1 Einleitung

21

1.1 Warum Linux?

23

1.1.1 Man muss kein Informatiker sein ...

24

1.1.2 ... aber es hilft

24

1.2 Grundbegriffe: Kernel, Distribution, Derivat

25

1.2.1 Bekannte Distributionen und Derivate

25

1.2.2 Arten von Distributionen

26

1.3 Die Entstehungsgeschichte von Linux

27

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

41

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

66

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

86

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

107

2.5.3 Ein-/Ausgabe für Benutzerprogramme

109

2.5.4 Dateisysteme

110

2.6 Zusammenfassung

112

2.7 Aufgaben

113

3 Erste Schritte

115

3.1 Die Unix-Philosophie

115

3.1.1 Kleine, spezialisierte Programme

116

3.1.2 Wenn du nichts zu sagen hast: Halt die Klappe

118

3.1.3 Die Shell

118

3.1.4 Administration

119

3.1.5 Netzwerktransparenz

119

3.2 Der erste Kontakt mit dem System

122

3.2.1 Booten

122

3.2.2 Login

123

3.2.3 Arbeiten am System

124

3.2.4 Die Linux-Verzeichnisstruktur

125

3.2.5 Das Rechtesystem

129

3.2.6 Herunterfahren

132

3.2.7 Wie Laufwerke bezeichnet werden

133

3.3 Bewegen in der Shell

135

3.3.1 Der Prompt

135

3.3.2 Absolute und relative Pfade

136

3.3.3 pwd

137

3.3.4 cd

137

3.4 Arbeiten mit Dateien

139

3.4.1 ls

139

3.4.2 more, less und most

140

3.4.3 Und Dateitypen?

141

3.5 Der Systemstatus

142

3.5.1 uname

142

3.5.2 uptime

143

3.5.3 date

143

3.6 Hilfe

144

3.6.1 Manpages

144

3.6.2 GNU info

147

3.6.3 Programmdokumentation

147

3.7 Zusammenfassung

148

3.8 Aufgaben

148

4 Grundlagen der Shell

149

4.1 Einführung und Überblick

149

4.1.1 Welche Shells gibt es?

150

4.1.2 Welche Shell für dieses Buch?

151

4.1.3 Die Shell als Programm

151

4.1.4 Der Prompt

152

4.1.5 Shellintern vs. Programm

154

4.1.6 Kommandos aneinanderreihen

155

4.1.7 Mehrzeilige Kommandos

157

4.2 Konsolen

157

4.3 screen

158

4.4 Besseres Arbeiten mit Verzeichnissen

160

4.4.1 Pfade

160

4.4.2 Und das Ganze mit Pfaden ...

162

4.5 Die elementaren Programme

163

4.5.1 echo und Kommandosubstitution

163

4.5.2 sleep

164

4.5.3 Erstellen eines Alias

164

4.5.4 cat

165

4.6 Programme für das Dateisystem

166

4.6.1 mkdir – Erstellen eines Verzeichnisses

166

4.6.2 rmdir – Löschen von Verzeichnissen

167

4.6.3 cp – Kopieren von Dateien

168

4.6.4 mv – Verschieben einer Datei

168

4.6.5 rm – Löschen von Dateien

169

4.6.6 head und tail

169

4.7 Ein- und Ausgabeumlenkung

170

4.7.1 Fehlerausgabe und Verknüpfung von Ausgaben

172

4.7.2 Anhängen von Ausgaben

172

4.7.3 Gruppierung der Umlenkung

173

4.8 Pipes

173

4.8.1 Beispiel: sort und uniq verbinden

174

4.8.2 Beispiel: Zeichen vertauschen

174

4.8.3 Um- und Weiterleiten mit tee

175

4.8.4 Named Pipes (FIFOs)

175

4.9 xargs

176

4.10 Zusammenfassung

177

4.11 Aufgaben

177

5 Prozesse in der Shell

179

5.1 Sessions und Prozessgruppen

179

5.2 Vorder- und Hintergrundprozesse

181

5.2.1 Prozessgruppen mit mehreren Prozessen

183

5.2.2 Wechseln zwischen Vorder- und Hintergrund

183

5.2.3 Jobs – behalten Sie sie im Auge

185

5.2.4 Hintergrundprozesse und Fehlermeldungen

187

5.2.5 Wann ist es denn endlich vorbei?

188

5.3 Das kill-Kommando und Signale

188

5.3.1 Welche Signale gibt es?

189

5.3.2 Beispiel: Anhalten und Fortsetzen eines Prozesses

191

5.4 Prozessadministration

192

5.4.1 Prozesspriorität

192

5.4.2 pstree

193

5.4.3 Prozesslistung mit Details via ps

195

5.4.4 top

198

5.4.5 Timing für Prozesse

200

5.5 Zusammenfassung

201

5.6 Aufgaben

201

6 Reguläre Ausdrücke

203

6.1 Grundlagen und Aufbau regulärer Ausdrücke

203

6.2 grep

205

6.2.1 Aufrufparameter für grep

207

6.2.2 grep -E und egrep

207

6.2.3 Exkurs: PDF-Files mit grep durchsuchen

208

6.3 awk

209

6.3.1 awk starten

209

6.3.2 Arbeitsweise von awk

210

6.3.3 Reguläre Ausdrücke in awk anwenden

211

6.3.4 Einfache Strings

211

6.3.5 Der Punkt-Operator

212

6.3.6 Der Plus-Operator

212

6.3.7 Die Zeichenvorgabe

212

6.3.8 Negierte Zeichenvorgabe

213

6.3.9 Zeilenanfang und -ende

213

6.3.10 awk – etwas detaillierter

214

6.3.11 Zusätzliche Parameter beim Aufruf

216

6.3.12 awk und Variablen

217

6.3.13 Rechenoperationen

218

6.3.14 Bedingte Anweisungen in awk

219

6.3.15 Funktionen in awk

223

6.3.16 Builtin-Funktionen

225

6.3.17 Arrays und String-Operationen

229

6.3.18 Was noch fehlt

230

6.4 sed

230

6.4.1 Erste Schritte

230

6.4.2 sed-Befehle

232

6.4.3 Nach Zeilen filtern

237

6.4.4 Wiederholungen in regulären Ausdrücken

238

6.5 Zusammenfassung

240

6.6 Aufgaben

240

7 Werkzeuge für die Konsole

241

7.1 touch – Zeitstempel von Dateien setzen

241

7.2 cut – Dateiinhalte abschneiden

242

7.3 paste – Dateien zusammenfügen

243

7.4 tac – Dateiinhalt umdrehen

244

7.5 column – Ausgaben tabellenartig formatieren

244

7.6 colrm – Spalten entfernen

245

7.7 nl – Zeilennummern für Dateien

247

7.8 wc – Zählen von Zeichen, Zeilen und Wörtern

247

7.9 od – Dateien zur Zahlenbasis x ausgeben

248

7.10 split – Dateien aufspalten

249

7.11 script – Terminal-Sessions aufzeichnen

250

7.12 bc – der Rechner für die Konsole

251

7.13 Der Midnight Commander

253

7.13.1 Bedienung

254

7.13.2 Verschiedene Ansichten

255

7.14 Zusammenfassung

256

7.15 Aufgaben

257

8 Eigene Shellskripte entwickeln

259

8.1 Grundlagen der Shellskript-Programmierung

259

8.1.1 Was genau ist ein Shellskript?

260

8.1.2 Wie legen Sie los?

260

8.1.3 Das erste Shellskript

261

8.1.4 Kommentare

261

8.2 Variablen

262

8.2.1 Rechnen mit Variablen

264

8.2.2 Benutzereingaben für Variablen

266

8.3 Arrays

267

8.3.1 Neue Elemente hinzufügen

267

8.3.2 Array-Länge

267

8.4 Kommandosubstitution und Schreibweisen

267

8.5 Argumentübergabe

269

8.6 Funktionen

270

8.6.1 Eine simple Funktion

271

8.6.2 Funktionsparameter

272

8.6.3 Rückgabewerte

273

8.7 Bedingte Anweisungen

275

8.7.1 Vergleichen von Zahlen

276

8.7.2 Returncodes für Bedingungen nutzen

277

8.7.3 Case-Bedingungen

278

8.8 Schleifen

280

8.8.1 Die while-Schleife

280

8.8.2 Die for-Schleife

281

8.8.3 seq – Schleifen mit Aufzählungen

283

8.8.4 until

283

8.8.5 break – Schleifen abbrechen

284

8.9 Menüs bilden mit select

284

8.10 Temporäre Dateien

286

8.11 Syslog-Meldungen via Shell

288

8.12 Pausen in Shellskripte einbauen

288

8.13 Startskripte

289

8.14 Das Auge isst mit: der Schreibstil

290

8.15 Ein paar Tipps zum Schluss

292

8.16 Weitere Fähigkeiten der Shell

292

8.17 Zusammenfassung

293

8.18 Aufgaben

293

9 Der vi(m)-Editor

295

9.1 vi, vim, gvim und neovim

296

9.2 Erste Schritte

297

9.3 Kommando- und Eingabemodus

298

9.4 Dateien speichern

298

9.5 Arbeiten mit dem Eingabemodus

299

9.6 Navigation

300

9.7 Löschen von Textstellen

301

9.8 Textbereiche ersetzen

302

9.9 Kopieren von Textbereichen

303

9.10 Shiften

303

9.11 Die Suchfunktion

303

9.12 Konfiguration

304

9.13 Zusammenfassung

305

9.14 Aufgaben

305

10 Grundlegende Administration

307

10.1 Benutzerverwaltung

307

10.1.1 Das Verwalten der Benutzerkonten

307

10.1.2 Benutzer und Gruppen

311

10.2 Installation neuer Software

313

10.2.1 Welches Paketsystem nutzen?

314

10.2.2 Das DEB-Paketsystem

314

10.2.3 Das RPM-Paketsystem

321

10.2.4 Softwareinstallation ohne Pakete

322

10.3 Backups erstellen

325

10.3.1 Die Sinnfrage

325

10.3.2 Backup eines ganzen Datenträgers

327

10.3.3 Backup ausgewählter Daten

329

10.4 Logdateien und dmesg

332

10.4.1 /var/log/messages

332

10.4.2 /var/log/wtmp

334

10.4.3 /var/log/Xorg.log

335

10.4.4 syslogd

335

10.4.5 logrotate und DoS-Angriffe

335

10.4.6 tail und head

336

10.5 Weitere nützliche Programme

337

10.5.1 Speicherverwaltung

337

10.5.2 Festplatten analysieren

339

10.5.3 Wer ist eingeloggt?

340

10.5.4 Offene Dateideskriptoren mit lsof

341

10.6 Grundlegende Systemdienste

342

10.6.1 cron

343

10.6.2 at

344

10.7 Manpages

345

10.8 Dateien finden mit find

347

10.8.1 Festlegung eines Auswahlkriteriums

348

10.8.2 Festlegung einer Aktion

351

10.9 Zusammenfassung

352

10.10 Aufgaben

352

11 Netzwerke unter Linux

353

11.1 Etwas Theorie

353

11.1.1 TCP/IP

354

11.1.2 Ihr Heimnetzwerk

356

11.2 Konfiguration einer Netzwerkschnittstelle

358

11.2.1 Welche Netzwerkschnittstellen gibt es?

358

11.2.2 Konfiguration von Netzwerkkarten mit ip und ifconfig

361

11.2.3 Automatische Konfiguration: DHCP

365

11.3 Routing

366

11.3.1 Was ist Routing?

366

11.3.2 Der Befehl ip route

367

11.4 Netzwerke benutzerfreundlich – DNS

369

11.4.1 DNS

369

11.4.2 DNS und Linux

371

11.4.3 Windows und die Namensauflösung

373

11.4.4 Die Datei /etc/services

374

11.5 Firewalls unter Linux

375

11.5.1 ufw

375

11.5.2 firewalld

378

11.6 Secure Shell

380

11.6.1 Das SSH-Protokoll

380

11.6.2 Secure Shell nutzen

383

11.6.3 Der Secure-Shell-Server

387

11.7 Das World Wide Web

388

11.7.1 Das HTTP-Protokoll

388

11.7.2 Einrichten eines Apache-Webservers

392

11.7.3 Den Apache verwalten

396

11.8 Windows-Netzwerkfreigaben

397

11.8.1 Die smb.conf-Konfigurationsdatei

398

11.8.2 Benutzersetup mit smbpasswd

400

11.8.3 Das Share verbinden

401

11.9 Dateien tauschen mit klassischem FTP

404

11.9.1 Das FTP-Protokoll

404

11.9.2 ftp

406

11.10 Weitere nützliche Netzwerktools

407

11.10.1 ping

408

11.10.2 netstat

409

11.10.3 nmap

411

11.10.4 tcpdump

413

11.11 Zusammenfassung

414

11.12 Aufgaben

415

12 Softwareentwicklung

417

12.1 Interpreter und Compiler

417

12.1.1 C und C++

418

12.1.2 Python

420

12.1.3 Java

422

12.1.4 Was es sonst noch gibt

423

12.2 Shared Libraries

424

12.2.1 Vorteile der Shared Libraries

424

12.2.2 Statisches Linken

424

12.2.3 Dateien

425

12.3 Debugging

425

12.3.1 Vorbereitung

426

12.3.2 Konsolenarbeit

427

12.4 Make

430

12.4.1 Makefile

431

12.4.2 Makros

435

12.4.3 Shellvariablen in Makefiles

436

12.4.4 Einzelne Targets übersetzen

436

12.4.5 Spezielle Targets

436

12.4.6 Tipps im Umgang mit Make

437

12.5 Die GNU-Autotools

438

12.6 Unix-Software veröffentlichen

442

12.7 Manpages erstellen

444

12.7.1 groff nutzen

444

12.7.2 Manpages installieren

446

12.8 Versionsmanagement mit Git

448

12.8.1 Eine kurze Einführung

448

12.9 Docker-Container erstellen

452

12.9.1 Virtualisierung, Container und andere Betriebssysteme

452

12.9.2 Docker-Images bauen

453

12.9.3 Docker-Container starten und verwalten

457

12.9.4 Mit Containern interagieren

458

12.10 Zusammenfassung

459

12.11 Aufgaben

460

13 Umgang mit dem Raspberry Pi

463

13.1 Die Hardware

463

13.1.1 Schnittstellen

465

13.1.2 Zubehör

466

13.2 Die Inbetriebnahme

468

13.2.1 Linux-Distributionen für den Raspberry Pi

468

13.2.2 SD-Karte mit einem Image bespielen

469

13.3 Der Raspberry Pi als Homeserver

470

13.3.1 Die initiale Konfiguration mit raspi-config

471

13.3.2 Die Grundlagen

473

13.3.3 Die weitere Konfiguration

474

13.4 Der Raspberry Pi als Mediacenter

475

13.4.1 Kodi konfigurieren

476

13.4.2 Freigaben einbinden – Filme, Serien und Musik

476

13.4.3 Add-ons konfigurieren

479

13.5 Zusammenfassung

480

13.6 Aufgaben

480

A Die Installation planen und durchführen

481

A.1 Die Anforderungen an Ihre Hardware

482

A.2 Hardwareunterstützung

482

A.3 Festplatten und Partitionen

485

A.4 Die Installation durchführen

491

A.5 Eine typische Linux-Installation durchführen

495

A.6 Zusammenfassung

498