Мониторинг сети в Linux (ping, traceroute, mtr)

Это краткое руководство объясняет, как компилировать и запускать программы на Си/Си++ в операционной системе GNU/Linux.

Как система печати Linux обрабатывает файлы

Все мы знаем, что когда печать работает без перебоев, то отправив на печать какой-либо файл о нем можно забыть, пока листы не выйдут на принтере. Но если печать «поломалась», то необходимо понимать принцип работы, чтобы исправить проблему.

В Linux только пользователь root имеет возможность прямого доступа к устройствам (в нашем случае — к принтеру), остальным пользователям операционная система не дает возможности обращаться напрямую к физическим устройствам, чтобы избежать появления конфликтных ситуаций. Вместо этого, утилиты обращаются к фоновым системным процессам, которые ставят задания в очередь на печать. Кроме всего прочего, данные процессы выполняют преобразование содержимого исходных файлов, подготавливая его к выводу на определенный принтер. Для этого используются язык принтера и протоколы обмена, на основании которых настраивается разрешение печати, формируются страницы, если необходимо, убираются/добавляются колонтитулы, нумеруются страницы.

Система печати Linux находится под контролем демона cupsd, который обладает всеми необходимыми привилегиями, чтобы обращаться к принтерам от имени пользователя. Данный демон автоматически загружается при запуске Linux и настраивает систему для корректной работы печати. Все необходимые параметры демон берет из каталога /etc/cups.

В Linux, где установлен CUPS, для печати используются два основных метода. В основе первого лежат команды lpr и lp (в более новых версиях CUPS). Которые в качестве аргумента принимают имя печатаемого файла и отправляют его на печать на принтер по умолчанию. Данные команды являются «мостиком» ко второму способу печати. В основевторого способа лежат обращения к системным вызовам CUPS. Приложения, использующие данный метод могут не только посылать cupsd информацию, но и получать от демона информацию, о возможностях принтера. В ответ на такой запрос, CUPS возвращает приложению файл в формате PPD (PostScript Printer Definition — описание принтера PostScript). Данные файлы описывают возможности, которыми обладают принтеры (размер страницы, разрешение, ориентация и т.п.). Файлы PPD являются ключевыми компонентами впакете драйверов для принтеров. Для принтеров, которые не поддерживают язык PostScript, предоставляются PPD-файлы, описывающие возможности через GhostScript.

Совершенно не важно, поддерживает приложение CUPS или нет — после того, как демон cupsd примет задание печати, он поместит его в каталог буфера печати — спулер (обычно -/var/spool/cups) вместе с файлом, описывающим данное задание. Далее cupsd сортирует список заданий и отправляет на принтер одно за другим.

Утилита traceroute 

Каждый пакет проходит на своем пути определенное количество узлов, пока достигнет своей цели. И, как мы уже знаем, каждый пакет имеет свое время жизни. Это количество узлов, которые может пройти пакет перед тем, как он будет уничтожен. Этот параметр записывается в заголовке TTL, каждый маршрутизатор, через который будет проходить пакет уменьшает его на единицу. При TTL=0 пакет уничтожается, а отправителю отсылается сообщение Time Exceeded.

Команда traceroute linux использует UDP пакеты. Она отправляет пакет с TTL=1 и смотрит адрес ответившего узла, дальше TTL=2, TTL=3 и так пока не достигнет цели. Каждый раз отправляется по три пакета и для каждого из них измеряется время прохождения. Пакет отправляется на случайный порт, который, скорее всего, не занят. Когда утилита traceroute получает сообщение от целевого узла о том, что порт недоступен трассировка считается завершенной.

Читайте также:  Настройка SSH аутентификации по ключам в Windows 10 / 2019

Синтаксис утилиты не сложный:

$ traceroute опции адрес_узла

Адресом узла может служить как IP адрес, так и доменное имя. Основные опции:

-4 или -6 — использовать ipv4 или ipv6 протокол; -I — использовать ICMP пакеты вместо UDP; -T — использовать TCP пакеты вместо UDP; -F — не фрагментировать пакеты; -f — указать TTL с которого нужно начать; -g — передавать пакет через указанный шлюз; -i — передавать пакет через указанный интерфейс; -m — максимальное количество узлов, через которые пройдет пакет; -q — количество пакетов, отправляемых за раз, по умолчанию три; -n — не узнавать доменные имена; -p — указать порт вместо порта по умолчанию; -w — установить время ожидания ответа от узла, по умолчанию полсекунды; -r — использовать другой роутер вместо того, что указанный в таблице маршрутизации; -z — минимальный интервал между пакетами; -U — использовать UDP с увеличением номера порта; -UL — использовать протокол UDPLITE; -D — использовать протокол DCCP; —mtu — указать размер пакета; -P — протокол, доступны такие значения: raw, dccp, udplite, udp, tcpconn, tcp, icmp.

Для примера, выпоним трасировку к ресурсу :

$ traceroute traceroute to (), 30 hops max, 60 byte packets 1 10.1.1.1 (10.1.1.1) ms ms ms 2 () ms ms ms 3 () ms ms ms 4 () ms ms ms 5 () ms ms ms 6 () ms ms ms 7 () ms ms ms

В итоге, пакет прошел через 6 узлов перед тем, как дойти до указанного хоста. На каждый узел отправлялось по три пакета и для каждого из них было засечено время прохождения. И если на одном из узлов возникнет проблема, теперь вы будете знать на каком.

Иногда, вместо одного узла вы можете видеть звездочки. Это значит, что шлюзы либо не высылают нам ICMP с сообщением «time exceeded», либо у их сообщений слишком маленький TTL и оно нас не достигает. В точности нельзя сказать, что происходит на самом деле, но ясно, что по какой-то причине хост не захотел нам отвечать:

$ traceroute traceroute to (), 30 hops max, 60 byte packets 1 () ms ms ms 2 () ms ms ms 3 () ms * * 4 * * * 5 * * * 6 * () ms ms 7 () ms ms ms 8 () ms ms ms 9 () ms ms ms 10 () ms ms ms 11 () ms ms ms 12 () ms ms ms 13 () ms ms ms

Бывает, что трассировка с помощью UDP не работает, это может произойти потому, что фаервол блокирует все лишние пакеты. Можно воспользоваться ICMP с помощью опции -I:

$ traceroute

traceroute to (), 30 hops max, 60 byte packets 1 () ms ms ms 2 () ms ms ms 3 () ms ms ms 4 * * * 5 () ms ms ms 6 () ms ms ms 7 () ms ms ms 8 () ms ms ms 9 () ms ms ms 10 () ms ms ms 11 () ms ms ms 12 () ms ms ms 13 * * * 14 * * * 15 * * * 16 * * * 17 * * * 18 * * * 19 * * * 20 * * * 21 * * *

$ sudo traceroute -I

traceroute to (), 30 hops max, 60 byte packets 1 () ms ms ms 2 () ms ms ms 3 () ms * * 4 * * * 5 * * * 6 * () ms ms 7 () ms ms ms 8 () ms ms ms 9 () ms ms ms 10 () ms ms ms 11 () ms ms ms 12 () ms ms ms 13 () ms ms ms

Читайте также:  iPadOS 14 — новые фишки, совместимость и инструкция по установке

 Рассмотреных выше простых примеров, вполне достаточно для первичной диагностики сети как для обычныз пользователей, так и для начинающих администраторов.

Стандартная ошибка

Стандартная ошибка записывает ошибки, возникающие в ходе исполнения программы. Как и в случае стандартного вывода, по умолчанию этот поток выводится на терминал дисплея.

Пример

Рассмотрим пример стандартной ошибки с помощью команды ls, которая выводит список содержимого каталогов.

При запуске без аргументов ls выводит содержимое в пределах текущего каталога.

Введем команду ls с каталогом % в качестве аргумента:

В результате должно выводиться содержимое соответствующей папки. Но так как каталога % не существует, на дисплей терминала будет выведен следующий текст стандартной ошибки:

ls: cannot access %: No such file or directory

Перенаправление потока

Linux включает в себя команды перенаправления для каждого потока.

Команды со знаками > или < означают перезапись существующего содержимого файла:

  • > — стандартный вывод
  • < — стандартный ввод
  • 2> — стандартная ошибка

Команды со знаками >> или << не перезаписывают существующее содержимое файла, а присоединяют данные к нему:

  • >> — стандартный вывод
  • << — стандартный ввод
  • 2>> — стандартная ошибка

Пример

В приведенном примере команда cat используется для записи в файл file1, который создается в результате цикла:

cat > file1abc

Для завершения цикла нажмите сочетание клавиш Ctrl + D.

Если файла file1 не существует, то в текущем каталоге создается новый файл с таким именем.

Для просмотра содержимого файла file1 введите команду:

cat file1

В результате на дисплей терминала должно быть выведено следующее:

abc

Для перезаписи содержимого файла введите следующее:

cat > file1123

Для завершения цикла нажмите сочетание клавиш Ctrl + D.

В результате на дисплей терминала должно быть выведено следующее:

123

Предыдущего текста в текущем файле больше не существует, так как содержимое файла было переписано командой >.

Для добавления нового текста к уже существующему в файле с помощью двойных скобок >> выполните команду:

cat >> file1abc

Для завершения цикла нажмите сочетание клавиш Ctrl + D.

Откройте file1 снова и в результате на дисплее монитора должно быть отражено следующее:

123abc

Компиляция и запуск программ C, C++

Сначала посмотрим, как скомпилировать и запустить простую программу, написанную на языке Си.

Компиляция и запуск программ на C

Напишите свой код/программу в любимом редакторе CLI/GUI.

Я собираюсь написать свою программу на Си с помощью редактора nano.

$ nano ostechnix.c

Примечание. Вам необходимо использовать расширение .c для программ на Си или .cpp для программ на Си++.

Скопируйте/вставьте следующий код:

#include <stdio.h> int main() { printf(«Welcome To OSTechNix!»); return 0; }

Нажмите Ctrl+O и Ctrl+X для сохранения и выхода из файла.

Чтобы скомпилировать программу, запустите:

$ gcc ostechnix.c -o ostechnix

Или:

$ cc ostechnix.c -o ostechnix

Если в вашем коде/программе есть синтаксические или семантические ошибки, они будут отображены. Сначала необходимо их исправить, чтобы двигаться дальше. Если ошибки нет, то компилятор успешно сгенерирует исполняемый файл ostechnix в текущем рабочем каталоге.

Наконец, запустите программу с помощью команды:

Читайте также:  Бесплатные программы для просмотра ТВ на компьютере

$ ./ostechnix

Вы увидите вывод, как показано ниже:

Welcome To OSTechNix!

Чтобы скомпилировать несколько исходных файлов (например, source1 и source2) в исполняемый файл, запустите:

$ gcc source1.c source2.c -o executable

Для разрешения предупреждений, необходима отладка символов на выходе:

$ gcc source.c -Wall -Og -o executable

Скомпилировать исходный код в инструкции ассемблера:

$ gcc -S source.c

Скомпилировать исходный код без связывания:

$ gcc -c source.c

Вышеприведенная команда создаст исполняемый файл под названием source.o.

Если ваша программа содержит математические функции:

$ gcc source.c -o executable -lm

За более подробной информацией обращайтесь к man-страницам (страницы руководства).

$ man gcc

Компиляция и запуск программ на C++

Напишите вашу C++ программу в любом редакторе по вашему выбору и сохраните ее с расширением .cpp.

Пример простой C++ программы:

$ cat

Программа:

#include <iostream> int main() { std::cout << «Welcome To OSTechNix!» << std::endl; return 0; }

Чтобы скомпилировать эту программу на C++ в Linux, просто запустите:

$ g++ -o ostechnix

Если ошибок не было, то можно запустить эту Си++ программу под Linux с помощью команды:

$ ./ostechnix

Выведет:

Welcome To OSTechNix!

В качестве альтернативы мы можем скомпилировать приведенную выше программу на C++, используя команду «make«, как показано ниже.

$ make ostechnix

Вы заметили? Я не использовал расширение .cpp в вышеприведенной команде для компиляции программы. Нет необходимости использовать расширение для компиляции Си++ программ с помощью команды make.

Запустите, используя команду:

$ ./ostechnix Welcome To OSTechNix!

За более подробной информацией обращайтесь к man-страницам.

$ man g++

Надеюсь, что статья помогла.

Отвязка переменный

На данный момент переменная TEST_VAR находится в окружении. По необходимости можно делать отвязку переменных.

$ export -n TEST_VAR

Теперь, если посмотреть в окружение, то удаленная переменная там будет отсутствовать.

$ printenv | grep TEST_VAR

При этом она до сих пор существует в переменной оболочки:

$ set | grep TEST_VAR TEST_VAR=’Hello World!’

Если возникает потребность окончательно сделать отвязку переменной из оболочки и окружения, то можно применить команду unset:

$ unset TEST_VAR

Проверить результат команды можно с помощью echo:

$ echo $TEST_VAR

Отсутствует какое-либо возвращаемое значение, потому что переменная была отвязана.

unzip

unzip — распакует архив в текущую директорию

Работа с файлами

cp — копирование файлов и директорий.

mv — перенос файлов и директорий.

rm — удаление файлов и директорий.

chmod — изменение прав доступа на файл или директорию. Права можно задавать как цифрами в двоичной или десятичной системе счисления, так и в понятном для человека.

Три вариант записи прав пользователя

chown — изменение владельца файла или директории.

Правка файлов

nano — простой текстовый редактор. Идёт по умолчанию в куче дистрибутивов. В большинстве случаев его хватает для правки конфигов.

vim — «православный» текстовый редактор. Сложный для восприятия новичками. Но если если изучить, вы будете неудержимы и вас будут уважать все линкусоиды.

Автоматизация

bash — популярная командная оболочка. Можно писать последовательные команды для выполнения. Часто повторяемые рутинные операции хорошо писать в баш скрипты. Пусть за вас потеет машина. Основные возможности описаны на

Python — простой и понятный язык программирования на котором можно писать всё что угодно, включая скрипты для администрирования.

Если вкратце, то это минимально необходимый набор. Буду рад вашим дополнениям в комментариях.