая единица хранения — это
сектор. Блоки могут занимать несколько секторов, а файл — несколько блоков.
При размещении файлов в блоках возникают некоторые потери, поскольку размеры файлов редко бывают кратными размерам блоков. Например, файл размером
на один байт больше размеров четырех блоков займет пять блоков. Пятый блок
будет хранить единственный байт и принадлежать только этому файлу. Из-за этого можно подумать, что 512-байтные блоки менее расточительны. Но в каждом
блоке хранится еще кое-какая информация, помимо данных из файла.
Каждый блок, кроме данных из файла, хранит отметки времени, имя файла,
атрибуты владения, разрешения, идентификатор блока и его правильный порядок с другими блоками, индексный узел и другие метаданные.
Блоки размером 4096 байт в восемь раз больше 512-байтных блоков, а метаданных хранят столько же. Чтобы полностью занять жесткий диск емкостью 4 ТиБ,
на нем нужно разместить 8 000 000 000 блоков по 512 байт. При размере блока
4096 байт разместить нужно только 1 000 000 000 блоков — получается довольно
внушительная экономия на метаданных.
240 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
Размер сектора ограничивает размер томов. Долгие годы стандартным считался размер сектора 512 байт, в настоящее время стандартным считается размер
4096 байт, поскольку емкость жестких дисков значительно выросла.
Таблица разделов GPT обеспечивает 64-битную адресацию, позволяя разместить 264 блоков на одном диске, то есть размер жесткого диска с 512-байтными
блоками может достигать 9 Збайт (9 × 1021 байт). С 4096-байтными блоками
максимальный размер диска составляет 75 Збайт (75 × 1021 байт), чего, как мне
кажется, будет достаточно даже для самого преданного коллекционера мемов
с котиками. Это теоретические максимумы, но есть еще ограничения, накладываемые оборудованием, операционной системой и поддержкой больших томов
в файловой системе. Например, файловая система Ext4 не может иметь размер
больше 1 ЭиБ (1 × 260), а максимальный размер файла с размером блока 4096 байт
составляет в ней 16 ТиБ. Файловая система XFS имеет максимальный размер
8 ЭиБ минус 1 байт (8 × 260 – 1).
Оптические CD и DVD имеют секторы размером по 2048 байт. Твердотельные
устройства, такие как USB-накопители, SD-карты, CompactFlash и твердотельные
накопители (SSD), тоже имеют секторы и блоки. Самая маленькая единица хранения на SSD называется страницей. Типичные размеры страниц — 2, 4, 8 Кбайт
и больше. Блоки содержат от 128 до 256 страниц и обычно имеют размер от
256 Кбайт до 4 Мбайт.
От всех этих непривычных чисел голова может пойти кругом. В табл. 8.1 перечислены десятичные и двоичные единицы измерения, которые можно использовать для измерения емкости диска.
Таблица 8.1. Десятичные и двоичные единицы счисления
Величина
Десятичная единица
Величина
Двоичная единица
1
Б, байт
1
Б, байт
1000
Кбайт, килобайт
1024
КиБ, кибибайт
1000
Мбайт, мегабайт
1024
МиБ, мибибайт
1000
Гбайт, гигабайт
1024
ГиБ, гибибайт
1000
Тбайт, терабайт
1024
ТиБ, тебибайт
1000
Пбайт, петабайт
1024
ПиБ, пебибайт
1000
Эбайт, эксабайт
1024
ЭиБ, эксбибайт
1000
Збайт, зеттабайт
1024
ЗиБ, зебибайт
1000
Ибайт, йоттабайт
1024
ЙиБ, йобибайт
2
3
4
5
6
7
8
2
3
4
5
6
7
8
8.1. Размонтирование разделов перед разбиением с помощью parted 241
Десятичные единицы измерения — это степени 10; например, килобайт равен
1000 байт, или 103. Двоичные единицы — степени двойки, поэтому кибибайт
равен 210, или 1024 байт. Производители жестких дисков любят использовать
десятичный формат, чтобы емкость их дисков казалась больше.
Тот, кто придумал странную схему именования «бибайт», почти гарантировал,
что никто и никогда не захочет произносить эти названия. В любом случае данное разделение вносит путаницу, поскольку многие используют эти именования
единиц как взаимозаменяемые. Но, как бы то ни было, теперь вы знаете разницу.
8.1. Размонтирование разделов
перед разбиением
с помощью parted
Задача
Вы знаете, что перед изменением разделов с помощью parted их нужно размонтировать, но не знаете, как это сделать.
Решение
Размонтировать раздел можно в диспетчере файлов с графическим интерфейсом
или воспользоваться командой umount. Ниже представлен пример размонтирования /dev/sdc2:
$ sudo umount /dev/sdc2
Но как узнать имя устройства? Загляните в рецепт 8.3, в котором рассказывается, как получить список всех подключенных дисков и разделов.
Если вы собираетесь создать новую таблицу разделов на диске, то должны размонтировать все разделы, имеющиеся на нем.
Внесение изменений в работающей системе
Весьма рискованно размонтировать файловые системы, такие как /home,
/var или /tmp, размещенные в разных разделах и подключенные к активной
корневой файловой системе. Безопаснее выполнять операции с разделами
из другого экземпляра Linux, такого как SystemRescue (см. главу 19), или
из второй системы Linux на той же машине (см. главу 1).
242 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
Комментарий
Технически монтируются и размонтируются файловые системы, а не разделы.
Но я не против, если вы скажете «разделы».
Дополнительная информация
man 8 parted
Руководство пользователя Parted User’s Manual (https://oreil.ly/SNyLL).
8.2. Запуск parted
в командном режиме
Задача
Вы знаете, что команда parted поддерживает интерактивный режим, в котором
можно работать как с командной оболочкой, и пакетный режим, когда parted
выполняется как обычная команда. Теперь вы хотите узнать, как использовать
оба режима.
Решение
Если ввести команду parted без параметров, то она запустит интерактивную
оболочку parted. Для этого нужны привилегии root:
$ sudo parted
GNU Parted 3.2
Using /dev/sda
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted)
Когда привычное приглашение к вводу сменится на (parted), это будет означать, что вы находитесь в интерактивной оболочке parted. Введите help, чтобы
получить список команд и их описания. Кроме того, можно получить справку
для отдельных команд parted, например help print. Введите quit, чтобы вый
ти из parted. Большинство команд parted можно сократить до первой буквы,
например h и q.
Чтобы запустить parted как обычную команду, нужно передать ей все необходимые параметры, как в следующем примере, который выводит список всех
подключенных дисков:
Команда запустится, выполнит затребованное действие и вернется в обычную
командную оболочку.
Комментарий
Будьте осторожны, задействуя любой режим, поскольку parted применяет изменения немедленно. Всегда создавайте резервные копии, прежде чем приступать
к использованию parted.
Дополнительная информация
man 8 parted
Руководство пользователя Parted User’s Manual (https://oreil.ly/SNyLL).
8.3. Обзор существующих дисков и разделов
Задача
Получить список имеющихся разделов, их размеры и типы файловых систем
на них.
Решение
Если вам неизвестны имена дисков в вашей системе, то просто запустите parted
без параметров:
$ sudo parted
GNU Parted 3.2
Using /dev/sda
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted)
Если вы не указали устройство, то parted попытается угадать, какое вы хотите
использовать — обычно первое, — и сообщит о своем выборе (обратите внимание
на строку Using /dev/sda в предыдущем примере).
244 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
Запустите команду print devices, чтобы получить список дисков с их именами
и размерами:
(parted)
/dev/sda
/dev/sdb
/dev/sdc
print devices
(256GB)
(1000GB)
(4010MB)
Выберите нужный вам диск, чтобы получить подробную информацию о нем:
(parted) select /dev/sdb
Using /dev/sdb
(parted) print
Model: ATA ST1000DM003-1SB1 (scsi)
Disk /dev/sdb: 1000GB
Sector size (logical/physical): 512B/4096B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
1
2
3
4
Start
1049kB
525MB
344GB
998GB
End
525MB
344GB
998GB
1000GB
Size
524MB
343GB
654GB
2148MB
File system
fat16
btrfs
xfs
linux-swap(v1)
Name
Flags
boot, esp
swap
(parted)
Введите команду quit, чтобы выйти.
Можно открыть интерактивную оболочку parted для конкретного диска:
$ sudo parted /dev/sda
GNU Parted 3.2
Using /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
Введите команду print без параметров, чтобы получить информацию об этом диске:
(parted) print
Model: ATA SAMSUNG SSD SM87 (scsi)
Disk /dev/sda: 256GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
[...]
Команда print all позволяет вывести информацию обо всех разделах на всех
устройствах:
(parted) print all
Model: ATA SAMSUNG SSD SM87 (scsi)
8.3. Обзор существующих дисков и разделов 245
Disk /dev/sda: 256GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
1
Start
1049kB
End
524MB
Size
523MB
2
524MB
659MB
134MB
3
4
659MB
253GB
253GB
256GB
253GB
2561MB
File system
fat16
ntfs
ntfs
Name
EFI system
partition
Microsoft reserved
partition
Basic data partition
Flags
legacy_boot,
msftdata
msftres
msftdata
diag
Model: ATA ST1000DM003-1SB1 (scsi)
Disk /dev/sdb: 1000GB
Sector size (logical/physical): 512B/4096B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
1
2
3
4
Start
1049kB
525MB
344GB
998GB
End
525MB
344GB
998GB
1000GB
Size
524MB
343GB
654GB
2148MB
File system
fat16
btrfs
xfs
linux-swap(v1)
Name
Flags
boot, esp
swap
Model: General USB Flash Disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 4010MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:
Number Start
End
Size
Type
File system
1
1049kB 4010MB 4009MB primary fat32
Flags
А так можно определить наличие на диске свободного пространства, не занятого
ни одним разделом:
(parted) print free
Model: ATA ST4000DM000-1F21 (scsi)
Disk /dev/sda: 4001GB
Sector size (logical/physical): 512B/4096B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
1
2
3
4
Start
17.4kB
1049kB
500MB
60.5GB
2061GB
2069GB
End
1049kB
500MB
60.5GB
2061GB
2069GB
4001GB
Size
1031kB
499MB
60.0GB
2000GB
8000MB
1932GB
File system
Free Space
ext4
ext4
xfs
linux-swap(v1)
Free Space
Name
Flags
246 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
Комментарий
Разберем, что означает вся эта выводимая информация.
Model (модель) — название производителя устройства.
Disk (диск) — имя устройства и размер.
Sector size (размер сектора) — физический и логический размеры бло-
ка. Логический размер блока 512 байт обеспечивает обратную совместимость со старыми дисковыми контроллерами и программным обеспечением.
Partition table (таблица разделов) — сообщает тип таблицы разделов: msdos
или gpt.
Flags (флаги) — более важны для Windows, чем для Linux. Они идентифи-
цируют типы разделов и в некоторых случаях необходимы, чтобы Windows
не запуталась в них. Полный список флагов можно найти в руководстве
пользователя Parted User’s Manual (https://oreil.ly/SNyLL).
Ниже представлены несколько флагов с их описанием для примера:
legacy_boot — отмечает загрузочный раздел GPT;
msftdata — отмечает разделы GPT, содержащие файловые системы Microsoft:
NTFS или FAT;
msftres — раздел, зарезервированный Microsoft. Это специальный раздел,
который необходим операционным системам Microsoft для использования
разделов GPT. На дисках размером менее 16 Гбайт для зарезервированного раздела (MSR) отводится 32 Мбайт, а на дисках большего размера —
128 Мбайт.
diag — раздел для восстановления Windows.
boot, esp — оба флага отмечают раздел как загрузочный; boot — это метка
для MBR, а esp — для GPT.
swap — отмечает раздел подкачки.
Дополнительная информация
man 8 parted
Руководство пользователя Parted User’s Manual (https://oreil.ly/SNyLL).
8.4. Создание разделов GPT на незагрузочном диске 247
8.4. Создание разделов GPT на незагрузочном диске
Задача
Заново разбить диск на разделы, удалив все данные и создав новую таблицу
разделов GPT. Это не загрузочный диск с операционной системой — он предназначен только для хранения данных.
Решение
Сначала создайте новую таблицу разделов, потом разделы, а затем убедитесь,
что все они созданы правильно. Проверьте правильность выбора диска; см. рецепт 8.3, в котором рассказывается, как получить список дисков и разделов.
Следующий пример демонстрирует разбиение USB-накопителя /dev/sdc, который используется для хранения данных. Это не загрузочный диск с операционной системой. Перед запуском parted обязательно размонтируйте устройство.
Первый шаг — размонтировать устройство, и только потом можно приступать
к созданию новой таблицы разделов GPT:
$ sudo umount /dev/sdc
$ sudo parted /dev/sdc
GNU Parted 3.2
Using /dev/sdc
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) mklabel gpt
Warning: The existing disk label on /dev/sdc will be destroyed and all data on
this disk will be lost. Do you want to continue?
Yes/No? Yes
(parted) p
Model: General USB Flash Disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 4010MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
Start
End
Size
File system
Name
Flags
Теперь можно создать новые разделы. Ниже приводится пример создания двух
разделов с одинаковыми размерами. Для каждого раздела нужно указать имя,
а также начало и конец:
(parted) mkpart "images" ext4 1MB 2004MB
(parted) mkpart "audio files" xfs 2005MB 100%
248 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
После этого проверьте получившийся результат и завершите сеанс работы
с parted:
(parted) print
Model: General USB Flash Disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 4010MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
1
2
Start
1049kB
2006MB
End
2005MB
4009MB
Size
2004MB
2003MB
File system
ext4
xfs
Name
images
audio files
Flags
(parted) q
Information: You may need to update /etc/fstab.
Если начало или конец окажется слишком близко к другому разделу, то parted
сообщит об ошибке. В следующем примере начало второго раздела совпадает
с концом первого:
(parted) mkpart "images" ext4 2004MB 100%
Warning: You requested a partition from 2004MB to 4010MB (sectors
3914062..7831551).
The closest location we can manage is 2005MB to 4010MB (sectors
3915776..7831518).
Is this still acceptable to you?
Yes/No? Yes
Чтобы исправить ошибку, можно 2004MB заменить на 2005MB.
Комментарий
Синтаксис создания новых разделов GPT имеет вид: mkpart name fs-type
start end.
Параметр name — обязательный. В нем можно передать любую строку, то есть
вы можете дать разделу имя, которое будет напоминать вам его предназначение.
Метка fs-type — необязательная (тип файловой системы), но вы всегда должны
указывать ее, чтобы разделу был присвоен правильный код типа файловой системы. Запустите команду help mkpart в интерактивной оболочке parted, чтобы
увидеть список поддерживаемых меток файловой системы.
Параметр start определяет точку начала нового раздела. Это всегда числовое
значение. Значение 1MB в примере выше означает «отступить один мегабайт от
8.4. Создание разделов GPT на незагрузочном диске 249
начала диска». Начать с нуля нельзя, поскольку первые 33 сектора зарезервированы для метки EFI, поэтому первый раздел может начинаться только с сектора
с порядковым номером 34 или выше. Я использую отступ в один мегабайт, поскольку это легко запомнить.
В параметре end можно передать абсолютное или процентное значение размера. В предыдущем примере конец первого раздела находится на расстоянии
2005 Мбайт от начала диска. Второй раздел заканчивается в точке, соответствующей 100 % оставшегося пространства. Создание новой таблицы разделов
удалит все данные, имевшиеся на диске.
Перед использованием нового раздела на него следует поместить файловую
систему (см. главу 11).
Предупреждение You may need to update /etc/fstab (Возможно, вам следует поправить /etc/fstab) актуально, только если вы меняете разделы, перечисленные
в файле /etc/fstab.
Даже если вы добавили в разделы метки с типами файловых систем, они
не будут созданы автоматически. Создание файловых систем — это отдельный шаг.
Метки файловых систем иногда могут исчезнуть. Но если поместить файловую
систему в раздел, то они сохранятся.
Справка в parted и документация не совсем четко описывают различия между
созданием разделов GPT и MS-DOS. Создавая раздел GPT, вы должны придумать для него имя. При создании раздела MS-DOS нужно указать тип раздела:
первичный, расширенный или логический. Это вызывает некоторую путаницу,
и в результате администраторы создают разделы GPT с именами «первичный»,
«расширенный» и «логический». Это неверно, и для разделов GPT следует задавать имена.
В любом случае не следует создавать таблицы разделов MS-DOS, поскольку
они устарели, разве только на старых компьютерах со старым программным
обеспечением, которое не поддерживает GPT.
Дополнительная информация
man 8 parted
Руководство пользователя Parted User’s Manual (https://oreil.ly/SNyLL).
Глава 11.
250 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
8.5. Создание разделов для установки Linux
Задача
Определить, как разбить диск на разделы для установки Linux.
Решение
Используйте диспетчер разделов в программе установки Linux. Можно разбить
диск на разделы и до запуска установки Linux, но использование диспетчера
разделов в программе установки гарантирует, что все будет сделано правильно,
и если вы допустите ошибку, то увидите соответствующее предупреждение.
Предлагаемая схема разбиения приводится в рецепте 1.8.
Комментарий
Большинство программ установки Linux помогают разбить диск на разделы для
новой установки, а также позволяют настроить разбиение вручную.
Дополнительная информация
Вводная часть этой главы, где приводятся рекомендации по разбиению диска.
Глава 1.
8.6. Удаление разделов
Задача
Удалить некоторые разделы.
Решение
Запустите parted в интерактивном режиме для диска, на котором требуется
удалить разделы, и выведите таблицу разделов:
$ sudo parted /dev/sdc
GNU Parted 3.2
Using /dev/sdc
8.6. Удаление разделов 251
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) p
Model: General USB Flash Disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 4010MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:2
Number
1
2
Start
1049kB
2005MB
End
2005MB
4010MB
Size
2004MB
2005MB
Type
primary
primary
File system
Flags
Чтобы, например, удалить второй раздел, введите команду rm 2. Раздел будет
немедленно удален без подтверждения. Затем снова введите команду p для
проверки:
(parted) rm 2
(parted) p
Model: General USB Flash Disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 4010MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:
Number
1
Start
1049kB
End
2005MB
Size
2004MB
Type
primary
File system
Flags
Комментарий
Будьте внимательны, указывая номер удаляемого раздела. Сделайте заметки на
бумаге и не ленитесь перепроверить себя, прежде чем начать.
При попытке удалить смонтированный раздел parted выдаст предупреждение: Warning: Partition /dev/sdc2 is being used. Are you sure you want to continue? (Внимание: раздел /dev/sdc2 в настоящий момент используется. Вы уверены, что
хотите продолжить?). Вы можете продолжить и удалить его. Любые открытые
файлы останутся в памяти, пока вы не закроете их или не попытаетесь перезагрузить, но самое интересное то, что эти файлы можно сохранить в другом
разделе.
Дополнительная информация
man 8 parted
Руководство пользователя Parted User’s Manual (https://oreil.ly/SNyLL).
252 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
8.7. Восстановление удаленного раздела
Задача
Вы удалили раздел по ошибке и теперь хотите восстановить его.
Решение
Если вы случайно удалили новый пустой раздел, то нет смысла восстанавливать его, просто создайте его заново. Если в разделе имелась файловая система
и данные, то приступить к восстановлению нужно немедленно. В интерактивной
оболочке parted выполните команду rescue и укажите начало и конец раздела.
Они могут быть приблизительными:
(parted) rescue 2000MB 4010MB
searching for file systems... 40%
(time left 00:01)Information: A ext4
primary partition was found at 2005MB -> 4010MB. Do you want to add it to the
partition table?
Yes/No/Cancel? Yes
Оболочка parted не сообщает о результатах выполнения операции, поэтому выведите таблицу разделов, чтобы узнать, был ли восстановлен потерянный раздел:
(parted) p
Model: General USB Flash Disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 4010MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
1
2
Start
1049kB
2005MB
End
2005MB
4010MB
Size
2004MB
2005MB
File system
xfs
ext4
Name
images
Flags
Вот и все. Если вам повезет, то ваши файлы останутся в целости и сохранности.
Комментарий
Чем дольше вы раздумываете, прежде чем приступить к восстановлению раздела, тем ниже вероятность успешного восстановления, поскольку он может
быть случайно перезаписан. Если нужно отложить спасательные операции на
какое-то время, то спрячьте диск подальше в безопасное место.
Как всегда, не забывайте о резервном копировании.
8.8. Увеличение размера раздела 253
Дополнительная информация
man 8 parted
Руководство пользователя Parted User’s Manual (https://oreil.ly/SNyLL).
8.8. Увеличение размера раздела
Задача
Увеличить размер существующего раздела, в котором имеется файловая система.
Решение
Следующий пример демонстрирует, как увеличить размер раздела с файловой
системой в нем. Для этого нужно выполнить два шага: изменить размер раздела,
затем соответствующим образом изменить размер файловой системы. Каждая
файловая система имеет свой набор инструментов, и вы должны использовать
правильный инструмент для увеличения размера системы. В данном рецепте
мы изменим размер разделов Ext4, XFS, Btrfs и FAT16/32.
Ext4, XFS и Btrfs можно увеличивать, не размонтируя их. Изменить размер
FAT16/32 можно, только если эта файловая система размонтирована.
В конце раздела, который нужно увеличить, должно быть свободное место.
Откройте интерактивную оболочку parted на выбранном диске и найдите свободное место:
$ sudo parted /dev/sdc
GNU Parted 3.2
Using /dev/sdc
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) print free
Model: General USB Flash Disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 4010MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
[...]
2
Start
End
Size
File system
Name
1024MB
2005MB
3500MB
2005MB
3500MB
4010MB
981MB
1495MB
510MB
Free Space
ext4
Free Space
audio
Flags
254 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
В данном случае мы имеем 981 Мбайт свободного пространства перед разделом 2
и 510 Мбайт — после него. Изменить можно только конечную точку раздела,
поэтому следующие примеры расширяют раздел 2, добавляя к нему 510 Мбайт
свободного места в конце.
Сначала расширим раздел до новой конечной точки:
(parted) resizepart 2 4010MB
Вы не увидите сообщения об успешном выполнении, но если была допущена
ошибка, то сообщение об ошибке появится. Введите p, чтобы вывести таблицу
разделов и убедиться, что команда resizepart сделала то, что вы хотели.
Теперь нужно расширить файловую систему, приведя ее размер в соответствие с новым размером раздела, использовав для этого соответствующую
команду для данной файловой системы. В табл. 8.2 перечислены команды для
каждой файловой системы, выполняющие их расширение для заполнения
разделов.
Таблица 8.2. Команды для увеличения размеров файловых систем
Файловая система
Команда изменения размера
Ext4
sudo resize2fs /dev/sdc2
XFS
sudo xfs_growfs -d /dev/sdc2
Btrfs
sudo btrfs filesystem resize max /dev/sdc2
FAT16/32
sudo fatresize -i /dev/sdc2
Напомню еще раз, что перед изменением размера файловой системы FAT16/32
ее нужно размонтировать.
Выведите таблицу разделов в parted, чтобы проконтролировать результат.
Комментарий
Примеры в данной главе и в рецепте 8.9 небольшие, и в них фигурировал USBнакопитель емкостью 4 Гбайт. Он прекрасно подходит для тестирования, но
в реальной жизни вы, скорее всего, будете использовать диски большего размера.
Команды для работы с этими дисками останутся прежними, изменятся только
размеры разделов.
Как всегда, перед началом работы обязательно убедитесь в наличии резервных
копий.
8.9. Уменьшение размера раздела 255
Есть возможность уменьшить размер файловой системы, чтобы он был меньше
размера раздела, но в этом нет особого смысла. Прочитайте главу 11, чтобы
узнать все о создании файловых систем и управлении ими.
Если вам интересно, то я выбрала Ext4, Btrfs, XFS и FAT16/32, поскольку эти
файловые системы чаще всего используются в Linux и хорошо поддерживаются.
Дополнительная информация
Глава 11.
man 8 resize2fs
man 8 parted
man 8 xfs_growfs
man 8 btrfs
man 8 fsck.vfat
8.9. Уменьшение размера раздела
Задача
Имеется раздел с файловой системой на нем, и его размер требуется уменьшить.
Решение
Размер файловой системы XFS нельзя уменьшить, можно только увеличить.
Уменьшить можно Ext4, Btrfs и FAT16/32. Ext4 и FAT16/32 должны быть размонтированы перед сжатием. Btrfs можно сжать не размонтируя, но безопаснее
сначала все-таки размонтировать ее.
Убедитесь, что используемая часть файловой системы, которую вы собираетесь
сжать, меньше размера, до которого она будет сжиматься. Используйте команду
du, чтобы узнать, сколько места занимают ваши файлы:
$ du -sh /media/duchess/shrinkme
922.6M
/media/duchess/shrinkme
Кроме того, около 40 % от суммарного объема файлов следует оставить для
метаданных, не полностью занятых блоков и так, на всякий случай, поэтому
в данном случае новый размер не должен быть меньше 1,4 Гбайт. Если понадобится место для добавления новых файлов, то учтите и это.
256 Глава 8. Управление дисковыми разделами с помощью parted
Уменьшать разделы немного сложнее, чем расширять. Процесс включает дополнительные шаги, и файловые системы должны размонтироваться перед сжатием.
Если раздел находится на внешнем устройстве, таком как USB-накопитель,
размонтируйте его и только потом приступайте к сжатию. Если раздел принадлежит вашей работающей системе, то, чтобы сжать его, следует загрузиться
с аварийного диска или во второй экземпляр Linux в мультизагрузочной системе
и запускать parted оттуда. Это необходимо для того, чтобы размонтировать
файловую систему, которую требуется сжать.
После размонтирования выбранной файловой системы выполните следующие
шаги:
проверьте файловую систему;
уменьшите размер файловой системы;
уменьшите размер раздела.
Выполните следующую команду, чтобы проверить файловую систему Ext4:
$ sudo e2fsck -f /dev/sdc2
Чтобы проверить Btrfs:
$ sudo btrfs check /dev/sdc2
Чтобы проверить FAT16/32:
$ sudo fsck.vfat -v /dev/sdc2
По окончании проверки уменьшите размер файловой системы. Примеры команд
в табл. 8.3 увеличивают размеры файловых систем до 2000 Мбайт.
Таблица 8.3. Команды для увеличения размеров файловых систем
Файловая система
Команда изменения размера
Ext4
sudo resize2fs /dev/sdc2 2g
Btrfs
sudo btrfs filesystem resize 2g /dev/sdc2
FAT16/32
sudo fatresize -s 2G /dev/sdc2
Теперь можно уменьшить размер раздела, приведя его в соответствие с размером
файловой системы. Откройте интерактивную оболочку parted с выбранным
устройством и запустите команду resizepart, указав номер раздела и конечную
точку:
8.9. Уменьшение размера раздела 257
(parted) resizepart 1 2000MB
Warning: Shrinking a partition can cause data loss, are you sure you want
to continue?
Yes/No? y
Комментарий
Устройства хранения постепенно дешевеют. В былые времена возня с разделами
была необходима, чтобы втиснуть на диск большую часть файлов. Теперь у нас
есть возможность настроить их размеры, как нам удобно.
Дополнительная информация
Глава 11.
man 8 resize2fs
man 8 parted
man 8 btrfs
man 8 fsck.vfat
ГЛАВА 9
Управление разделами
и файловыми системами
с помощью GParted
GParted (GNOME Partition Manager) — диспетчер разделов для GNOME —
один из моих любимых инструментов в Linux. GParted — это красивый графический интерфейс для parted и других команд управления файловыми
системами. С помощью GParted можно создавать, удалять, перемещать, копировать и изменять размеры разделов и файловых систем, а также создавать
новые таблицы разделов всего несколькими щелчками кнопкой мыши. Среди
других возможностей можно также назвать восстановление данных и управление метками и UUID.
Метки разделов и файловых систем удобно использовать для их идентификации и присваивания файловым системам коротких и простых имен. Если метка
не задана, то файловые системы идентифицируются своими длинными UUID.
Например, если подключить USB-накопитель, не имеющий метки в файловой
системе, то он будет доступен как /media/username/1d742b2d-a621-4454-b4d3469216a6f01e. Присвойте ему красивую короткую метку, например mystuff,
и тогда он будет монтироваться как /media/username/mystuff.
Внесение изменений в работающей системе
Для некоторых операций, таких как копирование, проверка и восстановление, а также установка меток и идентификаторов UUID, требуется сначала
размонтировать файловые системы. ФС, необходимые работающей системе,
размонтировать нельзя, поэтому используйте загрузочный компакт-диск или
USB-накопитель SystemRescue (см. главу 19). Если вы работаете с мультизагрузочной системой с несколькими установленными системами Linux, то загрузитесь в другой экземпляр Linux и запустите GParted оттуда (см. главу 1).
Глава 9. Управление разделами и файловыми системами с помощью GParted
259
Перед завершением работы GParted выводит окно состояния и предлагает сохранить файл журнала с перечислением выполненных действий. Сохраните эту
информацию и изучите ее, поскольку по ней можно увидеть, какие команды
и в какой последовательности вызывались.
Для работы GParted требуются привилегии root. При запуске GParted с привилегиями рядового пользователя откроется диалог для ввода пароля sudo или
root (рис. 9.1).
Рис. 9.1. Перед запуском приложения запрашивается пароль
Все запоминающие устройства по привычке называют дисками, даже твердотельные устройства, такие как SSD, USB-накопители, а также карты SD (Secure
Digital), NVMe (Non-Volatile Memory Express) и CompactFlash. GParted может
управлять любыми из этих дисков, внутренними и внешними, физически подключенными к системе.
Если вы не знакомы с основами разбиения дисков и управления файловыми
системами, то прочитайте введение в главу 8.
Будьте осторожны!
Прежде чем попробовать любой из рецептов в этой главе, создайте резервные копии своих файлов и проверяйте правильность выбора дисков
и разделов.
Создание новой таблицы разделов стирает все данные на диске.
Удаление или иное повреждение раздела приводит к потере всех данных
в нем. Теоретически их можно восстановить, но это не гарантировано.
Для отработки практических навыков отлично подходят USB-накопители.
260 Глава 9. Управление разделами и файловыми системами с помощью GParted
9.1. Обзор разделов, файловых систем
и свободного пространства
Задача
Узнать, какие разделы и файловые системы имеются и сколько свободного места
на подключенных дисках.
Решение
Запустите GParted и используйте раскрывающийся список вверху справа для
переключения между дисками (рис. 9.2). Выберите пункт меню ViewDevice
Information (ВидИнформация об устройстве), чтобы открыть слева панель
с информацией о диске: названием модели, серийным номером, размером и типом таблицы разделов.
Рис. 9.2. Обзор дисков в GParted
Можно получить еще больше информации: имена устройств, точки монтирования, файловые системы, метки, типы и размеры разделов, занятое и общее пространство, а также свободное пространство. Щелкните правой кнопкой мыши на
любом разделе, выберите в контекстном меню пункт Information (Информация),
и на экране появится диалог с дополнительной информацией о выбранном разделе (рис. 9.3).
9.1. Обзор разделов, файловых систем и свободного пространства 261
Комментарий
GParted не применяет изменений до тех пор, пока вы не нажмете кнопку с зеленым флажком на верхней панели инструментов, поэтому можете без опаски
исследовать свои диски. Если вы случайно выберете какую-то команду, то для
ее отмены нажмите кнопку с маленькой изогнутой желтой стрелкой рядом
с флажком.
Рис. 9.3. Информация о разделе в GParted
В контекстном меню, открывающемся после щелчка правой кнопкой мыши на
разделе, некоторые пункты неактивны, поскольку соответствующие им операции
можно применять только к несмонтированным файловым системам. Выберите
в контекстном меню пункт Unmount (Размонтировать), и эти команды станут
доступны. Обратите внимание, что любые файловые системы, необходимые
для текущей работающей системы, нельзя размонтировать; для манипуляций
с ними используйте SystemRescue CD/USB (см. главу 19).
Дополнительная информация
Главная страница GNOME Partition Editor (https://gparted.org).
262 Глава 9. Управление разделами и файловыми системами с помощью GParted
9.2. Создание новой таблицы разделов
Задача
Реорганизовать диск и создать на нем новую таблицу разделов GPT. В настоящий момент на диске уже имеется таблица разделов MS-DOS, и ее нужно заменить на GPT. Возможно, это диск со старой ненужной информацией, которую
не жаль потерять, и вы хотите начать с чистого диска.
Решение
Для начала проверьте и перепроверьте — на каком диске вы хотите создать новую
таблицу разделов, поскольку, ошибившись, вы рискуете уничтожить нужные
данные на другом диске. Это одна из операций, которую GParted применяет
сразу после одного предупреждения, и отменить ее невозможно, так что будьте
крайне осторожны.
Выберите диск в раскрывающемся списке вверху справа. Затем выберите пункт
меню Device Create Partition Table (УстройствоСоздать таблицу разделов)
(рис. 9.4).
Рис. 9.4. Создание новой таблицы разделов
Выберите тип GPT таблицы разделов и нажмите кнопку Apply (Применить)
(рис. 9.5).
9.3. Удаление раздела 263
Рис. 9.5. Выбор типа таблицы разделов
Спустя несколько мгновений у вас будет новый, чистый, пустой диск, готовый
к разбиению на разделы и форматированию с новыми файловыми системами.
Комментарий
Всегда выбирайте тип GPT для таблицы разделов, если нет веских причин использовать какой-то другой тип. GParted поддерживает несколько типов таблиц
разделов, включая MS-DOS, BSD, Amiga и AIX. На платформе x86 чаще всего
используются GPT и MS-DOS. Таблица GPT предназначена для современных
больших жестких дисков, ею проще управлять и она устойчивее старой таблицы разделов MS-DOS. См. вводную часть в главе 8, где приводится подробная
информация о таблицах разделов.
Дополнительная информация
Главная страница GNOME Partition Editor (https://gparted.org).
Глава 8.
9.3. Удаление раздела
Задача
Удалить один или несколько разделов.
Решение
Выберите раздел для удаления и щелкните на нем правой кнопкой мыши.
Если в разделе есть смонтированная файловая система, то ее нужно сначала
264 Глава 9. Управление разделами и файловыми системами с помощью GParted
размонтировать, выбрав в контекстном меню пункт Unmount (Размонтировать).
После этого в том же меню выберите пункт Delete (Удалить), затем нажмите
кнопку с зеленым флажком, и раздел исчезнет (рис. 9.6).
Рис. 9.6. Удаление раздела
По завершении удаления в строке состояния появится соответствующее сообщение.
Комментарий
Удаление раздела приведет к удалению всего, что находится внутри него, то есть
если в разделе имеется файловая система с данными, то перед удалением убедитесь, что их не жалко потерять.
Дополнительная информация
Главная страница GNOME Partition Editor (https://gparted.org).
Рецепт 8.6.
9.4. Создание нового раздела 265
9.4. Создание нового раздела
Задача
Создать новые разделы.
Решение
Для этого необходимо иметь на диске незанятое пространство. Следующий
пример демонстрирует создание нового раздела размером 400 Гбайт и его форматирование с файловой системой Ext4 (рис. 9.7).
Рис. 9.7. Создание нового раздела
Выберите в меню пункт PartitionNew (РазделНовый). После этого откроется
диалог, где нужно ввести размер раздела, выбрать файловую систему и добавить метки для раздела и файловой системы. Для выбора размера используйте
ползунок или поле ввода New Size (MiB) (Новый размер (МиБ)). Значения в поле
New Size (Новый размер) измеряются в мибибайтах, то есть 400 000 МиБ — это
400 ГиБ. Затем нажмите кнопку Add (Добавить) в диалоге и кнопку с зеленым
флажком на панели инструментов.
Закончив, обратитесь к главе 6, чтобы узнать, как правильно устанавливать
права владения и разрешения в новой файловой системе.
Комментарий
При выборе таблицы разделов GPT вы всегда будете создавать только главные
разделы. Два других варианта, логический и расширенный разделы, предназначены только для таблиц разделов MS-DOS. Если вы не помните тип таблицы
266 Глава 9. Управление разделами и файловыми системами с помощью GParted
разделов на вашем диске, то выберите пункт меню View Device Information
(ВидИнформация об устройстве). Слева откроется панель с информацией
о диске, включая тип таблицы разделов.
С помощью поля выбора типа файловой системы можно создать пустой раздел
без файловой системы, если выбрать в нем значение Unformatted (Не отформатировано), находящееся в конце списка. Рядом с пунктом Unformatted (Не отформатировано) находится пункт Clear (Очистить), который удаляет существующую
файловую систему и сохраняет раздел.
GParted объединяет создание раздела и размещение в нем файловой системы
в одну быструю операцию. Это упрощает и ускоряет создание файловых систем,
по сравнению с использованием команды parted, которая создает только разделы
и требует, чтобы вы создавали файловые системы самостоятельно.
Дополнительная информация
Главная страница GNOME Partition Editor (https://gparted.org).
Глава 8.
Глава 11.
9.5. Удаление файловой системы
без удаления раздела
Задача
Удалить файловую систему, не удаляя раздел, в котором она находится, поскольку вы решили отформатировать раздел для использования в другой файловой
системе или существующая файловая система была повреждена и вы хотите повторно отформатировать ее и затем скопировать файлы обратно в нее (рис. 9.8).
Решение
Файловую систему сначала нужно размонтировать. Щелкните на разделе
правой кнопкой мыши и в контекстном меню выберите пункт Unmount (Размонтировать). По выполнении этой операции снова щелкните на разделе правой
9.5. Удаление файловой системы без удаления раздела 267
кнопкой мыши, наведите указатель на пункт Format To (Форматировать в),
прокрутите появившийся список до конца и выберите Cleared (Очищены).
Эта команда удалит файловую систему, не удаляя раздел.
Дополнительная информация
Главная страница GNOME Partition Editor (https://gparted.org).
Рис. 9.8. Удаление файловой системы без удаления раздела
268 Глава 9. Управление разделами и файловыми системами с помощью GParted
9.6. Восстановление удаленного раздела
Задача
Вы удалили раздел и теперь хотите восстановить его.
Решение
Если вы случайно удалили новый пустой раздел, то нет смысла пытаться восстанавливать его — просто создайте его снова. Если в удаленном разделе была
файловая система и данные, то лучше приступить к восстановлению немедленно.
Выберите в меню пункт DeviceAttempt Data Rescue (УстройствоПопробовать
восстановить данные).
Это может занять много времени, и нет никаких гарантий успеха. Команда
parted, кажется, делает это быстрее; см. рецепт 8.7.
Комментарий
Обычно быстрее создать новый раздел и файловую систему, а затем восстановить
файлы из резервной копии. Но попытка восстановить раздел, я думаю, не помешает.
Дополнительная информация
Главная страница GNOME Partition Editor (https://gparted.org).
Рецепт 8.7.
9.7. Изменение размера раздела
Задача
Увеличить или уменьшить раздел.
Решение
В GParted данная операция выполняется в несколько щелчков кнопкой мыши.
При изменении размера раздела следует также изменить размер файловой системы. GParted объединяет эти две операции в одну.
Чтобы увеличить раздел, на диске должна существовать неразмеченная свободная область, расположенная сразу за разделом. Размеры файловых систем
9.7. Изменение размера раздела 269
Ext4, Btrfs и XFS можно изменять, не размонтируя их. Но файловую систему
FAT16/32 обязательно нужно размонтировать.
Всегда создавайте резервные копии!
Не забывайте своевременно создавать резервные копии!
На рис. 9.9 показана файловая система FAT32, за которой следует большая неразмеченная область.
Рис. 9.9. Выбор раздела для изменения размера
Щелкните правой кнопкой на разделе и в контекстном меню выберите пункт
Resize/Move (Изменить размер или переместить). В открывшемся диалоге вы сможете установить новый размер либо переместив ползунок, либо указав значение
в мибибайтах в поле New Size (Новый размер) (рис. 9.10).
Рис. 9.10. Настройка нового размера раздела
Нажмите кнопку Resize/Move (Изменить размер или переместить) в диалоге и затем
кнопку с зеленым флажком. Увеличение раздела обычно занимает 1–2 минуты,
и по завершении появится сообщение в строке состояния.
270 Глава 9. Управление разделами и файловыми системами с помощью GParted
Уменьшение размера раздела выполняется аналогично, за исключением того,
что для этой операции не требуется наличие неразмеченной свободной области
в конце. Новый размер раздела должен быть как минимум на 10 % больше пространства, занятого файлами. Даже если вы не планируете добавлять новые
файлы в эту файловую систему, все равно оставьте некоторый свободный объем, поскольку после заполнения файловой системы до конца вы не сможете
получить к ней доступ. Уменьшение раздела занимает больше времени, чем
его увеличение.
Комментарий
Файловая система Ext4 резервирует небольшой объем для пользователя root.
Даже если файловая система заполняется, то root все равно сможет получить
доступ к ней и удалить ненужные файлы. FAT16/32, Btrfs и XFS не имеют зарезервированных блоков.
Ext4 и Btrfs можно сжать, не размонтируя их. XFS можно только увеличить, но
нельзя сжать. Перед изменением размера их безопаснее размонтировать.
Дополнительная информация
Главная страница GNOME Partition Editor (https://gparted.org).
Рецепт 8.8.
Рецепт 8.9.
9.8. Перемещение раздела
Задача
На диске есть немного свободного места между разделами, например между
/dev/sda1 и /dev/sda2. Вы хотите переместить /dev/sda2 в свободное место,
чтобы между ними не было промежутка. Или, напротив, увеличить раздел /dev/sda1, но после него нет свободного места, поэтому вам нужно переместить /dev/sda2, чтобы освободить пространство.
Решение
Щелкните правой кнопкой мыши на разделе, который требуется переместить,
и в контекстном меню выберите пункт Resize/Move (Изменить размер или переместить) (рис. 9.11).
9.8. Перемещение раздела 271
Рис. 9.11. Выбор раздела для перемещения
В открывшемся диалоге Resize/Move (Изменение размера) переместите ползунок влево или введите 0 в поле Free Space Preceding (MiB) (Свободное место до
(МиБ)). Затем нажмите кнопку Resize/Move (Изменить размер или переместить)
(рис. 9.12).
Рис. 9.12. Перемещение раздела
На выполнение операции может уйти довольно много времени, порой до нескольких часов, в зависимости от объема данных в разделе.
Комментарий
Переместить раздел сложнее, чем изменить его размер. При изменении размера
раздела перемещается только его конечная точка, а при перемещении требуется
также переместить его начальную точку, что для операционной системы является большим изменением. GParted обычно уверенно справляется с данной
272 Глава 9. Управление разделами и файловымисистемами с помощью GParted
операцией, и все же она остается довольно рискованной, поэтому всегда создавайте заранее резервные копии.
Дополнительная информация
Главная страница GNOME Partition Editor (https://gparted.org).
Глава 19.
9.9. Копирование раздела
Задача
Создать копию (клон) раздела или нескольких разделов, чтобы сохранить как
резервную копию или перенести данные на новый жесткий диск.
Решение
Используйте операцию копирования. Например, чтобы создать копию раздела
/dev/sdb2 на жестком диске, подключенном к системе через USB, выделите на нем
неразмеченную область, равную или большую, чем размер копируемого раздела.
Щелкните правой кнопкой на разделе, который нужно скопировать (рис. 9.13).
Размонтируйте его, если он смонтирован, затем выберите в контекстном меню
пункт Copy (Копировать).
Рис. 9.13. Копирование раздела
Перейдите на диск, куда нужно скопировать выбранный раздел, выберите неразмеченную область, щелкните на ней правой кнопкой мыши и выберите пункт
контекстного меню Paste (Вставить). Откроется диалог настройки параметров
увеличения размера и изменения местоположения нового раздела (рис. 9.14).
Выполнив настройки, нажмите Paste (Вставить).
9.9. Копирование раздела 273
Рис. 9.14. Настройки создания нового раздела для копии
Чтобы начать копирование, нажмите кнопку с зеленым флажком. Если вы передумали, то нажмите кнопку отмены с желтой изогнутой стрелкой. Операция
копирования займет немного времени, в зависимости от объема копируемых
данных.
Комментарий
Содержимое выбранного раздела должно скопироваться в новый раздел такого же или большего размера. Копирование раздела в неразмеченное пространство
избавляет от хлопот по созданию целевого раздела.
По своему опыту могу сказать, что копирование разделов имеет ограниченную
ценность. Копируются не только данные, но и UUID раздела и файловой системы, скопированный раздел нельзя смонтировать в той же системе одновременно
с исходным, не изменив UUID. (Впрочем, это легко сделать в GParted с помощью
контекстного меню.) После изменения UUID файловых систем, перечисленных
в /etc/fstab, соответствующие им записи нужно отредактировать. Я думаю, что
в большинстве случаев проще создавать новые разделы и файловые системы,
а затем копировать в них свои файлы.
Дополнительная информация
Главная страница GNOME Partition Editor (https://gparted.org).
Глава 11.
Рецепт 11.6.
Глава 19.
274 Глава 9. Управление разделами и файловыми системами с помощью GParted
9.10. Управление файловыми системами
с помощью GParted
Задача
Нужен хороший инструмент с графическим интерфейсом для создания новых
файловых систем.
Решение
Используйте GParted, который может управлять разделами и файловыми системами. Выберите раздел, который нужно отформатировать в новую файловую
систему, щелкните на нем правой кнопкой мыши и выберите нужную файловую
систему (рис. 9.15).
Рис. 9.15. Выбор файловой системы в GParted
Затем нажмите кнопку с зеленым флажком на панели инструментов, чтобы
создать новую файловую систему. Имейте в виду: создание новой ФС уничтожит существующую, поэтому внимательно выбирайте раздел для форматирования.
9.10. Управление файловыми системами с помощью GParted 275
Комментарий
GParted — одно из лучших приложений с графическим интерфейсом в любой
категории. Фактически GParted — это хорошо организованный интерфейс
к инструментам командной строки для управления разделами и файловыми
системами, который упрощает и ускоряет выполнение сложных задач.
GParted отображает типы файловых систем на смонтированных и размонтированных томах, показывая по одному диску за раз (рис. 9.16). Щелкните
на раскрывающемся списке вверху справа, чтобы просмотреть доступные
устройства.
Рис. 9.16. GParted отображает типы файловых систем
ГЛАВА 10
Получение подробной
информации об оборудовании
компьютера
В Linux есть несколько замечательных утилит для получения подробной информации об аппаратных компонентах компьютера. Вы можете за считаные минуты
получить список компонентов компьютера и сведения об их характеристиках,
не вскрывая корпус.
С помощью этих утилит можно получить подробную информацию для передачи
технической поддержке, поиска правильных драйверов устройств и выяснения,
поддерживается ли то или иное устройство в Linux. Конечно, нельзя рассчитывать на то, что производители будут своевременно обновлять информацию
о своей продукции. Например, иногда они меняют наборы микросхем, не меняя
номера моделей, что может превратить устройство, нормально работавшее
в Linux, в устройство, которое там не работает. К счастью, в настоящее время
хлопот с поддержкой устройств в Linux стало гораздо меньше, чем раньше.
В идеале у вас также должна иметься документация для вашего компьютера или
по крайней мере руководство по материнской плате. Такие руководства обычно
изобилуют фотографиями, схемами и полезной информацией и должны быть
доступны в Интернете.
В этой главе вы познакомитесь с командами lshw, lspci, hwinfo, lsusb, lscpu
и lsblk.
Команды lshw и hwinfo выводят наиболее полную информацию:
lshw сообщает о конфигурации памяти, версиях прошивки, конфигурации
материнской платы, версии и скорости процессора, конфигурации кэша,
скорости шины, аппаратных связях, подключенных устройствах, разделах
и файловых системах;
10.1. Сбор информации об оборудовании с помощью команды lshw 277
hwinfo выводит сведения о мониторе компьютера, RAID-массивах, конфи-
гурации памяти, процессоре, прошивке, конфигурации материнской платы,
кэшах, скоростях шины, подключенных устройствах, разделах и файловых
системах.
Команда lsusb проверяет шины USB и выводит информацию о подключенных
к ним устройствах.
lspci проверяет шины PCI и выводит информацию о подключенных к ним
устройствах.
lsblk перечисляет физические диски, разделы и файловые системы.
Команда lscpu выводит информацию о процессоре.
10.1. Сбор информации об оборудовании
с помощью команды lshw
Задача
Нужно получить перечень оборудования в системе и подробную информацию
о каждом компоненте.
Решение
Попробуйте запустить команду lshw (hardware lister — «список оборудования»)
без параметров и переадресовать вывод в текстовый файл:
$ sudo lshw | tee hardware.txt
duchess
description: Laptop
product: Latitude E7240 (05CA)
vendor: Dell Inc.
version: 00
serial: 456ABC1
width: 64 bits
[...]
Вы получите список в несколько сотен строк, включающий версию прошивки,
установленные драйверы, поддерживаемые возможности, серийные номера,
номера версий и информацию о шине. Команда lshw не проверяет устройства,
подключенные через беспроводной интерфейс, например беспроводной принтер
или смартфон, подключенный через Bluetooth, но сообщит об имеющихся беспроводных интерфейсах и интерфейсах Bluetooth.
278 Глава 10. Получение подробной информации об оборудовании компьютера
Возможно, вы предпочтете сводку в виде дерева путей к оборудованию:
$ sudo lshw -short
H/W path
Device
Class
Description
============================================================
system
To Be Filled By O.E.M.
/0
bus
H97M Pro4
/0/0
memory
64KiB BIOS
/0/b
memory
16GiB System Memory
/0/b/0
memory
DIMM [empty]
/0/b/1
memory
8GiB DIMM DDR3 Synchronous
1333
MHz (0.8 ns)
[...]
/0/100/14/0/5
bus
USB3.0 Hub
/0/100/14/0/5/1
generic
SAMSUNG_Android
/0/100/14/0/5/2
printer
MFC-J5945DW
/0/100/14/0/5/4 wlx9cefd5fe8f20 network
802.11 n WLAN
/0/100/14/0/b
input
USB Optical Mouse
/0/100/14/0/c
input
QuickFire Rapid keyboard
[...]
Или представление по шинам:
$ sudo lshw -businfo
Bus info
Device
Class
Description
=============================================================
[...]
cpu@0
processor
Intel(R) Core(TM) i7-4770K
CPU
@ 3.50GHz
usb@3:5.4
wlx9cefd5fe8f20 network
802.11 n WLAN
usb@3:b
input
USB Optical Mouse
usb@3:c
input
QuickFire Rapid keyboard
pci@0000:00:19.0 enp0s25
network
Ethernet Connection (2) I218-V
pci@0000:00:1a.0
bus
9 Series Chipset Family USB
scsi@0:0.0.0
/dev/sda
disk
4TB ST4000DM000-1F21
scsi@0:0.0.0,1
/dev/sda1
volume
476MiB EXT4 volume
[...]
Команда lshw имеет также графический интерфейс, который можно открыть
с помощью команды sudo lshw -X. Часто он устанавливается как отдельный
пакет, например lshw-gtk в Ubuntu и lshw-gui в openSUSE и Fedora.
Комментарий
Команда lshw выводит большой объем информации. Посетите главную страницу
Hardware Lister (lshw) (https://oreil.ly/XRGx1), чтобы узнать о значении разных ее
частей.
Команда lshw не обнаруживает интерфейсы FireWire или мониторы.
10.2. Фильтрация вывода lshw 279
В примере говорится: system To Be Filled By O.E.M. (система заполняется
изготовителем), поскольку эта машина была собрана своими руками. Фирменный компьютер, такой как Lenovo или Dell, должен иметь торговую марку
и модель.
Столбец H/W path содержит аппаратные пути, аналогичные путям в файловой
системе. /0 — это /system/bus, что означает компьютер и материнскую плату.
Все последующие записи отображаются в виде дерева, похожего на дерево файлов. Как можно видеть в выводе примера, /0/0 — это /system/bus/BIOS memory,
/0/b — первый заполненный слот ОЗУ, а /0/b/1 — второй заполненный слот
ОЗУ. Эти пути соответствуют физическим соединениям на материнской плате
и обычно называются слотами или разъемами, хотя большинство из них жестко
впаяны в материнскую плату и не имеют разъемов, в которые можно было бы
вставлять карты расширения.
Дополнительная информация
Главная страница Hardware Lister (lshw) (https://oreil.ly/axiyL).
man 1 lshw
10.2. Фильтрация вывода lshw
Задача
Команда lshw выводит действительно большой объем информации, и было бы
желательно ограничить его только нужными сведениями.
Решение
Запустите команду sudo lshw -short или sudo lshw -businfo, чтобы увидеть список классов устройств, а затем передайте команде классы, которые вы хотели бы
видеть в выводе:
$ sudo lshw -short -class bus -class cpu
Опустите параметр -short, чтобы получить подробную информацию.
Преобразуйте вывод в формат HTML, XML или JSON и сохраните его в файл,
чтобы потом обработать полученные результаты с помощью своих любимых
сценариев анализа:
280 Глава 10. Получение подробной информации об оборудовании компьютера
$ sudo lshw -html -class bus -class cpu | tee lshw.html
$ sudo lshw -xml -class printer -class display -class input | tee lshw.xml
$ sudo lshw -json -class storage | tee lshw.json
Добавьте параметр -sanitize, чтобы исключить из вывода конфиденциальную
информацию, такую как IP-адреса и серийные номера, чтобы потом ее без опаски
можно было передать службе технической поддержки:
$ sudo lshw -json -sanitize -class bus -class cpu | tee lshw.json
Комментарий
Команда tee обеспечивает вывод результатов одновременно на экран и в текстовый файл.
Дополнительная информация
Главная страница Hardware Lister (lshw) (https://oreil.ly/axiyL).
man 1 lshw
10.3. Определение оборудования, включая
дисплеи и дисковые массивы RAID,
с помощью команды hwinfo
Задача
Нужно получить информацию о дисплее и массивах RAID, а также о других
устройствах в системе.
Решение
Команда hwinfo сообщает подробные сведения об оборудовании, включая дисплеи и массивы RAID. Следующий пример демонстрирует получение информации о дисплее:
$ hwinfo --monitor
[...]
Hardware Class: monitor
Model: "VIEWSONIC VX2450 SERIES"
Vendor: VSC "VIEWSONIC"
Device: eisa 0xe226 "VX2450 SERIES"
[...]
10.3. Определение оборудования, включая дисплеи и дисковые массивы RAID
281
Полный вывод немного длиннее, чем в этом примере, и включает все поддерживаемые разрешения экрана, дату изготовления, диапазоны синхронизации,
тип монитора и частоты обновления.
Еще одна важная функция — обнаружение устройств RAID. По умолчанию
команда hwinfo не пытается обнаруживать их, поэтому используйте параметр --listmd:
$ hwinfo --listmd
Если с этим параметром команда ничего не вывела, значит, в системе нет массивов RAID. В противном случае она выведет большой объем информации.
Ниже показано, как можно получить сводку об имеющемся оборудовании:
$ hwinfo --short
keyboard:
/dev/input/event4
mouse:
/dev/input/event5
/dev/input/mice
printer:
CM Storm QuickFire Rapid keyboard
CM Storm QuickFire Rapid keyboard
Logitech Optical Wheel Mouse
Brother Industries MFC-J5945DW
monitor:
VIEWSONIC VX2450 SERIES
graphics card:
Intel Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core Processor Integrated
[...]
Получить подробную информацию об отдельных компонентах можно следующим образом:
$ hwinfo --mouse --network --cdrom
Список названий устройств можно увидеть в руководстве man 8 hwinfo или выполнив команду hwinfo --help:
$ hwinfo --help
Usage: hwinfo [OPTIONS]
Probe for hardware.
Options:
--
This option can be given more than once. Probe for a particular
HARDWARE_ITEM. Available hardware items are:
all, arch, bios, block, bluetooth, braille, bridge, camera,
cdrom, chipcard, cpu, disk, dsl, dvb, fingerprint, floppy,
framebuffer, gfxcard, hub, ide, isapnp, isdn, joystick, keyboard,
memory, mmc-ctrl, modem, monitor, mouse, netcard, network, partition,
pci, pcmcia, pcmcia-ctrl, pppoe, printer, redasd,
reallyall, scanner, scsi, smp, sound, storage-ctrl, sys, tape,
tv, uml, usb, usb-ctrl, vbe, wlan, xen, zip
[...]
282 Глава 10. Получение подробной информации об оборудовании компьютера
Комментарий
Команда hwinfo выводит полную и полезную информацию об устройствах.
Например, для сетевых интерфейсов она показывает их пути /sys, драйверы,
состояние канала и MAC-адреса. Для приводов компакт-дисков выводятся название модели, номер версии, драйверы, файлы устройств, скорость привода,
список функций и информация о наличии диска в приводе. Команда hwinfo
часто сообщает больше, чем просто информацию об устройстве как о продукте
производителя.
Дополнительная информация
man 8 hwinfo
Страница команды hwinfo на GitHub (https://oreil.ly/BsDAT).
10.4. Определение оборудования PCI
с помощью команды lspci
Задача
Получить список устройств, подключенных к шине PCI с названиями производителей и номерами версий.
Решение
Используйте команду lspci (list PCI — список устройств PCI). Следующий
пример выводит список всех устройств PCI:
$ lspci
00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 4th Gen Core Processor DRAM Controller
(rev 06)
00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation Xeon E3-1200 v3/4th Gen
Core Processor Integrated Graphics Controller (rev 06)
00:03.0 Audio device: Intel Corporation Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core Processor
HD Audio Controller (rev 06)
[...]
Чтобы получить больше информации, можно увеличить подробность вывода:
$ lspci -v
$ lspci -vv
$ lspci -vvv
10.4. Определение оборудования PCI с помощью команды lspci 283
Увидев сообщение access denied (доступ запрещен), попробуйте выполнить команду sudo lspci, чтобы увидеть желаемое.
Комментарий
Команда lspci читает информацию с шины PCI, к которой подключены встроенные компоненты на материнской плате, а также карты расширения, вставленные
в слоты PCI.
Команда lspci отображает дополнительную информацию из собственной базы
данных идентификаторов оборудования, например производителей, устройств,
классов и подклассов. Эта информация хранится в текстовом файле, но в разных
дистрибутивах — в разных местах. В Ubuntu он находится в /usr/share/misc/
pci.ids, в Fedora — в /usr/share/hwdata/pci.ids, а в openSUSE — в /usr/share/
pci.ids. В руководстве man в вашем дистрибутиве Linux должно быть указано,
где находится этот файл, в противном случае попробуйте поискать файл с именем pci.ids (locate pci.ids).
Разработчики команды lspci с радостью примут любую дополнительную информацию; загляните в файл pci.ids, где рассказывается, как передать такую
информацию, если она у вас есть. Периодически запускайте команду sudo
update-pciids для обновления базы данных идентификаторов PCI.
Аббревиатура PCI расшифровывается как peripheral component interconnect
(«соединение периферийных компонентов»). PCI — это локальная аппаратная
шина, то есть средство, позволяющее различным аппаратным устройствам
компьютера взаимодействовать с ядром Linux. Команда lspci в первую очередь
пытается обнаружить контроллеры, шины и некоторые отдельные устройства,
в том числе:
контроллеры SATA;
аудиоконтроллеры и аудиоустройства;
видеоконтроллеры и видеоустройства;
контроллеры Ethernet;
контроллеры USB;
контроллеры устройств связи;
контроллеры RAID;
интегрированные устройства для чтения карт SD/MMC;
контроллеры PCI FireWire.
284 Глава 10. Получение подробной информации об оборудовании компьютера
За долгие годы сменилось несколько протоколов PCI. Текущий стандарт — PCIe,
PCI Express, опубликованный в 2003 году. Он обратно совместим со всеми устаревшими протоколами PCI и заменяет PCI, PCI-X и AGP. Помните AGP — протокол порта ускоренной графики Accelerated Graphics Port? Видеокарты AGP
были быстрее видеокарт PCI, так как AGP предоставлял выделенный канал
для обработки видео.
PCIe существенно отличается от предшествующих протоколов, поскольку, как
и AGP, каждое устройство получает свой отдельный канал. Старые протоколы
использовали общую параллельную шину и были значительно медленнее.
Дополнительная информация
man 8 lspci
man 8 update-pciids
10.5. Содержимое вывода команды lspci
Задача
Большая часть вывода команды lspci имеет определенный смысл, поскольку
это спецификации устройства. Но хотелось бы знать назначение чисел в начале
описания каждого устройства, как в данном примере:
$ lspci
[...]
00:1f.2 SATA controller: Intel Corporation 9 Series Chipset Family SATA
Controller [AHCI Mode]
[...]
Решение
Элемент 00:1f.2 — это номер BDF устройства: (шина:устройство.функция). Номер шины — 00, номер устройства — 1f и номер функции — 2. Номер функции 2
означает, что устройство выполняет две функции, и каждая из них имеет свой
адрес PCI.
Используйте представление в виде дерева, чтобы увидеть, как связаны шина
PCI и устройства:
$ lspci -tvv
-[0000:00]-+-00.0
Intel Corporation 4th Gen Core Processor DRAM Controller
10.5. Содержимое вывода команды lspci 285
+-02.0
Intel Corporation Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core Processor
Integrated Graphics Controller
+-03.0 Intel Corporation Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core Processor HD
Audio Controller
+-14.0 Intel Corporation 9 Series Chipset Family USB xHCI Controller
+-16.0 Intel Corporation 9 Series Chipset Family ME Interface #1
+-19.0 Intel Corporation Ethernet Connection (2) I218-V
+-1a.0 Intel Corporation 9 Series Chipset Family USB EHCI
Controller #2
+-1b.0 Intel Corporation 9 Series Chipset Family HD Audio Controller
+-1c.0-[01]-+-1c.3-[02-03]----00.0-[03]-+-1d.0 Intel Corporation 9 Series Chipset Family USB EHCI
Controller #1
+-1f.0 Intel Corporation H97 Chipset LPC Controller
+-1f.2 Intel Corporation 9 Series Chipset Family SATA Controller
[AHCI Mode]
\-1f.3 Intel Corporation 9 Series Chipset Family SMBus Controller
Почти во всех персональных компьютерах есть единственная шина PCI, которая
всегда имеет номер 00.
Комментарий
Нули в квадратных скобках в корне дерева, [0000: 00], определяют домен и шину.
Первые четыре нуля — это номер домена, а два нуля после двоеточия — номер
шины. Домен — это host bridge («главный мост»). Главный мост PCI соединяет
контроллер PCI с процессором. «Домен» — термин, родившийся в Linux, его
наиболее употребительный синоним — «группа сегментов». Увидеть его можно,
вызвав команду с параметром -D:
$ lspci -D
0000:00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 4th Gen Core Processor DRAM
Controller (rev 06)
0000:00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation Xeon E3-1200 v3/4th
Gen
Core Processor Integrated Graphics Controller (rev 06)
0000:00:03.0 Audio device: Intel Corporation Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core
Processor HD Audio Controller
[...]
На серверах с несколькими физическими процессорами можно увидеть несколько главных процессоров, а иногда и несколько шин в одном домене.
Дополнительная информация
man 8 lspci
286 Глава 10. Получение подробной информации об оборудовании компьютера
10.6. Фильтрация вывода команды lspci
Задача
Команда lspci выводит действительно большой объем информации, и было бы
желательно ограничить его только нужными сведениями.
Решение
Используйте команду awk для отсеивания ненужных сведений. Следующий
пример оставляет в выводе только записи, относящиеся к USB:
$ lspci -v | awk '/USB/,/^$/'
00:14.0 USB controller: Intel Corporation 9 Series Chipset Family USB xHCI
Controller (prog-if 30 [XHCI])
Subsystem: ASRock Incorporation 9 Series Chipset Family USB xHCI
Controller
Flags: bus master, medium devsel, latency 0, IRQ 26
Memory at efc20000 (64-bit, non-prefetchable) [size=64K]
Capabilities:
Kernel driver in use: xhci_hcd
00:1a.0 USB controller: Intel Corporation 9 Series Chipset Family USB EHCI
Controller #2 (prog-if 20 [EHCI])
Subsystem: ASRock Incorporation 9 Series Chipset Family USB EHCI
Controller
Flags: bus master, medium devsel, latency 0, IRQ 16
Memory at efc3b000 (32-bit, non-prefetchable) [size=1K]
Capabilities:
Kernel driver in use: ehci-pci
Используйте названия классов (Audio, Ethernet, USB и т. д.) в том виде, в каком
они появляются в выводе команды lspci, и обращайте внимание на регистр, поскольку в команде awk довольно трудно организовать поиск без учета регистра.
Следующий пример выводит информацию об аудиоконтроллере и устройстве:
$ lspci -v | awk '/Audio/,/^$/'
00:03.0 Audio device: Intel Corporation Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core Processor
HD Audio Controller (rev 06)
Subsystem: ASRock Incorporation Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core Processor
HD Audio Controller
Flags: bus master, fast devsel, latency 0, IRQ 31
Memory at efc34000 (64-bit, non-prefetchable) [size=16K]
Capabilities:
Kernel driver in use: snd_hda_intel
Kernel modules: snd_hda_intel
10.6. Фильтрация вывода команды lspci 287
00:1b.0 Audio device: Intel Corporation 9 Series Chipset Family HD Audio
Controller
Subsystem: ASRock Incorporation 9 Series Chipset Family HD Audio
Controller
Flags: bus master, fast devsel, latency 0, IRQ 32
Memory at efc30000 (64-bit, non-prefetchable) [size=16K]
Capabilities:
Kernel driver in use: snd_hda_intel
Kernel modules: snd_hda_intel
Настройте уровень подробности вывода под свои потребности.
Кроме того, можно выбирать элементы по названию производителя, устройства
или номеру класса. Найдите эти числа с помощью параметра -nn. В данном
примере 0300 (в квадратных скобках) — это номер класса, 8086 — номер производителя, а 0412 — номер устройства:
$ lspci -nn
[....]
00:02.0 VGA compatible controller [0300]: Intel Corporation
Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core Processor Integrated Graphics Controller
[8086:0412] (rev 06)
[...]
Следующие примеры демонстрируют фильтрацию по классу, производителю
и устройству соответственно:
$ lspci -d ::0604
00:1c.0 PCI bridge: Intel Corporation 9 Series Chipset Family PCI Express Root
Port 1 (rev d0)
00:1c.3 PCI bridge: Intel Corporation 82801 PCI Bridge (rev d0)
02:00.0 PCI bridge: ASMedia Technology Inc. ASM1083/1085 PCIe to PCI Bridge (rev
03)
$ lspci -d 8086::
00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 4th Gen Core Processor DRAM Controller
(rev 06)
00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation Xeon E3-1200 v3/4th Gen
Core Processor Integrated Graphics Controller (rev 06)
00:03.0 Audio device: Intel Corporation Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core Processor
HD Audio Controller (rev 06)
[...]
$ lspci -d :0412:
00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation Xeon E3-1200 v3/4th Gen
Core Processor Integrated Graphics Controller (rev 06)
Определить числа для поиска можно, заглянув в репозиторий идентификаторов
PCI (https://oreil.ly/f2EKi).
288 Глава 10. Получение подробной информации об оборудовании компьютера
Комментарий
Команда awk — замечательный и очень эффективный инструмент для извлечения определенных текстовых строк из вывода команд или документов. Символ
каретки (^) — это якорь регулярного выражения, которому соответствует начало
строки, а $ — конец, поэтому регулярному выражению /^$/ в примере выше
будут соответствовать разрывы строк, пустые места в начале и конце блока
текста. Это известный трюк для извлечения текстовых блоков из источников,
в которых имеются пустые строки между разделами.
10.7. Использование команды lspci
для идентификации модулей ядра
Задача
Узнать, какие модули ядра используют устройства PCI и какие доступны в системе.
Решение
Используйте параметр -k. Следующий пример запрашивает данные для контроллера Ethernet:
$ lspci -kd ::0200
00:19.0 Ethernet controller: Intel Corporation Ethernet Connection (2) I218-V
Subsystem: ASRock Incorporation Ethernet Connection (2) I218-V
Kernel driver in use: e1000e
Kernel modules: e1000e
Для фильтрации можно использовать команду awk, как в следующем примере,
получающем информацию о графическом контроллере:
$ lspci
Class:
Vendor:
Device:
10.8. Вывод списка устройств USB с помощью команды lsusb 289
SVendor:
SDevice:
Controller
Rev:
06
Driver: i915
Module: i915
ASRock Incorporation
Xeon E3-1200 v3/4th Gen Core Processor Integrated Graphics
Комментарий
Параметр -k показывает используемые, а также доступные модули ядра для
каждого устройства. Обычно используемые и доступные модули совпадают, но
иногда бывает доступно несколько модулей.
Применяя команду awk, не забудьте увеличить уровень подробности вывода,
иначе можно не увидеть нужную информацию. См. подраздел «Комментарий»
в рецепте 10.6, где приводится дополнительная информация о параметрах этой
команды.
Дополнительная информация
man 1 awk
man 8 lspci
10.8. Вывод списка устройств USB
с помощью команды lsusb
Задача
Нужен простой и быстрый инструмент для получения списка устройств USB.
Решение
Команда lsusb перечисляет шины USB и подключенные к ним устройства,
включая мыши, клавиатуры, USB-накопители, принтеры, смартфоны и другие
периферийные устройства. В следующих примерах показаны два разных представления одних и тех же устройств.
Запустите команду lsusb без параметров, чтобы получить краткую сводку об
устройствах USB в вашей системе. Следующий пример был получен в системе
с тремя подключенными внешними устройствами USB: клавиатурой, мышью
и беспроводным сетевым интерфейсом:
290 Глава 10. Получение подробной информации об оборудовании компьютера
$ lsusb
[...]
Bus 003 Device 011: ID 148f:5372
Bus 003 Device 002: ID 0bda:5401
hub with gigabit ethernet
Bus 003 Device 006: ID 046d:c018
Bus 003 Device 005: ID 2516:0004
Mechanical Keyboard
[...]
Следующий пример сообщает о тех же устройствах, но более подробно и в виде
иерархии, включающей драйверы ядра, коды устройств и номера производителей и портов:
$ lsusb -tv
[...]
/: Bus 03.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/14p, 480M
ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
|__ Port 3: Dev 2, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M
ID 0bda:5401 Realtek Semiconductor Corp. RTL 8153 USB 3.0 hub with
gigabit ethernet
|__ Port 7: Dev 11, If 0, Class=Vendor Specific Class, Driver=rt2800usb, 480M
ID 148f:5372 Ralink Technology, Corp. RT5372 Wireless Adapter
|__ Port 11: Dev 5, If 0, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 1.5M
ID 2516:0004 Cooler Master Co., Ltd. Storm QuickFire Rapid Mechanical
Keyboard
|__ Port 12: Dev 6, If 0, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 1.5M
ID 046d:c018 Logitech, Inc. Optical Wheel Mouse
[...]
В следующих примерах показано, как меняется вывод после подключения
внешнего USB-концентратора с интерфейсом Bluetooth и подключенным
смартфоном Samsung:
$ lsusb
[...]
Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0002
Bus 003 Device 012: ID 04e8:6860
misc. (MTP mode)
Bus 003 Device 013: ID 0a12:0001
(HCI mode)
Bus 003 Device 002: ID 0bda:5401
hub with gigabit ethernet
[...]
Linux Foundation 2.0 root hub
Samsung Electronics Co., Ltd Galaxy series,
Cambridge Silicon Radio, Ltd Bluetooth Dongle
Realtek Semiconductor Corp. RTL 8153 USB 3.0
$ lsusb -tv
[...]
/: Bus 03.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/14p, 480M
ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
|__ Port 3: Dev 2, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M
10.8. Вывод списка устройств USB с помощью команды lsusb 291
ID 0bda:5401 Realtek Semiconductor Corp. RTL 8153 USB 3.0 hub with
gigabit ethernet
|__ Port 4: Dev 12, If 0, Class=Imaging, Driver=, 480M
ID 04e8:6860 Samsung Electronics Co., Ltd Galaxy series, misc. (MTP
mode)
|__ Port 2: Dev 13, If 0, Class=Wireless, Driver=btusb, 12M
ID 0a12:0001 Cambridge Silicon Radio, Ltd Bluetooth Dongle (HCI mode)
|__ Port 2: Dev 13, If 1, Class=Wireless, Driver=btusb, 12M
ID 0a12:0001 Cambridge Silicon Radio, Ltd Bluetooth Dongle (HCI mode)
[...]
Комментарий
Номера шины и порта всегда совпадают. Номер устройства меняется при каждом
подключении устройства.
Идентификационные номера, например 0a12:0001, состоят из кода производителя и кода устройства. Производители должны обращаться на https://usb.org
для получения новых кодов. Список текущих USB-идентификаторов можно
найти на linux-usb.org (https://oreil.ly/bHLo6) и там же можно оставить обновленную
информацию.
Коды классов также управляются https://usb.org; см. коды классов USB (https://
oreil.ly/vNCgT). Мне показалось интересным, что Dev 57 — телефон Samsung на
базе Android — классифицируется как устройство для обработки изображений.
Впрочем, такая классификация не лишена смысла, поскольку большинство
дистрибутивов Linux используют протокол передачи мультимедиа (MTP) для
обмена файлами с телефонами на Android.
Примеры в этом разделе получены на персональном компьютере, на котором
имеются порты USB 2.0 и USB 3.1. Вывод команды lsusb показывает скорости, согласованные с устройствами, так что когда вы видите нечто наподобие
usbhid, 1.5M вместо 480M или 5000M — это нормально, поскольку это клавиатура,
которой не нужна полная скорость USB-соединения. Для устройств хранения,
таких как USB-накопители и внешние жесткие диски, вы почти наверняка
увидите более высокие скорости.
Дополнительная информация
man 8 lsusb
USB-IF (https://usb.org).
Список USB ID (https://oreil.ly/js1oj).
292 Глава 10. Получение подробной информации об оборудовании компьютера
10.9. Вывод списка разделов
и жестких дисков с помощью
команды lsblk
Задача
Нужен простой и быстрый инструмент для получения списка всех подключенных устройств хранения и их разделов.
Решение
Используйте команду lsblk (list block devices — «список блочных устройств»).
Запустите ее без параметров, чтобы получить список всех блочных устройств
на компьютере:
$ lsblk
NAME
MAJ:MIN RM
SIZE RO TYPE
sda
8:0
0
3.7T 0 disk
├─sda1
8:1
0
476M 0 part
├─sda2
8:2
0 55.9G 0 part
├─sda3
8:3
0
1.8T 0 part
└─sda4
8:4
0
7.5G 0 part
sdb
8:16
0
1.8T 0 disk
├─sdb1
8:17
0
102M 0 part
├─sdb2
8:18
0
6.5G 0 part
├─sdb3
8:19
0
1.1G 0 part
└─sdb4
8:20
0
1.8T 0 part
sdc
8:32
0
3.7T 0 disk
├─sdc1
8:33
0
128M 0 part
├─sdc2
8:34
0 439.7G 0 part
└─sdc3
8:35
0
3.2T 0 part
sdd
8:48
1
3.8G 0 disk
└─sdd1
8:49
1
3.8G 0 part
sr0
11:0
1 159.3M 0 rom
MOUNTPOINT
/boot
/
/home
[SWAP]
[SWAP]
Ниже показано, как можно вывести метки файловых систем и идентификаторы
UUID выбранного устройства:
$ lsblk -f /dev/sdc
NAME
FSTYPE LABEL
sdc
├─sdc1
├─sdc2 ntfs
Seagate Backup Plus
└─sdc3 ext4
backup
UUID
MOUNTPOINT
2E203F82203F5057
0451d428-9716-4cdd
/media/max/backup
10.9. Вывод списка разделов и жестких дисков с помощью команды lsblk 293
Список только SCSI-устройств и их типы:
$ lsblk -S
NAME HCTL
sda 0:0:0:0
sdb 2:0:0:0
sdc 6:0:0:0
sr0 4:0:0:0
TYPE
disk
disk
disk
rom
VENDOR
ATA
ATA
Seagate
ATAPI
MODEL
ST4000DM000-1F21
SAMSUNG HD204UI
BUP SL
iHAS424
B
REV
CC54
0001
0304
GL1B
TRAN
sata
sata
usb
sata
Комментарий
Сочетания sda и sdb обозначают жесткие диски SATA, а sdc — USB-накопитель.
В Linux устройства хранения данных, такие как жесткие диски SATA и флешнакопители, обслуживаются драйвером SCSI. Сочетания sr0, rom и ATAPI идентифицируют проигрыватель CD/DVD.
Дать определение термина «блочные устройства» без начального отступления довольно сложно, поскольку это программный термин, который
трудно объяснить кратко, аппелируя к привычным пользователю понятиям.
По своему опыту могу сказать, что полезнее рассматривать блочные устройства как запоминающие устройства большой емкости и как разделы на этих
устройствах.
MAJ:MIN обозначает старший и младший номера. Старший определяет категорию, например, 8 соответствует устройствам sd, а младший обозначает
каждое устройство в последовательности. (Запустите lsblk -l, чтобы увидеть
древовидную иерархию устройств.)
RM сообщает, является ли это устройство съемным, значение 1 в данном
столбце соответствует съемным устройствам.
SIZE — размер блочного устройства.
RO = 0 означает, что устройство доступно не только для чтения, а 1 — только
для чтения. Привод CD/DVD sr0 доступен для чтения и записи, но команда
lsblk не может сказать, доступен ли для записи сам диск в устройстве sr0.
TYPE определяет тип диска.
MOUNTPOINT показывает пути к смонтированным устройствам.
Дополнительная информация
man 8 lsblk
294 Глава 10. Получение подробной информации об оборудовании компьютера
10.10. Получение информации о процессоре
Задача
Узнать, какой процессор или процессоры имеются в системе, и получить информацию о них.
Решение
Выполните команду lscpu (list CPU — «список процессоров») без параметров:
$ lscpu
Architecture:
CPU op-mode(s):
Byte Order:
CPU(s):
On-line CPU(s) list:
Thread(s) per core:
Core(s) per socket:
Socket(s):
Vendor ID:
CPU family:
Model:
Model name:
[...]
L1d cache:
L1i cache:
L2 cache:
L3 cache:
[...]
Она выведет большой объем информации; вы также увидите большое количество флагов поддерживаемых возможностей и сведения о встроенных кэшах.
Комментарий
Современные процессоры оснащаются кэшами трех типов: L1, L2 и L3. Это небольшие модули кэш-памяти внутри процессора. Они очень быстрые, во много
раз быстрее системной оперативной памяти, и хранят данные, которые, скорее
всего, понадобятся процессору при выполнении последующих операций. L1 —
самый быстрый и дорогой кэш, поэтому обычно он самый маленький. L2 — следующий по быстродействию и менее дорогой кэш, обычно большего объема,
чем L1. Кэш L3 — самый медленный и наименее дорогостоящий, обычно самого
большого объема.
Как показано в предыдущем примере, процессор имеет четыре кэша. Используйте параметр -C, чтобы получить больше информации о кэше:
10.11. Идентификация аппаратной архитектуры 295
$ lscpu -C
NAME ONE-SIZE ALL-SIZE WAYS TYPE
LEVEL
L1d
32K
128K
8 Data
1
L1i
32K
128K
8 Instruction
1
L2
256K
1M
8 Unified
2
L3
8M
8M
16 Unified
3
Здесь можно видеть четыре кэша, используемых четырьмя физическими ядрами
процессора. Кэш L1i предназначен для кэширования инструкций процессора,
а L1d — данных. L2 и L3 хранят только данные.
Количество ядер процессора может немного сбивать с толку. Строка CPU(s): 8
в этом примере не означает, что данный процессор имеет восемь физических
ядер, просто такое количество ядер «видит» ядро Linux. Следующие строки
поясняют суть:
Thread(s) per core: 2
Core(s) per socket: 4
Socket(s): 1
Как видите, это единственный процессор с четырьмя физическими ядрами
и двумя потоками на ядро, всего получается восемь логических процессоров.
Дополнительная информация
man 1 lscpu
10.11. Идентификация аппаратной архитектуры
Задача
Вы не уверены в том, какова аппаратная архитектура вашей машины; вы думаете,
что это x86-64 или ARM, но хотели бы знать точно.
Решение
Используйте команду uname. Ниже представлен пример, полученный на машине
x86-64:
$ uname -m
x86_64
Вот список наиболее распространенных результатов, которые можно увидеть:
arm;
aarch64;
296 Глава 10. Получение подробной информации об оборудовании компьютера
armv7* (arm7 и ниже — это 32-битные архитектуры);
armv8* (arm8 и выше — 64-битные архитектуры);
ia64;
ppc;
ppc64;
s390x;
sparc;
sparc64;
i386;
i686;
x86_64.
Если машина работает не под управлением Linux, то попробуйте загрузиться
с USB-накопителя SystemRescue, а затем выполните команду uname -m.
Вы можете установить Linux на Chromebook. В Chromebook используются
процессоры Intel и ARM. Один из способов определить тип процессора — открыть в браузере страницу chrome://system. На ней вы увидите всю системную
информацию, возможно, даже больше, чем хотелось бы.
Более удобный инструмент — Cog System Info Viewer (https://oreil.ly/Yeirk). Он отображает информацию об оборудовании и сети на Chromebook.
Комментарий
Linux поддерживает больше аппаратных архитектур, чем любая другая ОС, от
крошечных встраиваемых систем и систем на кристалле (System on a Chip, SoC)
до мейнфреймов и суперкомпьютеров и всего, что между ними. Какое бы непонятное компьютерное оборудование вы бы ни использовали, есть вероятность,
что на нем будет работать та или иная разновидность Linux.
Дополнительная информация
man 1 uname
ГЛАВА 11
Создание файловых систем
и управление ими
Количество файловых систем, поддерживаемых в Linux, больше, чем в любой
другой операционной системе. ФС необходимы для вычислений и выполняют
поразительный объем работы. Файловая система компьютера хранит, упорядочивает и защищает наши данные и все время находится под нагрузкой из-за
постоянного применения. Нам, пользователям Linux, повезло, что мы можем
выбирать из множества замечательных файловых систем.
В этой главе вы познакомитесь с инструментами командной строки для создания
и управления следующими файловыми системами общего назначения, которые
полностью поддерживаются в Linux:
Ext4, Extended Filesystem (расширенная файловая система);
XFS, X File System (файловая система X); буква X ничего не обозначает, это
просто X;
Btrfs, b-tree filesystem (файловая система на основе бинарных деревьев),
произносится как «баттер эф-эс»;
FAT16/32, File Allocation Table (таблица распределения файлов), 16- и 32-бит
ная;
exFAT, Extended FAT (расширенная FAT), новейшая 64-битная файловая
система компании Microsoft.
В эту главу не включены файловые системы NTFS от Microsoft и HFS/
HFS+/APFS от Apple. Linux хорошо поддерживает NTFS как для чтения, так
и для записи. Чтобы попробовать, поищите пакеты ntfs-3g (NTFS третьего
поколения).
298 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
Поддержка файловой системы HFS/HFS+/APFS компании Apple пока ненадежна. Чтобы протестировать ее, найдите пакеты с сочетаниями hfs или apfs
в именах и убедитесь, что в описании к ним указано, что они реализуют поддержку файловых систем Apple.
Существует множество специализированных ФС, таких как UBIFS и JFFS2
для устройств CompactFlash; сжатая файловая система SquashFS, HDFS,
CephFS и GlusterFS для распределенных вычислений; NFS для обмена файлами по сети и многие другие. Их описание легко может занять отдельную
большую книгу, и поэтому они не были включены сюда. Эти файловые системы находятся в свободном доступе, и вы можете попробовать их и изучить
самостоятельно.
Обзор файловых систем
Прежде чем использовать какое-либо устройство хранения, например жесткий
диск, USB-накопитель или SD-карту, его нужно разбить на разделы и отформатировать в файловую систему. Каждая файловая система должна иметь свой
раздел на диске. Раздел может охватывать весь диск, или же диск может быть
разделен на несколько разделов. Каждый раздел подобен независимому диску
и может иметь свою файловую систему.
ФС должна быть смонтирована (подключена) в работающую файловую систему, и только потом она станет доступной. Файловой системе нужна точка
монтирования — каталог, созданный специально для монтирования этой системы. Такие каталоги могут находиться где угодно, хотя обычно используются
/mnt и /media.
В каждую точку монтирования можно смонтировать только одну файловую
систему. Если в ту же точку смонтировать вторую ФС, она сделает недоступной
первую.
Файловые системы могут монтироваться автоматически — при запуске системы,
динамически — при подключении съемного носителя, вручную — из командной строки или нажатием кнопки на рабочем столе или в диспетчере файлов.
Большинство дистрибутивов Linux заботятся об удобстве работы со съемными носителями. Подключите USB-устройство или вставьте оптический диск,
и операционная система Linux сама настроит необходимые точки монтирования
и смонтирует их; также можно настроить систему для монтирования файловых
систем одним щелчком кнопкой мыши (рис. 11.1).
Обзор файловых систем
299
Рис. 11.1. Кнопки монтирования съемных устройств на рабочем столе Xfce
Ext4, XFS, Btrfs и exFAT — это 64-битные файловые системы. То есть они поддерживают 64-битное пространство адресации блоков, что позволяет иметь файлы
и файловые системы гораздо большего размера, чем 32- и 16-битные файловые
системы. Шестидесятичетырехбитные вычисления используются как минимум
с 1970-х годов. Сначала они были реализованы на суперкомпьютерах, а затем
и на высокопроизводительных коммерческих ЭВМ, таких как IBM Power и Sun
Microsystems UltraSPARC.
Мой первый компьютер с Windows 3.1/DOS еще в середине 1990-х был 16-битной системой. Windows 95 хвасталась тем, что стала первой 32-битной потребительской операционной системой. Первые 64-битные файловые системы для
компьютеров x86 начали появляться в Linux примерно в 2001 году. В главе High
Level Design в документации ядра Linux с описанием Ext4 (https://oreil.ly/kufyJ)
приводятся наглядные таблицы сравнения 32- и 64-битных файловых систем.
Шестидесятичетырехбитные файловые системы обратно совместимы с 32-битными приложениями. По прошествии стольких лет маловероятно, что вы столкнетесь с 32-битными приложениями, однако если это случится, то они будут
работать в вашем современном Linux при условии, что в нем установлены все
необходимые пакеты для поддержки 32-битной среды.
Ext4 и XFS — журналируемые файловые системы, а Btrfs — файловая система
с копированием при записи (copy-on-write, CoW). Журналирование и CoW
обеспечивают сохранность файловых систем в согласованном состоянии даже
после сбоя питания или краха системы. ФС сложны и постоянно нагружены,
300 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
поэтому любое неожиданное прерывание их работы влияет не только на файлы,
с которыми вы работаете. Сбои приводят к появлению большого количества
файлов, операции с которыми остались незавершенными, а в былые времена
это приводило даже к потере всей файловой системы.
Ext4 — наиболее широко используемая файловая система в Linux и предлагается по умолчанию в большинстве дистрибутивов. Она хорошо протестирована,
имеет хорошую поддержку и выполняет свою работу без драматизма. Журнал
Ext4 записывает изменения до их сохранения на диск, обеспечивая защиту от
потери данных в случае прерывания работы. Размер файловой системы Ext4
можно изменять как в большую, так и в меньшую сторону.
XFS первоначально была одной из самых высокопроизводительных 64-битных файловых систем в Unix и перенесена в Linux в 2001 году. Это быстрая,
эффективная и надежная журналируемая ФС, подходящая для самых разных
систем — от небольших персональных компьютеров до многодисковых центров
обработки данных. Размер XFS можно увеличивать, но нельзя уменьшать.
Btrfs — это продвинутая файловая система с механизмом копирования при записи (copy-on-write, CoW), включающим набор функций, которые отсутствуют
в других ФС, описываемых в этой главе, таких как создание моментальных
снимков, поддержка RAID 0, 1 и 10, а также и подтома (subvolumes). Подтома —
удивительно гибкая штука, они позволяют создать несколько корней в файловой
системе в одном разделе. Копирование при записи (CoW) — отличный способ
создавать моментальные снимки, экономно используя место, когда каждый
снимок содержит только изменения относительно предыдущего снимка. Если
у вас возникнут проблемы, то вы сможете вернуться к более старому, заведомо
исправному снимку. Размер Btrfs можно изменять как в большую, так и в меньшую сторону.
FAT16/32 — устаревшие 16- и 32-разрядные файловые системы компании
Microsoft. FAT32 — наиболее универсальная ФС, поддерживаемая операционными системами Microsoft Windows, Apple MacOS, Linux, Unix и DOS. Используйте FAT32 на съемных носителях, если вам нужно облегчить обмен файлами.
Но у нее есть одно ограничение, являющееся препятствием для некоторых
вариантов применения, а именно — максимальный размер файла 4 Гбайт (на
носителях с блоками по 4 Кбайт).
exFAT — новейшая 64-битная файловая система Microsoft, хорошее обновление
устаревшей FAT32. exFAT — быстрая и легкая ФС, прекрасно подходит для
USB-накопителей и SD-карт и поддерживает файлы и тома гораздо большего
Обзор файловых систем
301
размера, чем FAT32. «Википедия» сообщает, что максимальный размер файла
в этой файловой системе составляет 16 ЭиБ, а максимальный размер тома —
128 ПиБ. У нее нет журнала или механизма CoW.
exFAT мало распространена среди пользователей Linux, поскольку это запатентованная проприетарная ФС, которая была недоступна для Linux в роли
собственной файловой системы до 2020 года. Беспокоиться о совместимости
exFAT с Linux приходится только в случае необходимости читать и копировать
USB-накопители или карты SDXC, отформатированные в exFAT. Такая необходимость может возникнуть, например, если вам понадобится использовать
карты SDXC в формате exFAT с цифровой камерой или с устройством записи
звука.
Есть два варианта использования exFAT в Linux. Один из них — установить
пакеты exfatprogs или exfatfuse в паре с exfat-utils, которые доступны в большинстве дистрибутивов. exFAT FUSE была разработана и поддерживается за
пределами США, поэтому на нее не распространяется патентное право США.
exFAT FUSE применяет файловую систему в пользовательском пространстве
(Filesystem in Userspace, FUSE), что позволяет запускать ее непривилегированным пользователям. ФС в пользовательском пространстве действует
не так эффективно, как должным образом интегрированная в ядро, но работает
и позволяет читать и записывать файлы exFAT. Некоторые особенно упорные
пытаются использовать exFAT FUSE в общих разделах, чтобы обеспечить
возможность обмена файлами с пользователями Windows и macOS. Теоретически это вполне работоспособный подход, хотя иногда возникают сбои,
связанные с тем, насколько хорошо конкретная версия Windows или macOS
реализует exFAT.
Другой вариант —немного подождать, пока появится встроенная поддержка.
Microsoft выпустила exFAT в 2006 году и лицензировала ее в первую очередь
для компаний, производящих встраиваемые системы и носители. Но времена меняются. Microsoft тоже начала вносить свой вклад в распространение
ПО с открытым исходным кодом и вступила в организацию Open Invention
Network (OIN) (https://oreil.ly/AJepb). Microsoft выпустила спецификацию exFAT
в 2019 году. Выпуск спецификации позволил избежать проблем с лицензированием существующего кода exFAT, и благодаря этому разработчикам ядра Linux
не пришлось терять время на написание нового кода. Новенькая, блестящая
встроенная поддержка exFAT появилась в ядре Linux 5.7. Скоро оно должно
попасть в ваш любимый дистрибутив; выполните команду uname -r, чтобы увидеть версию вашего ядра.
302 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
11.1. Вывод списка поддерживаемых
файловых систем
Задача
Узнать, поддержка каких файловых систем предусмотрена в системе Linux.
Комментарий
Видите все эти записи nodev? Это виртуальные файловые системы, которые существуют только в памяти и не подключены к физическим устройствам, таким
как /dev/sda1. Всеми этими виртуальными ФС управляет система.
11.2. Идентификация существующих файловых систем 303
Другие файловые системы, Ext4, XFS и т. д., являются ФС, которые мы используем на наших дисковых устройствах для хранения, организации и защиты данных.
Дополнительная информация
sysfs, the filesystem for exporting kernel objects (https://oreil.ly/QCMN7); статья написана для разработчиков, но содержит информацию, важную для пользователей
и администраторов Linux.
11.2. Идентификация существующих
файловых систем
Задача
Вы не знаете, какие файловые системы имеются на ваших устройствах хранения
или на съемных носителях, и вам нужен способ узнать это.
Решение
Используйте команду lsblk . С ее помощью можно получить только имена
устройств и названия файловых систем, передав параметры NAME и FSTYPE:
$ lsblk -o NAME,FSTYPE
NAME
FSTYPE
sda
├─sda1 vfat
├─sda2 btrfs
├─sda3 xfs
└─sda4 swap
sdb
├─sdb1 ext2
├─sdb2 ext4
├─sdb3 swap
└─sdb4 LVM2_member
sdc
└─sdc1 vfat
sr0
Запросить информацию о конкретном диске можно так:
$ lsblk -o NAME,FSTYPE /dev/sdb
├─sdb1 ext2
├─sdb2 ext4
├─sdb3 swap
└─sdb4 LVM2_member
304 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
или о конкретном разделе:
$ lsblk -o NAME,FSTYPE /dev/sda1
NAME FSTYPE
sda1 vfat
А вот мое любимое заклинание с командой lsblk. Оно показывает все имена
устройств, типы и размеры файловых систем, процент заполнения, метки и точки
монтирования:
$ lsblk -o NAME,FSTYPE,LABEL,FSSIZE,FSUSE%,MOUNTPOINT
NAME
FSTYPE
LABEL
FSSIZE FSUSE% MOUNTPOINT
loop0 squashfs
646.5M
100% /run/archiso/sfs/airootfs
sda
├─sda1
└─sda2 ntfs
sdb
├─sdb1 vfat
BOOT
├─sdb2 btrfs
root
├─sdb3 xfs
home
└─sdb4 swap
sdc
iso9660 RESCUE800
└─sdc1 iso9660 RESCUE800
708M
100% /run/archiso/bootmnt
sr0
Комментарий
Выполните команду lsblk --help , чтобы увидеть список поддерживаемых
столбцов. Их довольно много, в том числе: PATH, LABEL, UUID, HOTPLUG, MODEL,
SERIAL и SIZE.
В некоторых дистрибутивах могут потребоваться права root для просмотра
типов файловых систем, UUID и меток.
Команда lsblk всегда печатает vfat для файловых систем FAT16 и FAT32. Используйте GParted или parted, чтобы узнать точный тип файловой системы —
FAT16 или FAT32.
vfat — это Virtual FAT, драйвер файловой системы ядра для FAT16 и FAT32.
Дополнительная информация
Руководство по интерфейсам SCSI в ядре Linux (https://oreil.ly/beFOx).
Список старших и младших номеров блочных и символьных устройств
(https://oreil.ly/NW2S7).
11.3. Изменение размера файловой системы 305
man 8 lsblk
man 8 parted
Глава 8.
Глава 9.
11.3. Изменение размера файловой системы
Задача
Увеличить или уменьшить размер файловой системы.
Решение
Каждая файловая система имеет свои команды для изменения размера. Обращайтесь к рецептам 8.8, 8.9 и 9.7, чтобы узнать больше об изменении размеров ФС.
Комментарий
Размер раздела с файловой системой тоже должен быть изменен соответствующим образом. GParted объединяет эти шаги в одну операцию (см. рецепт 9.7).
В рецептах 8.8 и 8.9 используются parted и утилиты для изменения размера
файловой системы и ее раздела в два этапа.
Дополнительная информация
Рецепт 8.8.
Рецепт 8.9.
Рецепт 9.7.
man 8 resize2fs
man 8 parted
man 8 xfs_growfs
man 8 btrfs
man 8 fsck.vfat
306 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
11.4. Удаление файловых систем
Задача
Удалить файловую систему вместе с разделом.
Решение
Чтобы удалить ФС вместе с разделом, используйте команду parted . Ниже
приводится пример удаления раздела /dev/sdb1. Перепроверьте, какой именно
раздел и файловую систему вы собираетесь удалить, затем размонтируйте ФС.
В этом примере файловая система смонтирована в каталог /media/duchess/stuff:
$ lsblk -f
sda
├─sdb1 ext4 /media/duchess/stuff
[...]
$ umount /media/duchess/stuff
После этого используйте команду parted для удаления раздела:
$ sudo parted /dev/sdb
GNU Parted 3.2
Using /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) print
Model: ATA SAMSUNG HD204UI (scsi)
Disk /dev/sdb: 2000GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number Start
1
1049kB
1
1656GB
(parted) rm 1
End
1656GB
2656GB
Size
1656GB
1000GB
File system
ext4
ext4
Name Flags
stor-1
stor-2
Если вы предпочитаете инструменты с графическим интерфейсом, то используйте GParted (см. главу 9).
Комментарий
Да, в примере нет опечатки, команда действительно называется umount, а не
unmount. Название umount восходит к древней эпохе Unix, когда длина имен
файлов была ограничена шестью символами.
11.5. Использование новой файловой системы 307
Удаление всех файлов не приводит к удалению файловой системы. Структура
ФС остается на месте.
Дополнительная информация
man 1 dd
11.5. Использование новой файловой системы
Задача
Вы только что создали новую файловую систему и теперь хотите ее смонтировать.
Решение
После создания новой файловой системы нужно создать точку монтирования
и, если необходимо, настроить автоматическое монтирование. Как обсуждалось
во введении к этой главе, новая ФС должна быть смонтирована (подключена)
в работающую файловую систему, чтобы ее можно было использовать.
Ext4, XFS и Btrfs имеют средства управления доступом. Если нужно, чтобы
файлы в этих файловых системах были доступны всем, а не только пользователю root, то необходимо настроить атрибуты владения и разрешения. FAT16/32
и exFAT не имеют средств управления доступом и открыты для всех.
Для начала смонтируйте новую файловую систему. Создайте точку монтирования — каталог, а затем смонтируйте ФС, как показано в следующем примере:
$ sudo mkdir -p /mnt/madmax/newfs
$ sudo mount /dev/sdb1 /mnt/madmax/newfs
Следующий пример устанавливает пользователя madmax владельцем новой файловой системы, выдает разрешения для чтения/записи/выполнения владельцу
и разрешения только для чтения группе и всем остальным:
$ sudo chown -R madmax:madmax /mnt/madmax/newfs
$ sudo chmod -R 0755 /mnt/madmax/newfs
Теперь Безумный Макс (madmax) сможет использовать новую файловую систему. В данном случае она останется смонтированной только до перезапуска
системы; см. рецепт 11.6, чтобы узнать, как настроить автоматическое монтирование ФС.
308 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
Одна точка монтирования — одна файловая система
Каждой файловой системе нужна своя уникальная точка монтирования;
не следует монтировать несколько ФС в одну точку монтирования.
Комментарий
Подробные рецепты управления атрибутами владения и разрешениями вы
найдете в главе 6.
Традиционно точки монтирования помещаются в каталоги /mnt и /media. Каталог /mnt используется для статического монтирования (настраивается в /etc/
fstab), а /media — для автоматического монтирования съемных носителей.
Вы можете создавать свои точки монтирования где угодно. Преимущество использования традиционных каталогов в том, что точки монтирования находятся
в ограниченном количестве предсказуемых мест.
Общий каталог с точками монтирования для нескольких пользователей может
выглядеть так, как показано ниже. Здесь каждому пользователю отведен свой
каталог для точек монтирования:
$ tree /shared
/shared
├── duchess
├── madmax
└── stash
Для каждой ФС в подкаталогах пользователей нужно создать свою точку монтирования. Например, Безумный Макс имеет две точки монтирования файловых
систем — madmax1 и madmax2:
$ tree -L 2 /mnt
/mnt
├── duchess
├── madmax
│
├── madmax1
│
└── madmax2
└── stash
Точки монтирования могут иметь любые имена. Например, точки монтирования Безумного Макса могут иметь имена fs1 и fs2, или fred и ethel, или max1
и max2, но лучше выбирать такие имена, которые будут напоминать назначение
файловой системы.
Увидеть разрешения в файловой системе можно с помощью команды stat, как
показано в этом примере:
11.6. Автоматическое монтирование файловой системы 309
$ stat /shared/madmax/madmax1
[...]
Access: (0755/drwxr-xr-x) Uid: ( 0/ madmax) Gid: ( 0/ madmax)
Список всех смонтированных файловых систем можно получить с помощью
команды mount:
$ mount
sysfs on /sys type sysfs (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
proc on /proc type proc (rw,nosuid,nodev,noexec,relatime)
udev on /dev type devtmpfs
[...]
Узнать, является ли каталог точкой монтирования, можно с помощью команды
mountpoint:
$ mountpoint madmax1/
madmax1/ is a mountpoint
Дополнительная информация
man 1 chown
man 1 chmod
man 1 stat
11.6. Автоматическое монтирование
файловой системы
Задача
Вы добавили новую файловую систему и теперь хотите, чтобы она монтировалась автоматически при запуске системы.
Решение
Для этой цели существует файл /etc/fstab. В следующем примере показаны
строки, которые нужно добавить в существующий /etc/fstab, чтобы обеспечить
автоматическое монтирование файловой системы из рецепта 11.5 при запуске
системы:
#
LABEL=xfs-ehd
/mnt/madmax/newfs
xfs
defaults,user
0
2
310 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
Используйте команду findmnt для проверки новой конфигурации:
$ sudo findmnt --verbose --verify
/
[ ] target exists
[ ] UUID=102a6fce-8985-4896-a5f9-e5980cb21fdb translated to /dev/sda2
[ ] source /dev/sda2 exists
[ ] FS type is btrfs
[W] recommended root FS passno is 1 (current is 0)
/mnt/madmax/newfs
[ ] target exists
[ ] LABEL=xfs-ehd translated to /dev/sdb1
[ ] source /dev/sdb1 exists
[ ] FS type is xfs
[...]
0 parse errors, 0 errors, 1 warning
Предупреждение recommended root FS passno is 1 (current is 0) (рекомендуемый порядок проверки корневой файловой системы — 1 (текущий — 0) в данном случае
можно игнорировать. Если это единственное предупреждение и ошибок нет,
то перезагрузитесь или выполните следующую команду, чтобы смонтировать
файловую систему, настроенную в новой записи файла /etc/fstab:
$ sudo mount -a
Комментарий
Ниже представлено значение шести полей в записях в файле fstab:
устройство — UUID или метка файловой системы. Не используйте имена
/dev, поскольку они неуникальны и иногда могут изменяться. Выполните команду lsblk -o UUID, LABEL, чтобы получить список UUID и меток файловой
системы, которые можно использовать в столбце «устройство»;
точка монтирования — каталог, созданный вами для монтирования файловой системы;
тип — тип файловой системы, например xfs, ext4 или btrfs. Можно использовать и тип auto, чтобы ядро автоматически определяло тип файловой
системы;
параметры — список параметров монтирования через запятую (поддерживаемые параметры перечислены ниже);
дамп — если вы используете команду dump для резервного копирования, то
число в этом столбце подскажет команде dump интервал резервного копирования в днях. Число 1 означает каждый день, 2 — каждый второй день,
11.6. Автоматическое монтирование файловой системы 311
3 — каждый третий день и т. д. Скорее всего, вы не используете dump, поэтому
укажите в этом поле 0;
порядок проверки — данное число сообщает программе проверки, какую
файловую систему проверять в первую очередь при загрузке, если это понадобится. Для корневой файловой системы в этом поле должно быть число 1,
для других файловых систем Linux — число 2, а для файловых систем, неродных для Linux, — число 0.
Следующие параметры определяют разрешения:
defaults — включает параметры: rw, suid, dev, exec, auto, nouser и async.
Значения, определяемые параметром defaults, можно переопределить добавлением дополнительных параметров, например, defaults,user разрешает
монтировать и размонтировать файловую систему простым пользователям.
Вы можете добавить сколько угодно параметров или опустить defaults
и указать только те параметры, которые вам нужны;
rw — для чтения записи;
ro — только для чтения;
suid — включить поддержку битов setuid и setgid;
dev — интерпретировать блочные и символьные устройства;
exec — разрешить запуск двоичных файлов;
auto — указывает, какие файловые системы должны монтироваться при
загрузке;
nouser — рядовые пользователи не могут монтировать или размонтировать
файловую систему;
async — асинхронный ввод/вывод, стандартный параметр для Linux;
user — рядовой пользователь может монтировать файловую систему и раз-
монтировать ее, если она была смонтирована им;
users — любой пользователь может монтировать и размонтировать файло-
вую систему;
noauto — не монтировать автоматически при загрузке;
noatime — не обновляйте атрибут файлов «время последнего доступа». В прошлом параметр noatime использовался для повышения производительности.
Если у вас современный компьютер, то, вероятно, этот параметр не будет
иметь большого значения;
gid — ограничить доступ группой (из /etc/group); например, gid=group1.
312 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
Дополнительная информация
man 8 mount
man 5 fstab
Systemd (https://systemd.io).
11.7. Создание файловой системы Ext4
Задача
Создать новую файловую систему Ext4 на внутреннем или внешнем диске.
Решение
Сначала создайте раздел соответствующего размера для файловой системы. Затем используйте команду mkfs.ext4 для создания новой файловой системы Ext4.
В следующем примере существующая файловая система XFS затирается новой
файловой системой Ext4. Прежде чем затирать существующую ФС, ее сначала нужно размонтировать. В этом примере файловая система находится на
устройстве /dev/sdb1 и смонтирована в /media/duchess/stuff, как показывает
команда df:
$ df -Th /media/duchess/stuff/
Filesystem
Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sdb1
xfs
952M 7.9M 944M
1% /media/duchess/stuff
Создание новой файловой системы Ext4 выглядит так:
$ sudo mkfs.ext4 -L 'mylabel' /dev/sdb1
mke2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
/dev/sdb1 contains a XFS file system labelled 'stuff'
created on Sun Sep 20 19:37:43 2020
Proceed anyway? (y,N) y
Creating filesystem with 466432 4k blocks and 116640 inodes
Filesystem UUID: 99da2e5d-f96a-4fb6-990d-599cf56247a2
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
11.8. Настройка режима журналирования Ext4 313
Кроме того, можно создать новый раздел и новую файловую систему на нем;
см. примеры создания новых разделов в рецептах 8.4 и 9.4.
Комментарий
Создание новой файловой системы поверх существующей уничтожит все находящиеся в ней данные.
Параметр -L определяет метку тома. Меткой может быть любая строка длиной
до 16 символов (FAT32 ограничивает метку 11 символами). Метки не являются
обязательными, но могут пригодиться в некоторых случаях, например, их можно
использовать в файле /etc/fstab вместо длинных UUID.
Параметр -n выполняет пробный прогон. Добавив его, вы увидите, что произойдет, без фактического создания новой файловой системы.
Команда mke2fs имеет множество параметров, но обычно используется только
часть из них: имя устройства, метка тома, пробный запуск и создание внешнего
журнала. Настройки по умолчанию для этой команды определяются в /etc/
mke2fs.conf, и я советую не изменять их без тщательного изучения.
Дополнительная информация
man 8 mke2fs
Рецепт 8.4.
Рецепт 11.5.
11.8. Настройка режима журналирования Ext4
Задача
Как известно, по умолчанию в Ext4 используется режим журналирования
data=ordered, в котором журналируются не данные, а только метаданные. Этот
режим обеспечивает хороший баланс между безопасностью и производительностью, но вы решили использовать самый безопасный режим data=journal.
Решение
Используйте команду tune2fs. Сначала проверьте текущий режим журналирования с помощью команды dmesg. Перед проверкой файловая система должна
быть смонтирована:
$ dmesg | grep sdb1
[25023.525279] EXT4-fs (sdb1): mounted filesystem with ordered data mode.
314 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
Этот результат подтверждает, что в разделе /dev/sdb1 находится файловая
система Ext4 и для нее установлен режим журналирования по умолчанию
data=ordered. Теперь измените его на data=journal:
$ sudo tune2fs -o journal_data /dev/sdb1
tune2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
Размонтируйте и снова смонтируйте файловую систему и проверьте режим
с помощью команды dmesg:
$ dmesg | grep sdb1
[25023.525279] EXT4-fs (sdb1): mounted filesystem with ordered data mode.
Если вы увидите множество строк с противоречивой информацией, например:
[ 206.076123] EXT4-fs (sdb1): mounted filesystem with journalled data mode.
[ 206.076433] EXT4-fs (sdb1): mounted filesystem with ordered data mode.
то перезагрузите систему, после чего должно остаться только сообщение mounted
filesystem with journalled data mode (файловая система смонтирована в режиме журналирования данных).
Комментарий
Параметры, определяющие режим журналирования, в разной документации
называются по-разному. В руководстве к man 8 tune2fs перечислены следующие
параметры:
journal_data;
journal_data_ordered;
journal_data_writeback.
В документации ядра и в различных инструкциях перечисляются параметры:
data=journal;
data=ordered;
data=writeback.
Параметры data= предназначены для передачи ядру при загрузке либо через
конфигурацию загрузчика, либо через файл /etc/fstab. Я предпочитаю простую
и быструю команду tune2fs, которая работает со всеми файловыми системами
Ext4, независимо от параметров монтирования.
Ниже представлены режимы журналирования в порядке уменьшения безопасности данных:
11.9. Определение журнала, к которому подключена файловая система Ext4 315
data=journal — обеспечивает максимальную защиту данных. Все данные
и метаданные сначала записываются в журнал, а затем в файловую систему.
В случае сбоя этот режим дает наилучшие шансы на восстановление данных.
Однако он также является самым ресурсоемким, поскольку все изменения
записываются дважды;
data=ordered — в этом режиме данные не записываются в журнал. Данные
сначала записываются в файловую систему, а затем метаданные записываются в журнал. Метаданные логически сгруппированы по порядку и хранятся
в одной транзакции. Когда они записываются на диск, сначала записываются
связанные с ними блоки данных;
data=writeback — самый быстрый и наименее безопасный режим. Данные
сначала записываются в файловую систему, а затем метаданные записываются в журнал. Порядок записи данных не сохраняется. Я не думаю, что
небольшой прирост производительности стоит дополнительного риска.
Дополнительная информация
man 8 tune2fs
Описание файловой системы Ext4 в документации ядра (https://oreil.ly/Y4ajq).
11.9. Определение журнала,
к которому подключена
файловая система Ext4
Задача
Есть несколько файловых систем Ext4. Часть из них с внутренними журналами,
а часть — с внешними, и требуется узнать, какие журналы они используют.
Решение
Встречайте новую команду dumpe2fs . Она входит в набор e2fsprogs утилит
ext2/3/4. Опросить файловую систему Ext4 с ее помощью можно следующим
образом:
$ sudo dumpe2fs -h /dev/sda1 | grep -i uuid
dumpe2fs 1.43.8 (1-Jan-2018)
Filesystem UUID:
8593f3b7-4b7b-4da7-bf4a-cc6b0551cff8
Journal UUID:
f8e42703-94eb-49af-a94c-966e5b40e756
316 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
Journal UUID принадлежит журналу. Выполните команду lsblk, чтобы получить
подробности:
$ lsblk -f | grep f8e42703-94eb-49af-a94c-966e5b40e756
└─sdb5 ext4
journal1 f8e42703-94eb-49af-a94c-966e5b40e756
И вот она, файловая система Ext4, использующая внутренний журнал: в информации о ней отсутствует строка с UUID журнала:
$ sudo dumpe2fs -h /dev/sda2 | grep UUID
dumpe2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
Filesystem UUID:
64bfb5a8-0ef6-418a-bb44-6c389514ecfc
Комментарий
В Linux всегда есть какой-то способ узнать, где что находится. Команда dumpe2fs
сообщает много полезной информации о файловых системах Ext4, включая
UUID, время создания файловой системы, общее количество блоков, количество
свободных блоков, размер журнала и многое другое.
Дополнительная информация
man 8 dumpe2fs
11.10. Увеличение
производительности Ext4
за счет использования внешнего журнала
Задача
Вы слышали, что если расположить журнал Ext4 на другом диске, то производительность файловой системы увеличится, и решили сделать это.
Решение
Внешний журнал действительно повышает производительность в режиме
журналирования data=journal. (См. ниже подраздел «Комментарий», в котором
приводится дополнительная информация о режимах журналирования.) Вы можете создать новую файловую систему Ext4 и внешний журнал или настроить
существующую ФС для использования внешнего журнала.
11.10. Увеличение производительности Ext4 за счет использования внешнего журнала 317
Диски с файловой системой и журналом должны быть на одной машине и иметь
одинаковую скорость чтения и записи. Если диск журнала будет работать
медленнее, чем диск с ФС, то вы не получите заметного прироста производительности, если он вообще будет. Вы можете использовать два одинаковых
твердотельных диска (SSD), два одинаковых жестких диска (HDD) или небольшой SSD для журнала и большой HDD для файловой системы, поскольку
SSD намного быстрее, чем HDD.
Размещение журнала Ext4 на отдельном диске выполняется в несколько шагов.
В следующем примере создаются два новых раздела: один для журнала, а другой — для новой файловой системы Ext4. Затем создается сам журнал, а потом
ФС, после чего она подключается к журналу.
Первый раздел /dev/sdb5 размером 200 Гбайт предназначен для журнала, второй
раздел /dev/sda1 размером 500 Гбайт предназначен для файловой системы Ext4:
$ sudo parted
(parted) select
Using /dev/sdb
(parted) mkpart
(parted) select
Using /dev/sda
(parted) mkpart
Внешний журнал и файловая система должны иметь одинаковый размер блока,
который в следующем примере задается с помощью параметра -b 4096. Если
размер неизвестен, то определите его с помощью команды tune2fs. Следующие
команды выполняются в командной оболочке Bash, а не в parted:
$ sudo tune2fs -l /dev/sda1 | grep -i 'block size'
Block size:
4096
Теперь создаем журнал (на это может потребоваться несколько минут) и потом
новую файловую систему:
$ sudo mke2fs -b 4096 -O journal_dev /dev/sdb5
mke2fs 1.43.8 (1-Jan-2018)
/dev/sdb2 contains a ext4 file system labelled 'ext4'
created on Mon Jan 4 18:25:30 2021
Proceed anyway? (y,N) y
Creating filesystem with 48747520 4k blocks and 0 inodes
Filesystem UUID: f8e42703-94eb-49af-a94c-966e5b40e756
Superblock backups stored on blocks:
Zeroing journal device:
$ sudo mkfs.ext4 -b 4096 -J device=/dev/sdb5 /dev/sda1
mke2fs 1.43.8 (1-Jan-2018)
Creating filesystem with 35253504 4k blocks and 8814592 inodes
Filesystem UUID: 8593f3b7-4b7b-4da7-bf4a-cc6b0551cff8
318 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Adding journal to device /dev/sdb2: done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
По завершении можно использовать новую файловую систему.
Подключить внешний журнал к существующей ФС можно с помощью команды
tune2fs. Сначала очистите журнал в существующей файловой системе, а затем
свяжите ее с внешним журналом:
$ sudo tune2fs -O ^has_journal /dev/sda1
$ sudo tune2fs -b 4096 -J device=/dev/sdb5 /dev/sda1
Комментарий
Журнал Ext4 обеспечивает дополнительную защиту данных в случае сбоя диска
или системы, отслеживая изменения, которые еще не записаны на диск. Даже
если во время сбоя потеряются ваши самые последние изменения, журнал защитит файловую систему от повреждения, то есть вы потеряете только малую
часть, но не всю работу.
Перенос журнала на отдельный диск на том же компьютере дает заметное
увеличение производительности в режиме журналирования data=journal .
В Ext4 есть три режима журналирования: journal , ordered и writeback .
По умолчанию используется режим ordered. См. рецепт 11.8, в котором описываются подробности этих режимов, которые помогут выбрать самый подходящий для вас.
Символ каретки ^ отключает функцию. В примере выше он очищает существующий внутренний журнал.
Журналы Ext4 могут использоваться только одной файловой системой.
Дополнительная информация
man 8 mke2fs
man 8 tune2fs
11.11. Освобождение пространства, занятого
зарезервированными блоками, в файловой
системе Ext4
Задача
Большинство дистрибутивов Linux резервируют 5 % пространства файловых
систем Ext4 для пользователя root и системных служб. На больших современных жестких дисках это довольно много, и было бы желательно освободить
часть этого места.
Решение
Используйте команду tune2fs для изменения размера свободного пространства
в файловой системе Ext4. Указать размер можно в процентах, например, команда
в следующем примере уменьшит его до 1 %:
$ sudo tune2fs -m 1 /dev/sda1
tune2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
Setting reserved blocks percentage to 1% (820474 blocks)
Это все еще около 3 Гбайт при размере блока 4 Кбайт (820 474 × 4096 =
= 3 360 661 504 байт). Узнать размер блока можно следующим образом:
$ sudo tune2fs -l /dev/sda1 | grep -i 'block size'
Block size:
4096
При желании можно задать размер в долях процента:
$ sudo tune2fs -m .25 /dev/sda1
tune2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
Setting reserved blocks percentage to 0.25% (205118 blocks)
Это примерно 800 Мбайт.
Кроме того, можно задать размер в блоках:
$ sudo tune2fs -r 250000 /dev/sda1
tune2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
Setting reserved blocks count to 250000
Двести пятьдесят тысяч блоков по 4 Кбайт в каждом — это около гигабайта.
Проверьте результат:
$ sudo tune2fs -l /dev/sda1 | grep -i 'reserved block'
Reserved block count:
250000
320 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
Комментарий
Даже если вы исчерпаете все свободное место на диске, то все равно сможете
войти в систему как root и удалить лишнее, чего вы не смогли бы сделать, если бы
эти 5 % не были зарезервированы. Однако 5 % — это пережиток времен жестких
дисков небольшой емкости. Жесткие диски теперь способны вместить так много, что нет необходимости резервировать целых 5 %. Например, 5 % от емкости
диска 1 Тбайт — около 50 Гбайт. Достаточно зарезервировать несколько сотен
мегабайт. Я у себя резервирую 1 Гбайт. Эту цифру легко запомнить, и такого
объема вполне достаточно.
Используйте команду dumpe2fs, чтобы проверить настроенное количество зарезервированных блоков в вашей файловой системе Ext4:
$ sudo dumpe2fs -h /dev/sda1
[...]
Block count:
82047488
Reserved block count:
250000
[...]
Дополнительная информация
man 8 dumpe2fs
man 8 tune2fs
11.12. Создание новой
файловой системы XFS
Задача
Вам нравится XFS, и вы хотели бы создать новую файловую систему XFS.
Решение
Для этого нужно установить пакет xfsprogs и выделить раздел для новой файловой системы. После этого можно создать новую файловую систему XFS с по-
11.12. Создание новой файловой системы XFS 321
мощью команды mkfs.xfs. Следующий пример демонстрирует все эти шаги.
Здесь используется раздел /dev/sda1, и новая файловая система получает метку
xfstest:
$ sudo apt install xfsprogs
$ sudo parted /dev/sda mkpart testxfs xfs 1MB
$ sudo mkfs.xfs -L xfstest /dev/sda1
meta-data=/dev/sdb5
isize=512
=
sectsz=512
=
crc=1
reflink=0
data
=
bsize=4096
=
sunit=0
naming
=version 2
bsize=4096
log
=internal log
bsize=4096
=
sectsz=512
realtime =none
extsz=4096
Проверяем получившийся результат с помощью команды lsblk:
$ lsblk -f | grep -w sda1
├─sda1 xfs xfstest bb5dddb3-af74-4bed-9d2a-e79589278e84
Смонтируйте новую файловую систему, настройте атрибуты владения
и разрешения, и она готова к применению. Следующий пример монтирует
ее в /mnt/xfstest, устанавливает владельцем пользователя Duchess, устанавливает разрешения на чтение и запись для Duchess и только на чтение для
всех остальных:
$
$
$
$
Комментарий
Команда, создающая новую файловую систему XFS, выводит много полезной
информации, например размер блока, количество блоков и размер сектора.
Дополнительная информация
man 8 mkfs.xfs
322 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
11.13. Изменение размера
файловой системы XFS
Задача
Изменить размер файловой системы XFS.
Решение
Размер файловой системы XFS можно только увеличить. Чтобы уменьшить
ее размер, придется скопировать данные куда-то еще, создать раздел меньшего
размера, отформатировать его в XFS и затем скопировать данные обратно.
Увеличить размер значительно проще. Для этого в конце раздела, в котором
находится файловая система XFS, должно иметься свободное пространство.
В следующих примерах новая конечная точка раздела — 2700 Гбайт, а файловая
система смонтирована в /media/duchess/xfs.
Запустите parted. Выведите информацию о разделе, чтобы убедиться в правильном выборе раздела и конечной точки, увеличьте размер раздела и выйдите
из parted:
$ sudo parted /dev/sdb
GNU Parted 3.3
Using /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) p free
Model: ATA SAMSUNG HD204UI (scsi)
Disk /dev/sdb: 4000GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
1
2
Start
17.4kB
1049kB
1656GB
1759GB
End
1049kB
1656GB
1759GB
4000GB
Size
1031kB
1656GB
103GB
242GB
File system
Free Space
xfs
xfs
Free Space
Name
Flags
files
files2
(parted) resizepart 2
(parted) Warning: Partition /dev/sdb2 is being used. Are you sure you want to
continue?
Yes/No? Yes
End? [1759GB]? 1900GB
(parted) q
11.14. Создание файловой системы exFAT 323
Теперь можно увеличить размер файловой системы, чтобы она заняла раздел
полностью:
$ sudo xfs_growfs /media/duchess/xfs
Вот и все! Наслаждайтесь увеличенным размером файловой системы.
Комментарий
Кроме того, можно размонтировать файловую систему и изменить ее размер
в автономном режиме. Это немного безопаснее.
С помощью GParted вы сможете изменить размер файловой системы еще быстрее и проще (см. рецепт 9.7).
Дополнительная информация
Рецепт 8.8.
Рецепт 9.7.
11.14. Создание файловой системы exFAT
Задача
Флеш-накопитель вашей цифровой камеры отформатирован в файловой системе exFAT, или у вас есть другие устройства флеш-памяти с данной файловой
системой и вы хотите иметь возможность читать, записывать и редактировать
файлы на носителях с этих устройств в системе Linux.
Решение
Есть два возможных решения этой задачи: применить реализацию exFAT, работающую в пространстве пользователя (Filesystem in Userspace, FUSE), или
встроенную реализацию, работающую в ядре Linux. В данном рецепте мы задействуем exFAT FUSE, поскольку на момент написания этих строк встроенная
реализация была включена не во все дистрибутивы. Найдите ядро версии 5.7
и ознакомьтесь с примечаниями к выпуску, а также с новостями вашего дистрибутива. (Выполните команду uname -r, чтобы узнать версию ядра.)
Имена пакетов с реализацией exFAT могут отличаться в разных дистрибутивах.
Пакеты exfat-fuse и exfat-utils — старые, exfatprogs — новейшая реализация,
324 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
заменяющая как exfat-fuse, так и exfat-utils. Если вам доступна только старая
версия — устанавливайте хотя бы ее.
Команда создания новой файловой системы exFAT одинакова для обоих пакетов.
Следующий пример форматирует /dev/sdc1 в exFAT:
$ sudo mkfs.exfat /dev/sdc1
mkexfatfs 1.2.8
Creating... done.
Flushing... done.
File system created successfully.
exFAT специально создавалась максимально простой, поэтому параметров создания не так много. Назначить метку можно следующим образом:
$ sudo exfatlabel /dev/sdc2 exfatfs
Проверьте получившийся результат с помощью команды lsblk:
$ lsblk -f
NAME
FSTYPE LABEL
UUID
sdc
├─sdc1
├─sdc2 exfat exfatfs 8178-51D4
└─sdc3
Комментарий
Вам не нужно создавать специальный раздел exFAT для чтения файлов из exFAT
на других устройствах, достаточно установить пакеты поддержки exFAT.
Если для разметки диска вы предпочитаете использовать инструмент с графическим интерфейсом, то сразу отмечу, что GParted не поддерживает exFAT по
юридическим причинам. Однако эта файловая система поддерживает в GNOME
Disks. Вам не нужно устанавливать GNOME, чтобы воспользоваться данной
программой; просто установите пакет gnome-disk-utility.
Microsoft выпустила спецификацию exFAT в 2019 году. А Samsung выпустила
exfatprogs в начале 2020 года. К тому времени, когда вы будете читать эти строки,
встроенная поддержка exFAT должна появиться в последних выпусках Fedora,
Ubuntu и openSUSE Tumbleweed.
Дополнительная информация
man 8 exfat
man 8 exfatlabel
11.15. Создание файловых систем FAT16 и FAT32 325
11.15. Создание файловых систем FAT16 и FAT32
Задача
Узнать, как создать файловую систему FAT16 или FAT32.
Решение
Вам понадобится пакет dosfstools, который по умолчанию устанавливается
в большинстве дистрибутивов Linux. Следующие примеры демонстрируют
создание нового раздела размером 500 Мбайт с помощью parted и его форматирование в FAT32.
Создайте новый раздел и обратите внимание, как в примере меняется единица
измерения на mb (мегабайты) и как используется mkpart в интерактивном режиме:
$ sudo parted /dev/sdb
GNU Parted 3.2
Using /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) print
Model: ATA SAMSUNG HD204UI (scsi)
Disk /dev/sdb: 2000399MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
1
Start
0.00GB
End
1656GB
Size
1656GB
File system
xfs
Name
files
Flags
(parted) unit mb
mkpart
Partition name? []?
File system type? [ext2]? fat32
Start? 1656331MB
End? 1656831MB
(parted) print
Model: ATA SAMSUNG HD204UI (scsi)
Disk /dev/sdb: 2000399MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number
1
2
Start
1.05MB
1656331MB
(parted) q
End
1656331MB
1656831MB
Size
1656330MB
500MB
File system
xfs
fat32
Name
bup
Flags
326 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
Указывать имя раздела (в запросе Partition name?) не обязательно; в этом примере
я оставила имя раздела пустым. Теперь создайте новую файловую систему FAT32:
$ sudo mkfs.fat -F 32 -n fat32test /dev/sdb2
mkfs.fat 4.1 (2017-01-24)
mkfs.fat: warning - lowercase labels might not work properly with DOS or Windows
Выполните проверку с помощью команды lsblk:
$ lsblk -f /dev/sdb
NAME
FSTYPE LABEL
MOUNTPOINT
sdb
├─sdb1 xfs
xfstest
└─sdb2 vfat
fat32test
UUID
FSAVAIL FSUSE%
1d742b2d-a621-4454-b4d3-469216a6f01e
AB39-1808
Комментарий
Чтобы создать файловую систему FAT16, используйте параметр -F 16.
Файлы в FAT16 и сама эта файловая система не могут иметь размер больше
4 Гбайт.
В FAT32 максимальный размер файлов ограничен 4 Гбайт, а размер раздела —
16 Тбайт при использовании секторов размером 4 Кбайт и кластеров 64 Кбайт.
Дополнительная информация
Глава 8.
Глава 9.
man 8 mkfs.fat
11.16. Создание файловой системы Btrfs
Задача
Btrfs — отличная файловая система и достойна того, чтобы ее попробовать.
Решение
Это отличная и в то же время очень сложная файловая система. SUSE Linux
Enterprise Server (SLES) и openSUSE — лучшие дистрибутивы Linux для опробования Btrfs. Проекты SLES и openSUSE — крупнейшие разработчики Btrfs,
и они создали отличный инструмент Snapper для управления моментальными
11.16. Создание файловой системы Btrfs 327
снимками Btrfs. Они также предоставляют самую полную документацию. Разметка диска по умолчанию в openSUSE/SLES предполагает настройку подтомов
Btrfs и автоматическое создание моментальных снимков.
Для начала скачайте последнюю версию openSUSE Tumbleweed. Запустите
установщик и, когда откроется экран Suggested Partitioning (Предлагаемая разметка), взгляните на первое предложение (рис. 11.2).
Рис. 11.2. Первое предложение по разметке диска в процедуре установки openSUSE
Нажмите кнопку Guided Setup (Мастер установки), чтобы изменить это предложение. Пропустите экран Enable logical volume management (LVM) / Enable disk encryption
(Включить управление логическими томами (LVM)/Включить шифрование
диска) и остановитесь на экране Filesystem Options (Параметры файловой системы). Выберите Propose Separate Home Partition (Предложить отдельный домашний
раздел) и отформатируйте его как Btrfs.
Установите оба флажка для Propose Separate Swap Partition (Предложить отдельный
раздел подкачки), затем нажмите кнопку Next (Далее) (рис. 11.3).
После этого вы вернетесь на экран Suggested Partitioning (Предлагаемая разметка).
Если вы решите изменить размеры разделов, то нажмите кнопку Expert Partitioner
328 Глава 11. Создание файловых систем и управление ими
(Экспертная разметка) и выберите Start with Current Proposal (Начать с текущего предложения) (рис. 11.4). Иначе нажмите кнопку Next (Далее) и продолжите установку.
Рис. 11.3. Создать домашний раздел
Рис. 11.4. Нестандартная разметка диска с использованием начального предложения
11.16. Создание файловой системы Btrfs 329
По завершении у вас будет готовая к использованию система Linux с Btrfs, уже
настроенная хорошими значениями по умолчанию.
Комментарий
Настройка Btrfs вручную — довольно сложная задача, хотя когда вы познакомитесь с этой файловой системой поближе, то можете попробовать настроить
его вручную. Мне нравится узнавать что-то новое, начиная с работающей
реализации. Однако я не смогу уместить полезные инструкции по настройке
Btrfs в несколько рецептов. Btrfs настолько гибкая и богатая возможностями
файловая система, что для ее описания нужна отдельная книга. И такая книга
есть, она написана трудолюбивыми сотрудниками SUSE. Для начала прочитайте начальное руководство Startup Guide, в котором описывается порядок
установки, и затем прочитайте раздел о восстановлении системы и управление
снимками с помощью Snapper под названием System Recovery and Snapshot
Management with Snapper в документации openSUSE (https://oreil.ly/1Vi9L).
Snapper и Btrfs — отличное сочетание для управления Btrfs и быстрого восстановления после сбоев.
Дополнительная информация
Начальные и справочные руководства в документации к openSUSE (https://
oreil.ly/1Vi9L).
Руководства по развертыванию и администрированию в SLES Product
Manuals (https://oreil.ly/fX5G9).
ГЛАВА 12
Безопасный удаленный доступ
с OpenSSH
OpenSSH — популярный инструмент для безопасного удаленного администрирования. Он шифрует весь трафик, передаваемый во время сеанса, и гарантирует
целостность передачи данных. Если что-то или кто-то подменит ваши пакеты,
то SSH сообщит вам об этом. В данной главе вы узнаете, как настроить доступ
к удаленным хостам через SSH, управлять своими ключами шифрования, настроить свои учетные данные на нескольких удаленных хостах, настроить приглашение Bash, чтобы отличать сеансы SSH, и многое другое.
OpenSSH поддерживает большое количество надежных алгоритмов шифрования, и ни один из них не обременен патентами, поскольку команда OpenSSH
приложила большие усилия, чтобы гарантировать, что внутри OpenSSH не будет
запатентованного или иным образом обремененного кода. В рецепте 12.16 вы
увидите, как вывести список всех поддерживаемых алгоритмов.
OpenSSH — это набор утилит для передачи данных по сети:
sshd — демон сервера OpenSSH;
ssh — сокращенно от secure shell («безопасная оболочка»), но на самом деле
не включает оболочку, а обеспечивает безопасный канал связи с командной
оболочкой в удаленной системе;
scp — сокращенно от secure copy («безопасное копирование»), предназначена
для шифрованной передачи файлов;
sftp, secure file transfer protocol («протокол безопасной передачи файлов»),
обеспечивает доступ к файлам;
ssh-copy-id — замечательная маленькая программа для сохранения вашего
открытого ключа в файле authorized_keys на удаленном сервере SSH;
Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
331
ssh-keyscan — отыскивает и собирает открытые ключи хостов в сети, избавляя
от необходимости искать их вручную;
ssh-keygen — генерирует ключи аутентификации и управляет ими;
ssh-add — добавляет вашу идентификационную информацию в настройки
агента аутентификации ssh-agent.
В этой главе вы познакомитесь с ssh, sshd, ssh-copy-id, ssh-keygen и двумя полезными утилитами: sshfs и ssh-agent.
Утилита sshfs монтирует удаленные файловые системы в каталог на локальном компьютере, а ssh-agent запоминает парольные фразы с вашими личными
ключами SSH для автоматической аутентификации. ssh-agent привязывается
к одному сеансу входа в систему, поэтому выход из системы или открытие
другого терминала предполагает запуск агента заново. Лучшей утилитой
для автоматизации операций является Keychain — интерфейс для ssh-agent.
Keychain автоматически использует ssh-agent, пока вы не перезагрузите компьютер, поэтому вводить парольные фразы вам потребуется только при запуске
(см. рецепт 12.10).
OpenSSH поддерживает разные типы аутентификации, такие как:
аутентификация с паролем — выполняется с помощью ваших имени пользователя и пароля. Это самый простой и гибкий вариант, поскольку позволяет
войти в систему с любого компьютера. Но вы должны проявить разумную
осторожность и не открывать сеансы SSH с ненадежных компьютеров, например установленных в библиотеке или интернет-кафе. Если на этот компьютер будет установлена программа-кейлоггер (клавиатурный шпион), то
она перехватит ваши учетные данные;
аутентификация с открытым ключом — это аутентификация с применением
личных открытых ключей SSH без использования учетных данных. Этот
способ более хлопотный, поскольку вам придется создавать и распространять
ваши открытые ключи, а кроме того, вы сможете входить в систему только
с компьютеров, на которых хранится ваш закрытый ключ. Ряд коммерческих
служб требуют от клиентов использования той или иной формы аутентификации с открытым ключом;
аутентификация без парольной фразы — аутентификация с открытым ключом без парольной фразы. Удобный способ для средств автоматизации,
таких как сценарии и задания cron. Однако любой, кому удастся украсть ваш
закрытый ключ, сможет замаскироваться под вас, поэтому вы должны очень
тщательно защищать свой закрытый ключ, используемый для аутентификации без парольной фразы.
332 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
Альтернативой использованию ключей без парольных фраз является Keychain,
который запомнит ваши личные ключи за вас (см. рецепт 12.10).
Есть два разных типа ключей аутентификации: ключи хоста, которые аутентифицируют компьютеры, и открытые ключи, аутентифицирующие пользователей. Ключи SSH создаются парами, состоящими из закрытого и открытого
ключа. Открытый ключ служит для шифрования информации перед отправкой в сеть, а закрытый — для расшифровывания, что является гениально
простой схемой. Вы можете безопасно распространять свои открытые ключи
сколько хотите, но должны защищать свой закрытый ключ и не передавать
его никому.
Сервер и клиент определяются направлением транзакции. На сервере запущен
демон SSH, и он принимает запросы на соединение, а клиент — это любой входящий на этот компьютер через SSH.
12.1. Установка сервера OpenSSH
Задача
Установить сервер OpenSSH.
Решение
В большинстве дистрибутивов Linux клиент OpenSSH устанавливается по
умолчанию, а сервер — не всегда. Пакеты с OpenSSH в разных дистрибутивах
Linux называются по-разному, поэтому используйте диспетчер пакетов, чтобы
отыскать нужный пакет для вашего дистрибутива (см. приложение). Установите
сервер, затем проверьте, запустился ли он:
$ systemctl status sshd
● sshd.service - OpenSSH Daemon
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/sshd.service; disabled; vendor preset
Active: inactive (dead)
[...]
В данном примере сервер не работает и не включен. В большинстве дистрибутивов Linux не предполагается автоматический запуск сервера OpenSSH после
установки. И вобщем случае это верное решение, поскольку сервер нужно
правильно настроить, прежде чем позволить ему принимать запросы на подключение. Если сервер запустился до того, как вы проверили конфигурацию,
то остановите его или заблокируйте его порты с помощью брандмауэра.
12.2. Генерирование новых ключей хоста 333
Следующие шаги — настройка ключей шифрования и сервера, которые описываются в рецептах 12.2 и 12.3.
Комментарий
Помните, что, используя термины «сервер» и «клиент», мы подразумеваем
не только оборудование, но и направление транзакции. Роль сервера выполняет
компьютер, на котором запущен демон SSH, принимающий запросы на соединение, а роль клиента — любой компьютер, обращающийся к серверу через SSH.
Любой персональный компьютер с Linux может быть сервером, клиентом или
и тем и другим.
Дополнительная информация
Глава 14.
Сайт OpenSSH (https://openssh.com).
sshd (8).
Приложение (в конце книги).
12.2. Генерирование новых ключей хоста
Задача
Сгенерировать ключи хоста, поскольку ваш дистрибутив Linux не создает их
автоматически при установке, или вы решили заменить существующие ключи,
или вы клонируете установленную систему или виртуальную машину и для
клонов нужно создать свои уникальные ключи.
Решение
Используйте команду ssh-keygen. Существует несколько типов ключей: RSA,
DSA, ECDSA и ED25519. Сначала удалите старые ключи, если они имеются:
$ sudo rm /etc/ssh/ssh_host*
Затем создайте новые:
$ sudo ssh-keygen -A
ssh-keygen: generating new host keys: RSA DSA ECDSA ED25519
334 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
Комментарий
Если вам когда-нибудь станет скучно и захочется чем-нибудь заняться, то попробуйте изучить вопрос: «Какие форматы ключей SSH лучше использовать?»
Споры на эту тему бесконечны. Но я могу дать короткий ответ: используйте
RSA, ECDSA и ED25519 и избегайте DSA. Удалите DSA-ключ хоста, а остальные оставьте.
RSA — самый старый тип. Ключи этого типа достаточно стойкие и обеспечивают
максимальную совместимость.
ECDSA и ED25519 — более новые типы ключей, очень эффективные и менее
затратные в вычислительном отношении.
Некоторые старые клиенты SSH не поддерживают ECDSA и ED25519. Надеюсь, вы не используете их, поскольку ECDSA и ED25519 появились вместе
с OpenSSH 6.5 в 2014 году. Чрезвычайно важно обновлять службы безопасности
и не использовать старые и небезопасные клиенты.
Дополнительная информация
Сайт OpenSSH (https://openssh.com).
ssh-keygen (1).
12.3. Настройка сервера OpenSSH
Задача
Настроить сервер OpenSSH на максимальный уровень безопасности и протестировать его.
Решение
Для начала убедитесь, что закрытые ключи хоста вашего сервера доступны
только root и только для чтения:
$ ls -l /etc/ssh/
-r-------- 1 root root
-r-------- 1 root root
-r-------- 1 root root
12.3. Настройка сервера OpenSSH 335
Они должны выглядеть так, как показано в коде выше. Затем проверьте свои открытые ключи, принадлежащие пользователю root, они должны быть доступны
для чтения и записи владельцу и только для чтения всем остальным:
$ ls -l /etc/ssh/
-rw-r--r-- 1 root root
-rw-r--r-- 1 root root
-rw-r--r-- 1 root root
Вот так правильно.
Теперь несколько слов о конфигурационном файле /etc/ssh/sshd_config.
Изменив его содержимое, перезагрузите sshd, чтобы загрузить ваши изменения:
$ sudo systemctl reload sshd.server
Раскомментируйте настройки в этом файле, которые хотите изменить.
Настройте sshd для проверки правильности атрибутов файлов и домашних каталогов пользователей, прежде чем принимать от них запросы на подключение:
StrictModes yes
Если разрешения для файлов настроены неверно, то этот параметр не позволит
им войти в систему.
Если у вашего компьютера более одного IP-адреса, то определите, какой адрес
или адреса будет прослушивать сервер:
ListenAddress 192.168.10.15
ListenAddress 192.168.10.16
Вы можете назначить нестандартные порты для приема соединений сервером
sshd. Используйте только порты выше 1024 и загляните в /etc/services, чтобы
выбрать неиспользуемые порты, затем добавьте новые порты в /etc/services:
sshd 2022
sshd 2023
После этого добавьте их в файл /etc/ssh/sshd_config:
Port 2022
Port 2023
Можно разрешить доступ только указанным группам (создайте эти группы
в /etc/group):
AllowGroups webadmins backupadmins
336 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
Или отказать в доступе каким-то группам с помощью DenyGroups.
Отключите возможность входа с привилегиями root. Безопаснее входить в систему с привилегиями рядового пользователя и затем использовать sudo:
PermitRootLogin no
Как вариант, можно разрешить вход с привилегиями root, но только методом
аутентификации с открытым ключом:
PermitRootLogin prohibit-password
Кроме того, можно отключить вход с паролем для всех пользователей и разрешить только аутентификацию с открытым ключом (см. рецепт 12.7):
PasswordAuthentication no
Можно запретить вход конкретным пользователям, перечислив их имена или
имена хостов или IP-адреса:
DenyUsers duchess madmax stash@example.com cagney@192.168.10.25
Или разрешить вход ограниченному кругу пользователей, определив параметр
AllowUsers. Вы можете задействовать оба параметра, но помните при этом, что
DenyUsers всегда обрабатывается первым.
Ограничьте время ожидания, пока пользователь введет свои учетные данные
и завершит процедуру входа в систему. По умолчанию 120 секунд:
LoginGraceTime 90
Можно также ограничить количество неудачных попыток входа. По умолчанию 6:
MaxAuthTries 4
Комментарий
Любой сканер портов найдет ваши открытые порты, и злоумышленники могут
попытаться взломать пароль простым методом перебора. Злоумышленники
выбирают для атаки SSH-порт 22 по умолчанию. Изменение номера порта
не слишком снизит риски, но все же предотвратит какую-то часть атак. Прежде чем использовать альтернативные номера портов, загляните в файл /etc/
services, найдите неиспользуемые порты, а затем впишите в этот файл порты,
выбранные вами.
Аутентификация с открытым ключом очень надежна, и ее нельзя взломать, как
аутентификацию с паролем (см. рецепт 12.7). Однако это менее удобный спо-
12.4. Проверка синтаксиса конфигурации 337
соб, поскольку позволяет входить в систему только с компьютеров, на которых
имеется ваш закрытый ключ.
Дополнительная информация
Сайт OpenSSH (https://openssh.com).
man 5 sshd_config
Рецепт 12.5.
Рецепт 12.7.
12.4. Проверка синтаксиса конфигурации
Задача
Все люди делают ошибки, и вам нужно средство для проверки синтаксиса файла
/etc/ssh/sshd_config.
Решение
И такое средство есть. После внесения изменений выполните следующую команду:
$ sudo sshd -t
Если в файле нет синтаксических ошибок, то команда просто завершится без
вывода каких-либо сообщений. Если ошибки есть, то она сообщит о них:
$ sudo sshd -t
/etc/ssh/sshd_config: line 9: Bad configuration option: Porotocol
/etc/ssh/sshd_config: terminating, 1 bad configuration options
Такую проверку можно делать при работающем демоне SSH. Это позволит вам
исправить свои ошибки перед вводом команды перезагрузки или перезапуска.
Комментарий
Параметр -t означает test (проверка). При запуске с этим параметром команда
не затрагивает демон SSH и просто проверяет наличие синтаксических ошибок
в файле /etc/ssh/sshd_config, так что команду sshd с параметром -t можно
использовать в любой момент.
338 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
Дополнительная информация
man 5 sshd_config
Сайт OpenSSH (https://openssh.com).
12.5. Настройка аутентификации с паролем
Задача
Настроить клиент OpenSSH для входа на удаленный хост с использованием
простейшего из поддерживаемых методов.
Решение
Самый простой метод удаленного доступа по SSH — аутентификация с паролем.
Для его реализации потребуются:
настроенный сервер OpenSSH на удаленной машине, на которую вы хотите
войти (см. рецепт 12.3);
запущенный демон sshd на этой удаленной машине и порт 22 или любой другой порт, который использует sshd, не должен блокироваться брандмауэрами;
клиент SSH на вашем клиентском компьютере;
наличие вашей собственной учетной записи пользователя на удаленной
машине;
ключи хоста на сервере (см. рецепт 12.2).
Открытый ключ хоста удаленной машины должен быть передан клиентам.
Самый простой способ — войти в систему с клиента и позволить OpenSSH
передать ключ:
duchess@pc:~$ ssh duchess@server1
The authenticity of host 'server1 (192.168.43.74)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:8iIg9wwFIzLgwiiQ62WNLF5oOS3SL/aTw6gFrtVJTx8.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? *yes*
Warning: Permanently added 'server1,192.168.43.74' (ECDSA) to the list of
known hosts.
Password: password
Last login: Wed Jul 8 19:22:39 2021 from 192.168.43.183
Have a lot of fun...
Теперь пользователь Duchess может работать на server1, как если бы server1
был локальной машиной. При этом весь трафик между клиентом и сервером
будет шифроваться.
12.5. Настройка аутентификации с паролем 339
Обмен ключами хоста происходит только один раз, при первом входе в систему.
Повторный обмен никогда не будет инициирован, если ключ не был заменен
новым или вы не удалили его из своего личного файла ~/.ssh/known_hosts.
Комментарий
Открытый ключ хоста server1 хранится в файле ~/.ssh/known_hosts на клиентском компьютере. Этот файл может содержать любое количество ключей хоста.
Входить в систему как root через SSH небезопасно; лучше выполнить вход с привилегиями рядового пользователя, а затем использовать su или sudo. Войти в систему можно с учетными данными любого пользователя, если вы знаете его пароль:
duchess@pc:~$ ssh madmax@server1
Если у вас одно и то же имя пользователя на обеих машинах, то его можно
не указывать и входить в систему так:
duchess@pc:~$ ssh server1
У меня есть привычка всегда указывать имя пользователя как недорогую страховку от ошибок.
Пусть вас не смущают термины «клиент» и «сервер». Речь не об оборудовании.
Сервер — это компьютер, на который вы входите, а клиент — компьютер, откуда
вы входите. На клиенте демон sshd может быть не запущен.
Есть риск, что при передаче ключ хоста будет перехвачен и заменен поддельным
ключом, вследствие чего злоумышленник получит доступ к вашим системам.
Вы можете проверить отпечаток (контрольную сумму) открытого ключа, прежде
чем ввести yes. Для этого можно применить старый и надежный метод, такой
как запись на листе бумаги и сравнение, или новомодный, например сфотографировать ключ хоста на телефон для сравнения или использовать свой телефон
по прямому назначению и позвонить кому-то, у кого есть доступ к удаленному
компьютеру, чтобы тот прочитал вам отпечаток ключа.
См. рецепт 12.6, чтобы узнать, как получить отпечаток ключа.
Дополнительная информация
Рецепт 12.6.
Cайт OpenSSH (https://openssh.com).
man 1 ssh
man 1 ssh-keygen
man 8 sshd
340 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
12.6. Получение отпечатка ключа
Задача
Получить отпечаток ключа хоста для проверки его достоверности.
Решение
Выполните команду ssh-keygen на сервере, передав ей ключ хоста, отпечаток
которого требуется получить:
duchess@server1:~$ ssh-keygen -lf /etc/ssh/ssh_host_rsa_key
4096 SHA256:32Pja4+F2+MTdla9cs4ucecThswRQp6a4xZ+5sC+Bf0 backup server1 (RSA)
Комментарий
Это тот случай, когда пригодятся старые добрые способы связи, такие как
телефон. Не используйте электронную почту, если у вас не настроено ее шифрование, поскольку незашифрованную электронную почту легко перехватить
и прочитать.
Дополнительная информация
Сайт OpenSSH (https://openssh.com).
man 1 ssh-keygen
12.7. Аутентификация с открытым ключом
Задача
Настроить аутентификацию с открытым ключом, поскольку она надежнее
аутентификации с паролем и не использует ваш пароль Linux. Вам хотелось бы
использовать один открытый ключ для доступа к нескольким системам или для
каждой из них создать уникальный открытый ключ.
Решение
Да, пользователям Linux доступно все это. Вы можете создать столько ключей
SSH, сколько захотите, и применять их как хотите. Ниже приводится мое любимое заклинание для создания новой пары ключей RSA. Конечно, вы можете
12.7. Аутентификация с открытым ключом 341
использовать собственный комментарий и название ключа. (См. ниже подраздел «Комментарий», чтобы узнать, нужно ли задавать парольную фразу для
закрытого ключа.)
duchess@pc:~/.ssh $ ssh-keygen -C "backup server2" -f id-server2 -t rsa -b 4096
Generating public/private rsa key pair.
Enter passphrase (empty for no passphrase):
Enter same passphrase again:
Your identification has been saved in id-server2.
Your public key has been saved in id-server2.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:32Pja4+F2+MTdla9cs4ucecThswRQp6a4xZ+5sC+Bf0 backup server2
The key's randomart image is:
+---[RSA 4096]----+
|
..
|
|
....
|
|
o. . .|
|
+ . o|
|
S* .o o o|
|
+.+..Bo*+|
|
*.+*EX=o|
|
o *o.Oo+.|
|
o.o=+*+.|
+----[SHA256]-----+
Следующий шаг — скопировать новенький ключ на удаленный компьютер, которым в данном случае является локальный сервер для хранения резервных копий
server1. При этом у вас уже должен быть настроен SSH-доступ к удаленному
компьютеру, например, с аутентификацией с ключом хоста. Чтобы скопировать
ваш открытый ключ на сервер, выполните команду ssh-copy-id:
duchess@pc:~/.ssh $ ssh-copy-id -i id-server1 duchess@server1
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed: ".ssh/id-server1"
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s), to filter
out any that are already installed
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are
prompted now it is to install the new keys
Number of key(s) added: 1
Now try logging into the machine, with: "ssh 'duchess@server1'"
and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.
Попробуйте выполнить вход:
duchess@pc:~/.ssh $ ssh -i id-server1 duchess@server1
Enter passphrase for key 'id-server1':
Last login: Sat Jul 11 11:09:53 2021 from 192.168.43.234
Have a lot of fun...
duchess@server1:~$
342 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
Вы можете применять этот новый ключ для доступа к нескольким удаленным
хостам или создать уникальный ключ для каждого из них. Один и тот же ключ
для нескольких машин легче использовать, но сложнее заменить. И напротив,
если уникальный ключ будет скомпрометирован или утерян, то его потребуется
заменить только на одном сервере.
Комментарий
Всегда применяйте парольную фразу для ключей SSH, создаваемых для
пользователей-людей, поскольку любой, кто получит доступ к вашим личным ключам, сможет замаскироваться под вас, если вы поленитесь добавить
парольную фразу.
Замечательная маленькая утилита ssh-copy-id гарантирует копирование открытых ключей в нужное место, то есть в ~/.ssh/authorized_keys на удаленном
хосте, в нужном формате и с нужными разрешениями. Она также гарантирует,
что ваш закрытый ключ не будет скопирован по ошибке.
Эта утилита поддерживает следующие параметры:
-C — позволяет добавить комментарий к ключу, который может помочь
вспомнить его предназначение;
-f — позволяет задать имя ключа, которое может быть любым. Не забывайте,
в каком каталоге находитесь в текущий момент; если не в ~/.ssh, то укажите
путь;
-t — тип ключа: rsa, ecdsa или ed25519;
-b — разрядность; этот параметр поддерживается только для ключей rsa.
Значение по умолчанию — 2048, максимальная разрядность — 4096. Чем
больше разрядность, тем больше вычислительных ресурсов требуется на
обработку, но, честно говоря, вы едва ли заметите какую-либо разницу при
использовании 4096-разрядного ключа, разве что на старом и слабом оборудовании или на очень загруженных серверах;
-i — сообщает SSH-клиенту, какой ключ должен применяться. Если у вас
несколько ключей, то вы должны использовать этот параметр. При наличии
нескольких открытых ключей можно столкнуться с сообщением об ошибке
Too many authentication failures (Слишком много ошибок аутентификации), если
не указать один ключ, поскольку SSH будет пробовать их все, если не указан
один конкретный.
12.8. Управление несколькими открытыми ключами 343
Дополнительная информация
Сайт OpenSSH (https://openssh.com).
man 1 ssh
man 1 ssh-keygen
12.8. Управление несколькими
открытыми ключами
Задача
Использовать несколько разных ключей для работы с разными серверами. Как
управлять ключами с разными именами?
Решение
При создании новой пары ключей используйте команду ssh-keygen с параметром -f, чтобы присвоить ключам уникальные имена:
duchess@pc:~/.ssh $ ssh-keygen -t rsa -f id-server2
После этого можно будет с помощью параметра -i выбирать ключ для подключения к конкретному удаленному хосту:
duchess@pc:~/.ssh $ ssh -i id-server2 duchess@server2
Чтобы упростить управление несколькими открытыми ключами, создайте новый
файл ~/.ssh.config. Он настраивает учетные данные для подключения к различным
удаленным хостам; произведя такие настройки, можно выполнять вход с помощью
простой короткой команды ssh foo. Следующий пример демонстрирует настройки,
упрощающие вход на удаленный хост server2 для пользователя Duchess:
Host server2
HostName server2
User duchess
IdentityFile ~/.ssh/id-server2
IdentitiesOnly yes
Теперь Duchess сможет выполнять вход, просто указав значение параметра Host:
$ ssh server2
344 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
В этот файл можно добавить все используемые вами открытые ключи, например:
Host server3
HostName server3
User duchess
IdentityFile ~/.ssh/id-server3
IdentitiesOnly yes
Host server3
HostName server3
User madmax
IdentityFile ~/.ssh/id-server3
IdentitiesOnly yes
Комментарий
Ниже кратко описаны параметры из предыдущего примера.
Строка Host определяет начало блока настроек для каждого отдельного хоста.
Это метка, которая будет использоваться для входа в систему, и она может
быть любой строкой.
HostName — имя хоста удаленного компьютера, полное доменное имя или
IP-адрес.
User — имя пользователя на удаленной машине.
IdentityFile — полный путь к файлу с вашим открытым ключом.
IdentitiesOnly yes — указывает ssh использовать настройки в ~/.ssh/config
или из параметров командной строки, а не из других источников, если они есть.
Номер порта SSH по умолчанию — 22. Если нужно подключиться к нестандартному порту, например, 2022, то укажите его с помощью параметра Port:
Port 2022
Вы можете присвоить своим ключам какие угодно имена. Я предпочитаю описательные, чтобы они напоминали, для связи с какой машиной предназначен
тот или иной ключ.
Не забывайте всегда добавлять парольную фразу в свои закрытые ключи.
Дополнительная информация
Сайт OpenSSH (https://openssh.com).
man 1 ssh_config
man 1 ssh
12.10. Автоматическое управление парольными фразами с помощью Keychain 345
12.9. Изменение парольной фразы
Задача
Изменить парольную фразу на выбранном закрытом ключе.
Решение
Используйте команду ssh-keygen с параметром -p:
$ ssh-keygen -p -f ~/.ssh/id-server2
Enter old passphrase:
Key has comment 'backup server2'
Enter new passphrase (empty for no passphrase): passphrase
Enter same passphrase again: passphrase
Your identification has been saved with the new passphrase.
Комментарий
Парольные фразы нельзя восстановить. Если вы забудете ее, то вам останется
только создать новый ключ с новой парольной фразой.
Дополнительная информация
Сайт OpenSSH (https://openssh.com).
man 1 ssh
man 1 ssh-keygen
12.10. Автоматическое управление парольными
фразами с помощью Keychain
Задача
Хотелось бы использовать какой-то инструмент, запоминающий парольные
фразы закрытых ключей.
Решение
Для этой цели создана утилита Keychain. Установите пакет keychain, затем скопируйте строки из следующего примера в свой файл .bashrc.
346 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
Следующий пример демонстрирует, как организовать вход на server1, server2
и server3, не вводя каждый раз парольные фразы. Скопируйте эти строки, подставив в них имена своих ключей:
keychain ~/.ssh/id-server1 ~/.ssh/id-server2 \
~/.ssh/id-server3 . ~/.keychain/$HOSTNAME-sh
Утилита Keychain сохраняет доступность закрытых ключей до завершения сеанса, поэтому вам придется вводить парольные фразы только при запуске системы.
После загрузки графической среды вам может быть не предложено ввести парольные фразы. Попробуйте открыть терминал, и если Keychain и в этом случае
не вывела запрос, то войдите в консоль Linux: нажмите комбинацию Ctrl+Alt+F2
и выполните вход в систему. Затем вы должны увидеть примерно такие строки:
* keychain 2.8.5 ~ http://www.funtoo.org
* Found existing ssh-agent: 2016
* Adding 3 ssh key(s): /home/duchess/.ssh/id-server1
/home/duchess/.ssh/id-server2 /home/duchess/.ssh/id-server3
Enter passphrase for /home/duchess/.ssh/id-server1:
Enter passphrase for /home/duchess/.ssh/id-server2:
Enter passphrase for /home/duchess/.ssh/id-server3:
* ssh-add: Identities added: /home/duchess/.ssh/id-server1
/home/duchess/.ssh/id-server2 /home/duchess/.ssh/id-server3
Комментарий
Начальная точка в команде . ~/.keychain/$HOSTNAME-sh — это короткое имя
команды source, означающей использование указанного файла.
Элемент $HOSTNAME сообщает утилите Keychain имя переменной среды, в которой
хранится имя хоста. Вы можете сами посмотреть содержимое этой переменной:
$ echo $HOSTNAME
pc
Keychain — это диспетчер ключей для ssh-agent и gpg-agent, который кэширует
парольные фразы SSH и GPG, пока компьютер включен. Вы можете выйти из
системы и снова войти в нее, но вам не придется вводить парольные фразы заново — только после перезапуска системы.
Хорошая альтернатива — утилита gnome-keyring, работающая в графической среде.
Утилита имеет графический интерфейс для просмотра и управления ключами
SSH и GPG и включает диспетчер паролей. В большинстве систем она отображается в меню как Passwords and Keys (Пароли и ключи). Но у нее есть два недостатка:
она не подходит для использования в системах без графического интерфейса и не
обеспечивает доступность парольных фраз для заданий cron (см. рецепт 12.11).
12.11. Использование Keychain для доступа к парольным фразам из заданий cron 347
Дополнительная информация
Funtoo Keychain (https://oreil.ly/rljaf).
12.11. Использование Keychain для доступа
к парольным фразам из заданий cron
Задача
Использовать cron для автоматизации задач, таких как запуск резервного копирования с rsync на удаленный хост. Но, что бы вы ни делали, как бы ни исхитрялись, у вас ничего не получается и ваши задания резервного копирования
выводят только сообщения об ошибке аутентификации.
Решение
Чтобы настроить управление вашими закрытыми ключами для заданий cron
с помощью Keychain, создайте сценарий, который будет запускаться из cron.
Например, ниже представлен сценарий, который называется duchess-backupserver1 и выполняет резервное копирование с rsync:
#!/bin/bash
source $HOME/.keychain/${HOSTNAME}-sh
/usr/bin/rsync -ae "ssh -i /home/duchess/.ssh/id-server3" /home/duchess/ \
duchess@server1:/backups/
С помощью команды chmod сделайте сценарий выполняемым:
$ chmod +x duchess-backup-server1
Добавьте в crontab строку, определяющую расписание запуска сценария, например, каждый день в 22:15:
15 22 * * * /home/duchess/duchess-backup-server1
Комментарий
В примере сценария строка, начинающаяся с /usr/bin/rsync, должна находиться
на одной строке.
Планировщик заданий cron работает в своей особой и ограниченной среде, поэтому сценарий должен настроить необходимые переменные среды и использовать
утилиту Keychain для доступа к требуемым ключам.
348 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
Дополнительная информация
man 1 crontab
Funtoo Keychain (https://oreil.ly/rljaf).
12.12. Защищенное туннелирование сеанса X
через SSH
Задача
Нужна возможность запускать графические приложения на удаленном хосте.
Вы знаете, что система X Window имеет встроенную сетевую поддержку, но весь
трафик отправляется в открытом виде, что небезопасно, и было бы желательно
обезопасить себя.
Решение
Туннелирование X через SSH не требует дополнительного программного обеспечения. Для начала выполните следующие команды, чтобы узнать, какой протокол поддерживает ваша система: X11 или Wayland. В следующих примерах
показаны оба результата:
$ echo $XDG_SESSION_TYPE
x11
$ echo $XDG_SESSION_TYPE
wayland
$ loginctl show-session "$XDG_SESSION_ID" -p Type
Type=x11
$ loginctl show-session "$XDG_SESSION_ID" -p Type
Type=wayland
loginctl — это часть systemd.
Если у вас используется Wayland, то вы не сможете организовать туннелирование через SSH, поскольку Wayland не поддерживает работу по сети.
Если ваша система использует X11, то настройте передачу данных по протоколу X11 в /etc/ssh/sshd_config на удаленном компьютере:
X11Forwarding yes
12.12. Защищенное туннелирование сеанса X через SSH 349
Ниже представлен пример настройки туннелирования X через SSH с использованием параметра -Y:
duchess@pc:~$ ssh -Yi id-server1 duchess@server1
Last login: Thu Jul 9 09:26:09 2021 from 192.168.43.80
Have a lot of fun..
duchess@server1:~$
Теперь вы сможете запускать графические приложения, правда, только по одному за раз, например, игру (рис. 12.1):
duchess@server1:~$ kmahjongg
Рис. 12.1. Игра KMahjongg, запущенная на удаленном сервере
Комментарий
X-сервер работает со смещением X11DisplayOffset 10, указанным в /etc/ssh/
sshd.conf. Это позволяет избежать конфликтов с существующими X-сеансами.
Ваш обычный локальный сеанс X — :0.0, а первый удаленный сеанс X — :10.0.
Вы можете увидеть это собственными глазами, выполнив следующие команды
на локальном компьютере. Первая команда определяет принадлежность к локальной командной строке:
duchess@pc:~$ echo $DISPLAY
:0.0
350 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
Второй пример выполнялся в удаленной командной оболочке через SSH:
duchess@server1:~ssh $ echo $DISPLAY
localhost:10.0
Для работы с удаленной системой достаточно включить ее — не нужны никакие
локальные пользователи, чтобы войти в систему, и даже не нужен X-сервер.
Он должен работать только на клиентском компьютере.
Дополнительная информация
man 1 sshd
man 1 ssh_config
12.13. Открытие сеанса SSH
и запуск команды
одной строкой
Задача
Вам нужно выполнить единственную команду на удаленном компьютере, и вы
подумали, что было бы неплохо запустить ее без входа в систему и последующего
выхода из нее. В конце концов, это правда, что лень — добродетель системных
администраторов!
Решение
OpenSSH позволяет сделать это. Ниже представлен пример перезапуска Postfix:
$ ssh mailadmin@server2.example.com sudo systemctl restart postfix
Вам может быть предложено ввести пароль sudo, но все равно вы сэкономите
целый шаг.
Следующая команда запустит игру GNOME Sudoku, для чего требуется X
Window System:
$ ssh -Y duchess@laptop /usr/games/gnome-sudoku
12.14. Монтирование удаленной файловой системы через sshfs 351
Комментарий
Другой способ — прибегнуть к аутентификации с открытым ключом для
пользователя root, благодаря чему отпадает необходимость вызывать sudo
(рецепт 12.7).
Дополнительная информация
man 1 ssh
12.14. Монтирование удаленной
файловой системы через sshfs
Задача
OpenSSH работает быстро и эффективно, и даже туннелирование X-приложений
через OpenSSH не слишком замедляет их. Но теперь вам хотелось бы иметь
возможность быстро отредактировать множество удаленных файлов, избегая
запуска диспетчера файлов с графическим интерфейсом через SSH.
Решение
В этом вам поможет sshfs — инструмент, предназначенный для монтирования
удаленных файловых систем и последующего доступа к ним как к локальной
файловой системе, без хлопот по настройке сервера NFS или Samba.
Установите пакет sshfs, который также должен установить FUSE, Filesystem in
Userspace (файловую систему в пространстве пользователя). Кроме того, вам
понадобится локальный каталог с разрешением на запись, который будет играть
роль точки монтирования:
duchess@pc:~$ mkdir sshfs
Ниже представлен пример монтирования удаленного каталога в свой локальный каталог sshfs. Это пример монтирует домашний каталог duchess@server2
в каталог sshfs на duchess@pc:
duchess@pc:~$ sshfs duchess@server2: sshfs/
352 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
После этого вы сможете обращаться к удаленной файловой системе, как если бы
она была локальной:
duchess@pc:~$ ls sshfs
Desktop
Documents
Downloads
[...]
Файлы в такой смонтированной удаленной файловой системе будут доступны
и из командной строки, и из диспетчера файлов с графическим интерфейсом,
в точности как локальные файлы.
Приглашение в командной строке не изменится.
Завершив работу с удаленной файловой системой, размонтируйте ее:
duchess@pc:~$ fusermount -u sshfs/
Команда выше монтирует домашний каталог пользователя Duchess целиком.
Однако при желании можно смонтировать только выбранный подкаталог:
duchess@pc:~$ sshfs duchess@server2:/home/duchess/arias sshfs/
Здесь нельзя использовать символ тильды (~) для краткого обозначения пути
к домашнему каталогу /home/user, поскольку sshfs не поддерживает его.
Если сетевое соединение ненадежно, подскажите утилите sshfs, что она должна
автоматически восстанавливать подключение в случае разрыва:
duchess@pc:~$ sshfs duchess@server2:/home/duchess/arias sshfs/ -o reconnect
Комментарий
Пользователи, плохо знакомые с sshfs, всегда задают следующие вопросы: «Почему просто не запустить X через SSH?» — или: «Почему просто не задействовать
NFS?» Ответ прост: прием с sshfs работает быстрее, чем запуск X через SSH,
проще в настройке, чем NFS, и не запрещает использовать NFS, Samba и все,
что вам будет угодно.
Дополнительная информация
man 1 sshfs
12.15. Настройка приглашения к вводу в Bash при работе через SSH 353
12.15. Настройка приглашения
к вводу в Bash при работе
через SSH
Задача
Вы уже знаете, что приглашение к вводу меняется после входа в систему через
SSH, и в приглашении начинает отображаться имя удаленного хоста. Но это всего лишь простая подсказка, которую можно по ошибке прочитать неправильно,
поэтому хотелось бы иметь особое приглашение к вводу, четко указывающее,
что вы работаете с удаленной системой через SSH.
Решение
Настройте приглашение к вводу в Bash на удаленных машинах. Ниже представлен пример изменения цвета приглашения на фиолетовый и добавления
слова ssh.
Скопируйте эти строки в файл .bashrc в удаленной учетной записи, в которую
вы хотите войти:
if [ -n "$SSH_CLIENT" ]; then text=" ssh"
fi
export PS1='\[\e[0;36m\]\u@\h:\w${text}$\[\e[0m\] '
В этом случае, после входа на удаленную машину, приглашение к вводу будет
выглядеть так, как показано на рис. 12.2.
Рис. 12.2. Настроенное приглашение к вводу при работе через SSH
В фиолетовый цвет будет окрашено только само приглашение к вводу, а весь
остальной текст будет отображаться как обычно.
354 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
Комментарий
Настройка приглашения в Bash — это обширная тема, достойная отдельной
книги. Пример в этом рецепте можно поправить и подогнать под свой вкус.
Совсем не обязательно использовать слово ssh или называть переменную text;
сам текст и имя переменной могут быть какими угодно. Например, вы можете
выводить приглашение с текстом «суперзашифрованный сеанс», а переменную
назвать sekkret-squirl.
[\ e [0; 31m \] — это блок, определяющий цвет текста. Чтобы изменить цвет,
достаточно лишь изменить числа в данном блоке.
[\ e [0m \] отключает пользовательские цвета, возвращая цвет вывода к нор-
мальным настройкам оболочки. Ниже представлены некоторые коды цветов:
черный — 0; 30;
темно-серый — 1; 30;
синий — 0; 34;
светло-синий — 1; 34;
зеленый — 0; 32;
светло-зеленый — 1; 32;
голубой — 0; 36;
светло-голубой — 1; 36;
красный — 0; 31;
светло-красный — 1; 31;
фиолетовый — 0; 35;
светло-фиолетовый — 1; 35;
коричневый — 0; 33;
желтый — 1; 33;
светло-серый — 0; 37;
белый — 1; 37.
Данная настройка основана на проверке наличия переменной среды SSH_CLIENT,
которая присутствует только при наличии активного SSH-соединения. Вы можете сами убедиться в этом на удаленном хосте:
$ echo $SSH_CLIENT
192.168.43.234 51414 22
Так Bash сможет узнать, что нужно использовать нестандартное приглашение
к вводу. Если запустить эту команду на машине, где нет активных сеансов SSH,
то она вернет пустую строку.
12.16. Список поддерживаемых алгоритмов шифрования 355
12.16. Список поддерживаемых
алгоритмов шифрования
Задача
Чтобы соблюдать согласованные правила, вам нужно знать, какие алгоритмы
шифрования поддерживает OpenSSH.
Решение
В OpenSSH есть команда, с помощью которой можно попросить перечислить все
поддерживаемые алгоритмы: ssh -Q . Список алгоритмов
можно вывести, передав параметр запроса help:
$ ssh -Q help
cipher
cipher-auth
compression
kex
kex-gss
key
key-cert
key-plain
key-sig
mac
protocol-version
sig
Следующий пример использует параметр sig для перечисления сигнатур
алгоритмов:
$ ssh -Q sig
ssh-ed25519
sk-ssh-ed25519@openssh.com
ssh-rsa
rsa-sha2-256
rsa-sha2-512
ssh-dss
ecdsa-sha2-nistp256
ecdsa-sha2-nistp384
ecdsa-sha2-nistp521
sk-ecdsa-sha2-nistp256@openssh.com
356 Глава 12. Безопасный удаленный доступ с OpenSSH
Комментарий
Ниже представлено краткое описание каждого параметра:
cipher перечисляет поддерживаемые симметричные алгоритмы шифрования;
cipher-auth перечисляет поддерживаемые симметричные алгоритмы шиф-
рования, которые также поддерживают шифрование аутентификации;
compression перечисляет поддерживаемые типы сжатия;
mac перечисляет поддерживаемые коды целостности сообщений, помогающие
проверить целостность и аутентичность данных в сообщении;
kex перечисляет алгоритмы обмена ключами;
kex-gss перечисляет алгоритмы обмена ключами GSSAPI (Generic Security
Service Application Program Interface — прикладной программный интерфейс
для служб безопасности);
key перечисляет типы ключей;
key-cert перечисляет типы ключей-сертификатов;
key-plain перечисляет типы ключей-несертификатов;
key-sig перечисляет все типы ключей и сигнатуры алгоритмов;
protocol-version перечисляет поддерживаемые версии протокола SSH
(на момент написания этих строк поддерживалась только одна версия — 2);
sig перечисляет сигнатуры алгоритмов.
Дополнительная информация
Сайт OpenSSH (https://openssh.com).
Книга Serious Cryptography Жана-Филиппа Аумассона (Jean-Philippe Aumas
son) (No Starch Press).
ГЛАВА 13
Безопасный удаленный доступ
с OpenVPN
Открытая виртуальная частная сеть (Open Virtual Private Network, OpenVPN)
создает соединение, шифруемое с использованием протокола TLS/SSL, между
разными сетями в физически разных местах, например между филиалом
и главным офисом или компьютером сотрудника, работающего удаленно,
и сетью компании. Такое соединение называется шифрованным туннелем,
безопасным транспортом, защищающим соединение от большого Интернета.
Технология OpenVPN основана на OpenSSL, поэтому знание OpenSSL будет
нелишним.
Если вы уже знакомы с OpenVPN, то можете сразу перейти к рецептам 13.5,
13.6 и 13.7, чтобы посмотреть, как создавать сертификаты шифрования
и настраивать клиентов и серверы. Если вы новичок в VPN, то опробуйте
каждый рецепт один за другим. Не торопитесь; виртуальные частные сети
сложны и привередливы. Тщательно протестируйте свои настройки перед
развертыванием в производственных условиях.
Обзор OpenVPN
VPN — это безопасное расширение сети, которое делает доступными для
удаленных сотрудников все службы, имеющиеся в распоряжении локальных
пользователей, поэтому удаленные пользователи обладают теми же возможностями, что и пользователи, физически присутствующие на работе. Они могут обращаться к вашим локальным веб-серверам, электронной почте, общим
папкам, чат-серверам, приложениям для видеоконференций, внутренним викистраницам — ко всему, что вы оградили от внешнего мира и что доступно только
пользователям внутри вашей сети. VPN не похожа на SSH, которая соединяет
отдельные компьютеры. VPN связывает сети и отдельные хосты с сетями.
358 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
В этой главе вы узнаете, как настроить сервер и клиентов OpenVPN и как создать и управлять инфраструктурой открытых ключей (Public Key Infrastructure,
PKI) для аутентификации и шифрования. Ваш сервер будет аутентифицировать
и защищать любых клиентов: Linux, macOS, Windows, Android и iOS.
OpenVPN — проект с открытым исходным кодом, с бесплатными и коммерческими вариантами. Бесплатные сервер и клиент составляют пакет openvpn,
доступный во всех дистрибутивах Linux и на сайте OpenVPN Community
Downloads (https://oreil.ly/vwEAs). Коммерческие варианты включают OpenVPN
Access Server — промышленный сервер с дополнительными инструментами
управления и поддержкой облачных вычислений. Предлагаемые индивидуальные тарифные планы требуют только установки клиента и предоставляют
доступ к глобальной сети серверов OpenVPN.
Настоящая VPN надежна, поскольку никому не доверяет и требует аутентификации конечных точек, когда сервер и клиент аутентифицируются друг у друга.
Большинство коммерческих сетей TLS/SSL VPN этого не делают, а доверяют
всем клиентам, как, например, торговые сайты. Это более гибкий подход, позволяющий пользователям входить в систему из любого места с любого устройства.
Это очень удобно, когда не требуется устанавливать и настраивать клиентское
программное обеспечение и копировать ключи шифрования. Но для внутренней
сети, предназначенной не для всех, последнее, что вам нужно, — пользователи,
которые входят в систему со случайных компьютеров или смартфонов, зараженных клавиатурными шпионами и вредоносными программами, и встречают
тут теплый прием.
Центр сертификации
Центр сертификации (Certificate Authority, CA) — самая важная часть работы
сервера OpenVPN. ЦС создает цифровые сертификаты и удостоверяет право
владения открытыми ключами. Щелкните на значке с изображением замка
в браузере, чтобы увидеть общедоступный сертификат сайта и узнать, какой
центр сертификации его подписал. ЦС — доверенный орган, и именно поэтому
так много сайтов используют коммерческие центры сертификации. Внутри
своей организации вы можете использовать самозаверенные (или самоподписанные) сертификаты, подобные тем, которые мы будем создавать в данной главе.
Но сайты, ориентированные на клиентов, должны применять сертификаты,
выданные коммерческими центрами сертификации. Использование услуг ЦС
избавляет от хлопот с хранением копий клиентских сертификатов на вашем
сервере OpenVPN; серверу достаточно знать, что сертификат клиента аутентифицирован вашим ЦС.
13.1. Установка OpenVPN, сервера и клиента 359
SSL и TLS
Secure Sockets Layer (SSL) и Transport Layer Security (TLS) — это криптографические протоколы. TLS произошел от SSL. В настоящее время все версии SSL
считаются устаревшими, так же как TLS 1.0 и TLS 1.1. Используйте TLS 1.2
или 1.3 и отключите все остальные (см. рецепт 13.10). Старые версии не могут
обеспечить достаточный уровень безопасности, поэтому не позволяйте никому
уговорить вас использовать их.
TUN/TAP
Устройства TUN и TAP — это виртуальные сетевые интерфейсы. Они встроены
в ядро Linux, и вам ничего не нужно делать, чтобы сделать их доступными.
Устройство TUN предназначено для маршрутизируемых сетей, а устройство
TAP — для мостовых сетей. В конфигурационных файлах вашего сервера и клиента указывается, какое из этих устройств использовать.
Надежная безопасность требует усилий
Поддержание безопасности на высоком уровне требует постоянного расширения и углубления знаний и умений. Цель этой главы — показать, как
настроить надежную VPN, достаточно удобную для пользователя. Однако
существует множество дополнительных методов повышения надежности
VPN, таких как использование клиентских сертификатов с коротким сроком
службы, расширенная аутентификация, аппаратные устройства, SELinux,
chroot-окружения, короткие тайм-ауты паролей и многое другое. Если вам
требуется сверхвысокая безопасность, то проконсультируйтесь с опытными
профессионалами.
13.1. Установка OpenVPN, сервера и клиента
Задача
Научиться устанавливать openVPN.
Решение
На сайте проекта OpenVPN (https://openvpn.net) доступны для скачивания бесплатная версия OpenVPN, распространяемая с открытым исходным кодом,
и коммерческая версия OpenVPN Access Server. В этой главе рассказывается
о бесплатной версии OpenVPN.
360 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
Установите в своей системе Linux пакет openvpn. (Как обычно, имя пакета в вашем конкретном дистрибутиве Linux может немного отличаться.) Выбирайте
самую последнюю версию из доступных, но не ниже 2.4.5. Пакет содержит и сервер, и клиент. Архивы с исходным кодом и установочные пакеты для Windows
доступны в разделе скачивания общедоступных версий на сайте OpenVPN
(https://oreil.ly/vwEAs).
Своим клиентам можете попробовать установить бесплатную версию клиента
OpenVPN Connect (https://oreil.ly/vQugl), доступную для Linux, macOS, Android,
iOS и Windows. Она разработана для использования с коммерческим сервером
OpenVPN Access Server, но поддерживает также работу с бесплатным сервером
OpenVPN.
Бесплатную версию клиента OpenVPN для Android можно найти и в магазине
Google Play.
См. рецепт 13.9, чтобы узнать, как с помощью файлов в формате .ovpn упростить
настройку клиента.
Комментарий
В Linux поддержка OpenVPN должна быть установлена и на сервере OpenVPN,
и на всех клиентах. Пакет OpenVPN включает поддержку обеих сторон, клиента
и сервера.
Ubuntu, Fedora и openSUSE включают дополнительные пакеты, обеспечивающие интеграцию с NetworkManager, что упрощает управление, подключение
и отключение от VPN.
NetworkManager-openvpn (Fedora, openSUSE) и network-manager-openvpn
(Ubuntu) интегрируют OpenVPN с NetworkManager. Если вы используете
среду GNOME (такую как GNOME, Xfce, Cinnamon или Mate), то вам также
понадобится NetworkManager-openvpn-gnome (openSUSE, Fedora) или networkmanager-openvpn (Ubuntu).
Сервер OpenVPN Access Server можно скачать бесплатно и использовать для
подключения до двух клиентов одновременно без покупки лицензии. Он поддерживает дополнительные возможности, такие как веб-интерфейс администрирования и автоматические настройки с помощью бесплатного клиента
OpenVPN Connect. Если вы начнете с бесплатной версии OpenVPN, а затем
решите перейти на OpenVPN Access Server, то все, что вы узнали, используя
бесплатную версию OpenVPN, в равной степени будет применимо и при использовании Access Server.
13.2. Настройка простого подключения для тестирования 361
Дополнительная информация
EasyRSA (https://oreil.ly/eKbsg).
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
man 8 openvpn
Сборник рецептов OpenSSL Cookbook (https://oreil.ly/Ctm0X).
13.2. Настройка простого подключения
для тестирования
Задача
Вы решили настроить простое подключение OpenVPN для тестирования, чтобы
получить представление об особенностях работы и заодно проверить возможность подключения.
Решение
Следующий простой тест создает незашифрованный туннель между двумя компьютерами Linux, находящимися в одной сети. На обоих должна быть установлена поддержка OpenVPN. Сначала убедитесь, что демон OpenVPN не запущен
ни на одном из хостов, и если это не так, то остановите его:
$ systemctl status openvpn@.openvpn1.service
● openvpn.service - OpenVPN service
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/openvpn.service; enabled; vendor prese>
Active: active (exited) since Sun 2021-01-10 13:43:18 PST; 33min ago
[...]
$ sudo systemctl stop openvpn@.openvpn1.service
Используйте отдельную подсеть для своей VPN
Используйте отдельную подсеть для своего туннеля OpenVPN; например,
host1 и host2 находятся в сети 192.168.43.0/24, поэтому в примере для создания туннеля VPN задействуется частное адресное пространство 10.0.0.0/24.
Далее в примерах используются два компьютера с именами host1 и host2 .
В первом примере создается VPN-туннель от host1 к host2:
[madmax@host1 ~]$ sudo openvpn --remote host2 --dev tun0 --ifconfig 10.0.0.1 \
10.0.0.2
Sat Jan 9 14:40:34 2021 disabling NCP mode (--ncp-disable) because not in P2MP
client or server mode
362 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
Sat Jan 9 14:40:34 2021 OpenVPN 2.4.8 x86_64-redhat-linux-gnu [SSL (OpenSSL)]
[LZO] [LZ4] [EPOLL] [PKCS11] [MH/PKTINFO] [AEAD] built on Jan 29 2020
Sat Jan 9 14:40:34 2021 library versions: OpenSSL 1.1.1d FIPS 10 Sep 2019,
LZO 2.10
Sat Jan 9 14:40:34 2021 ******* WARNING *******: All encryption and
authentication features disabled -- All data will be tunnelled as clear text
and will not be protected against man-in-the-middle changes. PLEASE DO
RECONSIDER THIS CONFIGURATION!
Sat Jan 9 14:40:34 2021 TUN/TAP device tun0 opened
Sat Jan 9 14:40:34 2021 /sbin/ip link set dev tun0 up mtu 1500
Sat Jan 9 14:40:34 2021 /sbin/ip addr add dev tun0 local 10.0.0.1 peer 10.0.0.2
Sat Jan 9 14:40:34 2021 TCP/UDP: Preserving recently used remote address:
[AF_INET]192.168.122.239:1194
Sat Jan 9 14:40:34 2021 UDP link local (bound): [AF_INET][undef]:1194
Sat Jan 9 14:40:34 2021 UDP link remote: [AF_INET]192.168.122.239:1194
А в этом примере — туннель от host2 к host1:
[stash@host2 ~]$ sudo openvpn --remote host1 --dev tun0 --ifconfig 10.0.0.2 \
10.0.0.1
Sat Jan 9 14:50:53 2021 disabling NCP mode (--ncp-disable) because not in P2MP
client or server mode
Sat Jan 9 14:50:53 2021 OpenVPN 2.4.7 x86_64-pc-linux-gnu [SSL (OpenSSL)] [LZO]
[LZ4] [EPOLL] [PKCS11] [MH/PKTINFO] [AEAD] built on Sep 5 2019
Sat Jan 9 14:50:53 2021 library versions: OpenSSL 1.1.1f 31 Mar 2020, LZO 2.10
Sat Jan 9 14:50:53 2021 ******* WARNING *******: All encryption and
authentication features disabled -- All data will be tunnelled as clear text
and will not be protected against man-in-the-middle changes. PLEASE DO
RECONSIDER THIS CONFIGURATION!
Sat Jan 9 14:50:53 2021 TUN/TAP device tun0opened
Sat Jan 9 14:50:53 2021 /sbin/ip link set dev tun0 up mtu 1500
Sat Jan 9 14:50:53 2021 /sbin/ip addr add dev tun0 local 10.0.0.2 peer 10.0.0.1
Sat Jan 9 14:50:53 2021 TCP/UDP: Preserving recently used remote address:
[AF_INET]192.168.122.52:1194
Sat Jan 9 14:50:53 2021 UDP link local (bound): [AF_INET][undef]:1194
Sat Jan 9 14:50:53 2021 UDP link remote: [AF_INET]192.168.122.52:1194
Sat Jan 9 14:51:03 2021 Peer Connection Initiated with
[AF_INET]192.168.122.52:1194
Sat Jan 9 14:51:04 2021 WARNING: this configuration may cache passwords in
memory -- use the auth-nocache option to prevent this
Sat Jan 9 14:51:04 2021 Initialization Sequence Completed
Соединение считается успешно установленным, когда на обоих хостах появится
сообщение Initialization Sequence Completed (процедура инициализации завершена).
Проверьте свои соединения, выполнив эхо-запрос через интерфейс tun0 на обоих хостах:
[madmax@host1
PING 10.0.0.2
64 bytes from
64 bytes from
~]$ ping -I tun0 10.0.0.2
(10.0.0.2) from 10.0.0.1 tun0: 56(84) bytes of data.
10.0.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.515 ms
10.0.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.436 ms
13.3. Настройка простого шифрования со статическими ключами 363
[stash@host2 ~]$ ping -I tun0 10.0.0.1
PING 10.0.0.1 (10.0.0.1) from 10.0.0.2 tun0: 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.0.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.592 ms
64 bytes from 10.0.0.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.534 ms
Нажмите комбинацию Ctrl+C на каждом хосте, чтобы остановить отправку эхозапросов, и затем еще раз, чтобы закрыть туннели.
Комментарий
Этот простой тест показывает, как работает OpenVPN. Он создает виртуальный
сетевой интерфейс tun0 на обоих хостах, а затем направляет сетевой трафик
через него. Тест не создает шифрованного соединения, о чем предупреждает
сообщение ******* WARNING *******: All encryption and authentication features disabled
(ВНИМАНИЕ: все функции шифрования и аутентификации выключены)
в выводе команды.
Дополнительная информация
EasyRSA (https://oreil.ly/eKbsg).
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
systemd.unit (https://oreil.ly/2AAEe).
man 8 openvpn
Сборник рецептов OpenSSL Cookbook (https://oreil.ly/Ctm0X).
13.3. Настройка простого шифрования
со статическими ключами
Задача
Добавить шифрование для OpenVPN максимально простым способом.
Решение
Самый простой способ настроить шифрование — применить общие статические
ключи. Они удобны для тестирования, но не подходят для использования в промышленном окружении. (См. ниже подраздел «Комментарий», чтобы узнать об
их недостатках.) В этом рецепте вы узнаете, как создавать и использовать общие
364 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
статические ключи, а также как создавать простые файлы конфигурации для
сервера и клиента.
Выполните эти шаги:
1) создайте общий статический ключ и передайте на два хоста;
2) создайте конфигурационные файлы для сервера и клиента;
3) запустите OpenVPN на обоих хостах, использовав ссылки на их конфигурационные файлы.
В следующих примерах сервер OpenVPN находится на server1, клиент — на
client1, а новый ключ — в файле myvpn.key. Но, вообще говоря, ключи можно
хранить в файлах с любыми именами.
Создайте новый каталог на сервере OpenVPN для хранения ключей, затем создайте новый статический ключ:
$ sudo mkdir /etc/openvpn/keys
$ sudo openvpn --genkey --secret myvpn.key
Создайте конфигурационный файл с настройками сервера. Пример для этого
рецепта находится в файле /etc/openvpn/server1.conf, но вы можете назвать
его как угодно. Используйте отдельную подсеть для вашего туннеля OpenVPN;
например, server1 и client1 находятся в подсети 192.168.43.0/24, поэтому в примере для VPN-туннеля используется частное адресное пространство 10.0.0.0/24.
Tun-адрес сервера — 10.0.0.1:
# server1.conf
dev tun
ifconfig 10.0.0.1 10.0.0.2
secret /etc/openvpn/keys/myvpn.key
local 192.168.43.184
local — это IP-адрес сервера в локальной сети.
Создайте конфигурационный файл с настройками клиента. Tun-адрес клиента — 10.0.0.2:
# client1.conf
dev tun
ifconfig 10.0.0.2 10.0.0.1
secret /etc/openvpn/keys/myvpn.key
remote 192.168.43.184
13.3. Настройка простого шифрования со статическими ключами 365
Убедитесь, что демон OpenVPN не запущен ни на сервере, ни на клиенте:
$ sudo systemctl stop openvpn
Запустите OpenVPN на сервере и клиенте:
[server1 ~] $ sudo openvpn /etc/openvpn/server1.conf
[client1 ~] $ sudo openvpn /etc/openvpn/client1.conf
Когда на обоих хостах появится сообщение Initialization Sequence Completed (Процедура инициализации завершена), у вас будет установленное соединение.
Пошлите эхо-запросы каждому хосту через интерфейс виртуальной частной
сети tun:
[server1 ~] $ ping -I tun0 10.0.0.1
[client1 ~] $ ping -I tun0 10.0.0.2
Нажмите комбинацию Ctrl+C на обоих хостах, чтобы закрыть соединение.
Комментарий
Если в выводе команды вы увидели сообщение WARNING: INSECURE cipher with block
size less than 128 bit (64 bit). This allows attacks like SWEET32. Mitigate by using a cipher with
a larger block size (e.g. AES-256-CBC) (ВНИМАНИЕ: НЕБЕЗОПАСНЫЙ шифр
с размером блока менее 128 бит (64 бита). Такой шифр уязвим для атак, подобных SWEET32. Для смягчения последствий используйте шифр с большим
размером блока (например, AES-256-CBC)), то добавьте следующую строку
в конфигурационные файлы сервера и клиента:
cipher AES-256-CBC
Самая большая проблема статических ключей заключается в потере совершенной прямой секретности из-за несменяемости статического ключа. Если
злоумышленник найдет способ перехватить ваш сетевой трафик, а затем перехватить и взломать ваш ключ шифрования, то сможет расшифровать все, что
перехватил в прошлом и еще перехватит в будущем. Инфраструктура открытых
ключей OpenVPN PKI использует сложный процесс создания ключей сеансов,
которые нигде не хранятся и регулярно меняются. Поэтому, в лучшем случае,
удачливый злоумышленник сможет расшифровать трафик только одного сеанса,
а затем ему придется начать все заново.
Еще один недостаток — необходимость иметь отдельный ключ для каждого
клиента и хранить копии всех клиентских ключей на сервере. Инфраструктура открытых ключей PKI делает управление несколькими клиентами менее
трудоемким.
366 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
Дополнительная информация
EasyRSA (https://oreil.ly/eKbsg).
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
systemd.unit (https://oreil.ly/2AAEe).
man 8 openvpn
Сборник рецептов OpenSSL Cookbook (https://oreil.ly/Ctm0X).
13.4. Установка EasyRSA
для управления инфраструктурой PKI
Задача
Вы решили использовать EasyRSA для создания инфраструктуры открытых
ключей (PKI) и управления ею, и вам требуется правильно выполнить установку и настройку.
Решение
Инфраструктура открытых ключей (PKI) может располагаться где угодно,
причем не обязательно на сервере OpenVPN. Вы должны создать сертификаты сервера и клиента в PKI, а затем скопировать их на соответствующие
хосты.
Вы можете установить пакет easy-rsa или получить самую свежую версию на
странице проекта EasyRSA Releases (https://oreil.ly/LtAKu) в GitHub.
Fedora и Ubuntu помещают все файлы EasyRSA в рабочий каталог /usr/share/.
Он не является самым лучшим, поскольку перезаписывается системными обновлениями. Создайте новый каталог, которым управляете только вы, и в месте,
где не нужны права root, как в нашем примере с пользователем Duchess, который
создал каталог /home/duchess/mypki:
~$ mkdir mypki
В Fedora и Ubuntu скопируйте каталог /usr/share/easy-rsa в созданный вами
каталог:
~$ sudo cp -r /usr/share/easy-rsa mypki
13.5. Создание инфраструктуры PKI 367
В результате будет создан каталог mypki/easy-rsa. Проверьте его разрешения;
владельцами всего, что находится в этом каталоге, должны быть вы и ваша
группа.
openSUSE выполняет установку правильно и помещает файлы конфигурации
в /etc/easy-rsa, команду easyrsa — в /usr/bin, а файлы документации и лицензий — в /usr/share/. В этом случае вам не нужно ничего перемещать или
беспокоиться о разрешениях.
Комментарий
Для создания инфраструктуры PKI и управления ею не нужны права root.
Вы можете разместить ее где угодно, и она должна быть отделена от вашей
конфигурации OpenVPN, то есть находиться в отдельном каталоге или на отдельном компьютере. Те, кто давно работает с OpenVPN, рекомендуют устанавливать инфраструктуру на хорошо защищенную машину, не подключенную
к Интернету.
Дополнительная информация
EasyRSA (https://oreil.ly/eKbsg).
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
systemd.unit (https://oreil.ly/2AAEe).
man 8 openvpn
Сборник рецептов OpenSSL Cookbook (https://oreil.ly/Ctm0X).
13.5. Создание инфраструктуры PKI
Задача
После установки EasyRSA (см. рецепт 13.4) нужно правильно настроить инфраструктуру открытых ключей (Public Key Infrastructure, PKI).
Решение
Правильно настроенная инфраструктура PKI необходима для безопасной работы сервера OpenVPN. В этом рецепте мы создадим ее с помощью EasyRSA,
368 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
что намного проще процесса с использованием команды openssl. Создание
инфраструктуры PKI включает следующие шаги:
1) создать собственный сертификат центра сертификации (CA) для подписи
сертификатов сервера и клиента. Он должен храниться отдельно от конфигурации сервера OpenVPN — в отдельном каталоге или на отдельном
компьютере;
2) создать и подписать сертификат сервера OpenVPN;
3) создать и подписать клиентские сертификаты;
4) скопировать сертификаты сервера и клиентов в /etc/openvpn/keys на соответствующие компьютеры. (Имя каталога может быть другим, отличным
от keys.)
В следующих примерах все команды запускаются из каталога /home/duchess/
mypki/.
Перейдите в каталог инфраструктуры и выполните команду ее инициализации:
~$ cd mypki
~/mypki $ easyrsa init-pki
init-pki complete; you may now create a CA or requests.
Your newly created PKI dir is: /home/duchess/mypki/pki
Она создаст пустую структуру каталогов для новой PKI. Затем создайте новый
центр сертификации. ЦС создает и подписывает сертификаты сервера и клиентов. Защитите его надежной парольной фразой и задайте желаемое общее имя
(Common Name) для вашего центра сертификации:
~/mypki $ easyrsa build-ca
[...]
Enter New CA Key Passphrase:passphrase
Re-Enter New CA Key Passphrase:passphrase
[...]
Common Name (eg: your user, host, or server name) [Easy-RSA CA]: vpnserver1
[...]
CA creation complete and you may now import and sign cert requests.
Your new CA certificate file for publishing is at:
/home/duchess/mypki/pki/ca.crt
Если вы увидите сообщение RAND_load_file: Cannot open file:crypto/rand/
randfile.c:98:Filename=/mypki/pki/.rnd (RAND_load_file: Невозможно открыть файл: crypto/rand/randfile.c:98:Filename=/mypki/pki/.rnd), то просто
проигнорируйте его, поскольку оно не несет никакого смысла. Вы можете
предотвратить появление этого сообщения, отыскав файл openssl-easy-rsa.cnf
и закомментировав строку RANDFILE в начале.
13.5. Создание инфраструктуры PKI 369
Сгенерируйте запрос на создание пары ключей и подписание сертификата для
вашего сервера OpenVPN. Обычно не принято добавлять парольную фразу в закрытый ключ сервера, но вы можете защитить его паролем, если хотите, опустив
параметр nopass. Парольная фраза обеспечивает надежную защиту, но тогда вам
придется вводить ее каждый раз при перезапуске сервера:
~/mypki $ easyrsa gen-req vpnserver1 nopass
Using SSL: openssl OpenSSL 1.1.1d 10 Sep 2019
Generating a RSA private key
.............................+++++
................................................................++++++
writing new private key to '/home/duchess/mypki/pki/private/vpnserver1.key.NYjr5y
c9kj'
[...]
Common Name (eg: your user, host, or server name) [vpnserver1]:
Keypair and certificate request completed. Your files are:
req: /home/duchess/mypki/pki/reqs/vpnserver1.req
key: /home/duchess/mypki/pki/private/vpnserver1.key
Сгенерируйте запрос на создание пары ключей и подписание сертификата для
клиента. Закрытые ключи клиентов должны защищаться паролем, особенно это
относится к мобильным клиентам:
~/mypki $ easyrsa gen-req vpnclient1
Using SSL: openssl OpenSSL 1.1.1d 10 Sep 2019
Generating a RSA private key
................+++++
....................................................................+++++
writing new private key to '/home/duchess/mypki/pki/private/vpnclient1.key.bicpOc
EC5S'
Enter PEM pass phrase:passphrase
Verifying - Enter PEM pass phrase:passphrase
[...]
Common Name (eg: your user, host, or server name) [vpnclient1]:
Keypair and certificate request completed. Your files are:
req: /home/duchess/mypki/pki/reqs/vpnclient1.req
key: /home/duchess/mypki/pki/private/vpnclient1.key
Подпишите запросы, используя общие имена (Common Name) сервера и клиента.
Используйте только имена; если вы введете их пути, то это приведет к ошибке:
~/mypki $ easyrsa sign-req server vpnserver1
Using SSL: openssl OpenSSL 1.1.1d 10 Sep 2019
You are about to sign the following certificate.
Please check over the details shown below for accuracy. Note that this request
has not been cryptographically verified. Please be sure it came from a trusted
370 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
source or that you have verified the request checksum with the sender.
Request subject, to be signed as a server certificate for 1080 days:
subject=
commonName
= vpnserver1
Type the word 'yes' to continue, or any other input to abort.
Confirm request details: yes
Using configuration from /home/duchess/mypki/pki/safessl-easyrsa.cnf
Enter pass phrase for /home/duchess/mypki/pki/private/ca.key:
Check that the request matches the signature
Signature ok
The Subject's Distinguished Name is as follows
commonName
:ASN.1 12:'vpnserver1'
Certificate is to be certified until Jan 27 20:09:12 2024 GMT (1080 days)
Write out database with 1 new entries
Data Base Updated
Certificate created at: /home/duchess/mypki/pki/issued/vpnserver1.crt
mypki $ easyrsa sign-req client vpnclient1
[...]
Certificate created at: /home/duchess/mypki/pki/issued/vpnclient1.crt
Сгенерируйте параметры протокола Диффи — Хеллмана (Diffie — Hellman)
для сервера; это займет минуту или две. Данная команда должна запускаться
на сервере OpenVPN:
$ easyrsa gen-dh
Using SSL: openssl OpenSSL 1.1.1d 10 Sep 2019
Generating DH parameters, 2048 bit long safe prime, generator 2
This is going to take a long time
...........................................+...........
..........+............................................
[...]
DH parameters of size 2048 created at /home/duchess/mypki/pki/dh.pem
Создайте на сервере ключ HMAC (Hash-based Message Authentication Code —
код аутентификации сообщения на основе хеш-функции):
$ openvpn --genkey --secret ta.key
Скопируйте vpnclient1.key, vpnclient1.crt, ca.crt и ta.key в каталог /etc/
openvpn/keys на машине client1.
Скопируйте vpnserver1.key, vpnserver1.crt, ca.crt, dh.pem и ta.key в каталог
/etc/openvpn/keys на машине server1.
13.5. Создание инфраструктуры PKI 371
После подписания запроса на подпись сертификата можно удалить все файлы *.req.
Таблица 13.1 напомнит вам, какие файлы где должны находиться.
Таблица 13.1. Местоположение ключей сервера и клиента
Имя
Местоположение
Открытый
Закрытый
ca.crt
Сервер и клиенты
X
ca.key
Компьютер с PKI
X
ta.key
Сервер и клиенты
X
dh.pem
Сервер
X
server.crt
Сервер
X
server.key
Сервер
client1.crt
Клиент 1
client1.key
Клиент 1
client2.crt
Клиент 2
client2.key
Клиент 2
X
X
X
X
X
Комментарий
Что это за штука — протокол Диффи — Хеллмана? Это механизм шифрования,
который позволяет двум хостам создать секретный ключ и совместно использовать его. После аутентификации друг у друга клиент и сервер OpenVPN генерируют дополнительные ключи отправки и получения для шифрования сеанса.
HMAC вычисляет код аутентификации сообщения и проверяет целостность
и подлинность сообщения.
Команда easyrsa init-pki создает новую инфраструктуру PKI. Команду также можно запустить, чтобы полностью удалить и перестроить существующую
инфраструктуру PKI.
Инфраструктуру PKI можно настроить в любом месте, и опытные специалисты по OpenVPN рекомендуют размещать ее на компьютере, не подключенном
к Интернету и хорошо защищенном от всех, кто не должен вмешиваться в работу
PKI. Если злоумышленник сможет скомпрометировать ваш центр сертификации, то легко сможет проникнуть в вашу сеть. Очевидно, что у вас должен быть
372 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
безопасный способ распространения этих файлов: USB-накопитель, команда
scp, зашифрованный архив, скачанный с защищенного сервера или отправленный по электронной почте вашим пользователям.
Загляните в каталог PKI, чтобы увидеть, как организованы элементы инфраструктуры.
~/mypki $ ls */*
pki/ca.crt
pki/serial
pki/openssl-easyrsa.cnf
pki/index.txt.attr.old
Запросы на подпись хранятся в файлах с расширением .req, открытые ключи —
.crt и закрытые ключи — .key. Ключи всегда создаются парами, состоящими
из открытого и закрытого ключей.
Открытые ключи — для шифрования, закрытые ключи —
для расшифровывания
Открытые ключи предназначены для шифрования, а закрытые — для расшифровывания. Закрытые ключи должны храниться в секрете и никому
не передаваться. Открытые ключи, напротив, предназначены для передачи
другим.
Нажмите на любом подписанном сертификате в диспетчере файлов, чтобы
получить информацию о сертификате, как показано на рис. 13.1. Здесь вы
увидите много интересного: название центра сертификации, подписавшего
его, дату истечения срока действия, серийный номер, отпечаток, подпись
и многое другое.
13.5. Создание инфраструктуры PKI 373
Рис. 13.1. Информация о подписанном сертификате
Ту же информацию можно получить с помощью команды openssl:
$ openssl x509 -noout -text -in vpnserver1.crt
Сертификат — это запрос, подписанный центром сертификации. Он содержит
открытый ключ и цифровую подпись ЦС. Запрос содержит открытый ключ
и цифровую подпись соответствующего закрытого ключа. Вы можете увидеть
все это, сравнив их.
Инструментарий EasyRSA изначально был частью OpenVPN, а затем был выделен в отдельный проект. Если у вас есть опыт управления инфраструктурой
PKI с помощью OpenSSL, то вы наверняка оцените, насколько EasyRSA упрощает этот процесс.
Дополнительная информация
EasyRSA (https://oreil.ly/eKbsg).
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
man 8 openvpn
Сборник рецептов OpenSSL Cookbook (https://oreil.ly/Ctm0X).
374 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
13.6. Настройка параметров
по умолчанию EasyRSA
Задача
Настройки по умолчанию EasyRSA вас не устраивают, и вам хотелось бы узнать,
как их поменять.
Решение
Найдите у себя в системе файл vars.example, который является частью EasyRSA.
Сохраните копию этого файла как vars в каталоге с инфраструктурой PKI, которым в примерах в данной главе является каталог /home/duchess/mypki/pki/.
Файл vars определяет настройки по умолчанию, используемые при создании
и подписании сертификатов.
Данный файл содержит подробные комментарии. Внесите свои изменения
ниже строки # DO YOUR EDITS BELOW THIS POINT (вносите свои правки ниже этой
строки). Все, что начинается с set_var, можно редактировать. Не забудьте раскомментировать свои изменения.
Например, в конфигурации по умолчанию используется только общее имя
(Common Name), а не полная конфигурация организации org. В следующем примере создается традиционная конфигурация организации:
set_var
set_var
set_var
set_var
set_var
set_var
set_var
Используя конфигурацию организации, не забудьте ввести свое общее имя
(Common Name) после запуска команды easyrsa build-ca, иначе будет использовано
имя по умолчанию Easy-RSA CA:
Common Name (eg: your user, host, or server name) [Easy-RSA CA]:myCN
Комментарий
Используйте cn или org в соответствии с вашими требованиями и предпочтениями; для работы сервера это не имеет значения.
См. рецепт 13.10, чтобы узнать, как упрочить защиту сервера.
13.7. Создание и тестирование конфигураций сервера и клиента 375
Дополнительная информация
EasyRSA (https://oreil.ly/eKbsg).
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
man 8 openvpn
Сборник рецептов OpenSSL Cookbook (https://oreil.ly/Ctm0X).
13.7. Создание и тестирование конфигураций
сервера и клиента
Задача
После создания инфраструктуры открытых ключей (PKI) необходимо настроить
сервер OpenVPN и клиентов.
Решение
В данном рецепте мы настроим простую тестовую конфигурацию с двумя хостами в одной подсети, server1 и client1. Это хороший простой способ проверить настройки сервера, не беспокоясь о маршрутизации и пересечении вашего
интернет-шлюза.
В следующем примере представлены настройки сервера OpenVPN. Обратите
внимание, что серверные ключи можно хранить где угодно на сервере, важно
только правильно указать их местоположение в файле с настройками:
# vpnserver1.conf
port 1194
proto udp
dev tun
user nobody
group nobody
ca /etc/openvpn/keys/ca.crt
cert /etc/openvpn/keys/vpnserver1.crt
key /etc/openvpn/keys/vpnserver1.key
dh /etc/openvpn/keys/dh.pem
tls-auth /etc/openvpn/keys/ta.key 0
server 10.10.0.0 255.255.255.0
ifconfig-pool-persist ipp.txt
keepalive 10 120
persist-key
persist-tun
376 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
tls-server
remote-cert-tls client
status openvpn-status.log
verb 4
mute 20
explicit-exit-notify 1
Пример настроек клиента:
# vpnclient1.conf
client
dev tun
proto udp
remote server1 1194
persist-key
persist-tun
resolv-retry infinite
nobind
user nobody
group nobody
tls-client
remote-cert-tls server
verb 4
ca /etc/openvpn/keys/ca.crt
cert /etc/openvpn/keys/vpnclient1.crt
key /etc/openvpn/keys/vpnclient1.key
tls-auth /etc/openvpn/keys/ta.key 1
Остановите сервер OpenVPN, если он запущен:
$ sudo systemctl stop openvpn@.openvpn1.service
Запустите OpenVPN на обоих хостах с помощью команды openvpn:
$ sudo openvpn /etc/openvpn/vpnserver1.conf
Tue Feb 16 16:50:49 2021 us=265445 Current Parameter Settings:
Tue Feb 16 16:50:49 2021 us=265481 config = '/etc/openvpn/vpnserver1.conf'
[...]
Tue Feb 16 16:50:49 2021 us=270212 Initialization Sequence Completed
$ sudo openvpn /etc/openvpn/vpnclient1.conf
Tue Feb 16 16:56:22 2021 OpenVPN 2.4.3 x86_64-suse-linux-gnu [SSL (OpenSSL)]
[LZO] [LZ4] [EPOLL] [PKCS11] [MH/PKTINFO] [AEAD] built on Jun 20 2017
Tue Feb 16 16:56:22 2021 library versions: OpenSSL 1.1.1d 10 Sep 2019, LZO 2.10
Enter Private Key Password: *******
[...]
Tue Feb 16 16:56:26 2021 Initialization Sequence Completed
13.7. Создание и тестирование конфигураций сервера и клиента 377
Вот и все! Вывод команд подтверждает, что настройки верны и между хостами успешно установлено соединение. Для остановки нажмите Ctrl+C на обоих
хостах.
Комментарий
OpenVPN устанавливается с набором примеров конфигураций в /usr/share/
doc/openvpn/. Они содержат множество комментариев и вполне могут служить
справочными пособиями. Параметров десятки, но в реальной жизни вы будете
использовать лишь часть из них. В примерах в этом рецепте есть несколько
важных моментов, которые хотелось бы отметить особо.
port 1194 — это порт по умолчанию, а proto udp предпочтительнее, чем proto
tcp. Протокол UDP более безопасный, он обеспечивает некоторую защиту от
сканирования портов и атак типа «отказ в обслуживании», а также имеет более
высокую пропускную способность и меньшую задержку. TCP удобнее, когда
удаленный пользователь заходит в общедоступные сети с ограничивающими
брандмауэрами, такие как сети отелей или кафе.
Параметр tls-auth /etc/openvpn/keys/ta.key всегда должен иметь значение 0 на
сервере и 1 на клиентах. Он обеспечивает подключение только по протоколу TLS.
verb 4 — уровень подробности журналирования: 1 — самый низкий, 9 — самый
подробный. Выбирайте уровни 4–6, пока не убедитесь, что все настроено правильно. С помощью этих уровней при запуске OpenVPN из командной строки
вы увидите много сообщений.
Существует множество устаревших руководств, в которых рекомендуется использовать параметр comp_lzo для включения сжатия. Не обращайте внимания
на эту рекомендацию, поскольку сжатие не принесет особой пользы. Большая
часть трафика не сжимается, поскольку он либо уже сжат, либо зашифрован и не
может быть сжат. Есть как минимум одна уязвимость, доступная при сжатии,
VORACLE.
Дополнительная информация
Примеры конфигурационных файлов в вашей системе.
EasyRSA (https://oreil.ly/eKbsg).
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
man 8 openvpn
Сборник рецептов OpenSSL Cookbook (https://oreil.ly/Ctm0X).
378 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
13.8. Управление OpenVPN
с помощью команды systemctl
Задача
Вы хотите управлять демоном OpenVPN так же, как любым другим демоном,
то есть с помощью команды systemctl, но вы не можете найти файл модуля
OpenVPN. Или у вас есть файл модуля с каким-нибудь странным именем,
например openvpn-server@.service, но, когда вы пытаетесь его запустить, он
выводит сообщения об ошибках.
Решение
Символ @ включается в имена файлов параметризованных модулей. Это озна
чает, что вы можете создать несколько файлов модулей для одной и той же
службы, использующей разные файлы конфигурации. Например, предположим,
что настройки вашего сервера хранятся в файле /etc/openvpn/austin.conf. Тогда
для их использования вы можете создать файл модуля openvpn@austin.service
с помощью команды systemctl:
$ sudo systemctl enable openvpn@austin
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/openvpn@austin.
service
→ /usr/lib/systemd/system/openvpn@.service.
Created symlink /etc/systemd/system/openvpn.target.wants/openvpn@austin.service
→ /usr/lib/systemd/system/openvpn@.service.
Обратите внимание, что в команде не нужно вводить расширение файла .conf.
Теперь вы можете управлять своим демоном OpenVPN с помощью systemctl,
как и любой другой службой.
Комментарий
Это просто гениальный метод, который позволяет создать нескольких конфигураций, обойдясь без необходимости писать несколько файлов модулей.
Вы можете «параметризовать» любой файл модуля systemd.
Вы можете иметь несколько туннелей, работающих одновременно на одной
машине. Каждая конфигурация требует отдельного устройства tun, например
tun0, tun1, tun2, отдельной подсети для каждого туннеля и отдельного порта
UDP. Управляйте всеми этими туннелями с помощью различных файлов конфигурации и соответствующих им файлов параметризованных модулей.
13.9. Распространение конфигураций клиентов с помощью файлов .ovpn 379
Дополнительная информация
EasyRSA (https://oreil.ly/eKbsg).
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
systemd.unit (https://oreil.ly/2AAEe).
man 8 openvpn
Сборник рецептов OpenSSL Cookbook (https://oreil.ly/Ctm0X).
13.9. Распространение конфигураций клиентов
с помощью файлов .ovpn
Задача
Настройка клиентов — довольно сложная работа, и хотелось бы знать, есть ли
более быстрый способ, который могли бы применять ваши пользователи без
посторонней помощи.
Решение
Объедините конфигурации и ключи клиентов в отдельные файлы с расширением .ovpn. Эти файлы могут импортировать все клиенты — для Linux, Windows,
macOS, iOS и Android.
Сначала создайте сертификаты пользователей, а затем следуйте описанному
далее шаблону и создайте файлы .ovpn. Этот пример основан на рецепте 13.7.
Чтобы не ссылаться на все сертификаты, скопируйте их в данный файл. Сертификаты представлены в обычном текстовом виде, поэтому вам нужно только
скопировать блоки BEGIN/END в файл .ovpn:
# vpnclient1.ovpn
client
dev tun
proto udp
remote server2 1194
persist-key
persist-tun
resolv-retry infinite
nobind
user nobody
group nobody
380 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
tls-client
remote-cert-tls server
verb 4
# ca.crt
382 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
231234e690c319d5cbd832788f0dbcfb
-----END OpenVPN Static key V1----
Теперь вам нужно распространить среди клиентов только один файл. (См. рецепт 13.1, чтобы узнать, какое программное обеспечение необходимо устанавливать для клиентов Linux, macOS, Windows, iOS и Android.)
Самый простой способ импортировать новый файл .ovpn в Linux — использовать NetworkManager. Откройте настройки NetworkManager, нажмите кнопку
Add new connection (Добавить новое соединение). В открывшемся окне Choose
a VPN Connection Type (Выбор типа подключения) выберите пункт Import a Saved
VPN Connection (Импортировать VPN-соединение), нажмите кнопку Create (Создать) и найдите файл .ovpn в диалоге выбора файлов. Проверьте настройки на
вкладках General (Основные параметры) и VPN.
Убедитесь, что на вкладке General (Основные параметры) снят флажок All users
may connect to this network (Все пользователи могут подключаться к этой сети).
Это простая, но важная мера предосторожности, которая требует, чтобы у каждого пользователя была своя отдельная конфигурация OpenVPN.
На вкладке VPN обратите внимание, что NetworkManager преобразует встроенные
сертификаты в файлы .pem (рис. 13.2). Так и должно быть. При желании можете
сравнить их с оригиналами — щелкните на маленьком значке с изображением
папки справа от поля, чтобы увидеть, где хранятся преобразованные файлы.
Для всех других клиентов процедура импортирования выглядит аналогично.
Следуйте их инструкциям, и если не произойдет ничего экстраординарного, то
ваши клиенты будут готовы к работе через пару минут.
Функция импорта в NetworkManager работает также с конфигурационными
файлами клиента, не включающими ключи и сертификаты, как было показано
в рецепте 13.7. В этом случае сертификаты не преобразуются и сохраняются со
своими оригинальными именами файлов.
Объединенный файл может иметь расширение .conf, если у вас только клиенты
Linux.
Дополнительная информация
EasyRSA (https://oreil.ly/eKbsg).
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
man 8 openvpn
Сборник рецептов OpenSSL Cookbook (https://oreil.ly/Ctm0X).
13.10. Повышение безопасности сервера OpenVPN 383
Рис. 13.2. Импортирование файла .ovpn с настройками клиента
в NetworkManager
13.10. Повышение безопасности
сервера OpenVPN
Задача
Хотелось бы узнать, как еще больше обезопасить сервер OpenVPN.
Решение
Настройки OpenVPN по умолчанию достаточно хороши, но они ориентированы на максимальную совместимость. Вы можете внести в них ряд корректив,
которые еще больше обезопасят ваш сервер.
384 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
Следующие примеры демонстрируют настройки, которые можно добавлять
в конфигурационные файлы и серверов, и клиентов. Эти параметры максимизируют эффективность TLS. Все протоколы SSL и TLS старше TLS 1.2 объявлены
устаревшими и должны быть отключены. Принимайте только TLS 1.2 или выше:
tls-version-min 1.2
tls-version-max 1.3 or-highest
Задействуйте более надежный алгоритм шифрования канала данных и принудительно используйте его, отключив согласование шифрования:
AES-128-GCM
ncp-disable
В TLS 1.3 появилось много изменений, поэтому вам понадобятся две разные
конфигурации для TLS 1.2 и 1.3. Все алгоритмы шифрования, перечисленные
ниже, более эффективны:
# TLS 1.3
tls-ciphersuites TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256:TLS_AES_128_GCM_SHA256
# TLS 1.2
tls-cipher TLS-ECDHE-ECDSA-WITH-CHACHA20-POLY1305-SHA256:TLS-ECDHE-RSAWITHCHACHA20-POLY1305-SHA256:TLS-ECDHE-ECDSA-WITH-AES-128-GCM-SHA256:
TLS-ECDHE-RSA-WITH-AES-128-GCM-SHA256
Используйте протокол Elliptic Curve Diffie-Hellman Ephemeral (ECDHE) вместо
статических ключей Диффи — Хеллмана (Diffie — Hellman). Это избавит от необходимости создавать ta.key, как в рецепте 13.5:
dh none
ecdh-curve secp384r1
# используйте tls-server на сервере и tls-client на клиенте
tls-server
Добавьте параметр float (только в конфигурацию сервера), чтобы позволить
клиентам перемещаться по разным сетям без потери соединения, если они
успешно проходят все остальные этапы аутентификации.
Параметр opt-verify (предназначен только для конфигурации сервера) проверяет совместимость настроек сервера и клиента и отключает клиентов, которые
несовместимы. Он проверяет настройки dev-type, link-mtu, tun-mtu, proto,
ifconfig, comp-lzo, fragment, keydir, cipher, auth, keysize, secret, no-replay,
no-iv, tls-auth, key-method, tls-server и tls-client.
Полный пример конфигурации вы найдете ниже в подразделе «Комментарий».
13.10. Повышение безопасности сервера OpenVPN 385
Комментарий
Включите все эти параметры в конфигурацию сервера:
# vpnserver1.conf
port 1194
proto udp
dev tun
user nobody
group nobody
ca /etc/openvpn/keys/ca.crt
cert /etc/openvpn/keys/vpnserver1.crt
key /etc/openvpn/keys/vpnserver1.key
server 10.10.0.0 255.255.255.0
ifconfig-pool-persist ipp.txt
keepalive 10 120
persist-key
persist-tun
tls-server
remote-cert-tls client
verify-client-cert require
tls-cert-profile preferred
tls-version-min 1.2
tls-version-max 1.3 or-highest
float
opt-verify
AES-128-GCM
ncp-disable
dh none
ecdh-curve secp384r1
# TLS 1.3
tls-ciphersuites TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256:TLS_AES_128_GCM_SHA256
# TLS 1.2
tls-cipher TLS-ECDHE-ECDSA-WITH-CHACHA20-POLY1305-SHA256:TLS-ECDHE-RSAWITH-CHACHA20-POLY1305-SHA256:TLS-ECDHE-ECDSA-WITH-AES-128-GCM-SHA256:
TLS-ECDHE-RSA-WITH-AES-128-GCM-SHA256
status openvpn-status.log
verb 4
mute 20
explicit-exit-notify 1
Пример конфигурации клиента с использованием формата объединенного
файла (см. рецепт 13.9):
386 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
# vpnclient1.conf
client
dev tun
proto udp
remote server1 1194
persist-key
persist-tun
resolv-retry infinite
nobind
user nobody
group nobody
tls-client
remote-cert-tls server
verb 4
# Встроенные ключи
# ca.crt
13.11. Настройка сети 387
status openvpn-status.log
verb 4
mute 20
explicit-exit-notify 1
Эти параметры усиливают аутентификацию между клиентом и сервером
и гарантируют использование протокола TLS версии 1.2 и выше. Если вам это
интересно, то, чтобы узнать, какие шифры и алгоритмы шифрования более
предпочтительны, я опросила несколько экспертов. Вы можете обезопасить
себя еще больше, например запретив пользователям сохранять пароли, добавив более строгую аутентификацию «клиент — сервер», применив SELinux
или chroot. Однако все это довольно сложные темы, и здесь они рассматриваться не будут.
Дополнительная информация
EasyRSA (https://oreil.ly/eKbsg).
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
man 8 openvpn
Сборник рецептов OpenSSL Cookbook (https://oreil.ly/Ctm0X).
13.11. Настройка сети
Задача
Сервер OpenVPN запущен, все проверки подключения выполнены успешно,
и теперь хотелось узнать, как настроить сеть, чтобы удаленные клиенты могли
найти ваш сервер и трафик маршрутизировался соответствующим образом.
Решение
Не существует универсального решения. При настройке виртуальной сети необходимо учитывать настройки локальной сети, предполагается ли подключать
отдельных клиентов или целые сети, какой протокол используется: IPv4 или
IPv6, как настроен интернет-шлюз и многое другое. Обратитесь к замечательной
книге OpenVPN Cookbook (O’Reilly) Яна Джаста Кейсера (Jan Just Keijser), чтобы найти ответы на свои вопросы. В этой книге рассказывается об устройствах
388 Глава 13. Безопасный удаленный доступ с OpenVPN
TUN и TAP, клиентах Windows, PAM и LDAP, IPv6, маршрутизации и конфигураций типа «сеть — сеть».
Комментарий
Сеть — самая сложная часть в работе любого сервера, особенно для его безопасности. Поэтому стоит изучить данный вопрос и постараться сделать все
правильно. В документации для OpenVPN также есть много полезной информации о сетях.
Дополнительная информация
Документация для OpenVPN (https://oreil.ly/Ah124).
man 8 openvpn
ГЛАВА 14
Создание брандмауэра
на основе firewalld
В этой главе охватываются основы использования firewalld для создания брандмауэра хоста. У разных хостов разные требования. Например, сервер должен
разрешать различные типы входящих запросов на подключение, а персональный
компьютер, на котором не работают службы, обслуживающие клиентов, не должен принимать запросы на подключение. Переносной компьютер, используемый
для доступа к нескольким сетям, должен давать возможность динамически
управлять брандмауэром.
Обзор firewalld
firewalld, как и все брандмауэры (межсетевые экраны, файерволы), имеет очень
длинный список возможностей. В основном мы будем учиться использовать
зоны для управления входящим трафиком. Зона — это контейнер для уровня
доверия; например, одни зоны разрешают всевозможные входящие запросы на
соединение, а другие, напротив, сильно ограничивают перечень таких запросов.
Каждому сетевому интерфейсу в системе может быть назначена только одна
зона, и одна зона может быть назначена нескольким интерфейсам.
Требуются знания устройства сети
Наиболее важные сетевые понятия, которые необходимо знать, — это порты,
службы, TCP, UDP, переадресация портов (port forwarding), маскарадинг
(masquerade), маршрутизация и IP-адресация. Когда вы освоите эти понятия, вы поймете, как настроить брандмауэр. Если вам нужно руководство по
компьютерным сетям, то прочтите книгу Networking Fundamentals Гордона
Дэвиса (Gordon Davies; Packt Publishing) или Networking All-in-One For
Dummies Дуга Лоу (Doug Lowe, For Dummies). Если у вас есть подписка на
O’Reilly Learning Platform (https://oreil.ly/mEsNB), то там вы тоже сможете
найти массу полезной информации.
390 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
Традиционный брандмауэр в Linux основан на инфраструктуре фильтрации
пакетов netfilter в ядре Linux, которая фильтрует входящий и исходящий сетевой трафик, и iptables — программном обеспечении, используемом для создания
таблиц с правилами фильтрации трафика и управления ими.
Времена меняются, и на смену iptables пришли новые диспетчеры правил, такие
как ufw (uncomplicated firewall — «несложный брандмауэр»), nftables (Netfilter
tables — «таблицы Netfilter») и firewalld (firewall daemon — «демон брандмауэра»).
Последний, так же как iptables и nftables, использует таблицы с правилами для
управления фильтрацией трафика. Он имеет интерфейс командной строки
и красивый графический интерфейс firewallconfig. firewalld — это интерфейс
как для iptables, так и для nftables. nftables имеет значительные усовершенствования, по сравнению с iptables, и предназначен для применения в качестве
базовой поддержки firewalld по умолчанию, но в некоторых дистрибутивах
Linux по-прежнему по умолчанию используется iptables. Выбор между iptables
и nftables производится с помощью параметра FirewallBackend в /etc/firewalld/
firewalld.conf (см. рецепт 14.4).
firewalld распространяется с предопределенными наборами правил, которые
называются зонами и предназначены для разных случаев использования,
таких как компьютер, на котором нет сетевых служб, компьютер, на котором
запущены службы, и разные зоны для разных сетевых интерфейсов на одном
компьютере. Эти зоны можно редактировать, настраивая их в соответствии со
своими требованиями.
Зоны в firewalld управляют службами — конфигурациями для распространенных
служб, таких как ssh, imaps и rsync. Большинство предопределенных служб поддерживают только стандартные назначения портов. Но вы можете редактировать
их по своему усмотрению и создавать собственные настраиваемые зоны.
firewalld интегрирован с NetworkManager, поэтому вам не придется беспокоиться об управлении динамическими подключениями, например, когда вы носите
свой ноутбук с собой и подключаетесь к разным сетям.
Служба NetworkManager
NetworkManager — важная часть Linux с 2004 года. Она заменила мешанину громоздких сетевых клиентских инструментов и управляет всеми
сетевыми интерфейсами и сетевыми соединениями. Если вы не знакомы
с NetworkManager, то обращайтесь на сайт проекта GNOME NetworkManager
(https://oreil.ly/hkqaq).
Если вы эксплуатируете общедоступные серверы, используя коммерческую
услугу хостинга, то настройка вашего брандмауэра будет зависеть от того, какие возможности поддерживает ваш поставщик услуг. Защита общедоступных
серверов, таких как веб-серверы и интернет-магазины, независимо от того,
Обзор firewalld 391
размещены они удаленно или в вашем собственном центре обработки данных,
требует навыков и умений, обсуждение которых выходит за рамки данной книги.
Поэтому вам лучше пройти углубленное обучение или нанять экспертов.
Как работают брандмауэры
Когда-то давно Ubuntu Linux поставлялся без брандмауэра, поскольку при
установке с настройками по умолчанию не запускались никакие сетевые службы
и, следовательно, сетевые порты не прослушивались. А когда система не прослушивает порты, то атаковать ее бессмысленно. К счастью, в более поздних
выпусках это решение было изменено, поскольку пользователи часто что-то
меняют и даже самые опытные из них допускают ошибки, а злоумышленники
всегда обнаруживают новые уязвимости. Безопасность — многоуровневый
процесс.
Посмотрим, как работают брандмауэры. Основной принцип: запретить все, разрешить только необходимое.
Сетевая служба, например SSH-сервер, должна открыть сетевой порт, чтобы
позволить удаленным пользователям входить в систему. Запуская такую
службу, вы позволяете другим заходить в вашу систему. По умолчанию sshd
прослушивает TCP-порт 22. Увидеть все прослушиваемые порты в системе
можно с помощью команды netstat. Следующий фрагмент вывода этой команды
показывает, как выглядит порт SSH:
$ sudo netstat -untap | sed '2p;/ssh/!d'
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address
tcp
0
0 0.0.0.0:22
0.0.0.0:*
tcp6
0
0 :::22
:::*
State
LISTEN
LISTEN
PID/Program name
1296/sshd: /usr/sbi
1296/sshd: /usr/sbi
Этот пример показывает, что на текущий момент нет активных соединений,
поскольку все поля Foreign Address (Внешний адрес) равны нулю, а поле State
(Состояние) содержит слово LISTEN (Прослушивается). sshd прослушивает входящие соединения IPv4 и IPv6 на всех сетевых интерфейсах и всех IP-адресах на
TCP-порту 22. Комбинация IP-адреса и номера порта — это адрес, сообщающий
ядру Linux, куда отправлять SSH-пакеты.
Далее показан пример активного соединения SSH с состоянием ESTABLISHED
(Установлено). В нем указаны локальный адрес и порт, к которым подключена
удаленная машина, а также внешний адрес и порт удаленной машины (столбцы
Recv+Q и Send+Q были опущены для ясности):
$ sudo
Proto
tcp
tcp
tcp6
netstat -untap | sed '2p;/ssh/!d'
Local Address
Foreign Address
0.0.0.0:22
0.0.0.0:*
192.168.1.97:22
192.168.1.91:56142
:::22
:::*
State
LISTEN
ESTABLISHED
LISTEN
PID/Program name
1296/sshd: /usr/sbi
13784/sshd: duchess
1296/sshd: /usr/sbi
392 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
Есть несколько способов указать, какие пакеты TCP/IP можно передать по
определенному IP-адресу и в определенный порт. Большинство серверов настроены для прослушивания только определенных сетевых интерфейсов или
IP-адресов и для приема запросов с определенных адресов и диапазонов адресов.
Брандмауэр добавляет дополнительные элементы управления, и желательно
использовать оба средства управления.
Сетевые порты и их нумерация
В системе Linux имеется 65 536 возможных сетевых портов, пронумерованных
от 0 до 65 535, и многие из них зарезервированы для определенных служб. Порт
с номером 0 вообще не используется. Все зарезервированные номера портов
можно увидеть в файле /etc/services, который имеется вкаждом дистрибутиве Linux. Полный официальный список ищите в реестре номеров портов, имен
служб и транспортных протоколов IANA (https://oreil.ly/CF0bF).
Диапазоны номеров портов организованы следующим образом:
0–1023 — общеизвестные порты. Это системные порты для распространенных служб, таких как FTPS (безопасный обмен файлами), SSH (безопасный удаленный вход в систему), NTP (протокол сетевого времени), POP3
(электронная почта), HTTPS (порт безопасного веб-сервера) и т. д.;
1024–49 151 — зарегистрированные порты, предназначенные для дополнительных служб;
49 152–65 535 — временные порты, которые также называют частными
и динамическими. Они используются системой для завершения установки
соединений с удаленными службами. Например, когда вы занимаетесь вебсерфингом, в выводе команды netstat это выглядит так (столбцы Recv+Q
и Send+Q опущены для ясности):
$ sudo
Proto
[...]
tcp
tcp
tcp
[...]
Этот пример иллюстрирует ответ на исходящий запрос с вашего компьютера.
Посещая сайт, вы инициируете запрос на подключение, и удаленный веб-сервер
отправляет ответы на временные сетевые порты вашей системы. Первое соединение в списке установлено с локальным компьютером с IP-адресом 192.168.43.234
и портом 50 586. Внешний адрес (колонка Foreign Address) — это IP-адрес и порт
удаленного сервера. Состояние ESTABLISHED означает, что соединение с удален-
14.1. Определение того, какой брандмауэр запущен 393
ной машиной установлено. По завершении сеанса после закрытия браузера порт
50 586 освободится и будет готов к повторному использованию.
Временные порты не прослушиваются службами. Соединения с временными
портами являются временными и создаются только в ответ на исходящий запрос на подключение с вашего компьютера, например, при посещении сайта.
Брандмауэр может блокировать временные порты, но тогда у вас не будет доступа к хостам или сайтам за пределами вашего компьютера.
14.1. Определение того, какой брандмауэр запущен
Задача
Узнать, какой брандмауэр используется в вашей системе Linux.
Решение
Начните с документации для вашего дистрибутива Linux, так как большинство
дистрибутивов включают брандмауэр по умолчанию. Наиболее распространены: iptables (Internet Protocol tables), ufw (Uncomplicated Firewall) и nftables
(Netfilter tables). Все три брандмауэра основаны на использовании правил
фильтрации в инфраструктуре netfilter, которая является частью ядра Linux.
Затем посмотрите, что говорит systemd. Следующий пример показывает, что
в данной системе используется nftables:
$ systemctl status nftables.service
● nftables.service - Netfilter Tables
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/nftables.service; disabled; vendor>
Active: active (exited) since Sat 2020-10-17 13:15:05 PDT; 4s ago
Docs: man:nft(8)
Process: 3276 ExecStart=/sbin/nft -f /etc/sysconfig/nftables.conf (code=exi>
Main PID: 3276 (code=exited, status=0/SUCCESS)
[...]
Следующий пример показывает, что запущен firewalld:
$ systemctl status firewalld.service
● firewalld.service - firewalld - dynamic firewall daemon
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/firewalld.service; enabled; vendor>
Active: active (running) since Sat 2020-10-17 12:36:20 PDT; 37min ago
Docs: man:firewalld(1)
Main PID: 775 (firewalld)
Tasks: 2 (limit: 4665)
Memory: 40.9M
[...]
394 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
Следующий пример проверяет ufw и показывает, что этот брандмауэр установлен, но неактивен:
$ systemctl status ufw.service
● ufw.service - Uncomplicated firewall
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/ufw.service; disabled; vendor preset:
enabled)
Active: inactive (dead)
Docs: man:ufw(8)
Если какой-то из них не установлен, то вы увидите соответствующее сооб
щение.
Вы можете удалить ufw и nftables или замаскировать их, чтобы они не запускались:
$ sudo systemctl stop ufw.service
$ sudo systemctl mask ufw.service
$ sudo systemctl stop nftables.service
$ sudo systemctl mask nftables.service
Комментарий
Запускайте только один брандмауэр, если только вы не любитель распутывать
конфликты между правилами брандмауэров.
Дополнительная информация
Глава 4.
https://firewalld.org.
14.2. Установка firewalld
Задача
Установить брандмауэр firewalld в систему Linux.
Решение
Если firewalld отсутствует в вашей системе, то установите пакет firewalld,
а также пакет firewall-config, чтобы получить графический интерфейс для
настройки.
14.2. Установка firewalld 395
Комментарий
Пока, к счастью, все основные дистрибутивы Linux используют одни и те же
имена пакетов, firewalld и firewall-config.
После установки firewalld может запуститься или не запуститься автоматически, в зависимости от вашего дистрибутива Linux. Но создание и тестирование
правил требует, чтобы он был запущен.
Если возможно, то отключите сетевое соединение своего компьютера до завершения первоначальной настройки firewalld. Например, щелкните на значке
апплета NetworkManager, который по умолчанию устанавливается и используется в большинстве дистрибутивов Linux (рис. 14.1).
Рис. 14.1. Отключение от сети с помощью NetworkManager
Или воспользуйтесь утилитой nmcli. Ниже показано, как найти и отключить
Wi-Fi-соединение. Используйте в команде отключения имя соединения из
столбца CONNECTION (Соединение):
$ nmcli device status
DEVICE TYPE STATE
wlan0
wifi connected
CONNECTION
ACCESS_POINTE
$ nmcli connection down ACCESS_POINTE
Connection 'ACCESS_POINTE' successfully deactivated
(D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/4)
Чтобы восстановить соединение, выполните команду:
$ nmcli connection up ACCESS_POINTE
Connection successfully activated
(D-Bus active path: /org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/7)
396 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
Управление брандмауэром firewalld осуществляется как обычно — с помощью
systemd. Ниже представлены основные команды:
systemctl status firewalld.service;
sudo systemctl enable firewalld.service;
sudo systemctl start firewalld.service;
sudo systemctl stop firewalld.service;
sudo systemctl restart firewalld.service.
Дополнительная информация
Глава 4.
https://firewalld.org.
Приложение (в конце книги).
14.3. Определение номера
установленной версии firewalld
Задача
Определить номер установленной версии firewalld.
Решение
Узнать установленную версию можно с помощью диспетчера пакетов или
команды firewall-cmd:
$ sudo firewall-cmd --version
0.9.3
Комментарий
Чтобы узнать версию с помощью команды firewall-cmd, брандмауэр firewalld
должен быть запущен. Иначе вы просто увидите сообщение FirewallD is not running
(FirewallD не запущен).
14.4. Настройка iptables или nftables в роли базовой поддержки firewalld 397
Дополнительная информация
https://firewalld.org.
14.4. Настройка iptables
или nftables в роли базовой
поддержки firewalld
Задача
Выбрать iptables или nftables в качестве базовой поддержки firewalld.
Решение
Отредактируйте файл /etc/firewalld/firewalld.conf в соответствии со своими
предпочтениями:
FirewallBackend=nftables
или:
FirewallBackend=iptables
Затем перезапустите firewalld.
Комментарий
Вам может потребоваться установить пакет с iptables или nftables.
Если вы не определились в своем выборе, то выбирайте nftables, поскольку эта
базовая поддержка активно развивается разработчиками firewalld.
Дополнительная информация
Раздел «Обзор firewalld» в начале этой главы, на с. 389.
Статья разработчиков firewalld в блоге nftables (https://oreil.ly/xO5eS) содержит
подробную информацию об iptables и nftables и будущем развитии.
398 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
14.5. Вывод списка всех зон и всех служб,
управляемых каждой зоной
Задача
Увидеть все зоны, определяемые конфигурацией firewalld, и службы, которыми
управляют эти зоны.
Решение
Зона по умолчанию:
$ firewall-cmd --get-default-zone
public
Список всех зон:
$ firewall-cmd --get-zones
block dmz drop external home internal public trusted work
Список всех активных зон — зон, используемых в текущий момент:
$ firewall-cmd --get-active-zones
internal
interfaces: eth1
work
interfaces: wlan0
Настройки одной зоны:
$ sudo firewall-cmd --zone=public --list-all
public
target: default
icmp-block-inversion: no
interfaces:
sources:
services: dhcpv6-client ipp ipp-client mdns ssh
ports:
protocols:
masquerade: no
forward-ports:
source-ports:
icmp-blocks:
rich rules:
14.5. Вывод списка всех зон и всех служб, управляемых каждой зоной 399
Настройки всех зон:
$ sudo firewall-cmd --list-all-zones
[...]
Комментарий
Зоны firewalld определяют уровни доверия для сетевых подключений. Каждая
зона содержит описание и другие параметры, как показано выше на примере зоны
public. Настройки зон определяются в файлах в формате XML, имена которых
должны иметь расширение .xml. Загляните в /usr/lib/firewalld/zone, чтобы
увидеть файлы с примерами.
Ниже представлены параметры зон:
target — определяет действие по умолчанию для пакетов, не соответствующих ни одному правилу. Принимает одно из четырех значений: default,
ACCEPT, DROP и REJECT. Например, когда в зону public с настройками, показанными в файле примера, поступают запросы на соединение для dhcpv6client, ipp, ipp-client, mdns или ssh, то они принимаются. Любые пакеты,
адресованные неразрешенным службам, отклоняются действием default,
и отправителю посылается сообщение об отклонении;
ACCEPT — принимает все пакеты, которые явно не заблокированы правилами;
DROP — просто отбрасывает все пакеты, не разрешенные явно;
REJECT — действует подобно DROP, но дополнительно посылает отправителю
запроса сообщение об отклонении;
icmp-block-inversion — инвертирует настройки для ICMP-запросов. Любые
заблокированные запросы разблокируются, а разблокированные — блокируются. Обычно этому параметру присваивается значение no (нет);
interfaces — определяет сетевой интерфейс или интерфейсы, к которым
применяется эта зона. Каждый интерфейс можно привязать только к одной
зоне, но одну и ту же зону можно применить к нескольким интерфейсам;
source — задает IP-адреса, MAC-адреса и диапазоны IP-адресов. Например,
с помощью этого параметра можно разрешить прием пакетов только из локальной сети, от определенных хостов, а также блокировать хосты или сети;
services — список служб, управляемых данной зоной;
ports — список номеров портов, управляемых этой зоной;
400 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
protocols — список дополнительных протоколов TCP, управляемых этой зоной; протоколы задаются в том же виде, в каком они указаны в /etc/protocol;
masquerade — либо yes (включить маскарадинг), либо no (выключить маска-
радинг). Маскарадинг предназначен для совместного использования общего подключения к Интернету IPv4 хостами в локальной сети. Установите
значение no на всех хостах, кроме маршрутизаторов;
forward-ports — настраивает переадресацию пакетов с одного порта на
другой;
source-ports — перечисляет порты отправителя;
icmp-blocks — перечисляет типы ICMP-запросов, которые нужно блокиро-
вать;
rich rules — ваши собственные правила.
Дополнительная информация
https://firewalld.org.
man 5 firewalld.zone
man 1 firewall-cmd
14.6. Ввод списка поддерживаемых служб
Задача
Получить список служб, поддерживаемых брандмауэром firewalld.
Чтобы создать больше колонок, передайте параметр xargs -n2, xargs -n3 и т. д.
Службы в firewalld могут иметь более сложные определения, чем простые
адреса портов. Например, служба bittorrent-lsd включает два IP-адреса назна
чения:
$ sudo firewall-cmd --info-service bittorrent-lsd
bittorrent-lsd
ports: 6771/udp
protocols:
source-ports:
modules:
destination: ipv4:239.192.152.143 ipv6:ff15::efc0:988f
includes:
helpers:
Служба ceph-mon открывает два порта для приема запросов:
$ sudo firewall-cmd --info-service ceph-mon
ceph-mon
ports: 3300/tcp 6789/tcp
[...]
Вы можете редактировать настройки любых предопределенных служб в соответствии со своими потребностями.
Комментарий
Добавляя службы в зону, используйте их имена в точности так, как они указаны в списке. Вы можете создать свою службу, как описывается в разделе Add
a Service в документации firewalld (https://oreil.ly/kvMYY).
Дополнительная информация
https://firewalld.org.
Раздел Add a Service в документации firewalld (https://oreil.ly/kvMYY).
402 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
14.7. Выбор и настройка зоны
Задача
Узнать, как правильно выбрать и настроить зону.
Решение
Выбор зоны firewalld зависит от того, какие службы работают на вашем компьютере. Если у вас не запущены никакие сетевые службы и требуется только
обеспечить возможность подключения по сети, то используйте зону drop или
block. Зона drop — наиболее строгая, она сбрасывает все входящие запросы на
подключение и пропускает только ответы на запросы, отправленные с этого
компьютера. Зона block похожа на drop, но дополнительно посылает отправителям сообщения об отказе.
Другие зоны в разных дистрибутивах Linux настраиваются по-разному, поэтому вам следует заглянуть в их настройки. Ниже представлен пример настроек
зоны work:
$ sudo firewall-cmd --zone=work --list-all
work
target: default
icmp-block-inversion: no
interfaces:
sources:
services: dhcpv6-client ssh
ports:
protocols:
masquerade: no
forward-ports:
source-ports:
icmp-blocks:
rich rules:
Зону нужно привязать к сетевому интерфейсу. Например, следующие команды
привяжут зону work к интерфейсу eth0 и затем проверят, как прошла привязка:
$ sudo firewall-cmd --zone=work --permanent --change-interface=eth0
success
$ sudo firewall-cmd --zone=work --list-interfaces
eth0
Если вы предпочитаете протестировать изменения, прежде чем сделать их
постоянными, то опустите параметр --permanent. В результате будет создана
14.7. Выбор и настройка зоны 403
временная действующая конфигурация, которая немедленно вступит в силу.
Временные изменения будут потеряны после перезапуска firewalld или выполнения команды firewall-cmd --reload. Чтобы этого не произошло, преобразуйте
временные изменения в постоянные:
$ sudo firewall-cmd --runtime-to-permanent
После привязки зоны к сетевому интерфейсу нет необходимости перезагружать
конфигурацию или перезапускать firewalld.
Комментарий
Как узнать, какую зону выбрать? Ниже перечислены зоны, предопределенные
в Ubuntu 20.04, в порядке от наиболее строгих к наименее строгим. В вашем
дистрибутиве зоны могут быть настроены немного иначе; см. рецепт 14.5, чтобы
узнать, как просмотреть настройки вашей зоны.
Зона drop — все входящие сетевые пакеты, которые не были запрошены вами,
просто отбрасываются и отправителю не посылается никаких уведомлений.
Пропускаются только входящие пакеты, которые передаются через соединения, инициированные с вашего компьютера. Это самая надежная защита при
подключении к ненадежной сети, когда не требуется разрешать входящие
SSH-подключения, обращения к общим файлам или любые другие запросы
на подключение извне.
Зона block — любые входящие запросы на подключение отклоняются сообщением icmp-host-hibited в сетях IPv4 и icmp6-adm-prohibited в сетях
IPv6. Пропускаются только входящие пакеты, которые передаются через
соединения, инициированные с вашего компьютера.
Зона public — входящие соединения dhcpv6-client, ipp, ipp-client, mdns и ssh
принимаются, а все остальные блокируются.
Зона external — простой интернет-шлюз, сочетающий брандмауэр и простую маршрутизацию. Принимаются только входящие SSH-соединения,
а осуществляется маскарадинг IPv4 для совместного использования интернет-соединения.
Зона dmz — для общедоступных серверов в демилитаризованной зоне1. Принимаются только входящие SSH-соединения. (DMZ — это отдельный сегмент
сети, предназначенный для серверов с выходом в Интернет.)
Зона work — принимаются входящие запросы на соединение только для ssh
и dhcpv6-client.
1
404 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
Зона home — принимаются входящие запросы на соединение только для ssh,
mdns samba-client и dhcpv6-client.
Зона internal — принимаются входящие запросы на соединение только для
ssh, mdns, samba-client и dhcpv6-client.
Зона trusted — принимаются все входящие запросы на соединение.
Вы можете настроить любую из этих зон или создать новую (см. рецепт 14.9).
Дополнительная информация
Рецепт 14.9.
https://firewalld.org.
14.8. Изменение зоны firewalld по умолчанию
Задача
Зона, используемая по умолчанию, вас не устраивает, и вы хотите сменить ее.
Решение
Проверьте, какая зона используется по умолчанию:
$ firewall-cmd --get-default-zone
internal
Допустим, вы решили использовать зону drop, как наиболее ограничивающую.
Сделать это можно с помощью команды firewall-cmd:
$ sudo firewall-cmd --set-default-zone drop
success
После выполнения этой команды не требуется перезагружать или перезапускать
firewalld.
Комментарий
Зоны можно также назначать с помощью NetworkManager (см. рецепт 14.11).
NetworkManager назначает зону по умолчанию для всех подключений, которым
явно не назначена другая зона.
14.9. Настройка зон firewalld 405
Дополнительная информация
Подраздел «Комментарий» в рецепте 14.7, содержащий больше сведений
о зонах firewalld.
Рецепт 14.11.
https://firewalld.org.
14.9. Настройка зон firewalld
Задача
Ни одна из предопределенных зон не соответствует вашим потребностям, и вы
хотели бы изменить одну из них.
Решение
Предположим, что больше всего вам нравится зона internal, но ее настройки по
умолчанию немного не соответствуют вашим нуждам. С текущими настройками
эта зона пропускает запросы на соединение ssh, mdns, samba-client и dhcpv6client:
$ firewall-cmd --zone=internal --list-all
internal
target: default
icmp-block-inversion: no
interfaces:
sources:
services: ssh mdns samba-client dhcpv6-client
[...]
Следующий пример показывает, как убрать поддержку samba-client, поскольку
вы не используете Samba:
$ sudo firewall-cmd --remove-service=samba-client --zone=internal
success
Вы используете небольшой локальный сервер каталогов 389 Directory Server,
и поэтому вам нужно добавить поддержку службы LDAPS:
$ sudo firewall-cmd --zone=internal --add-service=ldaps
success
Эти изменения носят временный характер и будут потеряны после перезапуска
системы или перезагрузки конфигурации. Однако они вступают в действие
406 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
немедленно, что позволяет тут же протестировать их. Протестируйте свои изменения, и если все работает как надо, то сохраните их:
$ sudo firewall-cmd --runtime-to-permanent
success
Чтобы отменить изменения, выполните ту же самую команду, только вместо
параметра --runtime-to-permanent используйте --reload. Этот параметр отменит временные изменения и вернет исходные настройки:
$ sudo firewall-cmd --reload
success
Комментарий
Параметр --reload не разрывает уже имеющихся активных соединений.
Параметр --complete-reload перезапускает firewalld и перезагружает модули
ядра, вследствие чего имеющиеся активные соединения разрываются. Это хороший вариант для случаев, когда временные изменения настолько запутанны,
что было бы желательно начать все сначала.
Дополнительная информация
Подраздел «Комментарий» в рецепте 14.7, содержащий больше сведений
о зонах firewalld.
https://firewalld.org.
Глава 4.
14.10. Создание новой зоны
Задача
Создать новую зону с уникальными настройками.
Решение
Создайте XML-файл с настройками зоны, затем перезагрузите брандмауэр
firewalld, и он будет готов к использованию новой зоны.
Следующий пример создает зону для локальных служб имен с серверами DNS
и DHCP на одном компьютере с доступом по SSH. Настройки сохраняются
в файле /etc/firewalld/zones/names.xml:
14.10. Создание новой зоны 407
Name Services
DNS and DHCP servers for the local network, IPv4 only.
Выполните команду sudo firewall-cmd --get-zone, и вы увидите, что ваша
новая зона отсутствует в списке известных зон. Добавьте параметр --permanent,
чтобы увидеть все новые зоны, не прочитанные брандмауэром firewalld,
и теперь в списке появится зона names. Имена зон — это имена файлов без
расширения .xml:
$ sudo firewall-cmd --permanent --get-zones
block dmz drop external home internal names public trusted work
Теперь новая зона присутствует в общем списке, и firewalld готов прочитать ее
настройки:
$ sudo firewall-cmd --get-zones
block dmz drop external home internal names public trusted work
И вывести их:
$ sudo firewall-cmd --zone=names --list-all
names
target: default
icmp-block-inversion: no
interfaces:
sources:
services: dhcp dns ssh
ports:
protocols:
masquerade: no
forward-ports:
source-ports:
icmp-blocks:
rich rules:
Новая зона готова к использованию, и ее можно изменить, как любую дру
гую.
408 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
Комментарий
См. man 5 firewalld.zone, чтобы узнать больше о параметрах конфигурации,
и используйте исходные файлы с настройками предопределенных зон в /usr/
lib/firewalld/zone/ в качестве примеров. Единственные файлы, которые попадают в /etc/firewalld/zone/, — это пользовательские файлы.
Чтобы удалить зону, удалите ее файл .xml, а затем перезагрузите firewalld.
Дополнительная информация
man 5 firewalld.zone
https://firewalld.org.
Рецепт 14.9.
14.11. Интеграция NetworkManager и firewalld
Задача
Вам приходится подключать свой ноутбук к разным сетям: в офисах, кафе,
отелях и в зонах для совместной работы. Поэтому вы хотели бы узнать, как
настроить NetworkManager, чтобы учитывать особенности подключений и назначать им правильные зоны брандмауэра.
Решение
NetworkManager прекрасно интегрируется с firewalld. При подключении к новой
сети NetworkManager назначает этому подключению зону firewalld по умолчанию.
В NetworkManager вы можете назначить определенному соединению другую зону, отличную от зоны по умолчанию. Щелкните на значке апплета
NetworkManager на панели задач, чтобы открыть диалог Edit Connections (Настроить сетевые соединения) (рис. 14.2).
Или выполните команду nm-connection-editor, чтобы открыть редактор настроек. В диалоге выберите соединение, настройки которого хотите изменить,
и нажмите кнопку со значком шестеренки. После этого откроется диалог, изображенный на рис. 14.3.
Откройте вкладку General (Основное) и в раскрывающемся списке Firewall Zone
(Зона брандмауэра) выберите зону, которая должна быть назначена соединению.
Сохраните изменения и закройте диалог.
14.11. Интеграция NetworkManager и firewalld 409
Рис. 14.2. Настройка сетевых соединений в NetworkManager
Рис. 14.3. Изменение зоны брандмауэра
410 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
Дополнительная информация
Подраздел «Комментарий» в рецепте 14.7, содержащий больше сведений
о зонах firewalld.
Рецепт 14.9.
Руководство по NetworkManager (https://oreil.ly/pvrwj).
14.12. Блокировка и разблокировка
конкретных портов
Задача
Вы используете нестандартные порты, например порт 2022 для сервера SSH,
и решили заблокировать порт 22 и открыть порт 2022.
Решение
Все зоны firewalld автоматически блокируют любые порты, которые явно не разрешены. Исключение составляет зона trusted, которая разрешает все порты. Если
вы использовали службу SSH, которая по умолчанию использует TCP-порт 22,
то сначала заблокируйте порт 22 в соответствующей зоне, а затем добавьте
порт 2022 и перезагрузите firewalld. Ниже представлен пример назначения нестандартного порта в зоне work:
$ sudo firewall-cmd --zone=work --remove-port=22/tcp
success
$ sudo firewall-cmd --zone=work --add-port=2022/tcp
success
Проверьте настройки зоны:
$ sudo firewall-cmd --list-all --zone=work
work
target: default
icmp-block-inversion: no
interfaces:
sources:
services: ssh
ports:2022/tcp
[...]
Добившись желаемого, сохраните свои изменения:
$ sudo firewall-cmd --runtime-to-permanent
14.13. Блокировка IP-адресов с помощью своих правил 411
Комментарий
Если при попытке заблокировать порт вы увидели сообщение Warning: NOT_
ENABLED: 22:tcp (Внимание: не включен: 22:tcp), то это означает, что он не был разрешен в данной зоне. Просто игнорируйте это сообщение и добавьте новый порт.
При использовании нестандартных портов на сервере клиенты, подключающие
ся к службе, должны указывать этот номер порта. Например, для SSH:
$ ssh -p 2022 server1
Как узнать, какие порты использовать? Каждая служба имеет свои порты по умолчанию, номера которых можно найти в документации с описанием службы и в файле
/etc/services. Вы можете назначить нестандартные порты, которые не должны
использоваться другими службами и должны находиться в диапазоне от 1024
до 49 151. Зафиксируйте свои изменения в /etc/services. Необходимо также настроить нестандартные порты в конфигурации сервера. См. пример в рецепте 12.3.
Дополнительная информация
https://firewalld.org.
Рецепт 12.3.
14.13. Блокировка IP-адресов
с помощью своих правил
Задача
Заблокировать определенные IP-адреса.
Решение
Создайте дополнительное правило, определяющее блокируемые адреса и действие (например, действие reject, как в следующем примере). Ниже представлен
пример блокировки одного адреса в зоне internal:
$ sudo firewall-cmd --zone=internal \
--add-rich-rule='rule family="ipv4" source address=192.168.1.91 reject'
success
Протестируйте правило, выполнив эхо-запрос с заблокированного хоста. На заблокированном хосте должно появиться сообщение Destination Port Unreachable
(Порт назначения недоступен).
412 Глава 14. Создание брандмауэра на основе firewalld
Если вы решили не сохранять правило, то выполните команду sudo firewallcmd --reload, чтобы удалить его.
Чтобы сохранить правило, выполните команду с параметром --runtime-topermanent:
$ sudo firewall-cmd --runtime-to-permanent
Выведите список дополнительных правил в зоне:
$ sudo firewall-cmd --zone=internal --list-rich-rules
rule family='ipv4' source address='192.168.1.91' reject
Чтобы удалить сохраненное правило, используйте параметр --remove-rich-rule:
$ sudo firewall-cmd --zone=internal \
--remove-rich-rule="rule family='ipv4' \
source address='192.168.1.91' reject"
success
Если не требуется полностью блокировать какой-то хост, то для него можно заблокировать доступ лишь к определенным службам. Ниже представлен пример
блокировки доступа только к службе SSH:
$ sudo firewall-cmd --zone=internal --add-rich-rule='rule family="ipv4" \
source address=192.168.1.91 service name="ssh" protocol=tcp reject'
success
Комментарий
В зоне можно создать несколько сложных правил, но будьте осторожны, чтобы
избежать конфликтов.
Однажды человек, с которым я имела сомнительное удовольствие работать
вместе, подумал, что забавно было бы попрактиковать на своих коллегах навыки проникновения. В нашей команде было несколько тестовых серверов на
наших рабочих станциях, доступных всем членам команды. Наш горе-взломщик
настолько достал всех своими попытками взлома, что мы все заблокировали его
в настройках наших брандмауэров.
Дополнительная информация
Подраздел «Комментарий» в рецепте 14.7, содержащий больше сведений
о зонах и параметрах firewalld.
https://firewalld.org.
man 5 firewalld.richlanguage
14.14. Изменение действия по умолчанию для зоны 413
14.14. Изменение действия
по умолчанию для зоны
Задача
Изменить действие, выполняемое зоной по умолчанию.
Решение
Проверьте текущее действие по умолчанию:
$ sudo firewall-cmd --zone=internal --list-all
internal
target: ACCEPT
[...]
Комментарий
Действие по умолчанию определяет, что должна делать зона с пакетами, которые не подошли ни под одно правило. Может иметь одно из четырех значений:
default, ACCEPT, DROP или REJECT.
Дополнительная информация
https://firewalld.org.
Подраздел «Комментарий» в рецепте 14.5, содержащий больше сведений
о зонах firewalld.
Рецепт 14.11.
ГЛАВА 15
Печать в Linux
Для управления принтерами в Linux используется система печати для Unix
CUPS (Common Unix Printing System). В этой главе вы узнаете, как устанавливать драйверы и управлять принтерами, а также как открывать доступ к ним
по сети. Вы узнаете о будущем печати без драйверов в Linux, когда принтеры
будут доступны клиентам без установки драйверов.
Обзор
Ключ к беспроблемной печати в Linux — выбор качественных принтеров и многофункциональных устройств (совмещающих в себе принтер, сканер, копир,
факс), которые хорошо поддерживаются в Linux. К счастью, это намного проще,
чем в былые времена. Выбрав хорошо поддерживаемое устройство, драйверы
для которого включены в состав CUPS, вам не придется беспокоиться о самостоятельном поиске и скачивании драйверов.
Следующий хороший вариант — покупка устройств, поставляемых вместе
с драйверами для Linux. Мне такой вариант не особенно нравится, поскольку
драйверы часто устаревшие и не поддерживаются производителем, а кроме того,
их приходится устанавливать вручную. Это особенно характерно для многофункциональных устройств (МФУ), например Brother MFC-J5945DW, которым я пользуюсь. Для данного устройства нет собственных драйверов в CUPS,
хотя оно поддерживает печать без драйверов. Для меня это была выгодная
покупка, и чернила стоят недорого, хотя сейчас, получив определенный опыт,
я купила бы устройство со встроенной поддержкой Linux. Она более надежна,
поскольку, если устройство поддерживается в CUPS, оно всегда будет поддерживаться и вы не попадете в зависимость от производителя, не поддерживающего
свои драйверы или прекращающего скачивание драйверов.
Наименее предпочтительный вариант — покупка в надежде, что все заработает,
невзирая на прошлый опыт. В таком случае для принтеров, не поддерживаемых
Обзор 415
в Linux, можно попробовать использовать драйверы macOS (файлы PPD), хотя
это может потребовать усилий с вашей стороны, если файл PPD содержит некоторые записи, специфичные для macOC, такие как вызов выполняемых файлов, библиотек или фильтров macOS. Их необходимо заменить эквивалентами
в Linux, если они существуют. См. раздел cupsFilter (https://oreil.ly/w3Oqd), где
приводится информация, которая может пригодиться вам, если вы решитесь
на этот шаг.
Если вам понадобится использовать устройство совместно с коллегами, то
наименее хлопотный вариант — приобрести устройство со встроенной поддержкой сети и встроенными средствами управления копированием, настройки
сети, просмотра уровней чернил, очистки печатающих головок и выполнения
других задач по настройке и обслуживанию. Такие устройства намного проще
и удобнее в эксплуатации, чем устройства, требующие настройки и управления
с компьютера.
Поиск поддерживаемых принтеров и сканеров
Принтеры и многофункциональные устройства Hewlett-Packard (HP) имеют отличную поддержку Linux в виде пакетов hplip, hplip-hpijs, hplip-sane и hplip-scanutils. Конечно, каждый дистрибутив Linux имеет свои особенности и присваивает
пакетам разные имена, такие как hpijs-ppds, hplip-data, printer-driver-hpcups, hplipcommon и libsane-hpaio. Однако поиск по строке hplip должен помочь найти их.
Не все принтеры и МФУ компании Hewlett-Packard поддерживаются в Linux;
см. ссылку ниже на базу данных со списком устройств HP, поддерживаемых
в Linux.
Компания Brother предлагает хорошие устройства, достойную поддержку клиентов и привлекательные цены на чернила. У них есть и устройства со встроенной
поддержкой Linux, и устройства, для которых нужны драйверы Brother.
Canon, Epson, Honeywell, Fujitsu, IBM, Lexmark, Kodak, Tektronix, Samsung,
Sharp, Xerox, Toshiba и многие другие бренды предлагают определенный уровень поддержки Linux. Иногда может быть сложно узнать, какие модели поддерживаются. Некоторые производители сообщают об этом в спецификациях
своих продуктов. Есть несколько сайтов, которые стоит проверить, хотя они, как
правило, содержат неполную информацию и редко обновляются, но они вполне
могут послужить отправной точкой:
поддерживаемые принтеры HP (https://oreil.ly/y9z4J);
списки принтеров OpenPrinting.org (https://oreil.ly/7JbPH);
принтеры и МФУ на сайте H-node (https://oreil.ly/Hwy0w);
416 Глава 15. Печать в Linux
магазин ThinkPenguin (https://oreil.ly/54H5F);
страница Ubuntu со списком поддерживаемых принтеров (https://oreil.ly/03SV3);
принтеры IPP Everywhere (https://oreil.ly/l7pFz).
Драйверы для принтеров в CUPS
Драйверы принтеров для Linux распространяются в составе системы печати
для Unix CUPS (Common Unix Printing System). CUPS — это подсистема
печати, ставшая стандартом для Linux примерно в 2000 году. Apple начала использовать CUPS примерно в 2002 году, затем наняла создателя CUPS Майкла
Свита (Michael Sweet) и купила исходный код в 2007 году. Свит покинул Apple
в 2019 году, и работа над CUPC в Apple остановилась; см. страницу apple/cups на
GitHub (https://oreil.ly/HgUX8). Однако мистер Свит не сидел сложа руки; он усерд
но работал над производной версией OpenPrinting.org CUPS в OpenPrinting/
cups на GitHub (https://oreil.ly/uP0CJ).
CUPS — это гораздо больше, чем просто программное обеспечение. Майкл Свит,
Тилль Кампетер (Till Kamppeter) и другие приложили немало усилий, чтобы
привлечь производителей и разработать общие стандарты печати и API. Центрами разработки CUPS и стандартов печати стали The Printer Working Group
(https://oreil.ly/yEMad) и OpenPrinting (https://oreil.ly/caH6b).
Драйверы принтера в CUPS состоят из одного или нескольких фильтров
для конкретного принтера, упакованных в файлы PPD (PostScript Printer
Description — описание принтера PostScript). Для работы с любым принтером
в CUPS, даже не поддерживающим PostScript, нужен файл PPD. PPD-файлы
содержат описания принтеров, их команд и фильтры.
Фильтры преобразуют задания на печать в формат, понятный принтеру, например PDF, HPPCL, растр и изображение, и передают команды для таких
операций, как выбор страницы, размер бумаги, цвет, контраст и тип носителя.
PPD — это простые текстовые файлы, и по умолчанию файлы PPD для всех поддерживаемых принтеров хранятся в каталоге /usr/share/cups/model/. Файлы
PPD для установленных принтеров хранятся в /etc/cups/ppd/.
Время PPD уходит
Система печати CUPS с самого начала полагалась на файлы PPD, и они
хорошо зарекомендовали себя. Однако появился новый подход, называемый печатью без драйверов. Вместо использования статических файлов
PPD принтер сам сообщает о своих возможностях и не требует установки
15.1. Использование веб-интерфейса CUPS 417
драйверов на клиентских машинах. Идея состоит в том, чтобы сделать подключение к новому принтеру таким же простым, как подключение к новой
сети с помощью NetworkManager, который автоматически находит доступные
сети и не требует установки драйверов или настройки каждой новой сети
вручную. Это особенно удобно для мобильных устройств, таких как телефоны
и планшеты, имеющих ограниченный объем памяти для хранения драйверов
и ограниченный размер экрана.
Бездрайверная технология была представлена в CUPS 2.2.0. Но для большей
надежности желательно установить версию CUPS 2.2.4 (выпущенную в июне
2017 года) или выше. Узнать больше можно на следующих ресурсах:
приложения для печати: новый подход к печати в Linux (https://oreil.ly/clNC3);
печать без драйверов в CUPS (https://oreil.ly/yaj5q).
15.1. Использование веб-интерфейса CUPS
Задача
Найти инструмент администрирования CUPS.
Решение
Откройте веб-интерфейс CUPS в своем браузере, доступный по адресу http://
localhost:631/ (рис. 15.1).
Рис. 15.1. Веб-интерфейс CUPS
418 Глава 15. Печать в Linux
Комментарий
Существует множество графических инструментов для управления принтерами, например system-config-printer и модуль управления принтерами для YaST
в openSUSE. Однако веб-интерфейс CUPS предоставляет наиболее полные
возможности управления и одинаков для всех дистрибутивов Linux.
Дополнительная информация
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
15.2. Установка принтера, подключенного
непосредственно к компьютеру
Задача
Установить новый принтер, подключенный непосредственно к вашему компьютеру. Предполагается, что вы, поступив мудро, приобрели принтер со встроенной
поддержкой в CUPS.
Решение
Откройте веб-интерфейс CUPS. Ваш принтер должен быть подключен к компьютеру и включен. Далее демонстрируются примеры настройки в системе
Linux Mint.
Перейдите на вкладку Administration (Администрирование) и нажмите кнопку
Add Printer (Добавить принтер). Вам будет предложено ввести имя пользователя
и пароль (рис. 15.2). (Если вам не удается выполнить вход со своей учетной записью, но работает вход с учетной записью root, то см. рецепт 15.7, чтобы узнать,
как настроить CUPS для входа без полномочий root.) Установите флажок Save
debugging information for troubleshooting (Сохранять отладочную информацию в журнале) и флажок Share printers connected to this system (Разрешить совместный доступ
к принтерам, подключенным к этой системе), чтобы разрешить общий доступ к принтерам, напрямую подключенным к вашему компьютеру. Так вы только
включите поддержку общего доступа, но далее вам придется включить общий
доступ для каждого принтера, который вы решите предоставить в общий доступ.
На следующем экране CUPS отыщет и перечислит ваши принтеры в разделе Local
Printers (Локальные принтеры) (рис. 15.3). Выберите свой принтер и нажмите
кнопку Continue (Продолжить).
15.2. Установка принтера, подключенного непосредственно к компьютеру 419
Рис. 15.2. Добавление принтера
Рис. 15.3. CUPS отыщет ваш локальный принтер
420 Глава 15. Печать в Linux
Теперь вы должны увидеть страницу, как показано на рис. 15.4, с полями Name
(Название), Description (Описание) и Location (Местоположение). Поля Name (Название) и Description (Описание) заполняются автоматически, но вы можете изменить их, как вам заблагорассудится. Поле Name (Название) будет отображаться
в диалоговых окнах выбора принтера при печати документа.
Рис. 15.4. Укажите название, описание и местоположение
Выберите драйвер принтера. CUPS выведет огромный список драйверов, доступных для выбора. Найдите драйвер для своей модели принтера. Драйвер,
выбранный на рис. 15.5, был установлен в составе пакета epson-inkjet-printer-escpr
(в Ubuntu соответствующий пакет называется printer-driver-escpr), он предназначен для цветных струйных принтеров Seiko Epson.
Заключительная страница настройки позволяет изменить параметры по умолчанию, такие как тип и размер бумаги, цветная или черно-белая печать, качество печати и т. д., в зависимости от того, что поддерживает ваш принтер и его
драйвер. Закончив настройки, нажмите кнопку Set Default Options (Сохранить
параметры) (рис. 15.6).
После этого вы увидите страницу Printers (Принтеры) со списком установленных
принтеров (рис. 15.7).
Щелкните на вновь установленном принтере и напечатайте пробную страницу,
выбрав в раскрывающемся списке Maintenance (Обслуживание) пункт Print a test
page (Печать пробной страницы). Если страница была благополучно напечатана,
значит, вы все сделали правильно.
15.2. Установка принтера, подключенного непосредственно к компьютеру 421
Рис. 15.5. Выберите драйвер принтера
Рис. 15.6. Настройка параметров печати по умолчанию
Рис. 15.7. Все установленные принтеры
422 Глава 15. Печать в Linux
Комментарий
На рис. 15.2 можно заметить две кнопки: Add Printer (Добавить принтер) и Find New
Printers (Найти новый принтер). Это практически одно и то же, просто списки
обнаруженных принтеров организованы по-разному.
Вероятно, вам на выбор будет предложено несколько драйверов принтера; например, часто для одного и того же принтера предлагаются драйверы
CUPS+Gutenprint и Foomatic. Раньше Gutenprint был лучшим выбором для
цветных принтеров, но я советую попробовать оба и выбрать тот, который
больше понравится. Драйверы CUPS+Gutenprint Simplified предлагают меньше
возможностей и параметров, чем полные версии.
Дополнительная информация
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
15.3. Выбор имен для принтеров
Задача
В диалоге печати документа вам предлагается выбрать из нескольких принтеров,
порой очень похожих по внешнему виду, и вы затрудняетесь с выбором.
Решение
При установке принтера введите описательное имя в поле Name (Название)
(рис. 15.8). Это обязательно делать при установке, поскольку потом изменить
название принтера нельзя.
Комментарий
При установке принтера с помощью веб-интерфейса CUPS можно также
изменить поля Description (Описание) и Location (Местоположение). Но многие приложения, поддерживающие печать, читают только поле Name (Название). В числе исключений можно назвать почтовый клиент Evolution и брау
зеры Firefox и Chromium, которые отображают название, местоположение
и статус.
15.4. Установка сетевого принтера 423
Рис. 15.8. Выбирайте описательные имена для принтеров при установке
Дополнительная информация
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
15.4. Установка сетевого принтера
Задача
В вашей сети есть общий сетевой принтер, и вы хотите получить возможность
печатать на нем со своего компьютера.
Решение
Процедура установки сетевого принтера аналогична установке принтера, подключенного к порту USB (см. рецепт 15.2), с той лишь разницей, что вы должны
выбрать обнаруженный сетевой принтер. Принтер должен быть включен и находиться в том же сегменте сети, что и ваш компьютер. Вы увидите его в списке
Discovered Network Printers (Найденные сетевые принтеры) (рис. 15.9).
При этом на клиентах вы должны открыть TCP-порт с номером 631 в настройках
брандмауэра.
424 Глава 15. Печать в Linux
Рис. 15.9. Установка сетевого принтера
Комментарий
А что если CUPS не обнаруживает принтер? См. рецепт 15.11, где немного рассказывается о поиске и устранении неисправностей. Если CUPS не видит ваш
принтер, то вы не сможете его установить.
Дополнительная информация
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
15.5. Печать без драйверов
Задача
Ваш принтер не поддерживается системой печати CUPS, и вы хотите попробовать настроить печать без драйверов. Или, может быть, вы задумали подключить
принтер к своему устройству на Android или iOS.
15.5. Печать без драйверов 425
Решение
Возможно, вы уже видели варианты driverless (без драйверов) в списке выбора
драйвера принтера CUPS. В следующем примере показаны шаги по настройке
моего принтера Brother MFC-J5945DW, для которого нет встроенной поддержки CUPS.
Перейдите на страницу AdministrationAdd Printer (АдминистрированиеДобавить
принтер) в веб-интерфейсе CUPS. Система печати CUPS обнаружила мой
принтер Brother и отобразила его в списке Discovered Network Printers (Найденные
сетевые принтеры) (рис. 15.10). В списке присутствует вариант driverless, и это
правильный выбор.
Рис. 15.10. CUPS обнаружила мой неподдерживаемый сетевой принтер
Продолжите установку и выберите правильный драйвер, которым в моем случае (как показано на рис. 15.11) является Brother MFC-J5945DW, driverless, cups-filters
1.25.0 (en).
Напечатайте пробную страницу, и если она выглядит правильно, то установку
можно считать завершенной.
426 Глава 15. Печать в Linux
Рис. 15.11. Выбор драйвера driverless
Комментарий
Строго говоря, это не печать без драйверов, поскольку в действительности CUPS
создает файлы PPD в /etc/cups/ppd для вашего «бездрайверного» принтера.
Однако вам не нужно поддерживать каталоги, заполненные файлами PPD от
OpenPrinting.org и Gutenprint.
Ваш принтер должен поддерживать печать без драйверов, а это значит, что он
должен поддерживать стандарты Mopria, AirPrint, IPP Everywhere или WiFi
Direct Print. Все они похожи между собой: принтер автоматически сообщает
о своих возможностях и свой сетевой адрес с помощью демона Avahi. Avahi обеспечивает обнаружение служб в локальной сети, используя набор протоколов
mDNS/DNS-SD. (Apple называет эту службу Bonjour и Zeroconf.)
Печать без драйверов в CUPS отлично сочетается с устройствами на Android
и iOS. Вам нужно только установить приложение для принтера. Если ваш
принтер поддерживает печать без драйвера, и особенно если он сертифицирован
15.6. Совместное использование несетевых принтеров 427
Mopria, то вашим мобильным устройствам не составит труда его найти. Сертификация в Mopria означает, что принтер поддерживает беспроводную печать
с мобильных устройств. Если в документации к вашему принтеру не указано,
что он сертифицирован в Mopria, то выполните следующую команду, которая
покажет, сертифицирован ли принтер:
$ avahi-browse -rt _ipp._tcp
[...]
txt = ["mopria-certified=1.3"
[...]
Дополнительная информация
Вики-страница Debian под названием Driverless Printing (https://oreil.ly/d2Qw8).
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
15.6. Совместное использование
несетевых принтеров
Задача
Организовать совместное использование принтера, не имеющего встроенной
поддержки подключения к сети.
Решение
CUPS обеспечивает возможность совместного доступа к принтерам, не подключенным к сети, но подключенным кперсональным компьютерам в вашей сети.
Прежде всего у вас должна действовать служба имен, чтобы все ваши локальные
узлы могли обнаруживать друг друга.
Включите общий доступ к принтеру на странице Administration (Администрирование), установив флажок Share printers connected to this system (Разрешить совместный доступ к принтерам, подключенным к этой системе). Затем включите
общий доступ к конкретному принтеру (рис. 15.12).
CUPS объявит о присутствии принтера в вашей сети. Любой клиент Linux в вашей сети, который захочет использовать этот принтер, должен установить его так
же, как сетевой или локальный принтер; начните со страницы AdministrationAdd
Printer (АдминистрированиеДобавить принтер), затем пройдите остальную
часть процесса установки.
428 Глава 15. Печать в Linux
Рис. 15.12. Включение общего доступа к принтеру
Общие принтеры также могут использовать клиенты Windows и macOS. Операционная система macOS поддерживает обнаружение через DNS-SD/mDNS
и IPP. Поддержка DNS-SD/mDNS обеспечивается демоном Avahi в Linux и называется Bonjour в Macintosh. Используйте панель управления в Macintosh,
чтобы найти и установить доступные принтеры CUPS.
Windows 10 имеет встроенную поддержку DNS-SD/mDNS. Старые версии
Windows поддерживают доступ к сетевым принтерам по протоколу интернетпечати (Internet Printing Protocol, IPP). Используйте панель управления принтерами в Windows, чтобы найти и установить общие принтеры CUPS.
Комментарий
В прежние времена, еще до того, как сетевые принтеры стали обычным явлением,
администраторы использовали выделенные серверы печати. Это были старые
персональные компьютеры, ноутбуки, небольшие одноплатные компьютеры или
коммерческие серверы печати. Вы тоже можете купить небольшие устройства
для организации серверов печати, которые стоят намного дешевле, чем в старые
времена.
В настоящее время большинство принтеров имеют встроенную поддержку сети
и ими проще управлять.
Дополнительная информация
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
15.7. Исправление сообщения об ошибке Forbidden 429
15.7. Исправление сообщения об ошибке Forbidden
Задача
При попытке выполнить какую-либо административную задачу в веб-интер
фейсе CUPS, например добавить новый принтер, вход с вашими учетными
данными не выполняется и появляется сообщение Add Printer Error Unable to add
printer: Forbidden (Ошибка добавления принтера. Невозможно добавить принтер:
запрещено).
Решение
В некоторых дистрибутивах Linux, таких как openSUSE, конфигурация по
умолчанию позволяет выполнять задачи администрирования CUPS только
пользователю root. Отредактируйте файл /etc/cups/cups-files.conf, разрешив
пользователям без полномочий root выполнять задачи администрирования
CUPS. Найдите следующие строки:
# Administrator user group, used to match @SYSTEM in cupsd.conf policy rules...
# This cannot contain the Group value for security reasons...
SystemGroup root
Вот почему разрешается вход только с учетными данными root. Добавьте сюда
свою личную группу, как в следующем примере, где была добавлена группа
duchess — личная группа пользователя Duchess:
SystemGroup root duchess
Сохранив изменения в файле /etc/cups/cups-files.conf, перезапустите службу
CUPS:
$ sudo systemctl restart cups.service
Теперь пользователь Duchess сможет выполнять административные задачи по
управлению системой печати CUPS.
Другое решение — добавить системную группу, созданную специально для
данной цели. В дистрибутивах Ubuntu Linux эта группа называется lpadmin,
а в Fedora — группы sys и wheel. Вы можете создать свою группу для администрирования CUPS, как в следующем примере, где создается группа cupsadmin
и в нее добавляется пользователь Mad Max:
$ sudo groupadd -r cupsadmin
$ sudo usermod -aG cupsadmin madmax
430 Глава 15. Печать в Linux
Mad Max должен выйти и снова войти в систему, чтобы активировать свое
членство в группе. Добавьте группу cupsadmin в параметр SystemGroup в файле
/etc/cups/cups-files.conf:
SystemGroup root duchess cupsadmin
Перезапустите CUPS, и после этого Mad Max сможет приступить к работе.
Комментарий
В том же файле /etc/cups/cups-files.conf должен иметься такой раздел:
# Default user and group for filters/backends/helper programs; this cannot be
# any user or group that resolves to ID 0 for security reasons...
#User lp
#Group lp
Ни одна из групп, перечисленных в SystemGroup, не может указываться в Group.
Если вы попытаетесь использовать lp, как в предыдущем примере, то CUPS просто
не запустится и выведет сообщения об ошибках в /var/log/cups/error_log или
в системный журнал, в зависимости от настроек файла /etc/cups/cups-files.conf.
Если ваш дистрибутив использует систему инициализации SysV Init вместо
systemctl, то перезапускайте CUPS с помощью такой команды:
$ sudo /etc/init.d/cups restart
Дополнительная информация
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
Глава 4.
15.8. Установка драйверов принтеров
Задача
Узнать, насколько полный набор драйверов принтеров устанавливается с CUPS
и есть ли другие драйверы, которые могут понадобиться, но не включены
в CUPS.
Решение
Большинство дистрибутивов Linux устанавливают лишь некоторое подмножество доступных вариантов для печати. Каждый дистрибутив включает свой
15.8. Установка драйверов принтеров 431
набор драйверов принтеров в установку по умолчанию и определяет конкретные
имена для пакетов, что особенно характерно для Ubuntu.
Ниже перечислен базовый набор пакетов CUPS и драйверов принтера:
cups (сервер и клиент);
cups-filters (фильтры и утилиты OpenPrinting CUPS);
gutenprint (драйверы принтеров Gutenprint);
foomatic (драйверы принтеров Foomatic);
файлы PPD от OpenPrinting.org; например, OpenSUSE предлагает:
• OpenPrintingPPDs;
• OpenPrintingPPDs-ghostscript (интерпретатор драйверов принтеров, написанных на языке PostScript language);
• OpenPrintingPPDs-hpijs (поддержка принтеров HP);
• OpenPrintingPPDs-postscript;
cups-client (утилиты командной строки для настройки и управления принтерами).
OpenPrinting.org включает Foomatic. Fedora и Ubuntu поставляют пакеты
foomatic, а OpenSUSE включает пакеты OpenPrinting. Имена разные, но суть та же.
Этих пакетов может быть вполне достаточно. Тем не менее вот еще несколько
пакетов с поддержкой печати, которые могут оказаться полезными:
gimp-gutenprint (предоставляет более функциональный диалог печати для
графического редактора GIMP (GNU Image Manipulation Program);
bluez-cups (поддержка подключения принтеров по Bluetooth);
cups-airprint (поддержка совместного использования принтеров с устройствами iOS);
ptouch-driver (поддержка принтеров этикеток серии Brother P-touch);
rasterview (средство для просмотра растровых изображений Apple, таких как
GIF, JPEG и PNG, см. MSweet.org/rasterview (https://oreil.ly/zZZAp));
c2esp (поддержка некоторых многофункциональных устройств Kodak).
Ubuntu содержит самую большую коллекцию драйверов для принтеров. Многие,
но не все, имена пакетов начинаются с printer-driver:
openprinting-ppds (поддержка печати OpenPrinting, файлы PostScript PPD);
printer-driver-all (метапакет с драйверами для принтеров);
printer-driver-brlaser (поддержка некоторых лазерных принтеров Brother);
432 Глава 15. Печать в Linux
printer-driver-c2050 (драйвер для струйного цветного принтера Lexmark 2050
Color Jetprinter);
printer-driver-foo2zjs (драйвер для принтеров на основе ZjStream);
printer-driver-c2esp (драйвер для семейства цветных струйных принтеров
Kodak ESP AiO);
printer-driver-cjet (драйвер для лазерных принтеров Canon LBP);
printer-driver-cups-pdf (печать в файлы PDF через CUPS);
printer-driver-dymo (драйвер для принтеров этикеток DYMO);
printer-driver-escpr (драйверы для принтеров Epson Inkjets, использующих
ESC/P-R);
printer-driver-fujixerox (драйвер для принтеров Fuji Xerox);
printer-driver-gutenprint (драйверы принтеров для CUPS);
printer-driver-hpcups (HP Linux Printing and Imaging, драйвер CUPS Raster
(hpcups));
printer-driver-hpijs (HP Linux Printing and Imaging, драйвер для принтера (hpijs));
printer-driver-indexbraille (печать через CUPS на принтерах Index Braille);
printer-driver-m2300w (драйверы для цветных лазерных принтеров Minolta
magicolor 2300W/2400W);
printer-driver-min12xxw (драйвер для KonicaMinolta PagePro 1[234]xxW);
printer-driver-oki (драйверы для принтеров OKI Data);
printer-driver-pnm2ppa (драйвер для принтеров HP-GDI);
printer-driver-postscript-hp (описание PostScript-принтеров HP);
printer-driver-ptouch (драйверы для принтеров этикеток Brother P-touch);
printer-driver-pxljr (драйверы для принтеров HP Color LaserJet 35xx/36xx);
printer-driver-sag-gdi (драйверы для принтеров Ricoh Aficio SP 1000s/SP 1100s);
printer-driver-splix (драйверы для принтеров Samsung и Xerox SPL2 и SPLc la).
Комментарий
Если вы не увидели свой принтер в списке драйверов в веб-интерфейсе CUPS,
то попробуйте поискать по названию бренда вашего принтера в диспетчере
пакетов. Все это может показаться довольно запутанным, но, к сожалению, настройка принтеров далека от идеала на всех вычислительных платформах (не
только в Linux).
15.9. Изменение настроек установленного принтера 433
Дополнительная информация
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
Документация для Ghostscript (https://oreil.ly/CHZpP).
OpenPrinting (https://oreil.ly/jpYIW).
The Printer Working Group (https://oreil.ly/Q5BUh).
15.9. Изменение настроек
установленного принтера
Задача
Изменить настройки уже установленного принтера. Например, вы решили открыть к нему совместный доступ.
Решение
Откройте принтер в веб-интерфейсе CUPS, затем перейдите на страницу
Administration Modify Printer (АдминистрированиеИзменить принтер). Процесс настройки похож на установку нового принтера, за исключением того,
что здесь отображаются текущие настройки принтера. На рис. 15.13 показано,
как включить общий доступ к принтеру. (Обратите внимание: перед этим необходимо включить поддержку совместного доступа на странице Administration
(Администрирование) в разделе Server (Сервер).)
Рис. 15.13. Изменение настроек установленного принтера
434 Глава 15. Печать в Linux
Комментарий
Вы можете изменить любые настройки, кроме имени принтера.
Дополнительная информация
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
15.10. Печать документов в файлы PDF
Задача
Сохранить веб-страницу или любой другой документ в формате PDF.
Решение
Откройте диалог FilePrint (ФайлПечать) в любом приложении, и вы увидите
вариант печати в файл PDF (рис. 15.14).
Рис. 15.14. Печать в файл PDF
15.11. Устранение неполадок 435
При выборе этого варианта вам будут доступны все обычные параметры, такие как
имя файла и его местоположение, поля, качество печати, цветная или монохромная и ориентация страницы. Диалоги принтера выглядят по-разному в разных приложениях; например, диалог печати в браузере Firefox включает предварительный
просмотр документа. В других приложениях предварительный просмотр обычно
открывается в отдельном окне после щелчка на специальной кнопке.
Комментарий
Печать в файл отлично подходит для сохранения веб-форм и квитанций, а также
для создания PDF-файлов из документов любого типа.
Дополнительная информация
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
15.11. Устранение неполадок
Задача
Печать не работает! Как исправить проблему?
Решение
Ниже представлены наиболее типичные проблемы с принтерами в Linux.
Если проблема с сетевым принтером, то убедитесь, что ваша сеть настроена
правильно и ваш брандмауэр пропускает трафик к TCP-порту 631. Если
у вас несколько сетей, то убедитесь, что принтер находится в той же сети,
что и ваш компьютер.
Если принтер подключен через USB, попробуйте подключить его к другому
порту USB или другим кабелем.
Убедитесь, что используете правильные драйверы, или попробуйте вариант
печати без драйверов.
Если демон CUPS управляется systemd, то попробуйте перезапустить демон:
$ sudo systemctl restart cups.service
Или перезагрузите систему. Попробуйте также выключить и включить
принтер.
436 Глава 15. Печать в Linux
Загляните в файлы журнала на странице веб-интерфейса CUPS; просмотрите оба журнала — журнал ошибок (error log) и журнал доступа (access log).
Увеличьте уровень подробности журналирования до Debug (Отладка), чтобы получить максимум информации. (Нажмите кнопку Edit Configuration File
(Редактировать конфигурационный файл) и настройте параметр LogLevel
debug.)
Комментарий
Самый важный фактор — это использование принтеров с качественной поддержкой Linux. Наличие такой поддержки предотвратит большинство проблем.
Дополнительная информация
Документация для CUPS (https://oreil.ly/OlCzV).
ГЛАВА 16
Управление локальной службой имен
с помощью Dnsmasq и файла hosts
Dnsmasq (https://oreil.ly/MUa4U) — отличный сервер для служб имен в локальных
сетях, который можно использовать как для системы доменных имен (Domain
Name System, DNS), так и для динамического обнаружения хостов (Dynamic Host
Discovery Protocol, DHCP). Dnsmasq также поддерживает протоколы BOOTP,
PXE и TFTP, предназначенные для загрузки по сети и установки операционных
систем с сетевого сервера. Dnsmasq поддерживает IPv4 и IPv6, обеспечивает локальное кэширование имен и действует как тупиковый резолвер (stub resolver).
В этой главе описывается настройка локальных служб DNS и DHCP с помощью
Dnsmasq и файла /etc/hosts. Использование файла /etc/hosts — очень старый
способ настройки DNS, основанный на описании соответствий имен хостов
и IP-адресов в статическом файле. Файла /etc/hosts вполне достаточно для
очень маленьких сетей.
Dnsmasq разрабатывался для организации служб имен в локальных сетях. Это
легковесный и простой в настройке сервер, особенно по сравнению с BIND,
доминирующим DNS-сервером, довольно тяжеловесным и требующим определенного обучения обращению с ним.
Dnsmasq и /etc/hosts отлично работают вместе. Dnsmasq читает записи из
/etc/hosts в DNS.
Сервер DHCP в Dnsmasq автоматически интегрируется с DNS. Чтобы Dnsmasq
создавал DNS-записи для ваших DHCP-клиентов, вы должны лишь настроить
DHCP-клиентов, чтобы они отправляли свои имена хостов на DHCP-сервер,
что и так сделано по умолчанию в большинстве дистрибутивов Linux.
Существует четыре типа DNS-серверов: рекурсивные резолверы, корневые
серверы имен, серверы имен домена верхнего уровня (Top-Level Domain, TLD)
и полномочные серверы имен.
438 Глава 16. Управление локальной службой имен с помощью Dnsmasq и файла hosts
Рекурсивные резолверы отвечают на запросы DNS. Тупиковый резолвер, такой
как Dnsmasq и systemd-resolved, пересылает любые запросы, ответ на которые он
не может получить из своего кэша, вышестоящему резолверу. Когда вы пытаетесь
открыть страницу сайта, рекурсивный резолвер отыскивает DNS-информацию
о сайте, посылая запросы DNS-серверам трех других типов. Рекурсивные резолверы кэшируют эту информацию, чтобы ускорить доступ к ней в будущем.
Серверы имен вашего интернет-провайдера и такие службы, как OpenDNS
(https://oreil.ly/oCRsV), Cloudflare (https://oreil.ly/9Fgqc) и Google Public DNS (https://
oreil.ly/lc9ep), являются рекурсивными резолверами.
Существует 13 типов корневых серверов имен, разбросанных по всей планете.
Всего в настоящее время имеется несколько сотен корневых серверов имен.
Корневой сервер принимает запрос от рекурсивного резолвера, пересылает его
соответствующему серверу имен домена верхнего уровня (TLD): .com, .net, .org,
.me, .biz, .int, .biz, .gov, .edu и т. д. Все эти серверы и домены курирует корпорация
по управлению доменными именами и IP-адресами (Internet Corporation for
Assigned Names and Numbers, ICANN; https://icann.org).
Полномочные (authoritative) серверы имен служат источниками записей для
домена и контролируются владельцем домена. Dnsmasq тоже может служить
вашим полномочным сервером имен, хотя я рекомендую использовать BIND.
Дополнительную информацию ищите в разделе Authoritative Configuration
в руководстве man 8 dnsmasq.
Слишком много утилит службы имен
Дистрибутивы Linux все еще продолжают переходить на NetworkManager
и systemd-resolved с устаревшего resolvconf, который долгое время был
DNS-резолвером по умолчанию в системах Linux. Это несколько запутывает
пользователей Linux из-за постоянных изменений и различий в разных дистрибутивах, выполняющих переход с разной скоростью. Обратите особое
внимание на документацию, форумы и примечания к выпуску для вашего
конкретного дистрибутива Linux.
У вас должна иметься возможность использовать Dnsmasq в качестве сервера DNS для NetworkManager, поскольку NetworkManager имеет для этого
специализированный плагин. Но в некоторых дистрибутивах Linux данная
связка пока работает некорректно (см. рецепт 16.5).
Вам не нужно запускать systemd-resolved на своем сервере Dnsmasq, поскольку он будет конфликтовать с Dnsmasq, состязаясь за контроль над
системным тупиковым DNS-резолвером.
К тому времени, когда вы будете читать эти строки, ситуация может измениться к лучшему, но пока рецепты нацелены на то, чтобы быть надежными,
а не ультрасовременными.
16.1. Простое разрешение имен с помощью файла /etc/hosts 439
16.1. Простое разрешение имен
с помощью файла /etc/hosts
Задача
Нужен простой и быстрый способ настроить разрешение имен без запуска
сервера DNS.
Решение
Именно для этой цели предусмотрен файл /etc/hosts. Компьютеры в локальной
сети должны иметь статические IP-адреса. Ниже показан пример содержимого
данного файла для трех компьютеров:
127.0.0.1 localhost
::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback
192.168.43.81 host1
192.168.43.82 host2
192.168.43.83 host3
Скопируйте эти записи на все три хоста, а затем попробуйте послать эхо-запрос
друг другу по именам хостов, как в следующем примере:
host3:~$ ping -c2 host2
PING host2 (192.168.43.82) 56(84) bytes of data.
64 bytes from host2 (192.168.43.82): icmp_seq=1 ttl=64 time=3.00 ms
64 bytes from host2 (192.168.43.82): icmp_seq=2 ttl=64 time=3.81 ms
--- host2 ping statistics --2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1001ms
rtt min/avg/max/mdev = 3.001/3.403/3.806/0.402 ms
Файл /etc/hosts также может управлять доменными именами, поэтому вы можете дать своей локальной сети какое-нибудь классное доменное имя. В следу
ющих примерах это sqr3l.nut. Сначала введите IP-адрес, затем полное доменное
имя (Fully Qualified Domain Name, FQDN) и потом имя хоста:
127.0.0.1 localhost
::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback
192.168.43.81 host1.sqr3l.nut host1
192.168.43.82 host2.sqr3l.nut host2
192.168.43.83 host3.sqr3l.nut host3
Теперь хосты смогут подключаться друг к другу, используя простые имена хостов или полные доменные имена, такие как host1 или host1.sqr3l.nut.
440 Глава 16. Управление локальной службой имен с помощью Dnsmasq и файла hosts
Общие и индивидуальные записи в файле /etc/hosts
Вы можете иметь как общие, так и личные записи в /etc/hosts. Все, чем вы
хотите поделиться, следует скопировать на все соответствующие хосты. Все
остальное в вашем файле hosts, что не копируется на другие хосты, будет
доступно только вам. Дополнительно об этом рассказывается в рецепте 16.2.
Комментарий
Записи 127.0.0.1 localhost и ::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback являются обязательными. У вас они могут выглядеть немного иначе, но, как бы
ни выглядели, не удаляйте их. Они назначаются петлевому устройству — специальному виртуальному сетевому интерфейсу, который система Linux использует
для связи с самой собой.
Вы можете посылать по этим именам эхо-запросы и использовать для подключения к локальным серверам. Например, открывая веб-страницу администрирования CUPS, вы задействуете петлевое устройство. Введите 127.0.0.1:631
или localhost: 631 в адресной строке браузера, чтобы открыть ее (рис. 16.1).
Рис. 16.1. Доступ к локальной веб-странице через петлевой сетевой интерфейс
Виртуальный сетевой интерфейс для петлевого устройства называется lo. Воспользуйтесь командой ip, чтобы получить информацию о нем:
$ ip addr show dev lo
1: lo: mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group
default qlen 1000
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
Для работы петлевого устройства системе не требуется наличие физического
сетевого интерфейса.
16.2. Использование файла /etc/hosts для тестирования и блокировки надоедливых сайтов 441
Выполните команду hostname, чтобы убедиться, что ваша конфигурация верна.
Проверьте имя хоста своего компьютера:
$ hostname
host1
Проверьте FQDN:
$ hostname -f
host1.sqr3l.nut
Проверьте имя домена:
$ hostname -d
sqr3l.nut
Подход с использованием файла /etc/hosts не масштабируется, но в маленьких
сетях его может быть более чем достаточно для организации локальной службы
имен DNS.
Дополнительная информация
man 5 hosts
man 8 ping
Рецепт 16.2.
16.2. Использование файла /etc/hosts
для тестирования и блокировки
надоедливых сайтов
Задача
Вы работаете с серверами разработки и хотите организовать разрешение их
имен. Или просто хотите заблокировать надоедливые сайты.
Решение
Предположим, что сервер разработки, с которым вы работаете, имеет имя
dev.stashcat.com. Добавьте для него запись в свой файл /etc/hosts:
192.168.10.15 dev.stashcat.com
442 Глава 16. Управление локальной службой имен с помощью Dnsmasq и файла hosts
Вам не нужно беспокоить сетевого администратора или настраивать свой
DNS-сервер, намного проще создавать и удалять записи в /etc/hosts по мере
необходимости.
Еще один забавный трюк — отображение имен надоедливых сайтов в фиктивные
IP-адреса:
12.34.56.78 badsite.com
12.34.56.78 www.badsite.com
Это сделает сайт недоступным с вашего компьютера. В большинстве инструкций
рекомендуется использовать петлевой адрес 127.0.0.1, и это вполне работоспособный прием, но я предпочитаю держать раздражающие сайты подальше.
Кстати, один и тот же фиктивный IP-адрес можно применять для нескольких
надоедливых сайтов.
Если ваш браузер все так же отыскивает сайт после добавления его в файл /etc/
hosts, то попробуйте очистить кэш браузера и повторить попытку.
Комментарий
Запуская сервер Dnsmasq, имейте в виду, что все записи в файле /etc/hosts на
сервере Dnsmasq будут применяться ко всем клиентам Dnsmasq, поэтому не помещайте свой сервер имен на компьютер разработки.
В Linux есть несколько источников информации DNS, и /etc/hosts читается
первым. Порядок определяется параметром hosts в файле /etc/nsswitch.conf.
Следующий пример взят из Ubuntu 20.04:
hosts: files mdns4_minimal [NOTFOUND=return] dns mymachines
files — это файл /etc/hosts.
mdns4_minimal использует службу Avahi автоматического обнаружения сетевых
сервисов.
[NOTFOUND=return] означает, что если mdns4_minimal работает, но запрошенный
хост не был найден, то поиск имени следует прервать и вернуть признак ошибки.
Если служба mdns4_minimal не найдена, то поиск продолжается.
dns означает любой доступный сервер DNS.
mymachines означает службу systemd-machined, которая следит за имеющимися
локальными виртуальными машинами и контейнерами.
Используя сервер Dnsmasq, поместите files dns в начало списка.
16.3. Поиск всех серверов DNS и DHCP в своей сети 443
Дополнительная информация
man 5 hosts
man 5 nsswitch.conf
man 8 systemd-machined.service
16.3. Поиск всех серверов DNS и DHCP в своей сети
Задача
Узнать, имеются ли в локальной сети серверы DNS и DHCP, отличные от Dnsmasq.
Решение
Проверьте свою локальную сеть с помощью nmap. В следующем примере выполняется поиск всех открытых TCP-портов в локальной сети и обнаруживается
открытый TCP-порт 53, который используется службой DNS. На это указывает
текст 53/tcp open domain:
$ sudo nmap --open 192.168.1.0/24
Starting Nmap 7.70 ( https://nmap.org ) at 2021-05-23 13:25 PDT
[...]
Nmap scan report for dns-server.sqr3l.nut (192.168.1.10)
Host is up (0.12s latency).
Not shown: 998 filtered ports
Some closed ports may be reported as filtered due to --defeat-rst-ratelimit
PORT
STATE SERVICE
22/tcp open ssh
53/tcp open domain
[...]
Nmap done: 256 IP addresses (3 hosts up) scanned in 81.38 seconds
По умолчанию nmap проверяет только TCP-порты. Но DNS-серверы прослушивают TCP- и UDP-порт 53, а DHCP — UDP-порт 67. Следующий пример ищет
только открытые порты UDP 53 и 67:
$ sudo nmap -sU -p 53,67 192.168.1.0/24
Starting Nmap 7.80 ( https://nmap.org ) at 2021-05-27 18:05 PDT
Nmap scan report for dns-server.sqr3l.nut (192.168.1.10)
Host is up (0.085s latency).
PORT
STATE
SERVICE
53/udp open
domain
67/udp open|filtered dhcps
Nmap done: 256 IP addresses (3 hosts up) scanned in 13.85 seconds
444 Глава 16. Управление локальной службой имен с помощью Dnsmasq и файла hosts
Сканер nmap нашел только один сервер DNS/DHCP — на dns-server.sqr3l.nut.
Следующая команда ищет все открытые порты TCP и UDP в сети:
$ sudo nmap -sU -sT 192.168.1.0/24
Поиск займет несколько минут, после чего у вас будет список активных служб
на всех узлах сети, включая все службы, работающие на нестандартных портах.
Комментарий
Будьте очень осторожны со сканированием портов и прибегайте к нему только
в сетях, на сканирование которых у вас есть разрешение. Во многих сетях сканирование портов рассматривается как враждебный акт, например как попытка
использовать уязвимости.
Наличие нескольких серверов имен может приводить к конфликтам, и в любом
случае важно знать, работают ли ваши пользователи на каких-либо серверах.
В большинстве дистрибутивов Linux пакет nmap нужно устанавливать специально.
Дополнительная информация
man 1 nmap
16.4. Установка Dnsmasq
Задача
Установить Dnsmasq и все необходимое.
Решение
Установите пакет dnsmasq. В этом рецепте сервер Dnsmasq называется dnsserver. Для настройки сервера DNS мы будем использовать как Dnsmasq, так
и файл /etc/hosts.
После установки остановите службу Dnsmasq, если она была запущена:
$ systemctl status dnsmasq.service
● dnsmasq.service - dnsmasq - A lightweight DHCP and caching DNS server
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/dnsmasq.service; enabled; vendor
16.4. Установка Dnsmasq 445
preset: enabled)
Active: active (running) since Mon 2021-05-24 05:49:36 PDT; 6h ago
[...]
$ sudo systemctl stop dnsmasq.service
Назначьте своему серверу Dnsmasq статический IP-адрес, если он его еще не имеет. Это можно сделать на графической панели управления NetworkManager
(nm-connection-editor) или в командной строке, запустив команду nmcli.
Следующий пример демонстрирует, как с помощью nmcli отыскать свои активные подключения к сети:
$ nmcli connection show --active
NAME
UUID
1local
3e348c97-4c5f-4bbf-967e
1wired
0460d735-e14d-3c3f-92c0
TYPE
wifi
ethernet
DEVICE
wlan1
eth1
Затем назначьте статический IP-адрес своему серверу DNS, указав в команде
имя подключения (из столбца NAME):
$ nmcli con mod "1wired" \
ipv4.addresses "192.168.1.30/24" \
ipv4.gateway "192.168.1.1" \
ipv4.method "manual"
Теперь перезапустите NetworkManager:
$ sudo systemctl restart NetworkManager.service
Далее проверьте — запущена ли служба systemd-resolved.service:
$ systemctl status systemd-resolved.service
Если запущена, то прочитайте рецепт 16.5, прежде чем приступать к настройке Dnsmasq, а также изучите настройки NetworkManager на своем сервере
Dnsmasq.
Комментарий
В разных дистрибутивах Linux система инициализации systemd реализована
по-разному. Например, openSUSE Leap 15.2 не использует службу systemdresolved.service, поэтому в данном дистрибутиве не нужно вносить какие-либо
изменения в настройки systemd, чтобы разрешить Dnsmasq управлять разрешением имен в вашей локальной сети. В Fedora 33 и выше, а также в Ubuntu 17.04
и выше служба systemd-resolved.service запускается автоматически и ее нужно
отключить на сервере Dnsmasq.
446 Глава 16. Управление локальной службой имен с помощью Dnsmasq и файла hosts
Дополнительная информация
Рецепт 16.5.
Dnsmasq (https://oreil.ly/vvfHg).
16.5. Устранение конфликтов между
systemd-resolved с NetworkManager и Dnsmasq
Задача
Служба systemd-resolved и NetworkManager конфликтуют с Dnsmasq, и этот
конфликт нужно устранить.
Решение
Проверьте, запущена ли служба systemd-resolved.service:
$ systemctl status systemd-resolved.service
● systemd-resolved.service - Network Name Resolution
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/systemd-resolved.service; enabled;
vendor preset: enabled)
Active: active (running) since Sat 2021-05-22 12:57:34 PDT; 1min 21s ago
[...]
В данном случае служба запущена. Она отлично подходит на роль тупикового
резолвера DNS для клиентских машин, но не для DNS-серверов. Отключите ее:
$ sudo systemctl stop systemd-resolved.service
$ sudo systemctl disable systemd-resolved.service
Затем отыщите файл /etc/resolv.conf, который должен быть символической
ссылкой:
$ ls -l /etc/resolv.conf
lrwxrwxrwx 1 root root 39 May 21 20:38 /etc/resolv.conf ->
../run/systemd/resolve/stub-resolv.conf
Эта символическая ссылка управляется службой systemd-resolved.service. Чтобы отключить управление из данной службы, удалите символическую ссылку
и создайте текстовый файл с тем же именем:
$ sudo rm /etc/resolv.conf
$ sudo touch /etc/resolv.conf
16.6. Настройка Dnsmasq на роль сервера DNS для локальной сети 447
Теперь, когда /etc/resolv.conf — это обычный файл, а не символическая
ссылка, им будет управлять NetworkManager. Откройте конфигурационный
файл NetworkManager и найдите раздел [main], затем добавьте или измените
значение параметра dns= на none:
$ sudo nano /etc/NetworkManager/NetworkManager.conf
[main]
dns=none
Добавьте в файл /etc/resolv.conf адреса локального хоста IPv4 и IPv6 сервера
Dnsmasq и свой локальный домен, если он у вас есть:
search sqr3l.nut
nameserver 127.0.0.1
nameserver ::1
Затем перезагрузите и настройте Dnsmasq.
Комментарий
NetworkManager и служба systemd-resolved хорошо подходят для клиентских
машин. Но на сервере DNS контроль над файлом /etc/resolv.conf должен иметь
только Dnsmasq и быть единственным тупиковым резолвером.
Дополнительная информация
man 8 systemd-resolved.service
man 8 networkmanager
16.6. Настройка Dnsmasq на роль сервера DNS
для локальной сети
Задача
Настроить Dnmasq на роль сервера DNS для локальной сети.
Решение
Любые хосты, перечисленные в файле /etc/hosts, должны иметь статические
IP-адреса, и Dnsmasq автоматически добавит их в таблицу DNS. Для начала
448 Глава 16. Управление локальной службой имен с помощью Dnsmasq и файла hosts
добавьте свой сервер Dnsmasq. В следующем примере содержимое /etc/hosts
включает сервер Dnsmasq, сервер резервного копирования и внутренний вебсервер:
127.0.0.1 localhost
::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback
192.168.43.81 dns-server
192.168.43.82 backups
192.168.43.83 https
Настройка статических адресов хостов в DHCP
В рецепте 16.12 вы узнаете, как организовать назначение статических IPадресов в DHCP вместо файла /etc/hosts.
Теперь можно приступать к настройке Dnsmasq. Переименуйте конфигурационный файл с настройками по умолчанию, чтобы начать с нового пустого файла,
а прежний использовать для справки:
$ sudo mv /etc/dnsmasq.conf /etc/dnsmasq.conf-old
$ sudo nano /etc/dnsmasq.conf
Скопируйте следующие настройки конфигурации, подставив во второй параметр listen-address IP-адрес своего сервера, и укажите свое доменное имя.
Вышестоящие серверы имен в этом примере — серверы OpenDNS, но вы можете использовать любые другие вышестоящие серверы имен, какие пожелаете.
По умолчанию Dnsmasq ищет имена в файле /etc/resolv.conf, но вообще лучше
зафиксировать такой порядок поиска явно:
# глобальные параметры
resolv-file=/etc/resolv.conf
domain-needed
bogus-priv
expand-hosts
domain=sqr3l.nut
local=/sqr3l.nut/
listen-address=127.0.0.1
listen-address=192.168.43.81
# вышестоящие серверы имен
server=208.67.222.222
server=208.67.220.220
16.6. Настройка Dnsmasq на роль сервера DNS для локальной сети 449
Запустите синтаксическую проверку файла:
$ dnsmasq --test
dnsmasq: syntax check OK.
Эта проверка не обнаруживает ошибки в конфигурации — только опечатки. Запустите Dnsmasq, и если в настройках есть какие-то ошибки, то он не запустится.
В следующем примере показан успешный запуск:
$ sudo systemctl start dnsmasq.service
$ systemctl status dnsmasq.service
● dnsmasq.service - dnsmasq - A lightweight DHCP and caching DNS server
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/dnsmasq.service; enabled; vendor preset:
enabled)
Active: active (running) since Mon 2021-05-24 17:13:48 PDT; 1min 0s ago
Process: 11023 ExecStartPre=/usr/sbin/dnsmasq --test (code=exited,
status=0/SUCCESS)
Process: 11024 ExecStart=/etc/init.d/dnsmasq systemd-exec (code=exited,
status=0/SUCCESS)
Process: 11033 ExecStartPost=/etc/init.d/dnsmasq systemd-start-resolvconf
(code=exited, status=0/SUCCESS)
Main PID: 11032 (dnsmasq)
Tasks: 1 (limit: 18759)
Memory: 2.5M
CGroup: /system.slice/dnsmasq.service
└─11032 /usr/sbin/dnsmasq -x /run/dnsmasq/dnsmasq.pid -u dnsmasq -7
/etc/dnsmasq.d,.dpkg-dist,.dpkg-old,.dpkg-new --local->
May 24 17:13:48 dns-server systemd[1]: Starting dnsmasq - A lightweight DHCP and
caching DNS server...
May 24 17:13:48 dns-server dnsmasq[11023]: dnsmasq: syntax check OK.
May 24 17:13:48 dns-server systemd[1]: Started dnsmasq - A lightweight DHCP and
caching DNS server.
Проверьте работу сервера Dnsmasq, попробовав определить IP-адрес хоста
сервера по его имени и FQDN с помощью команды nslookup:
$ nslookup dns-server
Server:
127.0.0.1
Address:
127.0.0.1#53
Name:
dns-server
Address: 192.168.43.81
$ nslookup dns-server.sqr3l.nut
Server:
127.0.0.1
Address:
127.0.0.1#53
450 Глава 16. Управление локальной службой имен с помощью Dnsmasq и файла hosts
Name:
dns-server.sqr3l.nut
Address: 192.168.43.81
$ nslookup 192.168.43.81
18.43.168.192.in-addr.arpa
name = host1.sqr3l.nut.
Используйте команду ss для проверки открытых портов. В следующем примере
столбцы Recv+Q, Send+Q и Peer Address:Port были опущены для ясности:
$ sudo
Netid
udp
udp
tcp
tcp
ss -lp "sport = :domain"
State
Local Address:Port
UNCONN
127.0.0.1:domain
UNCONN 192.168.1.10:domain
LISTEN
127.0.0.1:domain
LISTEN 192.168.1.10:domain
Process
users:(("dnsmasq",pid=1531,fd=8))
users:(("dnsmasq",pid=1531,fd=6))
users:(("dnsmasq",pid=1531,fd=9))
users:(("dnsmasq",pid=1531,fd=7))
Вы должны увидеть адрес своего сервера, адрес локального хоста и только
dnsmasq в столбце Process. Добавьте параметр -r, чтобы увидеть имена хостов
вместо IP-адресов.
Если все эти команды выполнились успешно, значит, ваша конфигурация верна.
Комментарий
Если Dnsmasq не запускается, то запустите journalctl -ru dnsmasq, чтобы узнать
причину. (Если журналы Dnsmasq отправляются куда-то еще, посмотрите там;
см. рецепт 16.14.)
Команда nslookup входит в состав пакета bindutils.
ss (socket statistics — «статистика сокетов») входит в состав пакета iproute2.
Если команды nslookup потерпели фиаско, то попробуйте перезапустить сеть,
а затем перезапустить Dnsmasq. Если вас вновь постигла неудача, то перезагрузитесь. Если и это не помогло, то тщательно проверьте все настройки.
domain-needed не позволяет Dnsmasq пересылать запросы на поиск простых имен
хостов вышестоящим серверам имен. Если имя не указано в файле /etc/hosts
или в DHCP, то возвращается ответ «не найдено». Это предотвращает утечку
запросов адресов из локальной сети во внешний мир и, возможно, получение
неправильного ответа, если вдруг имя домена вашей локальной сети совпадет
с именем общедоступного домена.
bogus-priv блокирует обратный поиск поддельных частных адресов. В ответ на
все попытки обратного поиска в диапазонах частных IP-адресов, отсутствующих
16.7. Настройка поддержки DNS и DHCP в firewalld 451
в файле /etc/hosts или в файле аренды DHCP, возвращается ответ «нет такого
домена» вместо передачи вышестоящим серверам имен.
expand-hosts автоматически добавляет имя частного домена к простым именам
хостов в файле /etc/hosts.
domain = — имя локального домена.
local = / [домен] / требует от Dnsmasq разрешать запросы для локального до-
мена напрямую, а не пересылать их вышестоящим серверам.
Дополнительная информация
man 5 hosts
Dnsmasq (https://oreil.ly/vvfHg).
16.7. Настройка поддержки DNS и DHCP в firewalld
Задача
Открыть в брандмауэре доступ к серверу Dnsmasq, чтобы клиенты в локальной
сети могли пользоваться им.
Решение
Откройте порты TCP и UDP с номером 53 (DNS) и порт UDP с номером 67
(DHCP). Если в качестве брадмауэра используется firewalld, то выполните
следующую команду:
$ sudo firewall-cmd --permanent --add-service=\{dns,dhcp\}
Комментарий
При возникновении проблем с доступом в первую очередь необходимо проверить настройки брандмауэра.
Дополнительная информация
Глава 14.
452 Глава 16. Управление локальной службой имен с помощью Dnsmasq и файла hosts
16.8. Тестирование сервера Dnsmasq
с машины клиента
Задача
Протестировать работу нового DNS-сервера Dnsmasq с клиентского компьютера.
Решение
Воспользуйтесь командой dig на любом хосте в сети и отправьте запрос по IP-адресу
вашего сервера Dnsmasq, чтобы получить информацию о любом сайте:
$ dig @192.168.1.10 oreilly.com
; DiG 9.16.6 @192.168.1.10 oreilly.com
; (1 server found)
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER Africa/Abidjan
[1] => Africa/Accra
[2] => Africa/Addis_Ababa
[3] => Africa/Algiers
[4] => Africa/Asmara
[...]
482 Глава 17. Точное время с ntpd, chrony и timesyncd
Команда php устанавливается с пакетом php-cli.
Графические среды рабочего стола также имеют удобные утилиты с графическим интерфейсом для управления временем, датой и часовыми поясами. Если
на вашем рабочем столе отображаются часы, то попробуйте щелкнуть на них
правой кнопкой мыши, чтобы открыть панель свойств или настроек.
Дополнительная информация
man 1 date
man 1 ln
ГЛАВА 18
Создание брандмауэра/
маршрутизатора
для подключения к Интернету
на Raspberry Pi
Одноплатный компьютер Raspberry Pi (RPi) прекрасно подходит на роль
брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету небольших сетей
и стоит совсем недорого. Для этой цели подойдет любая модель Raspberry Pi, но
я рекомендую Raspberry Pi 4 Model B, как более мощную и первую в семействе
Pi с гигабитным портом Ethernet.
Обзор
В этой главе вы узнаете, как установить ОС Raspberry Pi, подключить Pi к монитору компьютера или телевизору, использовать режим восстановления ОС
Raspberry Pi, запустить Pi без монитора, добавить второй порт Ethernet, организовать общий доступ к Интернету и использовать Pi для реализации службы
имен в локальной сети.
Во всех примерах в этой главе используется модель Raspberry Pi 4 Model B
с операционной системой Raspberry Pi. Раньше данная операционная система
называлась Raspbian. В ее основе лежит Debian Linux, поэтому пользователи
Debian, Ubuntu, Mint или любого другого варианта будут чувствовать себя
в ней как дома.
484 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
Плюсы и минусы брандмауэра/маршрутизатора
на Raspberry Pi
Raspberry Pi — это универсальный компьютер, а не специализированный брандмауэр/маршрутизатор. У него есть интерфейсы Wi-Fi, Ethernet и Bluetooth, и он
работает под управлением Linux. Для сравнения, обычно для небольших сетей
выбираются небольшие устройства, сочетающие в себе брандмауэр, маршрутизатор, точку беспроводного доступа и коммутатор Ethernet, такие как Linksys
AC1900 или TP-Link Archer AX20. Они имеют интерфейс Wi-Fi, гигабитный
Ethernet, несколько антенн и поддержку «умных» сервисов, таких как «Алекса»,
а также приложения для администрирования со смартфона.
Недостатком этих устройств является их негибкость, ограниченные объем памяти и поддержка операционных систем. Если вы решите заменить программное
обеспечение производителя, то вам придется использовать специализированные
дистрибутивы для маршрутизаторов, такие как OpenWRT, DD-WRT, pfSense
или OPNsense. Все они превосходны, но процедура замены очень сложна и вам
придется найти систему, поддерживающую ваше устройство.
Ниже представлены некоторые из преимуществ Raspberry Pi по сравнению
с такими устройствами:
гибкость, подобно любому универсальному компьютеру с Linux;
больше памяти и места для хранения;
подключается к монитору компьютера или телевизору, клавиатуре и мыши;
работает под управлением множества дистрибутивов Linux, что позволит вам
использовать существующие знания и не изучать какой-то новый странный
интерфейс или набор команд;
работает под управлением некоторых других операционных систем, таких
как *bsd, Windows 10, Android, Chromium и др.;
может связываться с мобильной точкой доступа;
64-разрядная поддержка.
Raspberry Pi можно запустить с графическим рабочим столом и без графического
рабочего стола с подключением через SSH, подобно любой системе Linux.
Недостатки Raspberry Pi:
не может работать как коммутатор Ethernet, подобно специализированным
устройствам;
интерфейс Wi-Fi не такой мощный, как у специализированных устройств;
Обзор 485
модели Raspberry Pi 3 и старше имеют низкую производительность Ethernet,
поскольку порт Ethernet использует шину USB совместно с другими устройствами; в RPi 4 эта проблема решена за счет выделенного порта Gigabit
Ethernet.
Для Raspberry Pi существует несколько специализированных дистрибутивов
Linux. Официальная операционная система называется Raspberry Pi OS.
Она основана на Debian Linux. Свои варианты для Raspberry Pi имеют SUSE,
Ubuntu, Fedora, Arch Linux ARM и MX Linux. Существуют также специализированные медиасерверы и игровые дистрибутивы. В данной главе мы остановимся
на Raspberry Pi OS, поскольку она оптимизирована для Pi и предлагает полноценный графический рабочий стол с приличной производительностью даже на
старых моделях RPi. Операционная система Raspberry Pi OS мало отличается
от любого другого дистрибутива Linux, поэтому все, что доступно на большом
Linux-компьютере, будет доступно и на Raspberry Pi.
Аппаратная архитектура
В основе RPi находится однокристалльная система Broadcom SoC, в которой
центральный процессор, графический процессор и схемы ввода/вывода находятся на одном кристалле. Особенно впечатляет Raspberry Pi 4 Model B, поддерживающая работу с двумя экранами одновременно. Эта модель прекрасно
справляется с воспроизведением фильмов высокой четкости.
Broadcom SoC — это архитектура ARM, а не x86_64, доминирующая на рынке
персональных компьютеров. Процессоры ARM менее сложные и используют
сокращенный набор команд (Reduced Instruction Set Computer, RISC). Процессоры x86_64 — это компьютеры со сложным набором команд (Complex
Instruction Set Computer, CISC). Процессоры x86_64 намного сложнее и потребляют больше энергии.
Многообразие продуктов Raspberry Pi
Каждая когда-либо созданная модель Raspberry Pi по-прежнему доступна,
включая обновленные версии Raspberry Pi 1, модели A и B. Модели A — это
более дешевые версии каждого выпуска, а модели B имеют дополнительные
возможности, но стоят немного дороже.
На выбор имеется также множество других вариантов Pi, например:
Raspberry Pi Zero, самый маленький компьютер Pi за 5 долларов США;
Raspberry Pi Zero W включает интерфейс Wi-Fi и стоит 10 долларов США;
486 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
комплект для сборки персонального компьютера Raspberry Pi 400 — полноценная система, интегрированная в компактную клавиатуру (вам останется
только добавить дисплей), за 100 долларов США.
Цены на RPi оставались стабильными с момента выпуска первой модели RPi,
хотя, конечно, ситуация может измениться.
Имеется также богатый выбор аксессуаров: корпуса, сенсорные экраны, радиаторы, вентиляторы, коммутационные платы, платы расширения, всевозможные
кабели и адаптеры, моторы, камеры, аудиокарты, маленькие беспроводные
клавиатуры с сенсорными панелями, игровые эмуляторы, RGB-матрицы, USBконцентраторы, часы реального времени, крошечные дисплеи… Это один из
лучших конструкторов на свете.
История появления и назначение
Raspberry Pi — настоящее чудо. Первоначально создатель этой платформы, Эбен
Аптон (Eben Upton), намеревался получить небольшой и недорогой компьютер,
чтобы побудить молодых студентов к изучению информатики, особенно студентов, которые не могли позволить себе купить полноценный персональный
компьютер. Первый Raspberry Pi Version 1 Model B стоил около 35 долларов.
Добавьте клавиатуру и мышь, подключитесь к телевизору или монитору, и менее чем за десятую часть цены обычного ПК вы получите рабочий компьютер
с Linux, поддерживающий аудио, видео, Ethernet и USB. Открытая архитектура
в сочетании с открытым программным обеспечением способствует изучению
и обучению.
Микросхемы Broadcom, на которых работает Pi, не являются открытыми. Это обстоятельство остается камнем преткновения с момента выпуска
первого Pi. Схемы открыты и доступны на RaspberryPi.org, операционная
система и BIOS тоже открыты. По моему скромному мнению, платформа
с полностью открытым исходным кодом, работающая здесь и сейчас, намного лучше, чем ничего.
Первый выпуск Raspberry Pi немедленно обрел большую популярность: за
первые шесть месяцев после выхода в феврале 2012 года было продано более
500 000 единиц. С тех пор было продано около 30 миллионов Raspberry Pi. Текущая версия, Version 4 Model B, претерпела значительное обновление и является
самой мощной моделью на данный момент. Она имеет:
два порта USB 2;
два порта USB 3;
18.1. Включение и выключение Raspberry Pi 487
два порта micro HDMI с поддержкой двух дисплеев 4K;
один выделенный гигабитный порт Ethernet;
поддерживается объем ОЗУ от 2 до 8 Гбайт;
64-разрядный процессор Broadcom BCM2711 с четырьмя ядрами Cortex-A72
(ARM v8) на одном кристалле с тактовой частотой 1.5 ГГц;
интерфейс Wi-Fi 2.4 GHz и 5.0 GHz IEEE 802.11ac;
Bluetooth;
40-контактный разъем универсального интерфейса ввода/вывода (GPIO).
По сравнению с современными процессорами Intel и AMD, эти характеристики
совсем не впечатляют, но такой мощности вполне достаточно, чтобы запустить
графический рабочий стол на Linux, воспроизводить музыку, фильмы, просматривать веб-страницы, писать документы… — довольно неплохо для такого
размера и цены.
Raspberry Pi разработан и производится зарегистрированной некоммерческой
благотворительной организацией Raspberry Pi Foundation. Она поддерживает
многочисленные образовательные проекты для учителей и студентов; посетите
сайт организации https://raspberrypi.org, на котором можно найти текущие учебные
материалы и самую свежую информацию.
18.1. Включение и выключение Raspberry Pi
Задача
На плате компьютера Raspberry Pi (RPi) нет выключателя питания, и хотелось бы узнать, как включать и выключать его.
Решение
Чтобы включить его, подключите разъем питания. Чтобы выключить — выберите в меню вашей операционной системы пункт, управляющий выключением,
а затем отключите компьютер отэлектросети.
Комментарий
Чтобы выключить RPi, нужно отключить его от сети, а чтобы снова включить —
подключить разъем питания.
488 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
Меня не удивит, если где-то продаются выключатели питания для RPi, но я их
не видела. Единственная альтернатива — подключить к электросети через
удлинитель с выключателем.
Дополнительная информация
https://raspberrypi.org.
18.2. Поиск дополнительного оборудования
и руководств
Задача
Вы купили Raspberry Pi 4 Model B и теперь хотите узнать, какие еще устройства
нужно приобрести, чтобы пользоваться им.
Решение
Если допустить, что у вас уже есть монитор или телевизор, мышь и клавиатура,
то вам также понадобятся:
блок питания для Raspberry Pi;
кабель HDMI — micro HDMI;
карта micro SD емкостью не меньше 16 Гбайт;
охлаждающий вентилятор или радиатор для процессора, модуль ОЗУ и контроллер USB;
корпус;
устройство для чтения карт micro SD.
Для начала запустите установку Raspberry Pi OS на карту micro SD на другом
компьютере. Пока она выполняется, соберите свое оборудование. Когда все будет
готово, подключите блок питания и посмотрите, как загружается новая система.
(См. рецепты 18.4 и 18.5, чтобы узнать, как установить Raspberry Pi OS.)
В Интернете существует множество источников информации о RPi: схем, спе
цификаций, практических рекомендаций и интересных идей. В разделе «Дополнительная информация» этого рецепта представлен хороший список ресурсов,
с которого можно начать.
18.2. Поиск дополнительного оборудования и руководств 489
Комментарий
Если на вашем дисплее нет порта HDMI, то см. рецепт 18.6.
Вы можете использовать любую карту micro SD с объемом не менее 16 Гбайт.
Высокоскоростные карты дают заметное улучшение производительности.
16 Гбайт — это довольно мало, и желательно использовать карту побольше.
RPi 4B поддерживает три конфигурации оперативной памяти: 2, 4 и 8 Гбайт. Возможность модернизации отсутствует, поэтому что вы купите, то и будете иметь.
Двух гигабайт вполне достаточно для интернет-шлюза и использования Raspberry
Pi в качестве легковесного рабочего стола Linux. Для обработки мультимедиа,
компиляции кода, игр и других задач необходимо больше памяти.
RPi 4B существенно мощнее и греется сильнее старых версий Pi. См. рецепт 18.3,
где описывается, как обеспечить дополнительное охлаждение.
Благодаря четырем портам USB, RPi 4B обладает большой гибкостью. Вы можете использовать стандартные USB-клавиатуры и мыши, клавиатуру с трекпадом
и переходники USB-PS/2 для подключения старых клавиатур и мышей. Можно
подключать и жесткие диски USB, чтобы получить дополнительный объем для
хранения или резервного копирования, а также любые другие USB-устройства,
как и на большом компьютере. К 40-контактному разъему GPIO можно подключить практически любую плату расширения.
Существует множество хороших наборов, в которых есть все необходимое
для начала работы. Мой любимый интернет-магазин — Adafruit.com (https://
adafruit.com), и на сайте https://raspberrypi.org можно найти множество ссылок на
другие магазины.
Дополнительная информация
На следующих сайтах можно найти превосходные руководства по Raspberry Pi:
The Raspberry Pi Foundation (https://oreil.ly/Ji4j2);
Adafruit (https://oreil.ly/5qwn5);
MagPi (https://oreil.ly/EuMY7);
Hackspace (https://oreil.ly/5KY5B);
Maker Pro (https://oreil.ly/NQcB0);
Makezine (https://oreil.ly/foZqS).
490 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
18.3. Охлаждение Raspberry Pi
Задача
Процессор на плате Raspberry Pi горячий на ощупь, и вам хотелось бы организовать его охлаждение.
Решение
Установите охлаждающий вентилятор в корпус или радиаторы на процессор, модуль ОЗУ и контроллер USB. Вообще Raspberry Pi 4 греется сильнее,
чем старые версии Pi, поэтому желательно установить и радиаторы, и вентилятор.
Выполните встроенную команду vcgencmd для измерения температуры про
цессора до и после установки охлаждающих устройств, а также до и после
выполнения ресурсоемких задач, например компиляции кода или воспроизведения видео. В следующем примере показаны результаты замера температуры
платы без вентилятора в режиме ожидания со снятой крышкой корпуса,
а затем через пять минут после начала воспроизведения фильма в разрешении 1080p:
$ vcgencmd measure_temp
temp=48.3'C
$ vcgencmd measure_temp
temp=61.9'C
А вот какую температуру имеет процессор после установки охлаждающего
вентилятора при воспроизведении того же фильма:
$ vcgencmd measure_temp
temp=52.1'C
Температура не должна превышать 70°C. От 40 до 60°C — это нормальный
рабочий диапазон.
Дополнительная информация
The Raspberry Pi Foundation (https://oreil.ly/Ji4j2).
Adafruit (https://oreil.ly/5qwn5).
MagPi (https://oreil.ly/EuMY7).
18.4. Установка Raspberry Pi OS с помощью Imager и команды dd 491
18.4. Установка Raspberry Pi OS
с помощью Imager и команды dd
Задача
Вы купили все необходимое и теперь хотите установить операционную систему.
Решение
Создайте загрузочную карту micro SD на другом компьютере, затем установите
карту в Raspberry Pi и включите его.
Есть четыре способа получить загрузочную SD-карту:
использовать программу Raspberry Pi Imager (в настоящее время доступна
только для систем .deb, таких как Debian, Ubuntu или Mint);
использовать установщик NOOBS (см. рецепт 18.5);
скопировать установочный образ на карту micro SD с помощью команды dd;
купить карту micro SD с уже загруженным установщиком.
Я предпочитаю вариант с NOOBS, поскольку он доступен во всех дистрибутивах
Linux и добавляет режим аварийной загрузки.
Чтобы установить Raspberry Pi Imager из пакета .deb, скачайте его с сайта https://
raspberrypi.org. Затем установите пакет:
$ sudo dpkg -i imager_1.5_amd64.deb
Пользователи Ubuntu могут установить Raspberry Pi Imager с помощью диспетчера пакетов apt:
$ sudo apt install rpi-imager
Вставьте SD-карту в компьютер. Найдите ее с помощью команды lsblk -p
(см. рецепт 10.9).
Запустите Raspberry Pi Imager из системного меню и полюбуйтесь на его веселый
малиновый логотип. Нажмите кнопку Operating System (Операционная система)
и выберите операционную систему, которую хотите установить, и Imager скачает
ее и скопирует на вашу SD-карту. Если вы уже скачали образ, то прокрутите
меню выбора до Use Custom (Использовать свой), чтобы выбрать свой образ.
Вы увидите диалог, подобный изображенному на рис. 18.1.
492 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
Рис. 18.1. Создание загружаемой карты micro SD с помощью Raspberry Pi Imager
Нажмите кнопку SD Card (Карта SD), чтобы выбрать устройство, а затем кнопку
Write (Записать), чтобы установить операционную систему.
Если вы пользуетесь другой системой, отличной от Ubuntu, то скачайте
выбранный образ операционной системы с сайта https://raspberrypi.org и скопируйте его на SD-карту с помощью команды dd. Ниже показан пример распаковывания и копирования образа 2021-03-24-raspios-buster-armhf.zip
на SD-карту:
$ sudo unzip -p 2021-03-24-raspios-buster-armhf.zip | \
sudo dd of=/dev/foo bs=4M conv=fsync status=progress
Когда SD-карта будет готова, вставьте ее в Raspberry Pi и включите. После загрузки вам останется выполнить некоторые заключительные настройки, и затем
ваш компьютер будет готов к использованию.
Пользователь по умолчанию — pi. Поищите в /home/pi/Bookshelf копию официального руководства Гарета Халфакри (Gareth Halfacree) The Official Raspberry
Pi Beginner’s Guide (Raspberry Pi Press) в формате PDF.
Комментарий
Перед копированием образа с помощью команды dd нет необходимости форматировать SD-карту.
18.5. Установка Raspberry Pi методом NOOBS 493
Imager создаст два раздела: раздел FAT32/boot размером 256 Мбайт и корневой
раздел с Ext4 достаточно большого размера для размещения файловой системы.
В моей тестовой системе размер этого раздела составил 3,4 Гбайт, остальная
часть карты осталась нераспределенной.
При первой загрузке корневая файловая система развернется и заполнит все
нераспределенное пространство. Вы можете сжать корневую файловую систему
и создать дополнительные разделы с помощью GParted (см. главу 9) или parted
(см. главу 8).
Дополнительная информация
The Raspberry Pi Foundation (https://oreil.ly/Ji4j2).
18.5. Установка Raspberry Pi
методом NOOBS
Задача
Установить Raspberry Pi OS с помощью NOOBS.
Решение
NOOBS (new out of the box software — «новое программное обеспечение из
коробки») — это более старый установщик. Он работает во всех дистрибутивах
Linux и добавляет поддержку режима загрузки для восстановления, чего не делает Raspberry Pi Imager.
Скачайте NOOBS на другой компьютер, распакуйте архив, скопируйте все его
файлы на карту micro SD, затем вставьте SD-карту в свой Raspberry Pi и запустите его.
Скачать NOOBS можно на сайте https://raspberrypi.org. Существует две версии:
NOOBS и NOOBS Lite. NOOBS включает Raspberry Pi OS и сетевой установщик для других операционных систем. NOOBS Lite включает только сетевой
установщик.
Распакуйте NOOBS после скачивания:
$ unzip NOOBS_lite_v3_5.zip
494 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
Вставьте SD-карту в компьютер. Найдите ее с помощью команды lsblk -p
(см. рецепт 10.9).
Создайте на карте один раздел, занимающий весь объем, и отформатируйте его
в файловую систему FAT32.
Скопируйте все файлы NOOBS на SD-карту, а затем загрузите с нее Raspberry
Pi. Сначала вы увидите экран, расцвеченный всеми цветами радуги, затем откроется меню установки (рис. 18.2). Настройте сеть, чтобы использовать сетевой
установщик или получать обновления после установки. Выберите операционную систему, а затем займитесь чем-нибудь другим, пока не закончится процесс
установки.
Рис. 18.2. Экран установки NOOBS
По окончании установки вам будет предложено выполнить некоторые заключительные настройки, после чего Raspberry Pi будет готов к использованию.
Пользователь по умолчанию — pi. Поищите в /home/pi/Bookshelf копию официального руководства Гарета Халфакри (Gareth Halfacree) The Official Raspberry
Pi Beginner’s Guide (Raspberry Pi Press) в формате PDF.
18.6. Подключение дисплея без HDMI 495
Комментарий
Способ с использованием NOOBS, по сути, заключается в распаковке и копировании, поэтому работает на любом компьютере.
Копирование файлов NOOBS на SD-карту может занять много времени. Обычно
быстрее скопировать ZIP-файл на SD-карту, а затем распаковать его там. После
установки ZIP-файл можно удалить.
Дополнительная информация
Глава 9.
The Raspberry Pi Foundation (https://oreil.ly/Ji4j2).
18.6. Подключение дисплея без HDMI
Задача
Имеется телевизор или монитор без порта HDMI, и к нему нужно подключить
Raspberry Pi.
Решение
Есть четыре способа подключить монитор к RPi 4B. Для этого можно использовать:
маленький дисплей, выпускаемый специально для Raspberry Pi;
адаптер DVI — HDMI;
адаптер VGA — HDMI;
композитное видео RCA (с кабелями для Raspberry Pi).
Для RPi выпускается множество разных дисплеев: сенсорные, LED, LCD,
OLED, eInk — самые разные. Подключая такой дисплей, следуйте прилагаемой
инструкции по установке.
Адаптеры DVI — HDMI и VGA — HDMI подключаются к монитору, а затем
к адаптеру подключается кабель HDMI — micro-HDMI. При подключении
одного дисплея HDMI к RPi 4B подключайте его к порту HDMI 0, который
находится ближе всего к порту питания.
496 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
Композитное видео требует выполнения дополнительных действий на RPi 4B,
поскольку по умолчанию его поддержка выключена. Самый простой способ —
найти монитор с HDMI для использования при первой загрузке Pi и завершить
установку. После установки откройте инструмент настройки и включите поддержку композитного видео:
$ sudo raspi-config
Выберите в списке пункт 6 Advanced Options, затем выберите A8 HDMI/Composite,
далее выберите V2 Enable Composite. Выйдите из raspi-config, выключите Pi,
подключите дисплей к композитному выходу Pi и снова включите Pi. По умолчанию изображение должно выводиться на монитор через композитный
видеовыход.
Комментарий
Старые плоские мониторы обычно имеют разъемы VGA и композитного
видео, поэтому подключить их можно либо через композитный разъем, либо
через адаптер VGA — HDMI. Технически HDMI обеспечивает более высокое
качество изображения, чем композитное видео, но большинство людей не заметят разницы.
На рис. 18.3 показан адаптер Rocketfish DVI — HDMI, кабели композитного видео, Rasberry Pi 4B в корпусе CanaKit со снятой крышкой и карта micro SD.
Комплект кабелей композитного аудио/видео-RCA с желтым, красным и белым штекерами подключается к маленькому 3,5-миллиметровому TRRS-порту
на RPi. Вам нужен комплект кабелей, специально выпускающихся для RPi,
поскольку нет четкого стандарта на расключение штекера TRRS. Вы можете
обнаружить, что некоторые кабели распаяны не так, как предполагалось: желтый — для видеосигнала, а красный и белый — для аудиосигнала. Не используйте
композитные кабели для видеокамер и MP3-плееров с не совсем обычным штекером TRRS, у которого заземляющее кольцо находится не в том месте. Штекер
TRRS (tip-ring-ring-sleeve — «наконечник-кольцо-кольцо-втулка») должен быть
распаян следующим образом:
Наконечник
Левый динамик
Кольцо 1
Правый динамик
Кольцо 2
Земля
Втулка
Видео
Есть несколько вариантов настройки параметров композитного видео в файле
/boot/config.txt. Если вы планируете использовать композитное видео, то
18.6. Подключение дисплея без HDMI 497
воспользуйтесь установщиком NOOBS. В этом случае, если вам понадобится
исправить его настройки, вы сможете загрузиться в режиме восстановления
(см. рецепт 18.7) и получить доступ к /boot/config.txt.
Параметр sdtv_mode= задает стандарт ТВ. sdtv_mode=0 — режим по умолчанию
для Северной Америки.
Рис. 18.3. Raspberry Pi 4B с аксессуарами
Большая часть мира использует стандарт PAL; значения режимов и соответствующие им стандарты приводятся в табл. 18.1.
Таблица 18.1. Значения для параметра sdtv_mode
Значение
Режим
0
Обычный NTSC (по умолчанию)
1
Японская версия NTSC
2
Обычный PAL
3
Бразильская версия PAL
16
NTSC с прогрессивной разверткой
18
PAL с прогрессивной разверткой
498 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
Параметр sdtv_aspect= определяет отношение сторон (табл. 18.2).
Таблица 18.2. Значения для параметра sdtv_aspect, определяющего отношение
сторон монитора
Значение
Отношение
1
4:3 (по умолчанию)
2
14:9
3
16:9
Дополнительная информация
Параметры настройки видео в файле config.txt (https://oreil.ly/yp7Mu).
18.7. Загрузка в режиме восстановления
Задача
Узнать, как загрузиться в режиме восстановления, если возникнут проблемы.
Решение
Для этого операционная система должна быть установлена с помощью NOOBS,
поскольку это единственный установщик, который добавляет поддержку режима
восстановления. Включите Pi и смотрите на экран. На короткое время появится
экран с логотипом Raspberry Pi и сообщением For recovery mode, hold Shift (Для
входа в режим восстановления удерживайте нажатой клавишу Shift). Нажмите
и удерживайте клавишу Shift, пока не появится экран восстановления (экран
восстановления выглядит так же, как экран установки NOOBS; см. рис. 18.2).
Экран восстановления отображает красивый графический интерфейс, позволяющий выполнять некоторые простые операции. Вы можете подключиться
к Интернету, просмотреть интерактивную справку, отредактировать файл /boot/
config.txt или отказаться от установки и установить что-то другое.
Комментарий
Экран восстановления выглядит так же, как экран установки NOOBS. Однако он доступен, только если установка Raspberry Pi OS была выполнена с помощью NOOBS,
хотя к тому времени, когда вы будете читать эти строки, все может быть иначе.
18.8. Добавление второго интерфейса Ethernet 499
Дополнительная информация
The Raspberry Pi Foundation (https://oreil.ly/Ji4j2).
18.8. Добавление второго интерфейса Ethernet
Задача
Вы предполагали использовать свой Raspberry Pi в качестве брандмауэра/
маршрутизатора для выхода в Интернет, но у него только один порт Ethernet,
а вам нужны два.
Решение
Есть два способа добавить второй порт Ethernet: с помощью адаптера USB —
Ethernet или путем установки порта Ethernet, который подключается к контактам универсального разъема GPIO.
USB — Ethernet — это просто; нужно лишь подключить его.
Установка дополнительного проводного порта Ethernet требует немного больше работы. Вам понадобится адаптер Ethernet на основе контроллера Ethernet
ENC28J60 (рис. 18.4).
Рис. 18.4. Адаптер Ethernet ENC28J60
500 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
Чтобы подключить адаптер HanRun HR911105A, изображенный на рис. 18.4,
потребуется семь одноконтактных разъемов для подключения адаптера к GPIO.
К счастью, такие разъемы и наборы разноцветных проводов широко доступны
и стоят недорого.
Перед подключением проводов выведите на экран схему распиновки, выполнив
команду pinout на Raspberry Pi (рис. 18.5).
Рис. 18.5. Схема распиновки, сгенерированная командой pinout
18.8. Добавление второго интерфейса Ethernet 501
На рис. 18.6 показана схема с номерами, опубликованная на RaspberryPi.org,
с обозначениями контактов GPIO.
Рис. 18.6. Схема с обозначениями контактов
с сайта RaspberryPi.org
Отредактируйте файл /boot/config.txt, чтобы включить новый порт Ethernet
и загрузить драйверы:
dtparam=spi=on
dtoverlay=enc28j60
Сохраните копию схемы распиновки и выключите Raspberry Pi. Соедините
проводами следующие контакты на плате RPi и ENC28J60:
RPi
ENC28J60
---------------------------+3V3
VCC
GPIO10
SI
GPIO9
SO
GPIO11
SCK
GND
GND
GPIO25
INT
CE0#/GPIO8
CS
502 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
Обратите внимание на ориентацию контактов GPIO: контакт 1 находится на
конце платы RPi рядом со слотом для SD-карты. Начните с контакта 17 (3V3),
тогда все ваши провода окажутся по одну сторону, а другой контакт 3V3 останется свободен для питания вентилятора корпуса.
Подсоединив все провода, включите RPi. Запустите команду ifconfig, чтобы
увидеть новый интерфейс Ethernet. Он должен получить имя eth1:
$ ip link show dev eth1
2: eth1: mtu 1500 qdisc fq_codel
state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
link/ether d0:50:99:82:e7:2b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
Теперь можно приступать к настройке.
Комментарий
Контроллер Ethernet ENC28J60 поддерживает скорость передачи только до
10 Мбит/с. Если ваше подключение к Интернету имеет скорость не выше
10 Мбит/с, то возможностей этого контроллера будет вполне достаточно. С адаптером USB 3.0 Ethernet на Raspberry Pi 4 можно получить до
900 Мбит/с.
Старые модели Raspberry Pi имеют более медленный порт Ethernet, поскольку
он работает на шине USB 2.0. RPi 4B — первая модель в семействе Pi с выделенной шиной Ethernet.
Следите за выходом новых продуктов, возможно, скоро появится модель с 2-гигабитным портом Ethernet.
Команда pinout устанавливается в составе пакета python3-gpiozero. Она включена в установку по умолчанию Raspberry Pi OS, но отсутствует в Raspberry
Pi OS Lite. Установить ее можно с помощью команды apt install python3gpiozero.
Дополнительная информация
Схема контактов GPIO (https://oreil.ly/0pgXZ).
Техническая информация и схемы для контроллера ENC28J60 (https://
oreil.ly/HjlAM).
18.9. Настройка брандмауэра для общего использования подключения к Интернету
503
18.9. Настройка брандмауэра для общего
использования подключения к Интернету
с помощью firewalld
Задача
Настроить простой брандмауэр на Raspberry Pi, позволяющий совместно
использовать подключение к Интернету и не пропускающий вредоносный
трафик.
Решение
Используйте firewalld для фильтрации входящих пакетов, пропуская только
ответы на трафик, исходящий из локальной сети, и запрещая запросы на подключение извне.
Настройка интернет-шлюза выглядит примерно так, как показано на рис. 18.7.
Рис. 18.7. Брандмауэр/маршрутизатор на Raspberry Pi
Большой и опасный Интернет приходит к вам через устройство, соединяющее
вас с вашим интернет-провайдером. Подключите его к вашему Raspberry Pi,
который будет фильтровать и направлять трафик в вашу локальную сеть через
коммутатор Ethernet.
Для этого вам понадобится RPi с двумя сетевыми интерфейсами, один из
которых следует подключить к устройству, соединяющему вас с Интернетом,
а второй — к вашей локальной сети. В этом рецепте мы используем два интерфейса Ethernet.
Установите firewalld, и если будет такое желание, то еще и firewall-config
и firewall-applet. firewall-config — это инструмент с графическим интерфейсом для настройки брандмауэра, а firewall-applet выводится на панели задач
504 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
и обеспечивает быстрый доступ к некоторым командам, таким как аварийная
кнопка и кнопка блокировки:
$ sudo apt install firewalld firewall-config firewall-applet
Найдите свой маршрутизатор/шлюз по умолчанию:
$ ip r show
default via 192.168.1.1 dev eth0 proto dhcp src 192.168.1.43 metric 303 mtu 1500
192.168.1.0/24 dev eth0 proto dhcp scope link src 192.168.1.43 metric 303 mtu
1500cat
default via 192.168.1.1 — это ваш шлюз по умолчанию.
Интерфейс eth1 будет внешним интерфейсом, поэтому подключите его к своему
устройству, соединяющему с Интернетом, а eth0 будет внутренним интерфейсом — подключите его к коммутатору локальной сети. Интерфейсы должны находиться в разных подсетях. Интерфейс eth1 должен находиться в одной подсети
с устройством соединения с Интернетом. Допустим, что интерфейс локальной
сети вашего устройства соединения с Интернетом имеет IP-адрес 192.168.1.1,
тогда интерфейсу eth1 можно присвоить адрес 192.168.1.2.
Интерфейс eth0 должен находиться в адресном пространстве вашей локальной
сети и иметь адрес, например, 192.168.2.1.
Настройте интерфейсы в файле /etc/dhcpcd.conf:
# внешний интерфейс
interface eth1
static ip_address=192.168.1.2/24
static routers=192.168.1.1
# внутренний интерфейс
interface eth0
static ip_address=192.168.2.1/24
static routers=192.168.1.1
Перезагрузите RPi, чтобы применить изменения.
Следующий шаг — настройка firewalld. Два интерфейса должны находиться
в двух разных зонах брандмауэра: eth1 должен находиться во внешней зоне
(external), а eth0 — во внутренней (intenal). После внесения изменений проверьте их:
$ sudo firewall-cmd --zone=external --change-interface=eth1
success
pi@raspberrypi:~ $ sudo firewall-cmd --zone=internal --change-interface=eth0
success
18.9. Настройка брандмауэра для общего использования подключения к Интернету
Обратите внимание, что для внешней зоны по умолчанию открыт доступ по ssh.
Вы можете добавлять или удалять любые службы, какие захотите. Оставьте
включенным маскарадинг, поскольку именно он обеспечивает совместный доступ в Интернет.
Сделайте изменения постоянными:
$ sudo firewall-cmd --runtime-to-permanent
success
Пересылка (forwarding) IPv4 также включена по умолчанию во внешней
зоне, в чем можно убедиться, заглянув в /proc. Пересылка IPv4 обеспечивает
506 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
маршрутизацию; в противном случае все пакеты, входящие в ваш RPi, не будут
передаваться другим хостам в вашей сети.
$ cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
1
1 означает «включено», 0 — «выключено».
Комментарий
Маскарадингом IPv4 называется трансляция сетевых адресов или NAT (Network
Address Translation). Трансляция сетевых адресов была создана для расширения
ограниченного пула адресов IPv4 (который уже официально исчерпан). NAT
позволяет свободно использовать частные адресные пространства IPv4 во внутренних сетях, обходясь без необходимости покупать общедоступные адреса
IPv4. Ваш интернет-провайдер предоставляет вам хотя бы один общедоступный
IPv4-адрес. Выполняя маскарадинг, брандмауэр преобразует частные адреса
в единственный общедоступный IPv4-адрес; в противном случае хосты внутри
локальной сети не будут иметь доступа к Интернету.
О добавлении и удалении служб из зон рассказывается в главе 14.
Дополнительная информация
Глава 14.
Отчет об ошибке #914694 в Debian (https://oreil.ly/SuHLL).
18.10. Запуск Raspberry Pi без монитора
Задача
Вы используете Raspberry Pi в качестве брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету, маршрутизатора в локальной сети какого-то легковесного сервера для локальной сети и хотите уменьшить нагрузку на него, запустив
без графической среды рабочего стола.
Решение
Выполните следующие шаги.
1. Настройте доступ к RPi по SSH (см. главу 12).
2. Запустите raspi-config и запретите загрузку графического рабочего стола.
18.10. Запуск Raspberry Pi без монитора 507
3. Перезагрузитесь.
4. Запустите команду sudo raspi-config и выберите в меню пункт 1 System
OptionsS5 Boot/Auto Login (рис. 18.8).
5. Выберите загрузку в консоль без графического окружения, затем выполните перезагрузку.
Рис. 18.8. Выберите загрузку в консоль без графической среды
Имея возможность начать сеанс SSH со своим RPi, вы сможете получить к нему
доступ без монитора.
Если понадобится, то вы сможете запустить графическую среду из текстовой
консоли, выполнив команду startx.
Комментарий
rpi-config использует ncurses — это консольный текстовый интерфейс, который
выглядит как простой графический интерфейс.
Когда Raspberry Pi используется без монитора, ему нужны только питание и подключение к сети, а управлять им можно, установив сеанс SSH с другого компьютера.
Дополнительная информация
Глава 12.
The Raspberry Pi Foundation (https://oreil.ly/Ji4j2).
508 Глава 18. Создание брандмауэра/маршрутизатора для подключения к Интернету на Raspberry Pi
18.11. Создание сервера DNS/DHCP на Raspberry Pi
Задача
Ваше устройство соединения с Интернетом не предлагает возможности администрирования, и поэтому вы решили организовать свои локальные службы
DNS и DHCP.
Решение
Отключите службы имен в своем устройстве соединения с Интернетом и настройте на втором Raspberry Pi службу имен Dnsmasq для локальной сети
(см. главу 16). Используйте DHCP для распространения настроек всех служб
и адресов между вашими хостами в локальной сети, включая статические адреса, за исключением интернет-шлюза, который не должен зависеть ни от каких
внутренних служб.
Комментарий
Свой сервер имен можно также установить на свой брандмауэр/шлюз, но вообще
размещение внутренних служб на хосте, напрямую подключенном к Интернету, считается плохим вариантом с точки зрения безопасности. Серверу DNS/
DHCP на отдельном Raspberry Pi потребуется только один сетевой интерфейс,
как и любому другому серверу локальной сети.
Дополнительная информация
Глава 16.
ГЛАВА 19
Восстановление
работоспособности системы
с помощью SystemRescue
DVD или USB-накопитель SystemRescue — важный и нужный инструмент.
Его можно использовать для восстановления не загружающихся систем
Linux и Windows. В этой главе вы узнаете, как создать загрузочный носитель
SystemRescue, ориентироваться в SystemRescue, настроить параметры загрузки, восстановить загрузчик GRUB, а также как извлечь файлы с неисправного
диска, сбросить пароли в Linux и Windows и преобразовать файловую систему
SystemRescue, доступную только для чтения, в файловую систему для чтения
и записи с разделом для данных.
Любая live-версия Linux может использоваться для восстановления работоспособности системы. Преимуществом SystemRescue является его небольшой
размер и подготовленность для выполнения восстановительных операций.
Корневая файловая система SystemRescue доступна только для чтения, поэтому
любые внесенные вами изменения будут потеряны после перезагрузки. В данной главе вы узнаете, как настроить носитель с SystemRescue для сохранения
ваших изменений, таких как настройки или дополнительное программное
обеспечение.
SystemRescue изначально был основан на Gentoo Linux, а начиная с версии 6.0 —
на Arch Linux. Arch Linux известен как надежный и эффективный дистрибутив,
имеющий превосходную документацию, которую можно найти на сайте https://
archlinux.org.
Я сама предпочитаю использовать USB-устройства для SystemRescue — флешнакопители и жесткие диски. Они быстрые и имеют достаточно возможностей
для копирования файлов.
510 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
19.1. Создание загрузочного устройства SystemRescue
Задача
Создать загрузочный DVD или USB-накопитель SystemRescue.
Решение
Скачайте последнюю версию SystemRescue.iso с сайта https://system-rescue.org.
Самый простой и надежный способ создать загрузочную флешку SystemRescue —
использовать команду dd (см. рецепт 1.6). Инструкции по созданию загрузочного
DVD вы найдете в рецептах 1.4 и 1.5. В главе 1 также рассказывается как загрузиться
с нового носителя и как отключить безопасную загрузку. SystemRescue не имеет
подписанных ключей, поэтому необходимо отключить безопасную загрузку в UEFI.
Чтобы загрузиться с USB-накопителя, подключите его к USB-порту на своем
компьютере, а не к USB-концентратору, поскольку при подключении к последнему носитель не будет распознан.
Комментарий
Не забудьте снова включить безопасную загрузку, когда закончите использовать
SystemRescue.
Дополнительная информация
https://system-rescue.org.
Глава 1.
19.2. Начало работы с SystemRescue
Задача
Вы загрузились с носителя SystemRescue, оказались в простой командной строке
и теперь хотите знать, что делать дальше.
Решение
SystemRescue выводит инструкции на начальном экране входа в систему (рис. 19.1).
Вы автоматически входите в систему как root, причем пароль root отсутствует.
19.2. Начало работы с SystemRescue 511
Рис. 19.1. Экран входа в SystemRescue
Вы можете продолжать работать в консольном режиме или ввести команду
startx, чтобы запустить среду рабочего стола Xfce4 (рис. 19.2).
Рис. 19.2. Среда рабочего стола Xfce4 в SystemRescue
512 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
В SystemRescue можно исследовать меню приложений, настроить внешний вид
Xfce, подключиться к сети с помощью NetworkManager, остановить или перезагрузить систему, как в любой другой системе Linux.
Комментарий
Единственное, чего нельзя сделать при использовании стандартного образа
SystemRescue, — это вносить постоянные изменения в его конфигурацию. Любые
внесенные изменения исчезнут после перезапуска, поскольку SystemRescue запускается из сжатой файловой системы SquashFS, доступной только для чтения.
Однако есть возможность настроить образ так, чтобы изменения сохранялись
(см. рецепт 19.14).
SquashFS — основа многих live-версий Linux, таких как Ubuntu, Debian, Mint,
Fedora и Arch. Она также используется проектами, создающими прошивки
DDWRT и OpenWRT с открытым исходным кодом для маршрутизаторов.
SquashFS — легковесная и быстрая файловая система.
Мне нравится Xfce4 — легковесная графическая среда рабочего стола, поддерживающая приложения с графическим интерфейсом и включающая X-терминал
для выполнения операций из командной строки.
Дополнительная информация
https://system-rescue.org.
https://xfce.org.
19.3. Знакомство с двумя загрузочными
меню SystemRescue
Задача
Во время опробования вы заметили, что в SystemRescue есть два разных меню
с вариантами загрузки, и теперь хотите понять, для чего они нужны.
Решение
В зависимости от способа загрузки SystemRescue отображает два разных меню
с вариантами загрузки. Одно (рис. 19.3) отображается, когда загрузка производится устаревшим способом BIOS, а другое (рис. 19.4) — при загрузке UEFI.
19.3. Знакомство с двумя загрузочными меню SystemRescue 513
Рис. 19.3. Загрузочное меню SystemRescue при использовании устаревшего способа загрузки BIOS
Рис. 19.4. Загрузочное меню SystemRescue при использовании способа загрузки UEFI
Например, когда в настройках UEFI моего компьютера Dell разрешена загрузка
с устаревших устройств, то в меню загрузки (отображается при нажатии клавиши F12 при запуске) выводятся все доступные варианты загрузки (рис. 19.5).
Однако SystemRescue поддерживает UEFI, поэтому включать загрузку с устаревших устройств не обязательно. (Но не забывайте, что для загрузки SystemRescue
необходимо отключить безопасную загрузку.)
514 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
Рис. 19.5. Все возможные способы загрузки в загрузочном меню на компьютере Dell
Настройки BIOS/UEFI в вашей системе могут отличаться от моих, поскольку
все компьютеры разные.
Главное отличие этих двух меню друг от друга — наличие в загрузочном меню
UEFI пунктов Start EFI Shell (Запустить оболочку EFI) и EFI Firmware Setup (Настройка прошивки EFI), которые неприменимы к BIOS.
В загрузочном меню BIOS нет пунктов, имеющих отношение к EFI, зато есть
пункт Memtest86+, запускающий проверку системной памяти.
Подробнее о разных вариантах загрузки SystemRescue рассказывается в рецепте 19.4.
Комментарий
При желании можно настроить загрузку по умолчанию со съемного носителя.
Тогда вам не придется помнить о необходимости входа в BIOS/UEFI, чтобы
выбрать другое загрузочное устройство, или ждать подходящего момента для
вызова загрузочного меню; просто вставьте съемный носитель, когда это понадобится, и загрузитесь с него.
Если вы используете старую систему без UEFI, то вам не придется выбирать
или возиться с безопасной загрузкой.
Дополнительная информация
https://system-rescue.org.
Глава 1.
Рецепт 19.4.
19.4. Знакомство с вариантами загрузки SystemRescue 515
19.4. Знакомство с вариантами
загрузки SystemRescue
Задача
Узнать назначение всех пунктов в загрузочном меню SystemRescue (см. рецепт 19.3).
Решение
Пункты в загрузочном меню соответствуют наиболее часто используемым вариантам загрузки, избавляющим от необходимости открывать форму редактирования и вводить их. Чаще других используется первый пункт: Boot SystemRescue
Using Default Options (Загрузить SystemRescue с параметрами по умолчанию).
Второй пункт — Boot SystemRescue and copy to RAM (copytoram) (Загрузить и скопировать SystemRescue в ОЗУ (copytoram)) — улучшает производительность
за счет полной загрузки образа SystemRescue в память. Выигрыш особенно
заметен при запуске SystemRescue с DVD. Для образа используется около
2 Гбайт ОЗУ.
Третий пункт — Boot SystemRescue and verify integrity of the medium (checksum) (Загрузить SystemRescue и проверить целостность носителя (checksum)) — позволяет
проверить носитель с образом на наличие повреждений. Используйте его, чтобы
убедиться, что ваш носитель SystemRescue исправен.
Четвертый пункт — Boot SystemRescue using basic display drivers (nomodeset) (Загрузить
SystemRescue с базовыми видеодрайверами (nomodeset)) — использует базовые
видеодрайверы, поддерживающие более низкие разрешения. Выбирайте этот
пункт, если изображение на экране выглядит некорректно из-за отсутствия
в SystemRescue нужных драйверов.
Пятый пункт — Boot a Linux operating system installed on the disk (findroot) (Загрузить
операционную систему Linux, установленную на диске (findroot)) — хороший
способ проверить, не является ли загрузчик причиной невозможности загрузить Linux. При выборе этого пункта SystemRescue найдет загрузочный раздел, и если их несколько, то перечислит их все, а вы сможете выбрать, какой
использовать.
Шестой пункт — Stop during the root process before mounting the root filesystem (Остановить процесс загрузки перед монтированием корневой файловой системы) — это режим восстановления на случай, если SystemRescue не загружается.
Как мне кажется, проще иметь под рукой несколько дополнительных дисков
с SystemRescue, чем пытаться восстановить неисправный SystemRescue.
516 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
В загрузочном меню UEFI есть два дополнительных пункта: Start EFI Shell (Запустить оболочку EFI) и EFI Firmware Setup (Настройка прошивки EFI). Первый
открывает доступ к многочисленным утилитам EFI, а второй — к настройке
UEFI вашей системы.
Последними следуют пункты Reboot (Перезагрузить) и Power off (Выключить
питание).
В загрузочном меню BIOS есть два дополнительных пункта: Boot existing OS
(Загрузить существующую ОС) и Run Memtest86+ (Запустить Memtest86+).
Первый помогает диагностировать проблемы с загрузчиком, позволяя загрузить систему в обход штатного загрузчика, а второй запускает проверку
системной памяти.
Оба меню включают пункты Reboot (Перезагрузить) и Power off (Выключить питание) для перезагрузки или выключения питания вместо загрузки SystemRescue.
Комментарий
Я не вижу особого смысла в использовании оболочки EFI, поскольку она поддерживает расширенные операции, не требующиеся для восстановления незагружающейся системы. См. руководство компании Intel по использованию
расширяемого микропрограммного интерфейса Basic Instructions for Using
the Extensible Firmware Interface (https://oreil.ly/dktzy), чтобы получить полную
информацию.
Все эти пункты меню соответствуют наиболее часто используемым параметрам
загрузки SystemRescue, которые описаны на https://system-rescue.org. Вы можете добавить параметры загрузки в любой из пунктов загрузочного меню
SystemRescue, как будет показано в нескольких рецептах в данной главе.
Все эти задачи можно выполнить после запуска SystemRescue или организовать
их выполнение на этапе загрузки с помощью параметров. На загрузки с BIOS
выберите пункт меню и затем нажмите клавишу TAB, после чего откроется поле
редактирования. Введите rootpass=ваш_пароль nofirewall, затем нажмите Enter,
чтобы продолжить запуск.
Чтобы определить свои параметры в меню загрузки для UEFI, нажмите клавишу E.
Дополнительная информация
https://system-rescue.org.
19.5. Идентификация файловых систем 517
19.5. Идентификация файловых систем
Задача
Узнать, как идентифицировать имеющиеся файловые системы на жестких дисках, чтобы правильно выбирать нужные для проведения восстановительных
мероприятий.
Комментарий
Использование меток файловых систем значительно упрощает их поиск. Кроме
того, метки можно применять вместо UUID, например, в файле /etc/fstab.
Более подробно об управлении метками файловых систем рассказывается
в рецепте 9.4 и в главе 11.
Команда lsblk не требует привилегий суперпользователя и отображает почти
всю информацию о блочных устройствах, которая может понадобиться.
Дополнительная информация
Рецепт 9.4.
Рецепт 11.2.
Глава 11.
518 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
19.6. Переустановка пароля root в Linux
Задача
Вы забыли свой пароль root и хотите переустановить его.
Решение
Загрузите SystemRescue и смонтируйте корректную корневую файловую систему. В следующих примерах корневая файловая система находится в разделе
/dev/sdb2. Создайте точку монтирования в /mnt, затем смонтируйте файловую
систему:
# mkdir /mnt/sdb2
# mount /dev/sdb2 /mnt/sdb2
Сделайте смонтированную файловую систему корневой для SystemRescue:
# chroot /mnt/sdb2/ /bin/bash
:/ #
Сбросьте пароль root:
:/ # passwd root
New password:
Retype new password:
passwd: password updated successfully
:/ #
Введите команду exit, чтобы вернуть на место корневую файловую систему
SystemRescue.
Перезагрузитесь и попробуйте войти с новым паролем.
Комментарий
Забытый пароль нельзя восстановить, можно только создать новый.
Этот прием позволяет переустанавливать пароль любого пользователя.
Сменив корневую файловую систему, вы сможете выполнять некоторые команды, но не все, поскольку это не совсем полноценная корневая файловая система — в ней отсутствуют все псевдофайловые системы, существующие только
в памяти, такие как sysfs и proc. См. рецепт 19.9, чтобы узнать, как настроить
более полноценную среду chroot.
Когда-то давно можно было сбросить пароль root, удалив его хеш в /etc/
shadow . Однако современная подсистема pam, управляющая авторизацией,
19.7. Включение поддержки SSH в SystemRescue 519
намного сложнее. Если вам будет интересно, то изучите конфигурацию pam
в SystemRescue, чтобы узнать, как она настроена на использование пустого
пароля root.
Дополнительная информация
https://system-rescue.org.
Глава 5.
man 7 pam
19.7. Включение поддержки SSH в SystemRescue
Задача
Получить доступ к SystemRescue по SSH.
Решение
Поддержка SSH включена по умолчанию, как и брандмауэр. Отключите его,
чтобы разрешить входящие SSH-соединения.
После загрузки SystemRescue отключите брандмауэр с помощью команды
systemctl:
[root@systemrescue ~]# systemctl stop iptables.service
По умолчанию SystemRescue не имеет пароля для пользователя root, поэтому вы должны создать его, чтобы обеспечить возможность запустить сеанс
SSH:
[root@systemrescue ~]# passwd root
New password:
Retype new password:
passwd: password updated successfully
Теперь можно выполнить вход в SystemRescue с другого компьютера:
$ ssh root@192.168.10.101
ssh root@192.168.1.91
The authenticity of host '192.168.1.91 (192.168.1.91)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:LlUCEngz5NHg98xv.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no/[fingerprint])? yes
Warning: Permanently added '192.168.1.91' (ECDSA) to the list of known hosts.
root@192.168.1.91's password:
[root@sysrescue ~]#
520 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
Комментарий
Каждый раз, загружая SystemRescue, вы получаете абсолютно новую систему
с уникальным ключом SSH. Перезагрузив SystemRescue и открыв второй сеанс
SSH с того же компьютера, вы увидите следующее предупреждение:
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@
WARNING: REMOTE HOST IDENTIFICATION HAS CHANGED!
@
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
IT IS POSSIBLE THAT SOMEONE IS DOING SOMETHING NASTY!
Далее следуют еще несколько строк, и в конце рекомендуется возможное исправление проблемы:
Offending ECDSA key in /home/duchess/.ssh/known_hosts:12
remove with:
ssh-keygen -f "/home/duchess/.ssh/known_hosts" -R "192.168.10.101"
Последуйте совету и тогда сможете подключиться к SystemRescue по SSH.
Отключить брандмауэр можно из меню загрузки. Нажмите клавишу Tab (загрузка из BIOS) или клавишу E (загрузка из UEFI), чтобы добавить параметр
nofirewall (см. строку параметров загрузки, которая показана в нижней части
экрана на рис. 19.6).
Рис. 19.6. Отключение брандмауэра перед загрузкой
19.8. Копирование файлов по сети с помощью scp и sshfs 521
Дополнительная информация
https://system-rescue.org.
Рецепт 19.4.
Глава 12.
19.8. Копирование файлов по сети
с помощью scp и sshfs
Задача
Вы загрузились с носителя SystemRescue и хотите скопировать некоторые файлы
из аварийной системы по сети.
Решение
Это легко сделать, как в любой другой системе Linux. Сначала включите SSH
(см. рецепт 19.7). Затем используйте команду scp или утилиту sshfs для копирования выбранных файлов. Все команды в этом рецепте запускаются из SystemRescue.
С помощью команды lsblk найдите файловую систему, в которой располагаются файлы для копирования. Если вы не помните, какой раздел вам нужен,
то монтируйте каждый из них по очереди и просматривайте содержимое, пока
не найдете нужный:
# lsblk -f
NAME
FSTYPE
loop0 squashfs
sf
s/airootfs
sda
├─sda1
└─sda2 ntfs
sdb
├─sdb1 vfat
├─sdb2 btrfs
├─sdb3 xfs
└─sdb4 swap
sdc
iso9660
└─sdc1 iso9660
archiso/b
ootmnt
sr0
FSVER LABEL
4.0
UUID
SAVAIL FSUSE% MOUNTPOINT
0
100% /run/archiso/
5E363E30363E0993
FAT16 BOOT
root
home
1
RESCUE800
RESCUE800
522 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
В следующем примере показано, как смонтировать раздел с каталогом /home
в аварийной системе в каталог /mnt в SystemRescue, вывести список файлов
и затем скопировать весь каталог /home на компьютер пользователя Duchess
с помощью команды scp:
# mkdir /mnt/sdb3
# mount /dev/sdb3 /mnt/sda3
# ls /mnt/sdb3
bin
dev home lib64
media opt
boot etc lib
lost+found mnt
proc
# scp -r /mnt/sdb3/home/duchess@pc:
root
run
sbin
srv
sys
tmp
usr
var
Скопированный каталог будет сохранен в /home/duchess/home.
Всегда создавайте подкаталог в /mnt
Никогда не монтируйте файловые системы непосредственно в каталог /mnt;
это сделает невозможной нормальную работу SystemRescue. Всегда создавайте подкаталоги для точек монтирования.
При желании можно указать список копируемых файлов, перечислив их через
пробел. Кроме того, в одном списке можно смешивать имена файлов и каталогов.
В следующем примере копирование выполняется в каталог rescue на компьютер
duchess@pc. Удаленный каталог должен существовать:
# cd /mnt/sdb3/home/
# scp -r file1.txt directory1 file2.txt duchess@pc:rescue/
Утилита sshfs удобна тем, что монтирует удаленную файловую систему, благодаря чему та выглядит как локальная ФС, и вы можете копировать в нее файлы
так же, как в любую другую локальную систему. Создайте точку монтирования
в SystemRescue, затем смонтируйте в нее удаленный каталог, куда предполагается скопировать файлы. Удаленный каталог уже должен существовать:
# mkdir /mnt/remote
# sshfs duchess@pc:rescue/ /mnt/remote/
# ls /mnt/remote
rescue
После этого можно использовать команду cp в SystemRescue или графический
диспетчер файлов (рис. 19.7).
По завершении выполните fusermount -u remote, чтобы размонтировать файловую систему sshfs.
19.8. Копирование файлов по сети с помощью scp и sshfs 523
Рис. 19.7. Копирование файлов с помощью графического диспетчера файлов
в SystemRescue
Комментарий
Если вы отключили аутентификацию по паролю SSH в системе, куда собираетесь
копировать файлы, то включите ее на время, закомментировав PermitRootLogin
no в файле /etc/ssh/sshd_config.
Синтаксис подключения к удаленному каталогу зависит от учетной записи пользователя, в которую вы входите. duchess@pc: — это то же самое, что
и duchess@pc:/home/duchess. Путь duchess@pc:/ соответствует корневой файловой системе. Если вам нужно отредактировать конфигурационные файлы
системы, то используйте путь duchess@pc:/etc; для доступа к файлам загрузчика
используйте duchess@pc:/boot и т. д.
524 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
Создать удаленный каталог из SystemRescue можно с помощью ssh:
# ssh duchess@pc
duchess@pc's password:
duchess@pc:~$ mkdir remote
Дополнительная информация
Рецепт 6.5.
Глава 12.
19.9. Восстановление загрузчика GRUB
из SystemRescue
Задача
Работоспособность загрузчика GRUB была нарушена, и система перестала загружаться.
Решение
Загрузитесь с носителя SystemRescue, создайте среду chroot и переустановите
GRUB.
После загрузки SystemRescue создайте среду chroot для корневой файловой
системы хоста:
#
#
#
#
#
Войдите в среду chroot:
# chroot /mnt/linux /bin/bash
:/ #
Если каталог /boot размещен в отдельном разделе, то смонтируйте его:
:/ # mount /dev/sda1 /boot/
19.10. Переустановка пароля в Windows 525
Затем переустановите GRUB:
:/ # grub-install /dev/sda
По завершении введите команду exit, чтобы выйти из среды chroot, затем размонтируйте все файловые системы и перезагрузите систему. GRUB должен
работать.
Комментарий
Будьте очень осторожны при создании среды chroot и убедитесь, что используете правильные разделы и файловые системы. chroot — сокращенно от change
root (сменить корень) — отличная утилита для перехода на другую корневую
файловую систему без перезагрузки.
Вы должны размонтировать все файловые системы chroot, чтобы потом не возникло никаких проблем. Конечно, можно просто перезагрузить компьютер, но
предварительное размонтирование вручную дает дополнительную страховку
от неожиданностей.
Дополнительная информация
man 1 chroot
19.10. Переустановка пароля в Windows
Задача
Вы забыли пароль к Windows и не хотите идти стандартным путем его переустановки.
Решение
Не беспокойтесь, SystemRescue поможет вам сделать это в мгновение ока.
Загрузитесь с носителя SystemRescue на компьютере с Windows, затем смонтируйте системный каталог Windows:
# mkdir /mnt/windows
# mount /dev/sda2
526 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
Перейдите в каталог /mnt/windows/Windows/System32/config, затем введите
команду chntpw (change NT password — «изменить пароль NT»), чтобы вывести
список пользователей:
# cd /mnt/windows/Windows/System32/config
# chntpw -l SAM
chntpw version 1.00 140201, (c) Petter N Hagen
Hive name (from header):
ROOT KEY at offset: 0x001020 * Subkey indexing type is: 686c
File size 65536 [10000] bytes, containing 7 pages (+ 1 headerpage)
Used for data: 318/31864 blocks/bytes, unused: 29/12968 blocks/bytes.
|
|
|
|
|
|
Failed login count: 0, while max tries is: 0
Total login count: 5
- - - - User Edit Menu:
1 - Clear (blank) user password
2 - Unlock and enable user account [probably locked now]
|
|
|
|
|
19.11. Восстановление аварийного жесткого диска с помощью GNU ddrescue 527
3 - Promote user (make user an administrator)
4 - Add user to a group
5 - Remove user from a group
q - Quit editing user, back to user select
Select: [q] ^
Нажмите q, чтобы выйти, и y, чтобы сохранить изменения.
Теперь администратор или другой выбранный вами пользователь должен войти
в систему и установить новый пароль.
Комментарий
С помощью команды chntpw нельзя создать новый пароль или восстановить
старый, можно только удалить его. После этого станет доступен вход в систему
без пароля, и вы сможете создать новый пароль или, если ваш пользователь на
месте, дать сделать это ему.
Дополнительная информация
https://system-rescue.org.
man 8 chntpw
19.11. Восстановление аварийного жесткого диска
с помощью GNU ddrescue
Задача
Вы подозреваете, что ваш жесткий диск вот-вот выйдет из строя, и хотите побыстрее скопировать с него данные, которые еще можно спасти.
Решение
Вам понадобится замечательная утилита GNU ddrescue. Она сначала попытается скопировать все хорошие блоки и сохранить как можно больше данных,
528 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
пропуская плохие блоки и запоминая их расположение в файле журнала.
Вы можете попробовать сделать несколько проходов, чтобы попытаться собрать
больше данных.
Диск, данные с которого вы хотите скопировать, должен быть размонтирован. Вам понадобится другой диск, тоже размонтированный, например USBнакопитель или внутренний жесткий диск, на который можно скопировать
восстановленные данные. Целевой раздел должен уже существовать и быть как
минимум на 50 % больше сохраняемого раздела.
Следующий пример копирует /dev/sdb1 в /dev/sdc1:
# ddrescue -f -n /dev/sdb1 /dev/sdc1 ddlogfile
GNU ddrescue 1.25
Press Ctrl-C to interrupt
ipos:
100177 MB, non-trimmed: 0 B
current
opos:
100177 MB, non-scraped: 0 B
average
non-tried:
47868 MB, bad-sector: 0 B,
error
rescued:
100177 MB,
bad areas: 0,
run
pct rescued:
66.77%, read errors: 0,
remaining
time since last successful
Copying non-tried blocks... Pass 1 (forwards)
Это займет некоторое время. По завершении в последней строке появится текст
Finished (Готово).
В данном примере выполняется один проход, чтобы максимально быстро
скопировать наиболее легко читаемые блоки. Это хорошая тактика для диска
с большим количеством ошибок, поскольку ddrescue не станет тратить много
времени на восстановление особенно сильно поврежденных блоков. После
первого прохода запустите еще три прохода, чтобы попытаться восстановить
больше данных:
# ddrescue -d -f -r3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 ddlogfile
По завершении запустите проверку файловой системы на диске, куда были
скопированы данные, он при этом должен оставаться размонтированным. В следующем примере проверяется и автоматически восстанавливается файловая
система Ext4:
# e2fsck -vfp /dev/sdc1
Параметр -f включает режим принудительной проверки на случай, если
e2fsck сочтет файловую систему исправной. -p означает preen («восстано-
19.11. Восстановление аварийного жесткого диска с помощью GNU ddrescue 529
вить»), а -v включает режим подробного вывода. Если обнаружится проблема,
требующая вашего вмешательства, то утилита выведет описание проблемы
и завершит работу.
e2fsck -vf [устройство] запускает проверку и восстановление в интерактивном
режиме.
fsck.vfat -vfp [устройство] — то же самое для FAT16/32.
xfs_repair [устройство] — для XFS.
Если копия файловой системы прошла проверки, то сделайте следующий шаг
и скопируйте файлы в окончательное местоположение. При наличии же неких
проблем смонтируйте ее в режиме только для чтения:
# mkdir /mnt/sdc1-copy
# mount -o ro /dev/sdc1 /mnt/sdc1-copy
И затем скопируйте файлы, какие сможете, на другой диск.
Комментарий
Убедитесь, что используете утилиту GNU ddrescue, которую написал Антонио
Диас Диас (Antonio Diaz Diaz), а не ddrescue Курта Гарлоффа (Kurt Garloff) (это
отличный инструмент, но более сложный в использовании).
Утилита ddrescue копирует данные на уровне блоков, поэтому тип файловой
системы не имеет значения. Утилита создаст точную копию независимо от того,
какие файловые системы поддерживает ваша Linux.
Если ddrescue не хватит места, то она завершится с ошибкой в самом конце,
поэтому убедитесь, что на диске для сохранения восстановленной копии достаточно места.
Утилита ddrescue поддерживает USB-накопители, CompactFlash и SD-карты.
Дополнительная информация
GNU ddrescue (https://oreil.ly/mMxQf).
man 8 fsck (e2fsprogs)
530 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
19.12. Управление разделами
и файловыми системами из SystemRescue
Задача
Разметить жесткий диск или внести изменения в файловую систему, причем
сделать это нужно из внешней (то есть не из установленной на компьютере)
системы Linux.
Решение
Используйте SystemRescue. В его состав входят не только parted, но и GParted.
Вам не нужно монтировать какие-либо файловые системы, и SystemRescue будет
работать непосредственно с блочными устройствами хоста. Запустите команду
lsblk, чтобы увидеть список имеющихся блочных устройств хоста:
[root@systemrescue ~]# lsblk -p -o NAME,FSTYPE,LABEL
NAME
FSTYPE
LABEL
/dev/loop/0
squashfs
/dev/sr0
/dev/sr1
iso9660
RESCUE800
/dev/sda
├─/dev/sda1
vfat
├─/dev/sda2
xfs
osuse15-2
├─/dev/sda3
xfs
home
├─/dev/sda4
xfs
└─/dev/sda5
swap
/dev/sdb
└─/dev/sdb1
xfs
backups
/dev/sr0
Последуйте рецептам управления разделами и файловыми системами, которые
приводятся в главах 8, 9 и 11.
Дополнительная информация
Глава 8.
Глава 9.
Глава 11.
19.13. Создание раздела для данных на USB-носителе с SystemRescue 531
19.13. Создание раздела для данных
на USB-носителе с SystemRescue
Задача
SystemRescue на USB-носителе — хороший инструмент, но хотелось бы разбить
данный носитель на разделы и в первом разместить корневую файловую систему SystemRescue, а во втором создать файловую систему с поддержкой записи
для хранения своих данных. В этом случае вам вполне может хватить одного
устройства для копирования файлов.
Решение
Это можно сделать всего за несколько шагов.
Стандартный образ SystemRescue не может загрузиться из раздела. Но он занимает меньше гигабайта, поэтому на любом современном USB-носителе
остается недоступным масса пустого пространства. Хитрость, позволяющая
сделать возможной загрузку SystemRescue из раздела, состоит в том, чтобы создать ISO-образ с SystemRescue, который может загружаться из раздела, добавить
основную загрузочную запись (master boot record, MBR), а затем установить
загрузочный код mbr.bin.
Для этого вам понадобятся isohybrid и mbr.bin, которые входят в состав набора
утилит syslinux. Этот набор распространяется в виде пакета syslinux в Fedora
и openSUSE и syslinux-utils и install-mbr — в Ubuntu.
В следующих примерах замените /dev/sdc на имя своего устройства.
Сначала создайте образ SystemRescue, который может загружаться из раздела:
$ isohybrid --partok systemrescuecd-8.01-amd64.iso
Создайте таблицу разделов msdos на USB-носителе. Используйте для этого
GParted (см. рецепт 9.2) или parted:
$ sudo parted /dev/sdc
(parted) mklabel msdos
Создайте два раздела на USB-носителе. Для первого раздела выберите тип
файловой системы FAT32 и установите флаг boot (загрузочный). Следующий
532 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
пример демонстрирует создание загрузочного раздела размером примерно
2 Гбайт:
(parted) mkpart "sysrec" fat32 1MB 2000MB
(parted) set 1 boot
Создайте второй раздел для хранения данных. Для него можно выбрать любую
файловую систему, которая вам по душе. Следующий пример демонстрирует
создание раздела размером 2 Гбайт и завершает работу parted:
(parted) mkpart "data" xfs 2001MB 4000MB
(parted) q
Создайте файловые системы. Ниже представлен пример создания в разделе 1
файловой системы FAT32 с меткой SYSRESCUE и в разделе 2 — файловой системы
XFS с меткой data:
$ sudo mkfs.fat -F 32 -n SYSRESCUE /dev/sdc1
$ sudo mkfs.xfs -L data /dev/sdc2
Установите SystemRescue в первый раздел:
$ sudo dd status=progress if=systemrescuecd-8.01-amd64.iso of=/dev/sdc1
В Ubuntu установите MBR на USB-носитель:
$ sudo install-mbr /dev/sdc
В других дистрибутивах используйте dd:
$ sudo if=/usr/share/syslinux/mbr.bin of=/dev/sdc
mbr.bin может находиться в другом каталоге, в зависимости от используемого
вами дистрибутива Linux.
Загрузитесь с носителя SystemRescue, и система должна запуститься как обычно.
Комментарий
Метки файловых систем, показанные в этих примерах, создавать не обязательно,
но они помогают вспомнить назначение данных файловых систем.
Вы можете использовать любую файловую систему для первого раздела, но
FAT32 является универсальной и позволяет загрузить SystemRescue в Linux,
macOS и Windows. Для копирования файлов из macOS и Windows отформатируйте раздел данных с файловой системой FAT32 или exFAT.
19.14. Сохранение изменений в SystemRescue 533
Второй раздел вам придется смонтировать вручную, и только после этого вы
сможете применять его по своему усмотрению. С его помощью можно копировать файлы из хост-системы, но самое замечательное в наличии раздела,
доступного для записи, — это возможность использовать его для хранения изменений в SystemRescue, таких как изменения в конфигурационных файлах или
установленное программное обеспечение. См. рецепт 19.14, в котором подробно
рассказывается об этом.
Дополнительная информация
Глава 8.
Глава 11.
https://system-rescue.org.
man 1 isohybrid
man 1 dd
19.14. Сохранение изменений в SystemRescue
Задача
SystemRescue прекрасный инструмент, но хотелось бы иметь возможность сохранить некоторые изменения и не начинать каждый сеанс с настроек.
Решение
В рецепте 19.13 рассказывается, как создать доступный для записи раздел на
USB-носителе с SystemRescue. Присвойте файловой системе в этом разделе
какую-нибудь говорящую метку, например data. Затем загрузите SystemRescue,
выберите понравившийся вам пункт в загрузочном меню, нажмите клавишу TAB
и добавьте параметр cow_label=data к выбранному пункту меню (рис. 19.8).
SystemRescue смонтирует оба ваших раздела в /run/archiso/:
# lsblk -p
lsblk
NAME
MAJ:MIN RM
[...]
sdc
8:32
1
├─sdc1
8:33
1
└─sdc2
8:34
1
SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
3.7G 0 disk
2G 0 part /run/archiso/bootmnt
152G 0 part /run/archiso/cowspace
534 Глава 19. Восстановление работоспособности системы с помощью SystemRescue
Рис. 19.8. Добавление параметра в пункт загрузочного меню
Все изменения, которые вы вносите в SystemRescue, сохранятся в /run/archiso/
cowspace/persistent_RESCUE800, а корневая файловая система остается неизменной. Часть имени RESCUE800 может меняться в зависимости от номера версии
SystemRescue.
Вы можете настроить SystemRescue так же, как любую систему Linux: включать и отключать службы, устанавливать пароль root, изменять внешний вид,
устанавливать новое программное обеспечение, изменять конфигурационные
файлы с настройками сети или создавать новые документы.
Комментарий
USB-носители большого объема недороги, и они удобны в качестве устройства
для проведения восстановительных работ. Вы можете использовать флешнакопители USB или жесткие диски USB.
Дополнительная информация
https://system-rescue.org.
ГЛАВА 20
Устранение неполадок
на компьютере с Linux
Linux включает множество утилит, помогающих диагностировать и устранять
проблемы, описание которых легко может занять несколько толстых книг. В этой
главе основное внимание уделяется использованию системных журналов для
выяснения причин неполадок, созданию центрального сервера журналирования systemd, мониторингу состояния оборудования, поиску и остановке
проблемных процессов, обеспечению максимальной производительности
оборудования, а также советам и рекомендациям по диагностике проблем
с оборудованием.
Обзор
Внимательно изучите системные журналы, и вы найдете причины проблем. Если
обнаруженная причина не указывает на решение, то у вас по крайней мере есть
информация для обращения за помощью к документации по продукту, в платную
службу поддержки или к сообществу.
Ознакомьтесь с документацией для своего дистрибутива Linux, особенно с журналами изменений и примечаниями к выпускам, а также с документацией для
серверов и приложений, которые вы используете. Ubuntu, Fedora и openSUSE
поддерживают свою документацию в превосходном состоянии и выпускают
подробные примечания к выпуску. Кроме того, посетите форумы, вики-страницы и чаты для вашего дистрибутива, серверов и приложений. С любой проблемой, с которой столкнулись вы, почти наверняка пришлось столкнуться
кому-то еще.
536 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
Профилактика
Большинство ошибок связано с программным обеспечением. Даже оборудование
потребительского уровня довольно надежно и в большинстве случаев выходит из
строя из-за неправильного использования или возраста. Чаще всего отказывает
оборудование с движущимися частями, такими как:
диски SATA и SCSI;
вентиляторы процессоров;
блоки питания;
вентиляторы в корпусе;
приводы CD/DVD.
Продлить срок службы оборудования помогут простые меры. Перегрев и нестабильное электропитание — вот главные убийцы электроники. Для долгой
и надежной работы компьютеров необходимо хорошее охлаждение, которое
обеспечивается использованием специально спроектированных корпусов,
поддерживающих надлежащий воздушный поток, радиаторов и вентиляторов
для процессоров, а также корпусных вентиляторов, расположенных так, что
воздух правильно всасывается в корпус и выталкивается из него. Работающие
вентиляторы добавляют шума, но можно приобрести малошумные корпуса,
блоки питания и вентиляторы. Периодически пылесосьте внутренности компьютера нестатическим пылесосом и очищайте корпусные фильтры. Если вы
предпочитаете использовать сжатый воздух для выдувания пыли, то будьте
осторожны с вентиляторами. Если вращать их слишком быстро, то можно повредить подшипники.
Стабилизатор питания обеспечит постоянную защиту от скачков напряжения,
а также от радио- и электромагнитных помех. Сетевые фильтры стоят дешевле,
но защищают только от скачков напряжения вверх. Но падение напряжения
не менее опасно. Стабилизатор питания с лихвой окупится за счет увеличения
срока службы и стабильной работы.
Терпение
Терпение — ваш лучший друг при устранении проблем. Этим делом лучше заниматься медленно и систематически:
почитайте инструкции и убедитесь, что ничего не пропустили и не допустили
ошибки;
проверьте наличие обновлений; часто это помогает решить проблему;
20.1. Поиск полезной информации в файлах журналов 537
скопируйте сообщения об ошибках и записи из файлов журнала и попробуйте
поискать по ним информацию в Интернете и в уведомлениях о неисправностях;
что случилось перед ошибкой? Какие действия привели к ошибке? Можно ли
ее воспроизвести;
обратимы ли последние события? Если да, то отменяйте их по очереди в обратном порядке и проверяйте, исчезла ли ошибка. Если отменить сразу все,
то можно не обнаружить причину ошибки;
если ничего не помогает, то перезагрузите компьютер. Это удивительно
действенное средство решения проблем; правда, вы можете так и не узнать
причину проблемы.
Некоторые графические приложения, такие как замечательный каталогизатор
и редактор фотографий digiKam, выводят массу деталей, когда запускаются в терминале, как показано в следующем примере неудачной попытки запуска digiKam:
$ digikam
Object::connect: No such signal org::freedesktop::UPower::DeviceAdded(QString)
Object::connect: No such signal org::freedesktop::UPower::DeviceRemoved(QString)
digikam: symbol lookup error: digikam: undefined symbol:
_ZNK11KExiv2Iface14AltLangStrEdit8textEditEv
Я даже примерно не представляю, что это означает, но кто-то наверняка знает,
поэтому я могу применить данный вывод для поиска в Интернете или составления просьбы о помощи на форумах пользователей digiKam.
Когда вы просите помощи, будьте терпеливы и вежливы. Когда вас попросят
дать дополнительную информацию, дайте именно то, что спрашивают. Если
вы решили проблему, то поделитесь своим решением и поблагодарите людей,
которые помогали вам.
20.1. Поиск полезной информации
в файлах журналов
Задача
Происходит нечто непонятное, и нужно выяснить причину. С чего начать?
Решение
Включите журналирование всего и вся, а затем прочитайте файлы журналов.
Журналы хранятся в каталоге /var/log, а команды dmesg и journalctl помогут
прочитать их. Всеми журналами управляет systemd, используя демон journald,
538 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
поэтому в выводе dmesg и journalctl можно увидеть много повторяющейся
информации.
Команда dmesg читает кольцевой буфер ядра — особое место в памяти, предназначенное для регистрации действий ядра. Запустите dmesg, чтобы увидеть все,
что произошло при запуске; как работало оборудование после запуска, например,
какие устройства USB подключались и отключались; какие сетевые события
имели место. Кольцевой буфер ядра имеет фиксированный размер, поэтому
новые записи затирают самые старые. Однако на самом деле ничего не теряется,
поскольку записи сохраняются в /var/log/messages, /var/log/dmesg и journalctl.
Прочитать журнал dmesg можно следующим образом:
$ dmesg | less
[
0.000000] microcode: microcode updated early to revision 0x28,
date = 2019-11-12
[
0.000000] Linux version 5.8.0-45-generic (buildd@lcy01-amd64-024) (gcc
(Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04) 9.3.0, GNU ld (GNU Binutils for Ubuntu) 2.34)
#51~20.04.1-Ubuntu SMP Tue Feb 23 13:46:31 UTC 2021
(Ubuntu 5.8.0-45.51~20.04.1-generic 5.8.18)
[...]
При поиске чего-то конкретного, например истоков проблем с накопителем,
используйте команду grep:
$ dmesg | grep -w sd
[11236.888910] sd 7:0:0:0: [sdd] Attached SCSI removable disk
[11245.095341] FAT-fs (sdd1): Volume was not properly unmounted. Some data may
be corrupt. Please run fsck.
Поиск по целому слову с помощью grep
Чтобы выполнить поиск по целому слову, используйте grep с параметром -w.
Например, если просто передать команде grep последовательности символов
ping, то она вернет записи, включающие такие слова, как piping, escaping,
sleeping. Параметр -w позволяет получить совпадения только с целым словом.
Используйте команду dmesg с параметром -T, чтобы вывести время в удобочитаемом формате:
$ dmesg -T | less
[Tue Mar 23 15:25:17 2021] PCI: CLS 64 bytes, default 64
[Tue Mar 23 15:25:17 2021] Trying to unpack rootfs image as initramfs...
[Tue Mar 23 15:25:17 2021] Freeing initrd memory: 56008K
[...]
По умолчанию время выводится в секундах и наносекундах, прошедших
с момента запуска системы. Для наблюдения за появлением новых событий
20.1. Поиск полезной информации в файлах журналов 539
по мере их возникновения, например событий подключения и отключения
USB-устройств, используйте команду dmesg --follow . Для остановки нажмите Ctrl+C.
Ищите записи с определенными уровнями журналирования, такие как ошибки
и предупреждения:
$ dmesg -l err,warn
Выполните команду dmesg -h, чтобы получить список доступных подкоманд
и параметров.
Каталог /var/log — это устаревшее местоположение для хранения файлов
журналов, но вы все равно найдете там некоторые журналы в зависимости от
того, как ваш дистрибутив Linux управляет ими. Большинство файлов в /var/
log имеют простой текстовый формат, поэтому легко поддаются поиску. Если
вы не знаете, с чего начать поиск, то выполните поиск по всему каталогу с помощью команды grep.
Например, вы помните, что установили приложение graphicsmagick, но не можете
его найти. Загляните в /var/log, там есть запись о его установке:
$ sudo grep -ir graphicsmagick /var/log
apt/history.log:Install: libgraphicsmagick-q16-3:amd64 (1.4+really1.3.35-1,
automatic), graphicsmagick:amd64 (1.4+really1.3.35-1)
[...]
/var/log/dpkg.log:2021-03-11 17:00:57 install libgraphicsmagick-q16-3:amd64
1.4+really1.3.35-1
[...]
Все журналирование в системах с systemd осуществляется через journalctl,
поэтому можно использовать исключительно данную команду и забыть о dmesg
и /var/log:
$ journalctl
Вызовите ее с помощью sudo, чтобы увидеть дополнительную информацию,
которая обычно недоступна рядовым пользователям.
По умолчанию journalctl первыми выводит самые старые записи. Нажимайте
клавишу пробела или PageUp/PageDown для прокрутки сразу на целый экран
или клавиши со стрелками для прокрутки на одну строку. Нажатие комбинации Ctrl+End перенесет вас в самый конец журнала, а Ctrl+Home вернет в начало.
Для выхода нажмите клавишу Q.
Для начала просмотрите самые новые записи:
$ journalctl -r
540 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
По умолчанию длинные строки не переносятся, поэтому для их чтения необходимо использовать клавиши со стрелками. Добавьте перенос, передав вывод
journalctl команде less:
$ journalctl -r | less
Просмотрите самые последние записи с пояснительными сообщениями, если
таковые имеются. Ниже представлен пример такого сообщения с пояснением:
$ journalctl -ex | less
-- The unit grub-initrd-fallback.service has successfully entered the 'dead'
state.
Mar 27 10:14:29 client4 systemd[1]: Finished GRUB failed boot detection.
-- Subject: A start job for unit grub-initrd-fallback.service has finished
successfully
-- Defined-By: systemd
Ищите конкретные службы, такие как MariaDB:
$ sudo journalctl -u mariadb.service
Mar 19 16:07:27 client4 /etc/mysql/debian-start[7927]: Looking for 'mysql' as:
/usr/bin/mysql
Mar 19 16:07:27 client4 /etc/mysql/debian-start[7927]: Looking for 'mysqlcheck'
as: /usr/bin/mysqlcheck
[...]
Ограничьте поиск диапазоном дат. Это можно сделать несколькими способами:
$
$
$
$
$
Если время не задано явно, то по умолчанию подразумевается 00:00:00, полночь.
Задавайте время в формате ЧЧ:ММ:СС:
$ journalctl -u httpd.service -S '2021-03-05 13:15:00' -U now
Просмотреть события, имевшие место от часа до пяти минут тому назад, и имена
файлов модулей, ответственных за эти события, можно следующим образом:
$ journalctl -S '1h ago' -U '5 min ago' -o with-unit
Команда journalctl сортирует журналы по загрузке системы. Просмотреть события сервера HTTP, произошедшие с момента последней загрузки, и вывести
при этом только 50 самых последних записей можно следующим образом:
$ journalctl -b -n 50 -u httpd.service
20.1. Поиск полезной информации в файлах журналов 541
Посмотреть, что происходило три загрузки тому назад, можно так:
$ journalctl -b -2 -u httpd.service
Список всех загрузок с отметками времени можно получить следующим образом:
$ journalctl --list-boots
Есть возможность фильтровать записи по уровням серьезности. Когда указывается один уровень, как в этом примере, crit, то будут показаны все сообщения
с уровнем crit и выше, вплоть до самого серьезного уровня emerg:
$ journalctl -b -1 -p "crit" -u nginx.service
Можно определить диапазон уровней серьезности, например, от crit до warning:
$ journalctl -b -3 -p "crit".."warning"
Наблюдать за появлением новых событий с предварительным выводом десяти
предыдущих последних событий можно так:
$ journalctl -n 10 -u mariadb.service -f
Нажмите Ctrl+C, чтобы остановить наблюдение.
И конечно, используйте старую добрую команду grep для поиска, например,
имен пользователей или любых других последовательностей символов:
$ journalctl -b -1 | grep madmax
Комментарий
Уровни серьезности — это стандартные значения от 0 до 7 для syslog, где уровень 0 считается наиболее серьезным, а уровень 7 — наименее:
emerg
alert
crit
err
warning
notice
info
debug
(0)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
Команда journalctl поддерживает десятки способов анализа и фильтрации
вывода, и все они описываются на странице справочного руководства man 1
journalctl.
542 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
Дополнительная информация
man 3 syslog
man 1 journalctl
man 1 dmesg
https://systemd.io.
20.2. Настройка демона journald
Задача
Узнать, какие настройки journald используются в данный момент, и при необходимости изменить их.
Решение
Настройки journald находятся в /etc/systemd/journald.conf. Некоторые параметры по умолчанию закомментированы, а все значения по умолчанию,
установленные во время компиляции, задокументированы в руководстве man 5
journald.conf. Далее мы рассмотрим параметры, которые наиболее часто приходится настраивать.
Storage=auto по-разному интерпретируется в разных дистрибутивах. В Ubuntu
и Fedora энергозависимое хранилище находится в /run/log/journal/, а постоянное — в /var/log/journal . С помощью команды systemctl можно
узнать местоположение файлов журнала, а также занимаемое и свободное
пространство:
$ systemctl status systemd-journald.services
● systemd-journald.service - Journal Service
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/systemd-journald.service; static;
vendor preset: disabled)
Active: active (running)
[...]
Mar 27 15:04:40 server2 systemd-journald[508]: Runtime journal (/run/log/
journal/
1181e27c52294e97a8ca5c5af5c92e20) is 8.0M, max 2.3G, 2.3G free.
Mar 27 15:04:55 server2 systemd-journald[508]: Time spent on flushing to /var is
381.408ms for 1176 entries.
Mar 27 15:04:55 server2 systemd-journald[508]: System journal (/var/log/journal/
1181e27c52294e97a8ca5c5af5c92e20) is 16.0M, max 4.0G, 3.9G free.
В openSUSE энергозависимое хранилище находится в /run/log/journal/ ,
а постоянное — в /var/log/messages. Если вы предпочитаете использовать
20.2. Настройка демона journald 543
/var/log/journal, то создайте этот каталог и измените группу-владельца на
systemd-journal:
$ sudo mkdir /var/log/journal
$ sudo chgrp /var/log/journal/ systemd-journal
Больше ничего менять не нужно, и после перезагрузки для хранения журналов будет выбран ваш каталог. Другие возможные значения этого параметра:
volatile, persistent и none:
volatile — журналы сохраняются только в оперативной памяти, в /run/
log/journal/;
persistent — журналы сохраняются на диске, а хранилище в /run/log/
journal/ используется, только если диск недоступен, например на первых
этапах загрузки системы;
none — запрещает локальное журналирование и у вас есть возможность от-
правлять сообщения на центральный сервер журналирования.
Параметр SystemMaxUse= задает размер хранилища журналов на диске, а Runti
meMaxUse= — размер энергозависимого хранилища. По умолчанию размер хранилища составляет 10 % от доступного пространства в файловой системе, но
не более 4 Гбайт.
Параметры SystemKeepFree= и RuntimeKeepFree= задают размер дискового пространства, которое должно оставаться свободным для других целей. По умолчанию 15 % и 4 Гбайт. Значения этих параметров можно указать в байтах или
использовать единицы измерения K, M, G, T, P и E; например, 25 G (гигабайт).
Параметр MaxRetentionSec= определяет продолжительность хранения файлов.
Значение по умолчанию — 0, то есть продолжительность хранения файлов
определяется другими настройками, такими как доступное дисковое пространство. Значения времени задаются в секундах, но можно использовать
и единицы измерения year (год), month (месяц), week (неделя), day (день),
h (часы) или m (минуты), например, 6 month.
Комментарий
Демон journald автоматически выполняет ротацию журналов. Активные файлы
преобразуются в архивные, а архивные файлы удаляются в соответствии с настройками.
Дополнительная информация
man 5 journald.conf
544 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
20.3. Создание сервера журналирования
с помощью systemd
Задача
Настроить центральный сервер журналирования, чтобы журналы сохранялись при выходе системы из строя, а также чтобы централизованно управлять ими.
Решение
В дистрибутивах с systemd имеется демон удаленного журналирования journald.
Клиентские машины отправляют свои сообщения на сервер journald. Для организации такого сервера потребуются:
компьютер для хранения файлов журналов;
доступность сервера журналирования для клиентов по сети;
пакет systemd-journal-remote, установленный на сервере и на всех клиентах;
настроенная инфраструктура открытых ключей (Public Key Infrastructure,
PKI), как описывалось в рецепте 13.5, с ключами и сертификатами, распространенными по серверам и клиентам.
Когда systemd-journal-remote будет установлен, отредактируйте /etc/systemd/
journal-remote.conf на сервере. Я предпочитаю хранить ключи шифрования
и сертификаты в /etc/pki/journald/:
[Remote]
Seal=false
SplitMode=host
ServerKeyFile=/etc/pki/journald/log-server.key
ServerCertificateFile=/etc/pki/journald/log-server.crt
TrustedCertificateFile=/etc/pki/journald/ca.crt
Установите разрешения на доступ к ключам и сертификатам сервера:
$ sudo chmod -R 0755 /etc/pki/journald
$ sudo chmod 0440 /etc/pki/journald/log-server.key
На каждом клиенте создайте нового пользователя systemd-journal-upload. Эту
учетную запись будет использовать процесс systemd-journal-upload для передачи
журналируемых сообщений на центральный сервер:
$ sudo useradd -r -d /run/systemd -M -s /usr/sbin/nologin -U \
systemd-journal-upload
Настройте разрешения для ключей и сертификатов на клиентах:
$ sudo chmod -R 0755 /etc/pki/journald
$ sudo chmod 0440 /etc/pki/journald/client.key
Отредактируйте /etc/systemd/journal-upload.conf, указав URL порт TCP
сервера журналирования, а также местоположение клиентских ключей и сертификатов:
[Upload]
URL=https://logserver.example.com:19532
ServerKeyFile=/etc/pki/journald/client1.key
ServerCertificateFile=/etc/pki/journald/client1.crt
TrustedCertificateFile=/etc/pki/journald/ca.crt
Перезапустите службу systemd-journal-upload.service:
$ sudo systemctl restart systemd-journal-upload.service
Если перезапуск прошел успешно, без ошибок, то выполните следующие действия, чтобы проверить, что клиент отправляет записи на сервер. Проверьте
каталог для хранения журналов на сервере:
$ sudo ls -la /var/log/journal/remote/
total 7204
546 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
drwxr-xr-x 2 systemd-journal-remote systemd-journal-remote 6 Mar 26 16:41 .
drwxr-sr-x+ 4 root
systemd-journal
60 Mar 26 16:41 ..
rw-r----- 1 systemd-journal-remote systemd-journal-remote 8388608 Mar 26 1
10:46 'remote-CN=client1.example.com'
Пока все идет неплохо. Теперь отправьте серверу сообщение с клиента:
$ sudo logger -p syslog.debug "Hello, I am client1! Do you hear me?"
Выполните команду journalctl на сервере, чтобы увидеть самые последние записи. Если вы увидели сообщение клиента, значит, все настроено
правильно:
Mar 27 18:30:11 client1 madmax[15228]: Hello, I am client1! Do you hear me?
Комментарий
Центральный сервер журналирования выступает единым хранилищем для
журналов клиентов, упрощая их обслуживание и анализ. Каждому клиенту на
сервере отводится свой каталог.
Параметр Seal=false отключает добавление криптографической подписи к записям в журнале. Если вы решите опробовать эту возможность, то прочитайте
описание параметра --setup-keys в руководстве: man 1 journalctl. Я не смогла
найти однозначного ответа на вопрос о полезности данной возможности, но
знание о ее наличии вам не повредит.
Параметр SplitMode=host обеспечивает хранение журнала каждого клиента
в отдельном файле. Если установить значение false, то все журналы будут сохраняться в одном файле.
Параметры ServerKeyFile=, ServerCertificateFile= и TrustedCertificateFile=
описывают местоположение ключей шифрования и сертификатов.
Дополнительная информация
man 5 journal-remote.conf
man 5 journald.conf
man 1 journalctl
20.4. Мониторинг температуры, частоты вращения вентиляторов и уровня напряжения
547
20.4. Мониторинг температуры, частоты
вращения вентиляторов и уровня напряжения
с помощью lm-sensors
Задача
Измерить температуру внутри корпуса компьютера, частоту вращения вентиляторов и уровни напряжения.
Решение
Постоянный мониторинг температуры процессора, жесткого диска и корпуса
можно проводить с помощью программного обеспечения lm-sensors для чтения
показаний датчиков. В openSUSE оно входит в состав пакета sensors, в Fedora —
lm_sensors, и в Ubuntu — lm-sensor.
Когда lm-sensors будет установлено, запустите команду sensors-detect, чтобы
откалибровать lm-sensors для вашего оборудования:
$
#
#
#
#
sudo sensors-detect
sensors-detect version 3.6.0
Board: ASRock H97M Pro4
Kernel: 5.8.0-45-generic x86_64
Processor: Intel(R) Core(TM) i7-4770K CPU @ 3.50GHz (6/60/3)
This program will help you determine which kernel modules you need to load to
use lm_sensors most effectively. It is generally safe and recommended to accept
the default answers to all questions, unless you know what you're doing.
Some south bridges, CPUs or memory controllers contain embedded sensors.
Do you want to scan for them? This is totally safe. (YES/no):
[...]
Нажимайте Enter, чтобы принять ответы по умолчанию. По завершении вы увидите примерно такое сообщение:
To load everything that is needed, add this to /etc/modules:
#----cut here---# Chip drivers
coretemp
nct6775
548 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
#----cut here---If you have some drivers built into your kernel, the list above will
contain too many modules. Skip the appropriate ones!
Do you want to add these lines automatically to /etc/modules? (yes/NO) yes
Successful!
Модули будут загружены автоматически после перезагрузки системы. Но их
можно загрузить и немедленно:
$ sudo systemctl restart systemd-modules-load.service
Теперь запустите команду sensors и посмотрите на результат:
$ sensors
coretemp-isa-0000
Adapter: ISA adapter
Package id 0: +42.0°C
Core 0:
+34.0°C
Core 1:
+35.0°C
Core 2:
+32.0°C
Core 3:
+31.0°C
nouveau-pci-0300
Adapter: PCI adapter
GPU core:
+1.01 V
fan1:
2850 RPM
temp1:
+51.0°C
Здесь отображается информация о ядрах процессора, графическом адаптере,
вентиляторах и модулях памяти. Кроме текущих температур, выводятся также
диапазоны высоких, критических и аварийных температур. Процессоры имеют
встроенную защиту от перегрева и автоматически отключаются, когда температура становится слишком высокой.
Для просмотра текущих значений с обновлением каждые две секунды и выделением любых различий используйте команду watch:
$ watch -d sensors
20.4. Мониторинг температуры, частоты вращения вентиляторов и уровня напряжения
549
При желании интервал обновления можно изменить, например, установить
равным 10 секундам:
$ watch -d -n 10 sensors
Every 10.0s: sensors
[...]
Для остановки нажмите комбинацию Ctrl+C.
Комментарий
В lm_sensors нет никакого волшебства. Это программное обеспечение просто
читает показания имеющихся аппаратных датчиков, для которых имеются драйверы Linux. Большинство аппаратных датчиков имеют невысокую точность,
поэтому пусть вас не беспокоят небольшие колебания.
Мониторинг температуры, напряжения и частоты вращения вентилятора может
заранее предупредить о проблемах. Заменить вентилятор дешевле, чем восстановить сгоревший компьютер. Падение напряжения может указывать на сбои
в источнике питания или плохой контакт.
Прежде чем вносить изменения в файл /etc/modules, проверьте конфигурацию
ядра — возможно, какие-то из модулей, предлагаемых утилитой sensor-detect,
скомпилированы статически с ядром. Файл конфигурации ядра находится
в каталоге /boot и имеет имя config-, например config-5.8.045-generic. Попробуем найти модуль nct6775:
$ grep -i nct6775 config-5.8.0-45-generic
CONFIG_SENSORS_NCT6775=m
Значение m говорит о том, что драйвер скомпилирован как загружаемый модуль
ядра. Проверим, возможно, он уже загружен:
$ lsmod | grep nct6775
Если эта команда ничего не вернет, то можете смело добавить модуль в /etc/
modules. Если драйвер статически скомпилирован с ядром, то в config-* будет
найдена примерно такая строка:
CONFIG_SENSORS_NCT6775=y
Значение y означает, что драйвер встроен в ядро, поэтому его не нужно добавлять в /etc/modules.
550 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
Дополнительная информация
man 1 watch
man 1 sensors
man 8 lsmod
https://kernel.org.
20.5. Добавление графического интерфейса
для lm-sensors
Задача
Получить графический интерфейс для lm-sensors, обновляющийся автоматически.
Решение
На выбор есть несколько хороших вариантов. Графические интерфейсы для
lm-sensors также поддерживают другие инструменты мониторинга, такие как
smartmontools и hddtemp. Psensor, например, предлагает большую графическую
панель с цветными графиками и простыми настройками для изменения надписей
и отображения только нужной вам информации (рис. 20.1).
Рис. 20.1. Psensor следит за изменениями показаний аппаратных датчиков
20.5. Добавление графического интерфейса для lm-sensors 551
Psensor имеет возможность оповещать о превышении пороговых значений.
Оповещение включается отдельно для каждого сигнала, таких как потребление
процессора или частота вращения вентилятора. Просто щелкните на выбранном
датчике, чтобы открыть диалог с настройками (рис. 20.2).
Рис. 20.2. Флажок включения уведомления и настройки интервалов проверки
и журналирования
Для настройки уведомлений нужно написать короткий сценарий, как в примере ниже:
#!/bin/bash
# toohot.sh, проигрывает умопомрачительную музыкальную фразу, когда
# показания датчика превышают верхний предел
play /home/madmax/Music/klavichord-4.wav
Установите пакет sox, чтобы получить возможность использовать команду play.
Сделайте свой сценарий выполняемым:
$ chmod +x toohot.sh
Протестируйте его:
$ play toohot.sh
Добившись желаемого звучания, укажите его в настройках Psensor. Откройте
диалог PsensorPreferencesSensors (PsensorПараметрыДатчики) (рис. 20.3).
Самый простой способ проверить сценарий в Psensor — установить слишком
низкую максимальную температуру.
Многие среды рабочего стола, такие как Xfce4, GNOME и KDE, имеют небольшие плагины для отображения на панели задач, как, например, плагины из Xfce4,
изображенные на рис. 20.4.
552 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
Рис. 20.3. Настройка уведомлений
Рис. 20.4. Плагин для панели задач в Xfce, отображающий датчики lm-sensors
Все они имеют в названиях пакетов слово sensor, кроме gnome-shell-extensionfreon.
Комментарий
Вы можете предусмотреть в своем сценарии автоматическое выключение системы при срабатывании датчика, как в следующем простом примере:
#!/bin/bash
echo "Помогите, слишком горячо! Я выключусь прямо сейчас!" && shutdown -h now
Дополнительная информация
man 1 play
man 1 sensors
Psensor (https://oreil.ly/IcRok).
20.6. Мониторинг состояния жесткого диска с помощью smartmontools 553
20.6. Мониторинг состояния жесткого диска
с помощью smartmontools
Задача
Организовать мониторинг состояния жесткого диска, чтобы не пропустить
момент, когда он выйдет из строя или, что предпочтительнее, когда он будет на
грани выхода из строя, чтобы успеть заменить его и не потерять данные.
Решение
Большинство жестких дисков и твердотельных накопителей поддерживают
технологию S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology —
технология самоконтроля, самоанализа и составления диагностическихотчетов).
С ее помощью они отслеживают и фиксируют определенные характеристики
работы, на основании которых можно (хотелось бы надеяться) предсказать сбои.
В Linux есть набор инструментов smartmontools для чтения этой информации
и выдачи предупреждений.
Инструменты smartmontools распространяются в составе одноименного пакета.
После его установки автоматически должна установиться и запуститься служба
systemd, в чем можно убедиться с помощью команды systemctl:
$ systemctl status smartd.service
Используйте команду smartctl, чтобы узнать, поддерживает ли ваш диск технологию S.M.A.R.T. Ищите строки со словом SMART:
$ sudo smartctl -i /dev/sda
smartctl 7.1 2019-12-30 r5022 [x86_64-linux-5.8.0-45-generic] (local build)
Copyright (C) 2002-19, Bruce Allen, Christian Franke, www.smartmontools.org
=== START OF INFORMATION SECTION ===
Model Family:
Seagate Desktop HDD.15
Device Model:
ST4000DM000-1F2168
[...]
SMART support is: Available - device has SMART capability.
SMART support is: Enabled
Включите или выключите команду smartctl для каждого диска:
$ sudo smartctl -s on /dev/sda
$ sudo smartctl -s off /dev/sda
554 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
Добавьте параметр -x для вывода полного объема информации:
$ sudo smartctl -x /dev/sda
Выполните быструю проверку состояния:
$ sudo smartctl -H /dev/sda
smartctl 7.1 2019-12-30 r5022 [x86_64-linux-5.8.0-45-generic] (local build)
Copyright (C) 2002-19, Bruce Allen, Christian Franke, www.smartmontools.org
=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART overall-health self-assessment test result: PASSED
Используйте комбинацию флагов -Hc, чтобы получить полный отчет.
Загляните в файл журнала:
$ sudo smartctl -l error /dev/sda
smartctl 7.0 2019-05-21 r4917 [x86_64-linux-5.3.18-lp152.66-preempt] (SUSE RPM)
Copyright (C) 2002-18, Bruce Allen, Christian Franke, www.smartmontools.org
=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART Error Log Version: 1
No Errors Logged
Есть два вида самопроверки — быстрая и детальная. В момент запуска они сообщат вам, сколько времени займет каждая из них:
$ sudo smartctl -t long /dev/sda
[...]
=== START OF OFFLINE IMMEDIATE AND SELF-TEST SECTION ===
Sending command: "Execute SMART Extended self-test routine immediately in
off-line mode".
Drive command "Execute SMART Extended self-test routine immediately in off-line
mode" successful.
Testing has begun.
Please wait 109 minutes for test to complete.
Test will complete after Thu Mar 25 17:06:33 2021
Use smartctl -X to abort test.
Они не уведомляют о завершении, но вы в любое время можете проверить файл
журнала:
$ sudo smartctl -l selftest /dev/sda
[sudo] password for carla:
[...]
=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART Self-test log structure revision number 1
Num Test_Description
Status
Remaining
LifeTime(hours)
20.6. Мониторинг состояния жесткого диска с помощью smartmontools 555
# 1 Extended offline
# 2 Short offline
# 3 Short offline
[...]
Self-test routine in progress 70%
Completed without error
00%
Completed without error
00%
7961
7960
7952
Не забывайте периодически обновлять базу данных с информацией о жестких
дисках:
$ sudo update-smart-drivedb
/usr/share/smartmontools/drivedb.h updated from branches/RELEASE_7_0_DRIVEDB
Комментарий
Технология S.M.A.R.T. обеспечивает надежность на уровне около 60 %. Могло быть и лучше, но стандарт S.M.A.R.T. оставляет слишком много места для
интерпретации, и каждый производитель жестких дисков реализует его посвоему. Документация производителей не отличается богатством информации,
и лучший ресурс, по моему мнению, — это «Википедия» и сайт проекта https://
smartmontools.org. Как всегда, ваша лучшая страховка — регулярное резервное
копирование.
И все же это бесплатный, простой в применении и часто весьма полезный набор
инструментов. Обратите внимание на атрибуты с метками Pre-fail (которые
можно видеть в следующем фрагменте) и прочитайте еще раз введение к данной
главе, где говорится о том, как повысить надежность и безотказность ваших
систем.
Запустите команду sudo smartctl -a /dev/sda, чтобы получить всю имеющуюся
информацию S.M.A.R.T. Ниже представлен раздел, заслуживающий особого
внимания:
SMART Attributes Data Structure revision number: 10
Vendor Specific SMART Attributes with Thresholds:
ID# ATTRIBUTE_NAME
FLAG
VALUE WORST THRESH
1 Raw_Read_Error_Rate
0x000f
119
099
006
3 Spin_Up_Time
0x0003
092
091
000
4 Start_Stop_Count
0x0032
099
099
020
5 Reallocated_Sector_Ct
0x0033
100
100
010
7 Seek_Error_Rate
0x000f
059
057
030
9 Power_On_Hours
0x0032
089
089
000
10 Spin_Retry_Count
0x0013
100
100
097
12 Power_Cycle_Count
0x0032
099
099
020
183 Runtime_Bad_Block
0x0032
100
100
000
184 End-to-End_Error
0x0032
100
100
099
187 Reported_Uncorrect
0x0032
100
100
000
188 Command_Timeout
0x0032
100
099
000
189 High_Fly_Writes
0x003a
100
100
000
190 Airflow_Temperature_Cel 0x0022
072
059
045
В столбце TYPE выводится тип атрибута: Pre-fail или Old_age. Атрибуты Prefail и Old_age не означают, что диск обречен, они просто отражают тип атрибута
в этой строке.
Pre-fail — критический атрибут, который может указывать на неизбежный
отказ; он всегда включается в оценку работоспособности.
Old_age — некритический атрибут; он не включается в отчеты с информацией
о работоспособности дисков.
В столбцах ID# и ATTRIBUTE_NAME идентифицируется каждый атрибут. Они зависят от производителя.
В столбце FLAG показан флаг обработки атрибута, не имеющий отношения к работоспособности диска.
В столбце VALUE отображаются текущие значения атрибутов. Диапазон значений — от 0 до 255, за исключением значений 0, 254 и 255. Значение 253 означает
«неиспользованный», характерно для новых дисков. Значение в столбце VALUE
отражает шкалу значений от хорошего к плохому — чем выше значение, тем
ближе атрибут к оценке «хорошо», чем меньше, тем ближе к оценке «плохо», за
исключением атрибутов со значениями температуры, которые просто отражают
температуру в градусах Цельсия.
В столбце WORST указывается наименьшее значение, зафиксированное для этого
атрибута.
В столбце THRESH отображается самый низкий порог для каждого атрибута. Когда
значение атрибута с типом Pre-fail опускается ниже значения в столбце THRESH,
сбой диска может быть неизбежен.
В столбце UPDATED указывается, когда проверяется значение атрибута. Атрибуты, помеченные как Always, проверяются всегда — при быстрых и детальных
проверках. Атрибуты, помеченные как Offline, обычно проверяются только
при детальных проверках. Но метки в этом столбце не всегда точно отражают
действительность и в любом случае они не особенно полезны.
20.7. Настройка smartmontools для отправки отчетов по электронной почте 557
Если атрибут переходит в состояние сбоя, время сбоя фиксируется в столбце
WHEN_FAILED.
Значение RAW_VALUE определяется индивидуально каждым производителем.
Просто игнорируйте его.
Дополнительная информация
man 8 smartctl
man 8 smartd
man 8 update-smart-drivedb
man 5 smartd.conf
20.7. Настройка smartmontools
для отправки отчетов
по электронной почте
Задача
Организовать отправку уведомлений по электронной почте о любых проблемах,
выявленных smartd.
Решение
Сначала проверьте, настроена ли и работает ли в вашей системе почта, отправив
тестовое сообщение другому пользователю системы, например root:
$ echo "Hello, this is my message" | mail -s "Message subject" root@localhost
[root@localhost ~]# mail
"/var/mail/root": 1 message 1 unread
>U "/var/mail/root": 1 message 1 new
>N
1 stash
Mon Mar 29 15:26 13/429
?
Message subject
Нажмите 1 , чтобы прочитать сообщение, и q , чтобы выйти. Данный пример показывает, что почта уже настроена. Если это не так, установите mailx
и postfix. Агент mailx — пользовательский почтовый агент (Mail User Agent,
MUA), то есть почтовый клиент, такой же как Evolution, Thunderbird, KMail,
Mutt и т. д. А postfix — это агент передачи почты (Mail Transfer Agent, MTA).
558 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
Вам понадобятся оба. После установки проверьте с помощью команды systemctl —
запустились ли они:
$ systemctl status smartd.service
$ systemctl status postfix.service
Если нет, то включите их и запустите. Затем опять попробуйте послать тестовое
сообщение.
$ sudo systemctl enable --now smartd.service
$ sudo systemctl enable --now postfix.service
Настройки smartd хранятся в файле /etc/smartd.conf или /etc/smartmontools/
smartd.conf . По умолчанию выполняется сканирование всех возможных
устройств и отправка по электронной почте отчетов об ошибках пользователю
root. Желательно ограничить устройства для мониторинга. В каждом дистрибутиве Linux определена своя особая конфигурация. Следующие настройки
должны работать во всех дистрибутивах, и, конечно же, вы должны указать
собственные диски и адрес электронной почты:
DEFAULT -a -o on -S on -s (S/../.././02|L/../../5/01):
/dev/sda
/dev/sdb
/dev/sdc
DEFAULT -H -m root -M test
Сохраните конфигурацию и перезапустите smartd.service:
$ sudo systemctl reload smartd.service
Комментарий
По умолчанию smartd.conf сканирует все доступные диски. Но намного рацио
нальнее указать конкретные диски для мониторинга.
Флаг -a объединяет в себе все следующие флаги:
-H проверяет состояние работоспособности, определяемое технологией
S.M.A.R.T.;
-f сообщает об атрибутах с типом Old_age в состоянии «близкий к отказу»
(по значениям VALUE и WORST);
-t сообщает об изменениях в атрибутах Pre-fail и Old_age;
-l сообщает об увеличении ошибок ATA;
-l selftest сообщает об увеличении ошибок самоконтроля;
-l selfteststs сообщает об изменении состояний атрибутов, выявленных
при проведении самоконтроля;
20.8. Диагностика вяло реагирующей системы с помощью команды top 559
-C 197 сообщает о ненулевом текущем количестве секторов, ожидающих
переназначения;
-U 198 сообщает о ненулевом текущем количестве сбойных секторов, ожи-
дающих переназначения.
Этот список охватывает наиболее важные аспекты, но вы, конечно же, можете
настроить отправку сообщений о любых атрибутах по своему выбору.
Параметр -M test будет отправлять указанному пользователю (в предыдущем
примере -m root@localhost) тестовое сообщение при каждом запуске. Вы можете
убрать этот параметр, если уверены, что все работает как должно.
Есть несколько пакетов, включающих двоичный файл mail. Вот некоторые из
них: mailutils, mailx, bsd-mailx и s-nail. Для передачи почты в рамках одной систем
подойдет любой из них, и параметры запуска двоичного файла mail во всех них
одинаковые.
Не обязательно использовать агент postfix — можно задействовать любой MTA,
например Exim или Sendmail.
Дополнительная информация
man 8 smartd
man 5 smartdconf
20.8. Диагностика вяло реагирующей системы
с помощью команды top
Задача
Ваша система, обычно работающая без нареканий, вдруг стала тормозить и зависать. Приложения запускаются и завершаются слишком долго или вяло
реагируют на действия пользователя. Вам нужно выяснить причину такого
поведения, а затем устранить ее.
Решение
Запустите команду top и посмотрите, какие процессы потребляют слишком
много системных ресурсов. Из-за проблем с чрезмерным потреблением процессора и памяти ваша прекрасная мощная система действует ничуть не лучше
какой-нибудь древней развалины:
560 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
$ top
Tasks: 284 total,
1 running, 283 sleeping,
0 stopped,
0 zombie
%Cpu(s): 6.4 us, 4.8 sy, 0.0 ni, 88.9 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
MiB Mem : 15691.4 total,
6758.9 free,
4913.0 used,
4019.6 buff/cache
MiB Swap: 15258.0 total, 15258.0 free,
0.0 used. 10016.5 avail Mem
PID
1299
1685
15926
[...]
USER
duchess
duchess
libvirt+
PR
NI
VIRT
RES
SHR S
9 0 2803912 22296 17904 S
20 0 3756840 543124 241296 S
20 0 5151504
2.3g 25024 S
%CPU
80.5
7.6
1.7
%MEM
0.1
3.4
15.3
TIME+
172:25
27:53
1:39
COMMAND
Web Content
firefox
qemu
Команда top продолжает работать, пока вы не остановите ее, обновляя показания
каждые несколько секунд и отображая процессы в порядке от наиболее к наименее активным. Чтобы остановить top, нажмите клавишу q.
Эта команда отображает большой объем информации. Обратите внимание, что
в этом примере Web Content потребляет примерно 80,5 % процессорного времени.
Плохо продуманные сайты — частая причина падения производительности всей
системы. Самый быстрый способ исправить проблему — остановить процесс,
являющийся ее причиной.
Идентификаторы процессов выводятся в левом столбце. Нажмите клавишу K,
чтобы открыть диалоговое окно остановки процессов. Если идентификатор
процесса для остановки определился правильно, то нажмите клавишу Enter.
Затем снова нажмите Enter, если вы согласны отправить процессу сигнал по
умолчанию 15/sigterm:
PID to signal/kill [default pid = 1299]
Send pid 1299 signal [15/sigterm]
Если процесс не остановится, то используйте «ядерную дубинку» — сигнал
9/sigkill:
PID to signal/kill [default pid = 1299]
Send pid 1299 signal [15/sigterm] 9
Если у вас не хватает прав для завершения процесса, то запустите команду top
с помощью sudo. Или выполните команду sudo kill
в другом терминале.
Комментарий
Остановка процесса с помощью команды kill не всегда лучшее решение. Если
процесс управляется systemd, то systemd может немедленно перезапустить его,
кроме того, от останавливаемого процесса могут зависеть другие процессы,
20.8. Диагностика вяло реагирующей системы с помощью команды top 561
и тогда есть риск создать беспорядок. Если есть возможность, то остановите процесс с помощью команды systemctl stop . Если процесс не управляется systemd, то остановите его с помощью команды kill.
Команда top всегда по умолчанию предлагает для остановки процесс, находящийся в верхней строчке, то есть использующий больше всего системных ресурсов. Если вам нужно остановить другой процесс, то введите соответствующий
идентификатор процесса.
Вы спросите, что такое sigterm? Это название сигнала. Сигналы достались
в наследство от Unix и за долгие годы обросли многочисленными вариациями.
Исчерпывающую информацию о сигналах, таких как SIGHUP, SIGINT, SIGQUIT
и других, можно получить в руководстве man 2 signal.
Для пользователей и системных администраторов наиболее походящими являются SIGKILL и SIGTERM. Всегда сначала пробуйте послать сигнал SIGTERM,
поскольку, получив этот сигнал, процесс попытается завершиться корректно,
предварительно передав все дочерние процессы под управление INIT , а не
оставить их сиротами, и уведомить родительские процессы. Единственный недостаток SIGTERM — процесс может игнорировать его.
Используйте SIGKILL, только когда SIGTERM не дает нужного эффекта. Процессы
не могут игнорировать SIGKILL, но он также останавливает дочерние процессы,
что может повлиять на работу других процессов. Процесс может быть оставлен
в подвешенном состоянии как зомби-процесс, поскольку родитель не был уведомлен о его остановке. Зомби-процессы сами по себе не представляют большой
проблемы, они просто сидят и ничего не делают. Вы можете увидеть их, если они
у вас есть, в заголовке top вверху справа в строке Tasks. В следующем примере
можно видеть, что top обнаружила два процесса-зомби:
Tasks: 249 total, 1 running, 248 sleeping, 0 stopped, 2 zombie
Вам не нужно ничего делать с зомби, поскольку родительское приложение
должно автоматически удалить их. Но даже если этого не произойдет, то
ничего страшного, разве что появится слишком большое количество зомби.
Это говорит о проблеме с приложением. Процессы-зомби нельзя остановить,
поскольку они уже стоят. Они потребляют совсем немного системных ресурсов, но если вы захотите избавиться от них, то попробуйте отправить им
сигнал SIGCHLD:
$ sudo kill -s SIGCHLD 1299
Если один и тот же процесс продолжает чрезмерно потреблять системные ресурсы, то загляните в его конфигурационный файл с настройками — возможно,
562 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
там вы найдете ошибки или сможете настроить программу так, что она будет
более эффективно распоряжаться ресурсами. Проверьте также файлы журналов
(см. рецепт 20.1); вероятно, там вы найдете подсказки.
Дополнительная информация
man 1 top
man 1 kill
20.9. Обзор выбранных процессов
в команде top
Задача
Организовать мониторинг одного или небольшого количества процессов.
Решение
Запустите команду top со списком процессов для мониторинга через запятую:
$ top -p 4548, 8685, 9348
top - 10:57:39 up 44 min, 2 users, load average: 0.10, 0.11, 0.21
Tasks:
3 total,
0 running,
3 sleeping,
0 stopped,
0 zombie
%Cpu(s): 0.2 us, 0.2 sy, 0.0 ni, 99.6 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st
MiB Mem : 15691.4 total, 12989.5 free,
1467.4 used,
1234.4 buff/cache
MiB Swap: 15258.0 total, 15258.0 free,
0.0 used. 13601.1 avail Mem
PID
2907
927
822
USER
mysql
root
root
PR
20
20
20
NI
VIRT
0 1775688
0 1569764
0
11040
RES
78584
39072
6384
SHR
18396
29320
4732
S
S
S
S
%CPU
0.0
0.0
0.0
%MEM
0.5
0.2
0.0
TIME+
0:00.22
0:00.16
0:00.02
COMMAND
mysqld
libvirtd
smartd
Теперь вы можете следить только за тем, что хотите видеть, обойдясь без необходимости продираться через полчища работающих процессов. Нажмите
клавишу со знаком равенства (=), чтобы вернуться к полному списку процессов.
Дополнительная информация
man 1 top
man 1 kill
20.10. Выход из зависшей среды рабочего стола 563
20.10. Выход из зависшей среды рабочего стола
Задача
В какой-то момент, когда вы счастливо работали, графическая среда рабочего
стола вдруг зависла. Указатель мыши движется очень медленно, рывками или
вообще не движется.
Решение
Это одна из моих любимых «фишек» в Linux: переход в консоль из графического
сеанса. Нажмите Ctrl+Alt+F2 — и окажетесь в текстовой консоли, скрытой под
покровом графического сеанса (рис. 20.5).
Рис. 20.5. Консоль Linux
Войдите в систему, и после этого сможете выполнить несколько команд, чтобы
устранить неполадки. Для начала запустите команду top, чтобы отыскать свое
нравный процесс, нагружающий вашу систему, и остановите его, проверьте
файлы журналов, запустите другие диагностические команды, то есть сделайте
все, что потребуется. Решив проблему, нажмите Alt+F7, чтобы вернуться в графическую среду. В худшем случае вам придется выключить или перезагрузить
компьютер, что в любом случае лучше, чем принудительное выключение через
нажатие кнопки питания.
В разных дистрибутивах Linux могут использоваться разные комбинации клавиш. Alt+F7 — традиционная комбинация для возврата в графическую среду.
В Fedora используется Alt+F1. Ничего плохого не случится, если вы попробуете
их все.
Комментарий
Другой вариант — открыть сеанс SSH с другого компьютера и попытаться вернуть графический рабочий стол в работоспособное состояние.
564 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
Для меня нет ничего лучше, чем одновременная доступность текстовой консоли
и графической среды.
Принудительное завершение работы не обязательно закончится катастрофой,
как раньше, особенно ныне, когда мы используем журналируемые файловые
системы, такие как Ext4, XFS или Btrfs.
Стандартная конфигурация — семь консолей, от F1 до F7. Каждая из них является
независимым сеансом входа в систему.
Нажмите Ctrl+Alt+Fn, чтобы выйти из графического сеанса и войти в консоль,
а находясь в ней, используйте Alt+Fn.
20.11. Устранение неполадок с оборудованием
Задача
У вас есть подозрение в неисправности оборудования, и вам нужно его проверить.
Решение
Если вы полагаете, что оборудование неисправно, сначала попробуйте рецепты
из этой главы, описывающие приемы мониторинга оборудования. Некоторые
системные прошивки UEFI включают свои мониторы работоспособности оборудования.
Если, опираясь на информацию мониторинга, вы не смогли прийти к какому-то
однозначному выводу, то выключите компьютер, откройте корпус, вычистите
пыль, очистите фильтры, если они есть, затем разъедините все разъемы: кабели
питания, кабели SATA, графические адаптеры и другие карты расширения PCI,
модули памяти и разъемы для вентиляторов. Осторожно снова подключите все
и обратите особое внимание на правильность установки модулей памяти.
Как не убить свое оборудование или себя
Будьте осторожны! Заземлитесь, прикоснувшись к чему-нибудь, чтобы
снять статическое электричество. Наденьте антистатический браслет и кладите извлекаемые компоненты на антистатический коврик. Отключите компьютер от сети и НИКОГДА не прикасайтесь к чему-либо внутри корпуса,
когда он включен.
20.11. Устранение неполадок с оборудованием 565
Проверьте блок питания с помощью мультиметра, если знаете, как это сделать,
или попробуйте вставить другой блок питания. Пользоваться мультиметром
довольно просто и в Интернете можно найти множество инструкций. Если у вас
есть запасные части, то замените подозрительные компоненты; возможно, это
поможет устранить неисправность.
Закончив и собрав все снова, посмотрите, исчезла ли проблема. В моих компьютерных приключениях проблемы часто решались простой заменой модулей
памяти или их переустановкой в разные слоты. Обратите внимание, что на
большинстве материнских плат необходимо устанавливать карты с ОЗУ парами
в определенные слоты. Некоторые проблемы, связанные с ОЗУ, проявляются
как повреждение данных, неполная загрузка и странное поведение, например,
когда вы нажимаете выключатель питания для запуска вашей системы, а она
не запускается, как бывает при неисправности блока питания.
Убедитесь, что вентиляторы в корпусе ориентированы правильно. Воздух должен
втягиваться в корпус обычно спереди и с боков и выбрасываться сзади.
В стране Linux довольно много инструментов для проверки оборудования.
Некоторые производители предлагают собственные инструменты для тестирования оборудования и системы; например, Lenovo ThinkPads поставляются
со средствами комплексного тестирования, проверяющими все компоненты
системы.
GtkStressTesting (https://oreil.ly/7gEST) — отличная утилита для стресс-тести
рования процессора, памяти и других компонентов. Она сообщает подробную
информацию о материнской плате. Следуйте инструкциям в руководстве по
установке, чтобы установить ее в свою систему. В нее входят мониторы, аналогичные lm-sensors.
Единственная функция, которой нет в данной утилите, — мониторинг ввода/
вывода, необходимый для выявления узких мест в производительности. Для
этой цели используйте утилиту iotop, сообщающую информацию о производительности диска в интерфейсе, напоминающем интерфейс top.
Комментарий
Иногда сложно отличить программные проблемы от аппаратных. Будьте последовательны и внимательны, поскольку спешка обычно приводит к лишним
тратам времени. Используйте доступные справочники для вашего дистрибутива
Linux, так как каждый дистрибутив имеет специфические проблемы. Всегда
читайте примечания к выпуску.
566 Глава 20. Устранение неполадок на компьютере с Linux
Дополнительная информация
man 8 iotop
GtkStressTesting (https://oreil.ly/7gEST).
Документация с описанием аппаратных компонентов.
Документация для дистрибутива Linux, форумы, вики-страницы и примечания к выпуску.
Глава 10.
Рецепт 20.6.
ГЛАВА 21
Устранение неполадок
с сетью
Выявление проблем с сетью почти ничем не отличается от выявления любых
других проблем. Вы должны знать параметры настройки своей сети, уметь
использовать основные инструменты, проявлять терпение и действовать последовательно и неторопливо.
В этой главе вы узнаете, как использовать ping, FPing, Nmap, httping, arping и mtr
для проверки подключения, получения карты сети, поиска несанкционированных служб, тестирования производительности сайтов, поиска повторяющихся
IP-адресов и маршрутов с низкой пропускной способностью.
Диагностическое оборудование
Если вы застряли перед несколькими неподписанными кабелями с разъемами
для подключения к сети Ethernet или к телефонной проводке, то попробуйте
протестировать их с помощью тонального пробника. В продаже можно найти
множество моделей таких пробников стоимостью меньше 100 долларов. Они
состоят из двух частей: тонального генератора и приемника. Два человека, расположившись на разных концах, могут быстро с его помощью выяснить, какой
кабель куда идет. Найдя оба конца одного кабеля, подпишите их и двигайтесь
дальше. То же самое можно сделать в одиночку, но вдвоем работа пойдет намного быстрее.
Для решения многих задач можно использовать мультиметры, например для
обнаружения коротких замыканий и разрывов, проверки целостности и затухания, определения правильности подключения проводов, проверки электрических розеток и блоков питания компьютеров, а также материнских плат.
568 Глава 21. Устранение неполадок с сетью
Adafruit (https://adafruit.com) — отличный сайт, на котором можно найти подробные
руководства по использованию мультиметра и обучению электронике.
По возможности имейте под рукой некоторые запасные части. Иногда бывает
быстрее заменить сетевой интерфейс, кабель или коммутатор, чтобы искать
неисправность.
21.1. Проверка соединения с помощью утилиты ping
Задача
Некоторые службы или хосты в вашей сети недоступны или работают с перебоями. Требуется выяснить, в чем кроется проблема: в оборудовании, службе
имен, маршрутизации или в чем-то еще.
Решение
Разбираясь с сетевыми проблемами, начинайте с самого близкого и затем последовательно отходите все дальше и дальше. Имеется в виду и физическое
расстояние, и количество маршрутизаторов, которые необходимо пересечь на
пути к службе. Начните со своего сегмента локальной сети. Затем переходите
к следующему (если у вас их несколько), отделяемому одним маршрутизатором.
Затем к следующему, отделяемому двумя маршрутизаторами, и т. д.
Для начала попробуйте старую добрую утилиту ping, чтобы проверить соединение. Сначала выполните команду ping localhost:
$ ping localhost
PING localhost (127.0.0.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from localhost (127.0.0.1): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.065 ms
64 bytes from localhost (127.0.0.1): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.035 ms
Остановите команду ping, нажав Ctrl+C. Проверка localhost позволяет убедиться,
что сетевой интерфейс включен и работает. Если появится сообщение connect:
Network is unreachable (подключение: Сеть недоступна), значит, проблема в вашем
сетевом интерфейсе. Держите под рукой несколько запасных сетевых USBинтерфейсов, чтобы быстро оценить исправность интерфейса.
Убедившись в исправности сетевого интерфейса, выполните команду ping,
указав имя своего хоста, чтобы проверить разрешение имен, также добавьте
параметр, ограничивающий количество посылаемых эхо-запросов:
21.1. Проверка соединения с помощью утилиты ping 569
$ ping -c 3 client4
PING client4 (192.168.1.97) 56(84) bytes of data.
64 bytes from client4 (192.168.1.97): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.087 ms
64 bytes from client4 (192.168.1.97): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.059 ms
64 bytes from client4 (192.168.1.97): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.061 ms
--- client4 ping statistics --3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2046ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.059/0.069/0.087/0.012 ms
Если возвращается правильный IP-адрес, значит, разрешение имен настроено
верно. Если возвращается локальный адрес, например 127.0.1.1, или сообщение
Name or service not known (Имя или служба неизвестны), значит, с вашей конфигурацией DNS что-то не так.
Решив проблему с локальным разрешением имен, проверьте связь с одним из
хостов в вашей сети, выполнив команду ping с его именем. Если она завершится
с сообщением Destination host unreachable (Хост назначения недоступен), то попробуйте выполнить ее с его IP-адресом. Если данная команда выполнится
успешно, то проверьте свою службу DNS. Если потерпит неудачу с тем же сообщением, то это означает, что имя хоста и его адрес неверны или хост просто
выключен.
Если вы не можете получить доступ к каким-то внешним IP-адресам, то ваш
сетевой интерфейс, вероятно, исправен и проблема кроется где-то в сети: в кабеле Ethernet, в точке беспроводного доступа или в коммутаторе. Сообщение
Network is unreachable (Сеть недоступна) означает, что ваш компьютер не подключен к сети.
Выясняя источник периодических неполадок, запустите команду ping на некоторое продолжительное время, например, настройте отправку 500 эхо-запросов
с интервалом 2 секунды, чтобы не перегружать хост или свою сеть, и выведите
результаты в текстовый файл. Следующая команда будет добавлять новую информацию в конец файла, благодаря чему вы сможете ее останавливать и перезапускать без потери предыдущих результатов:
$ ping -c 500 -i 2 server2 >> server2-ping.txt
Или используйте tee , чтобы выводить результаты одновременно на экран
и в файл:
$ ping -c 500 -i 2 server2 | tee server2-ping.txt
На хосте, подключенном к нескольким сетям, примените команду ping -i имяинтерфейса, чтобы явно указать, какой интерфейс использовать.
570 Глава 21. Устранение неполадок с сетью
Комментарий
Не блокируйте ICMP-сообщения echo-request, echo-reply, time-exceeded и desti
nation-unreachable. Некоторые администраторы блокируют все ICMP-сообщения
в своих брандмауэрах и таким образом поступают ошибочно, поскольку для
правильной работы многих сетевых функций требуется беспрепятственное
прохождение хотя бы этих четырех сообщений.
Команда ping может издавать короткие звуковые сигналы, если передать ей
параметр -a (audible — «со звуком»), хотя, вероятно, придется немного пово
зиться, чтобы настроить звук. Раньше в ПК имелись динамики, подключенные
непосредственно к материнской плате, и модуль ядра, управляющий данным
динамиком, автоматически загружался при загрузке системы. Возможно, вам
знаком раздражающий звук, который издает этот динамик, и, может быть, вы
даже пытались заставить его воспроизводить музыку.
В настоящее время динамики исчезли из корпусов ПК, и в ноутбуки больше
не встраивают пищалки, подключенные к материнской плате. Но большинство
материнских плат для ПК по-прежнему их поддерживают, а современная пищалка
имеет очень маленький размер (рис. 21.1). Возможно, вам придется ее купить.
Рис. 21.1. Пищалка для материнской платы компьютера
Подключив пищалку, загрузите модуль ядра pcspkr, затем убедитесь, что он
загрузился:
$ sudo modprobe pcspkr
$ lsmod|grep pcspkr
pcspkr
16384
0
А теперь попробуйте извлечь из него звук. Перейдите в обычную консоль, нажав
комбинацию Ctrl+Alt+F2, или запустите X-терминал и введите команду echo для
21.2. Профилирование сети с помощью команды fping и nmap 571
воспроизведения ASCII-символа звонка. Все следующие примеры суть одно
и то же, просто разные формы представления ASCII-символа с кодом 7:
$ echo -e "\a"
$ tput bel
$ echo -e '\007'
Можно просто нажать комбинацию Ctrl+G.
Если в графическом терминале не получилось извлечь звук, то проверьте его
настройки и включите звуки. И xfce4-terminal, и gnome-terminal — оба воспроизводят звук при выводе ASCII-символа с кодом 7. Konsole поддерживает возможность использования выбранных вами звуковых файлов для уведомлений,
но не поддерживает вывод звука на пищалку.
Дополнительная информация
man 8 ping
Список параметров ICMP, утвержденный организацией IANA ( https://
oreil.ly/pWYWE).
21.2. Профилирование сети
с помощью команды fping и nmap
Задача
Создать список всех хостов и их IP-адресов, находящихся в вашей сети, а также
проверить MAC-адреса и открытые порты.
Решение
Используйте команду fping и nmap для сканирования локальной сети и запишите результаты.
Команда fping последовательно проверяет все адреса в заданном диапазоне.
В следующем примере она исследует подсеть, сообщает, какие узлы активны,
запрашивает имена узлов в DNS и выводит сводку:
$ fping -c1
client1.net
server2.net
client4.net
572 Глава 21. Устранение неполадок с сетью
254
3
251
0
targets
alive
unreachable
unknown addresses
251 timeouts (waiting for response)
0.03 ms (min round trip time)
2.83 ms (avg round trip time)
5.34 ms (max round trip time)
3.575 sec (elapsed real time)
Чтобы увидеть полный вывод, опустите часть 2>1 | egrep -v "ICMP|xmt" команды.
Выключенные компьютеры не будут обнаружены, поэтому, чтобы составить
максимально полный список, может понадобиться запустить приведенную команду несколько раз. Часть >> fping.txt добавляет новые результаты в конец
при каждом запуске.
Следующий пример с nmap решает аналогичную задачу, но производит менее
подробный вывод:
$ sudo nmap -sn 192.168.1.0/24 > nmap.txt
Starting Nmap 7.70 ( https://nmap.org ) at 2021-03-31 18:30 PDT
Nmap scan report for client1.net (192.168.1.15)
Host is up (0.0052s latency).
MAC Address: 44:A5:6E:D7:8F:B9 (Unknown)
Nmap scan report for BRW7440BBC7CA75.net (192.168.1.39)
Host is up (1.0s latency).
MAC Address: 74:40:BB:C7:CA:75 (Unknown)
Nmap scan report for client4.net (192.168.1.97)
Host is up (0.47s latency).
MAC Address: 9C:EF:D5:FE:8F:20 (Panda Wireless)
Nmap scan report for server2.net (192.168.1.91)
Host is up.
Nmap done: 256 IP addresses (6 hosts up) scanned in 15.19 seconds
Информация представлена в довольно удобочитаемом виде, и все же не помешало бы добавить пустые строки перед каждым хостом и сохранить результат
в другом файле:
$ awk '/Nmap/{print ""}1' nmap.txt > nmap2.txt
Теперь благодаря группировке результаты выглядят намного лучше:
Nmap scan report for client1.net (192.168.1.15)
Host is up (0.0052s latency).
MAC Address: 44:A5:6E:D7:8F:B9 (Unknown)
Nmap scan report for BRW7440BBC7CA75.net (192.168.1.39)
Host is up (1.0s latency).
MAC Address: 74:40:BB:C7:CA:75 (Unknown)
21.2. Профилирование сети с помощью команды fping и nmap 573
Nmap scan report for client4.net (192.168.1.97)
Host is up (0.47s latency).
MAC Address: 9C:EF:D5:FE:8F:20 (Panda Wireless)
Nmap scan report for server2.net (192.168.1.91)
Host is up.
Nmap done: 256 IP addresses (6 hosts up) scanned in 15.19 seconds
Следующий пример показывает, как проверить наличие открытых портов на
хостах в вашей сети:
$ sudo nmap -sS 192.168.1.*
Starting Nmap 7.70 ( https://nmap.org ) at 2021-03-31 19:36 PDT
Nmap scan report for client2.net (192.168.1.15)
Host is up (0.027s latency).
Not shown: 997 closed ports
PORT
STATE
SERVICE
53/tcp
open
domain
80/tcp
open
http
MAC Address: 44:A5:6E:D7:8F:B9 (Unknown)
Nmap scan report for 192.168.1.39
Host is up (0.074s latency).
Not shown: 994 closed ports
PORT
STATE SERVICE
25/tcp
open smtp
80/tcp
open http
443/tcp open https
515/tcp open printer
631/tcp open ipp
9100/tcp open jetdirect
MAC Address: 74:40:BB:C7:CA:75 (Unknown)
[...]
На client2.net действуют веб-сервер и сервер DNS. Подобное сканирование
можно выполнить извне вашего брандмауэра, чтобы увидеть, доступны ли эти
серверы из-за пределов вашей сети.
Обратите внимание на вторую запись — это сетевой принтер, на котором запущено сразу несколько служб. В документации к принтеру говорится, что у каждой
из них есть своя цель. Принтер поддерживает удаленное администрирование
через веб-панель управления, поэтому при необходимости их можно отключить.
Собрать список хостов и их IP-адресов можно следующим образом:
$ nmap -sn 192.168.43.0/24 | grep 'Nmap scan report for' |cut -d' ' -f5,6
server2 (192.168.43.15)
dns-server (192.168.43.74)
client4 (192.168.43.14)
574 Глава 21. Устранение неполадок с сетью
Комментарий
nmap поддерживает большое количество параметров для настройки сканирования сетей. Не сканируйте чужие сети без разрешения, поскольку это может
быть расценено как акт поиска уязвимостей.
Сканирование портов занимает некоторое время, но его рекомендуется делать регулярно, чтобы видеть, что происходит в сети. Главное правило соблюдения безопасности — запускать только необходимые службы и отключать все остальное.
Дополнительная информация
man 1 nmap
https://nmap.org.
man 8 fping
https://fping.org.
21.3. Поиск повторяющихся IP-адресов
с помощью утилиты arping
Задача
Определить наличие в сети повторяющихся IP-адресов.
Решение
Ниже представлен пример поиска адреса 192.168.1.91 и отправки по этому
адресу четырех эхо-запросов:
$ sudo arping -I wlan2 -c 4 192.168.1.91
ARPING 192.168.1.91
42 bytes from 9c:ef:d5:fe:01:7c (192.168.1.91):
42 bytes from 9c:ef:d5:fe:01:7c (192.168.1.91):
42 bytes from 9c:ef:d5:fe:01:7c (192.168.1.91):
42 bytes from 9c:ef:d5:fe:01:7c (192.168.1.91):
Все MAC-адреса одинаковые, поэтому можно сказать, что в данный момент
в сети присутствует только один хост с указанным IP-адресом. А вот пример,
когда утилита arping обнаружила повторяющийся IP-адрес:
21.3. Поиск повторяющихся IP-адресов с помощью утилиты arping 575
$ sudo arping -I wlan2 -c 4 192.168.1.91
ARPING 192.168.1.91
42 bytes from 9c:ef:d5:fe:01:7c (192.168.1.91):
42 bytes from 2F:EF:D5:FE:8F:20 (192.168.1.91):
42 bytes from 9c:ef:d5:fe:01:7c (192.168.1.91):
42 bytes from 2F:EF:D5:FE:8F:20 (192.168.1.91):
[...]
С помощью nmap можно идентифицировать две машины, использующие один
и тот же IP-адрес:
$ nmap -sn 192.168.43.0/24 | grep 'Nmap scan report for' |cut -d' ' -f5,6
Комментарий
Протокол разрешения адресов (Address Resolution Protocol), arp, сопоставляет
IP-адреса с MAC-адресами.
Использование DHCP для динамического назначения IP-адресов делает риск
появления хостов с одинаковыми IP-адресами меньше, чем при назначении
статических IP-адресов вручную. Впрочем, DHCP позволяет также назначать
статические адреса, как рассказывалось в главе 16.
Утилита arping помогает увидеть, активен ли хост, когда ping его не находит. Некоторым нравится блокировать ICMP-пакеты, что не очень хорошо, поскольку
протокол играет важную роль в работе сети. Утилиту нельзя заблокировать,
не отключив возможность сетевых хостов взаимодействовать друг с другом.
Протокол разрешения адресов arp поддерживает таблицу MAC-адресов. Когда
сетевой хост отправляет пакет другому хосту, arp сопоставляет IP-адрес с MACадресом, после чего производится доставка пакета.
Увидеть, как это выглядит, когда arp проверяет сеть, чтобы обновить таблицу
адресов, можно с помощью сниффера (перехватчика) пакетов, такого как tcpdump:
$ sudo tcpdump -pi eth1 arp
listening on eth1, link-type EN1000MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
21:19:36.921293 ARP, Request who-has client4.net tell m1login.net, length 28
21:19:36.921309 ARP, Reply client4.net is-at 9c:ef:d5:fe:8f:20
Дополнительная информация
Глава 16.
man 8 arping
576 Глава 21. Устранение неполадок с сетью
21.4. Проверка пропускной
способности и задержки HTTP-сервера
с помощью утилиты httping
Задача
Протестировать свой сайт, чтобы убедиться, что его страницы загружаются за
разумный интервал времени.
Решение
Утилита httping измеряет пропускную способность и задержку ответа HTTPсервера. Ниже представлен простейший пример оценки задержки:
$ httping -c4 -l -g www.oreilly.com
PING www.oreilly.com:443 (/):
connected to 184.86.29.153:443 (453 bytes), seq=0
connected to 184.86.29.153:443 (453 bytes), seq=1
connected to 184.86.29.153:443 (452 bytes), seq=2
connected to 184.86.29.153:443 (453 bytes), seq=3
--- https://www.oreilly.com/ ping statistics --4 connects, 4 ok, 0.00% failed, time 6179ms
round-trip min/avg/max = 292.2/544.4/726.3 ms
time=292.25
time=726.35
time=629.11
time=529.95
ms
ms
ms
ms
Это не оценка длительности загрузки страниц, а всего лишь оценка времени
в миллисекундах, необходимого серверу, чтобы ответить на запрос HEAD,
который выбирает только заголовки страниц без содержимого. Запрос GET (-G)
извлекает всю страницу:
$ httping -c4 -l -Gg www.oreilly.com
PING www.oreilly.com:443 (/):
connected to 104.112.183.230:443 (453 bytes), seq=0
connected to 104.112.183.230:443 (453 bytes), seq=1
connected to 104.112.183.230:443 (453 bytes), seq=2
connected to 104.112.183.230:443 (453 bytes), seq=3
--- https://www.oreilly.com/ ping statistics --4 connects, 4 ok, 0.00% failed, time 7733ms
round-trip min/avg/max = 433.1/932.9/2125.7 ms
time=2125.72 ms
time=701.94 ms
time=470.66 ms
time=433.11 ms
Добавьте параметр -r, чтобы минимизировать задержки DNS и выполнять разрешение имени хоста только один раз:
$ httping -c4 -l -rGg www.oreilly.com
PING www.oreilly.com:443 (/):
21.4. Проверка пропускной способности и задержки HTTP-сервера с помощью утилиты httping 577
connected to 23.10.2.218:443 (452 bytes), seq=0 time=961.29 ms
connected to 23.10.2.218:443 (452 bytes), seq=1 time=1091.16 ms
connected to 23.10.2.218:443 (452 bytes), seq=2 time=925.46 ms
connected to 23.10.2.218:443 (452 bytes), seq=3 time=913.26 ms
--- https://www.oreilly.com/ ping statistics --4 connects, 4 ok, 0.00% failed, time 7894ms
round-trip min/avg/max = 913.3/972.8/1091.2 ms
Если минимизация задержек DNS дает существенное улучшение, то это явный
сигнал о том, что вам следует обратить внимание на свои серверы имен.
Проверьте альтернативный порт, такой как 8080, добавив его в URL:
$ httping -c4 -l -rGg www.oreilly.com:8080
Используйте параметр -s для вывода возвращаемых кодов состояния, таких как
200 OK, которые сообщают об успешной загрузке страницы:
$ httping -c4 -l -srGg www.oreilly.com
PING www.oreilly.com:443 (/):
connected to 23.10.2.218:443 (452 bytes), seq=0 time=920.88 ms 200 OK
connected to 23.10.2.218:443 (452 bytes), seq=1 time=857.60 ms 200 OK
connected to 23.10.2.218:443 (452 bytes), seq=2 time=1246.69 ms 200 OK
connected to 23.10.2.218:443 (452 bytes), seq=3 time=1134.91 ms 200 OK
--- https://www.oreilly.com/ ping statistics --4 connects, 4 ok, 0.00% failed, time 8249ms
round-trip min/avg/max = 857.6/1040.0/1246.7 ms
Комментарий
Выполните тестирование несколько раз в разное время дня, чтобы собрать
данные, отражающие общую картину, наблюдаемую вашими пользователями.
Утилита httping не является сверхсложным инструментом тестирования, способным углубиться в недра вашего сайта в поисках узких мест, — это простое
и быстрое средство, которое поможет получить представление об общей производительности вашего сайта и подскажет, стоит ли тратить время на выявление
проблемы с производительностью.
Дополнительная информация
Коды состояния HTTP (https://oreil.ly/pMvFV).
man 1 httping
httping (https://oreil.ly/2ts3n).
578 Глава 21. Устранение неполадок с сетью
21.5. Поиск проблемных маршрутизаторов
с помощью утилиты mtr
Задача
Получить доступ к сайту, который работает очень медленно или недостижим.
Решение
Используйте mtr (my traceroute — «мой трассировщик маршрутов»), чтобы узнать,
где пропадают ваши сетевые пакеты. Эта утилита лучше работает в сетях, контролируемых вами, поскольку Интернет обширен и маршруты в нем непостоянны.
Но если у вас возникнут проблемы с доступом к сайту, она поможет получить
полезную информацию.
Посмотрим, какой из путей приведет нас к carlaschroder.com:
$ mtr -wo LSRABW carlaschroder.com
Start: 2021-03-31T09:54:17-0700
HOST: client4
Loss%
Snt
Rcv
Avg Best Wrst
1.|-- m1login.net
0.0%
10
10 55.5
1.2 199.6
2.|-- 172.26.96.169
0.0%
10
10 92.3 29.0 243.6
3.|-- 172.18.84.60
0.0%
10
10 84.5 29.3 220.3
4.|-- 12.249.2.25
0.0%
10
10 80.7 36.4 215.5
5.|-- 12.122.146.97
0.0%
10
10 65.6 34.8 156.6
6.|-- 12.122.111.33
0.0%
10
10 49.3 35.5 97.6
7.|-- cr2.st6wa.ip.att.net
0.0%
10
10 46.7 35.9 64.0
8.|-- 12.122.111.109
0.0%
10
10 57.9 31.4 215.4
9.|-- 12.122.111.81
0.0%
10
10 72.3 27.6 231.4
10.|-- 12.249.133.242
0.0%
10
10 101.2 31.7 263.1
11.|-- ae6.cbs01.wb01.sea02.networklayer.com 0.0%
10
10 93.7 31.6 202.7
12.|-- fc.11.6132.ip4.static.sl-reverse.com
0.0%
10
10 106.0 86.1 171.2
13.|-- ae1.cbs02.eq01.dal03.networklayer.com 60.0%
10
4 102.0 86.5 115.8
14.|-- ae0.dar01.dal13.networklayer.com
0.0%
10
10 103.7 80.3 230.8
15.|-- 85.76.30a9.ip4.static.sl-reverse.com
0.0%
10
10 114.8 82.8 305.7
16.|-- a1.76.30a9.ip4.static.sl-reverse.com
0.0%
10
10 122.7 83.7 278.4
17.|-- hs17.name.tools
0.0%
10
10 145.9 74.9 277.2
m1login.net — это маршрутизатор шлюза моей сети. За ним находится весь
остальной Интернет. Переход под номером 13, скорее всего, является узким
местом, поскольку в нем теряется 60 % пакетов. Он может быть частью кластера
балансировки нагрузки; на такую мысль наталкивают одинаковые доменные имена переходов 11 и 14. Если это часть кластера, то потеря пакетов несущественна.
Попробуем отправить эхо-запрос последнему переходу — hs17.name.tools. Как
показывает следующий пример, никаких проблем не возникает:
21.5. Поиск проблемных маршрутизаторов с помощью утилиты mtr 579
$ ping -c 3 hs17.name.tools
PING hs17.name.tools (169.61.1.230) 56(84) bytes of data.
64 bytes from hs17.name.tools (169.61.1.230): icmp_seq=1 ttl=46 time=319 ms
64 bytes from hs17.name.tools (169.61.1.230): icmp_seq=2 ttl=46 time=168 ms
64 bytes from hs17.name.tools (169.61.1.230): icmp_seq=3 ttl=46 time=166 ms
[...]
Если mtr обнаружит проблему, то используйте whois для поиска владельца домена и его контактной информации:
$ whois -H networklayer.com
whois также работает с IP-адресами. Параметр -H отключает вывод надоедливых
юридических предупреждений.
Сохраните вывод mtr в файл с датой и временем в конце каждой записи:
$ mtr -r -c25 oreilly.com >> mtr.txt && date >> mtr.txt
Организуйте сбор данных с течением времени, создав задание cron (см. рецепт 3.7), которое запускает предыдущую команду mtr раз в час, и пусть это
задание поработает день-другой. И не забудьте отключить его!
Комментарий
mtr -wo LSRABW ограничивает количество столбцов, чтобы данные лучше помещались на этой странице. mtr -w — это широкий формат вывода для отчетов.
Сохраните полученные данные на случай, если вам захочется сообщить о проблеме; в выводе whois описывается, как найти того, к кому можно обратиться.
mtr генерирует довольнообъемный трафик, поэтому не запускайте ее слишком
часто.
Дополнительная информация
man 8 mtr
ПРИЛОЖЕНИЕ
Шпаргалки по управлению
программным обеспечением
Программное обеспечение для Linux распространяется в пакетах. Они содержат
все файлы, принадлежащие определенному приложению, например браузеру,
текстовому процессору или игре. В системах Linux широко распространены
разделяемые библиотеки, которые совместно используются несколькими приложениями. Большинство пакетов в Linux не являются полностью самодостаточными и зависят от разделяемых файлов.
В роли диспетчера ПО в большинстве дистрибутивов Linux используется
утилита GNOME-Software (Программное обеспечение Gnome), или просто
Software (рис. П.1). Она имеет хорошо организованный графический интерфейс
с категориями и богатыми возможностями поиска.
Рис. П.1. GNOME-Software
Команды управления пакетами 581
Команды управления пакетами
В любом дистрибутиве Linux есть три типа команд управления программным
обеспечением.
Диспетчер пакетов, который управляет только отдельными пакетами. В Fedora
и openSUSE используется диспетчер пакетов rpm, в Ubuntu — dpkg.
Диспетчер пакетов с поддержкой разрешения зависимостей. В Fedora используется dnf, в openSUSE — zypper, а в Ubuntu — apt. Диспетчеры пакетов
с поддержкой разрешения зависимостей обеспечивают автоматическую
установку любых зависимостей для конкретного пакета. Например, текстовый редактор gedit имеет длинный список зависимостей, как показано
в следующем примере для apt:
$ apt depends gedit
gedit
Depends: gedit-common (= 3.36)
Depends: gir1.2-glib-2.0
Depends: gir1.2-gtk-3.0 (>= 3.21.3)
Depends: gir1.2-gtksource-4
Depends: gir1.2-pango-1.0
Depends: gir1.2-peas-1.0
Depends: gsettings-desktop-schemas
Depends: iso-codes
[...]
Управлять зависимостями вручную сложно; диспетчеры пакетов с поддержкой разрешения зависимостей многократно упрощают жизнь пользователям
Linux.
Команды для управления группами взаимосвязанных пакетов, такими
как графическая среда рабочего стола, звук и видео или серверные стеки.
В openSUSE подобные группы называются шаблонами, в Fedora — группами
пакетов, в Ubuntu — задачами. В следующем примере показаны некоторые
шаблоны openSUSE:
$ zypper search --type pattern
S | Name
| Summary
| Type
---+----------------------+--------------------------------+-[...]
| mail_server
| Mail and News Server
| pattern
| mate
| MATE Desktop Environment
| pattern
i+ | multimedia
| Multimedia
| pattern
| network_admin
| Network Administration
| pattern
| non_oss
| Misc. Proprietary Packages
| pattern
| office
| Office Software
| pattern
| print_server
| Print Server
| pattern
[...]
582 Приложение. Шпаргалки по управлению программным обеспечением
Пакеты программного обеспечения распространяются через репозитории —
общедоступные серверы, откуда все мы скачиваем пакеты. Вы можете посетить
их при желании:
репозитории Fedora (https://oreil.ly/nLDaM);
репозитории openSUSE (https://oreil.ly/H8clz);
поиск пакетов для Ubuntu (https://oreil.ly/BZw5d).
У каждого дистрибутива Linux есть свои официальные репозитории, а также
множество сторонних репозиториев. В этом приложении описаны основные
команды для управления программным обеспечением и репозиториями в системе Linux.
Управление программным обеспечением в Ubuntu
В этой книге Ubuntu Linux представляет целое семейство дистрибутивов на
основе Debian. Сначала был Debian, затем появились сотни производных от
него. Основные наследники Debian используют одну и ту же систему управления пакетами, и команды, описываемые в данном приложении, должны во всех
них работать одинаково.
В этом приложении представлены три команды управления программным обеспечением: dpkg, apt и tasksel.
Использование add-apt для подключения и отключения
репозиториев
При подключении репозитория с программным обеспечением вам понадобится
указать кодовое название вашей версии Ubuntu. Узнать его можно с помощью
следующей команды:
$ lsb_release -sc
focal
Вам нужно задать точный URL репозитория, предоставленный теми, кто поддерживает репозиторий:
$ sudo add-apt-repository "deb http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ focal \
universe multiverse"
Управление программным обеспечением в Ubuntu 583
Отключить репозиторий можно так:
$ sudo add-apt-repository -r "deb http://us.archive.ubuntu.com/ubuntu/ focal \
universe multiverse"
После подключения или отключения репозитория не забудьте обновить кэш
пакетов:
$ sudo apt update
Выполняйте эту команду регулярно для скачивания обновлений из репозитория. Затем установите обновления:
$ sudo apt upgrade
Установка, удаление
и исследование содержимого пакетов
с помощью dpkg
Как рассказывалось в разделе «Команды управления пакетами» на с. 581,
утилита dpkg оперирует отдельными пакетами и не поддерживает разрешение
зависимостей.
Установка пакета:
$ sudo dpkg -i имя_пакета
Использование tasksel
tasksel управляет задачами, то есть группами пакетов.
Список доступных задач:
$ tasksel --list-tasks
Установка задачи:
$ sudo tasksel install имя_задачи
Удаление задачи:
$ sudo tasksel remove имя_задачи
Управление программным обеспечением в Fedora 585
Управление программным обеспечением в Fedora
В этой книге Fedora Linux представляет семейство дистрибутивов, основанных
на Red Hat Linux. Red Hat, CentOS, Scientific Linux, Oracle Linux и многие другие
используют одну и ту же систему управления пакетами, и команды, описываемые
в данном приложении, должны во всех них работать одинаково.
В этом приложении представлены две команды управления программным обеспечением: rpm и dnf.
Управление репозиториями с помощью команды dnf
Список всех подключенных репозиториев, активных и неактивных:
$ dnf repolist --all
Список активных репозиториев:
$ dnf repolist --enabled
Вывод подробной информации о репозиториях:
$ dnf repolist --enabled
Управление программным обеспечением
с помощью команды dnf
Поиск пакета:
$ dnf search имя_пакета
Установка пакета:
$ sudo dnf install имя_пакета
586 Приложение. Шпаргалки по управлению программным обеспечением
Удаление пакета:
$ sudo dnf remove имя_пакета
Получение информации о пакете:
$ dnf info имя_пакета
Установка обновлений:
$ sudo dnf upgrade
Получение списка групп пакетов:
$ dnf grouplist
Установка группы пакетов:
$ sudo dnf groupinstall "имя_группы"
Удаление группы пакетов:
$ sudo dnf groupremove "имя_группы"
Установка и удаление пакетов с помощью команды rpm
Установка пакета:
$ sudo rpm -i имя_пакета
Обновление пакета:
$ sudo rpm -U имя_пакета
Удаление пакета:
$ sudo rpm -e имя_пакета
Получение информации о пакетах с помощью команды rpm
Список всех файлов в установленном rpm-пакете:
$ rpm -ql имя_пакета
Вывод полной информации об установленном пакете:
$ rpm -qi имя_пакета
Просмотр журнала изменений для пакета:
$ rpm -q --changes имя_пакета
Управление программным обеспечением в openSUSE 587
Управление программным обеспечением
в openSUSE
В openSUSE используются пакеты в формате RPM, как в Fedora, но управление
зависимостями осуществляется с помощью другого диспетчера — zypper.
Управление репозиториями с помощью zypper
Список всех подключенных репозиториев:
$ zypper repos
Список всех подключенных репозиториев с их адресами URL:
$ zypper repos -d
Скачивание обновлений из репозиториев:
$ sudo zypper refresh
Управление программным обеспечением
с помощью диспетчера zypper
Обновление системы (предварительно выполните команду sudo zypper refresh):
$ sudo zypper update
588 Приложение. Шпаргалки по управлению программным обеспечением
Поиск пакета (точный):
$ zypper search -x имя_пакета
Установка пакета:
$ sudo zypper install имя_пакета
Удаление пакета:
$ sudo zypper remove имя_пакета
Список всех шаблонов:
$ sudo zypper -t patterns
Установка шаблона:
$ sudo zypper -t pattern имя_шаблона
Об авторе
Карла Шрёдер (Carla Schroder) впервые села за компьютер в середине 1990-х го
дов. За годы, прошедшие с той поры, она работала системным и сетевым
администратором в смешанных сетях Linux/Microsoft/Apple, журналистом
и техническим писателем. Карла написала более 1000 руководств по Linux для
различных изданий и в настоящее время пишет и поддерживает руководства для
компании, производящей программное обеспечение для Linux корпоративного
уровня. Она является автором книг Linux Cookbook (O’Reilly), Linux Networking
Cookbook (O’Reilly) и The Book of Audacity (No Starch Press).
Об обложке
На обложке книги изображен рябчик (Tetrastes bonasia). Эта оседлая птица,
которую иногда называют орешниковой курицей, является одним из самых
мелких представителей тетеревиных. Ее можно встретить в густых лесах на
большей части Восточной Европы и Северной Азии.
Эта пернатая дичь имеет пестрое оперение, более серое в нижней части и более
коричневое на крыльях и спине. Самцы рябчиков имеют на голове хорошо выраженный хохолок и черное оперение на горле с белой каймой. Самки имеют
более короткий хохолок и коричневое оперение на горле. Основу рациона
рябчика составляет растительная пища, но в период размножения в пищу
употребляются также насекомые. Самки высиживают яйца и самостоятельно
ухаживают за птенцами.
В настоящее время рябчику присвоен природоохранный статус «вызывающий
наименьшее беспокойство», но многие животные, изображаемые на обложках
книг издательства O’Reilly, находятся под угрозой исчезновения; они все важны
для нашего мира.
Иллюстрацию для обложки нарисовала Карен Монтгомери (Karen Montgomery)
на основе черно-белой гравюры из энциклопедии Meyers Kleines Lexicon.
Карла Шрёдер
Linux. Книга рецептов
2-е издание
Перевел с английского А. Киселев
Руководитель дивизиона
Руководитель проекта
Ведущий редактор
Литературные редакторы
Художественный редактор
Корректор
Верстка
Ю. Сергиенко
А. Питиримов
Н. Гринчик
Н. Рощина, Н. Хлебина
В. Мостипан
Е. Павлович
Г. Блинов
Изготовлено в России. Изготовитель: ООО «Прогресс книга».
Место нахождения и фактический адрес: 194044, Россия, г. Санкт-Петербург,
Б. Сампсониевский пр., д. 29А, пом. 52. Тел.: +78127037373.
Дата изготовления: 04.2022. Наименование: книжная продукция. Срок годности: не ограничен.
Налоговая льгота — общероссийский классификатор продукции ОК 034-2014, 58.11.12 — Книги печатные
профессиональные, технические и научные.
Импортер в Беларусь: ООО «ПИТЕР М», 220020, РБ, г. Минск, ул. Тимирязева, д. 121/3, к. 214, тел./факс: 208 80 01.
Подписано в печать 25.02.22. Формат 70×100/16. Бумага офсетная. Усл. п. л. 47,730. Тираж 1000. Заказ 0000.
Кристофер Негус
БИБЛИЯ LINUX
10-е издание
Полностью обновленное 10-е издание «Библии Linux» поможет
как начинающим, так и опытным пользователям приобрести
знания и навыки, которые выведут на новый уровень владения
Linux. Известный эксперт и автор бестселлеров Кристофер
Негус делает акцент на инструментах командной строки и новейших версиях Red Hat Enterprise Linux, Fedora и Ubuntu. Шаг
за шагом на подробных примерах и упражнениях вы досконально поймете операционную систему Linux и пустите знания
в дело. Кроме того, в 10-м издании содержатся материалы для
подготовки к экзаменам на различные сертификаты по Linux.
