1 Einleitung

21

1.1 Warum Linux?

24

1.1.1 Man muss kein Informatiker sein ...

24

1.1.2 ... aber es hilft

25

1.2 Grundbegriffe: Kernel, Distribution, Derivat

25

1.2.1 Bekannte Distributionen und Derivate

26

1.2.2 Arten von Distributionen

26

1.3 Die Entstehungsgeschichte von Linux

28

1.3.1 Die Entstehung von Unix

28

1.3.2 BSD wird ins Leben gerufen

30

1.3.3 Die Geburtsstunde von Linux

32

1.3.4 Die Kernelversionen

34

1.3.5 Stallman und das GNU-Projekt

36

1.3.6 Geschichte der Distributionen

38

1.4 Zusammenfassung

41

1.5 Aufgaben

42

2 So funktioniert Linux

43

2.1 Grundlagen

44

2.1.1 Prozessor

44

2.1.2 Speicher

46

2.1.3 Fairness und Schutz

50

2.1.4 Programmierung

52

2.1.5 Benutzung

60

2.2 Aufgaben eines Betriebssystems

61

2.2.1 Abstraktion

62

2.2.2 Virtualisierung

62

2.2.3 Ressourcenverwaltung

65

2.3 Prozesse, Tasks und Threads

66

2.3.1 Definitionen

67

2.3.2 Lebenszyklen eines Prozesses

73

2.3.3 Implementierung

81

2.4 Speichermanagement

85

2.4.1 Paging

86

2.4.2 Hardware

88

2.4.3 Organisation des Adressraums

91

2.5 Eingabe und Ausgabe

102

2.5.1 Hardware und Treiber

102

2.5.2 Interaktion mit Geräten

106

2.5.3 Ein-/Ausgabe für Benutzerprogramme

108

2.5.4 Dateisysteme

109

2.6 Zusammenfassung

111

2.7 Aufgaben

112

3 Erste Schritte

113

3.1 Die Unix-Philosophie

113

3.1.1 Kleine, spezialisierte Programme

114

3.1.2 Wenn du nichts zu sagen hast: Halt die Klappe

116

3.1.3 Die Shell

116

3.1.4 Administration

117

3.1.5 Netzwerktransparenz

117

3.2 Der erste Kontakt mit dem System

120

3.2.1 Booten

120

3.2.2 Login

122

3.2.3 Arbeiten am System

122

3.2.4 Die Linux-Verzeichnisstruktur

123

3.2.5 Das Rechtesystem

128

3.2.6 Herunterfahren

130

3.2.7 Wie Laufwerke bezeichnet werden

131

3.3 Bewegen in der Shell

133

3.3.1 Der Prompt

133

3.3.2 Absolute und relative Pfade

134

3.3.3 pwd

135

3.3.4 cd

135

3.4 Arbeiten mit Dateien

137

3.4.1 ls

137

3.4.2 more, less und most

138

3.4.3 Und Dateitypen?

139

3.5 Der Systemstatus

140

3.5.1 uname

140

3.5.2 uptime

141

3.5.3 date

141

3.6 Hilfe

142

3.6.1 Manpages

142

3.6.2 GNU info

144

3.6.3 Programmdokumentation

145

3.7 Zusammenfassung

145

3.8 Aufgaben

146

4 Grundlagen der Shell

147

4.1 Einführung und Überblick

147

4.1.1 Welche Shells gibt es?

148

4.1.2 Welche Shell für dieses Buch?

149

4.1.3 Die Shell als Programm

149

4.1.4 Der Prompt

150

4.1.5 Shellintern vs. Programm

152

4.1.6 Kommandos aneinanderreihen

153

4.1.7 Mehrzeilige Kommandos

155

4.2 Konsolen

155

4.3 screen

156

4.4 Besseres Arbeiten mit Verzeichnissen

158

4.4.1 Pfade

158

4.4.2 Und das Ganze mit Pfaden ...

160

4.5 Die elementaren Programme

161

4.5.1 echo und Kommandosubstitution

161

4.5.2 sleep

162

4.5.3 Erstellen eines Alias

162

4.5.4 cat

163

4.6 Programme für das Dateisystem

164

4.6.1 mkdir – Erstellen eines Verzeichnisses

164

4.6.2 rmdir – Löschen von Verzeichnissen

165

4.6.3 cp – Kopieren von Dateien

166

4.6.4 mv – Verschieben einer Datei

166

4.6.5 rm – Löschen von Dateien

167

4.6.6 head und tail

167

4.7 Ein- und Ausgabeumlenkung

168

4.7.1 Fehlerausgabe und Verknüpfung von Ausgaben

170

4.7.2 Anhängen von Ausgaben

170

4.7.3 Gruppierung der Umlenkung

171

4.8 Pipes

171

4.8.1 Beispiel: sort und uniq verbinden

172

4.8.2 Beispiel: Zeichen vertauschen

172

4.8.3 Um- und Weiterleiten mit tee

173

4.8.4 Named Pipes (FIFOs)

173

4.9 xargs

174

4.10 Zusammenfassung

175

4.11 Aufgaben

175

5 Prozesse in der Shell

177

5.1 Sessions und Prozessgruppen

177

5.2 Vorder- und Hintergrundprozesse

179

5.2.1 Prozessgruppen mit mehreren Prozessen

181

5.2.2 Wechseln zwischen Vorder- und Hintergrund

181

5.2.3 Jobs – behalten Sie sie im Auge

183

5.2.4 Hintergrundprozesse und Fehlermeldungen

184

5.2.5 Wann ist es denn endlich vorbei?

186

5.3 Das kill-Kommando und Signale

186

5.3.1 Welche Signale gibt es?

187

5.3.2 Beispiel: Anhalten und Fortsetzen eines Prozesses

188

5.4 Prozessadministration

190

5.4.1 Prozesspriorität

190

5.4.2 pstree

191

5.4.3 Prozesslistung mit Details via ps

193

5.4.4 top

196

5.4.5 Timing für Prozesse

198

5.5 Zusammenfassung

199

5.6 Aufgaben

199

6 Reguläre Ausdrücke

201

6.1 Grundlagen und Aufbau regulärer Ausdrücke

201

6.2 grep

203

6.2.1 Aufrufparameter für grep

205

6.2.2 grep -E und egrep

205

6.2.3 Exkurs: PDF-Files mit grep durchsuchen

206

6.3 awk

207

6.3.1 awk starten

207

6.3.2 Arbeitsweise von awk

208

6.3.3 Reguläre Ausdrücke in awk anwenden

209

6.3.4 Einfache Strings

209

6.3.5 Der Punkt-Operator

210

6.3.6 Der Plus-Operator

210

6.3.7 Die Zeichenvorgabe

210

6.3.8 Negierte Zeichenvorgabe

211

6.3.9 Zeilenanfang und -ende

211

6.3.10 awk – etwas detaillierter

212

6.3.11 Zusätzliche Parameter beim Aufruf

214

6.3.12 awk und Variablen

215

6.3.13 Rechenoperationen

216

6.3.14 Bedingte Anweisungen in awk

217

6.3.15 Funktionen in awk

221

6.3.16 Builtin-Funktionen

223

6.3.17 Arrays und String-Operationen

227

6.3.18 Was noch fehlt

228

6.4 sed

228

6.4.1 Erste Schritte

228

6.4.2 sed-Befehle

230

6.4.3 Nach Zeilen filtern

235

6.4.4 Wiederholungen in regulären Ausdrücken

236

6.5 Zusammenfassung

238

6.6 Aufgaben

238

7 Werkzeuge für die Konsole

239

7.1 touch – Zeitstempel von Dateien setzen

239

7.2 cut – Dateiinhalte abschneiden

240

7.3 paste – Dateien zusammenfügen

241

7.4 tac – Dateiinhalt umdrehen

242

7.5 column – Ausgaben tabellenartig formatieren

242

7.6 colrm – Spalten entfernen

243

7.7 nl – Zeilennummern für Dateien

245

7.8 wc – Zählen von Zeichen, Zeilen und Wörtern

245

7.9 od – Dateien zur Zahlenbasis x ausgeben

246

7.10 split – Dateien aufspalten

247

7.11 script – Terminal-Sessions aufzeichnen

248

7.12 bc – der Rechner für die Konsole

249

7.13 Der Midnight Commander

251

7.13.1 Bedienung

252

7.13.2 Verschiedene Ansichten

253

7.14 Zusammenfassung

254

7.15 Aufgaben

255

8 Eigene Shellskripte entwickeln

257

8.1 Grundlagen der Shellskript-Programmierung

257

8.1.1 Was genau ist ein Shellskript?

258

8.1.2 Das erste Shellskript

259

8.1.3 Kommentare

259

8.2 Variablen

260

8.2.1 Rechnen mit Variablen

262

8.2.2 Benutzereingaben für Variablen

264

8.3 Arrays

265

8.3.1 Neue Elemente hinzufügen

265

8.3.2 Array-Länge

265

8.4 Kommandosubstitution und Schreibweisen

265

8.5 Argumentübergabe

267

8.6 Funktionen

268

8.6.1 Eine simple Funktion

269

8.6.2 Funktionsparameter

270

8.6.3 Rückgabewerte

271

8.7 Bedingte Anweisungen

273

8.7.1 Vergleichen von Zahlen

274

8.7.2 Returncodes für Bedingungen nutzen

275

8.7.3 Case-Bedingungen

276

8.8 Schleifen

278

8.8.1 Die while-Schleife

278

8.8.2 Die for-Schleife

279

8.8.3 seq – Schleifen mit Aufzählungen

281

8.8.4 until

281

8.8.5 break – Schleifen abbrechen

282

8.9 Menüs bilden mit select

282

8.10 Temporäre Dateien

284

8.11 Syslog-Meldungen via Shell

286

8.12 Pausen in Shellskripte einbauen

286

8.13 Startskripte

287

8.14 Das Auge isst mit: der Schreibstil

288

8.15 Ein paar Tipps zum Schluss

289

8.16 Weitere Fähigkeiten der Shell

290

8.17 Zusammenfassung

291

8.18 Aufgaben

291

9 Der vi(m)-Editor

293

9.1 vi, vim, gvim und neovim

294

9.2 Erste Schritte

295

9.3 Kommando- und Eingabemodus

296

9.4 Dateien speichern

296

9.5 Arbeiten mit dem Eingabemodus

297

9.6 Navigation

298

9.7 Löschen von Textstellen

299

9.8 Textbereiche ersetzen

300

9.9 Kopieren von Textbereichen

301

9.10 Shiften

301

9.11 Die Suchfunktion

301

9.12 Konfiguration

302

9.13 Distributionen für Vim

303

9.14 Zusammenfassung

304

9.15 Aufgaben

304

10 Grundlegende Administration

305

10.1 Benutzerverwaltung

305

10.1.1 Das Verwalten der Benutzerkonten

305

10.1.2 Benutzer und Gruppen

309

10.2 Installation neuer Software

311

10.2.1 Welches Paketsystem nutzen?

312

10.2.2 Das DEB-Paketsystem

312

10.2.3 Das RPM-Paketsystem

319

10.2.4 Snaps

320

10.2.5 Software-Installation ohne Pakete

323

10.3 Backups erstellen

327

10.3.1 Die Sinnfrage

327

10.3.2 Backup eines ganzen Datenträgers

328

10.3.3 Backup ausgewählter Daten

330

10.4 Logdateien und dmesg

334

10.4.1 /var/log/messages

334

10.4.2 /var/log/wtmp

336

10.4.3 /var/log/Xorg.log

336

10.4.4 syslogd

337

10.4.5 logrotate und DoS-Angriffe

337

10.4.6 tail und head

338

10.5 Weitere nützliche Programme

339

10.5.1 Speicherverwaltung

339

10.5.2 Festplatten analysieren

341

10.5.3 Wer ist eingeloggt?

342

10.5.4 Offene Dateideskriptoren mit lsof

343

10.6 Grundlegende Systemdienste

344

10.6.1 cron

344

10.6.2 at

346

10.7 Manpages

347

10.8 Dateien finden mit find

349

10.8.1 Festlegung eines Auswahlkriteriums

350

10.8.2 Festlegung einer Aktion

353

10.9 Zusammenfassung

354

10.10 Aufgaben

354

11 Netzwerke unter Linux

355

11.1 Etwas Theorie

355

11.1.1 TCP/IP

356

11.1.2 Ihr Heimnetzwerk

357

11.1.3 localhost

358

11.1.4 Layer 2 und Netzmaske

358

11.2 Konfiguration einer Netzwerkschnittstelle

361

11.2.1 Welche Netzwerkschnittstellen gibt es?

361

11.2.2 Konfiguration von Netzwerkkarten mit ip und ifconfig

364

11.2.3 Automatische Konfiguration: DHCP

368

11.3 Routing

369

11.3.1 Was ist Routing?

369

11.3.2 Der Befehl ip route

370

11.4 Netzwerke benutzerfreundlich – DNS

372

11.4.1 DNS

372

11.4.2 Windows und die Namensauflösung

376

11.4.3 Die Datei /etc/services

377

11.5 Firewalls unter Linux

378

11.5.1 ufw

378

11.5.2 firewalld

381

11.6 Secure Shell

383

11.6.1 Das SSH-Protokoll

383

11.6.2 Secure Shell nutzen

385

11.6.3 Der Secure-Shell-Server

389

11.7 Das World Wide Web

390

11.7.1 Das HTTP-Protokoll

391

11.7.2 Einrichten eines NGINX-Webservers

393

11.7.3 Den NGINX verwalten

396

11.8 Windows-Netzwerkfreigaben

397

11.8.1 Die smb.conf-Konfigurationsdatei

398

11.8.2 Benutzer-Setup mit smbpasswd

400

11.8.3 Das Share verbinden

401

11.9 Weitere nützliche Netzwerktools

404

11.9.1 ping

404

11.9.2 netstat

405

11.9.3 nmap

407

11.9.4 tcpdump

409

11.10 Zusammenfassung

410

11.11 Aufgaben

411

12 Softwareentwicklung

413

12.1 Interpreter und Compiler

413

12.1.1 C und C++

414

12.1.2 Python

417

12.1.3 Java

418

12.1.4 Rust

419

12.1.5 Was es sonst noch gibt

420

12.2 Softwarebibliotheken (Shared Libraries)

421

12.2.1 Vorteile der Shared Libraries

421

12.2.2 Statisches Linken für C- und C++

422

12.2.3 Dateien

422

12.3 Make

422

12.3.1 Makefile

423

12.3.2 Makros

427

12.3.3 Shellvariablen in Makefiles

428

12.3.4 Einzelne Targets übersetzen

428

12.3.5 Spezielle Targets

428

12.3.6 Tipps im Umgang mit Make

429

12.4 Die GNU-Autotools

430

12.5 Unix-Software veröffentlichen

434

12.6 Eigene Manpages erstellen

436

12.6.1 groff nutzen

436

12.6.2 Manpages installieren

438

12.7 Versionsmanagement mit Git

440

12.7.1 Ein wenig Theorie zur Einführung

440

12.7.2 Arbeiten mit Git

441

12.8 Docker-Container erstellen

444

12.8.1 Virtualisierung, Container und andere Betriebssysteme

444

12.8.2 Docker-Images bauen

445

12.8.3 Docker-Container starten und verwalten

449

12.8.4 Mit Containern interagieren

450

12.9 Zusammenfassung

451

12.10 Aufgaben

452

A Die Installation planen und durchführen

455

A.1 Hardwareunterstützung

456

A.2 Festplatten und Partitionen

459

A.3 Die Installation durchführen

465

A.4 Eine typische Linux-Installation durchführen

469

A.5 Zusammenfassung

472