Linux管理系统平台的设计与实现.pdf

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1、第1 5 卷第6 期2 0 1 0 年1 2 月哈尔滨理工大学学报J O U R N A I O FH A R B I NU N I V E R S l 7 I YO FS C I E N C EA N DT E C H N O L O G YV o L1 5N o 6D e c 2 0 l OL i n u x 管理系统平台的设计与实现胡冠宇，胡静，陈满林(长春工业大学软件职业技术学院。吉林长春1 3 0 0 1 2)摘要：针对目前L i n u x 服务器的配置使用复杂，命令繁多以及学习掌握困难的问题设计并实现了一套完整的系统，简化了配置和调试过程该系统主要采用s h e l J 脚本语言

2、编写，搭配C 语言实现具有友好的界面和简单有效的功能，既可作为管理员管理服务器的助手，也可作为学习L i n u x的实用工具另外，本文还介绍了软件具体模块的实现过程，L i n u x 下各种服务配置的基本原理以及在L i n u x 环境下编写S h e l l 的技巧和C 开发的相关内容，探讨了S h e l l 的缺陷，并说明了如何利用和C 语言的整合以弥补不足关键词：L i n u x；S h e H；简化配置；管理服务器中图分类号：T P 3 1 6文献标志码：A文章编号：1 0 0 7 2 6 8 3(2 0 1 0)0 6 0 0 5 4 0 6T h eD e s i g n

3、a n dR e a l i z a t i o no fL i n u xS y s t e mM a n a g e m e n tP I a t f O r mH UG u a n y u，H U 西学，C H E NM a n-l i n(S c h o o lo fS o f t w a r eT e c h n o l o g yV o c a t i o n a lc o U e 矿C h a n g e h u nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l q f f C h a n g c h u n1 3 0 0 1 2，C h i n a)A

4、b s t r a c t：A c c o r d i n gt ot h ep r o b l e mo ft h ec u r r e n tc o n f i g u r a t i o no fL i n u xs o r v e r c o m p l e xc o m m a n da n dm a n yd i f f i c u l ti s s u e s，w ed e s i g na n dr e a l i z eac o m p l e t es y s t e m，s i m p l i f yt h ec o n f i g u r a t i o na n dt

5、 h ed e b u g g i n gp r o c e s s T h es y s t e mi sr e a l i z e db yS h e Hs c r i p t i n gl a n g u a g e，诵t I ICl a n g u a g e W i t ht h ef r i e n d l yi n t e r f a c e，s i m p l ea n de f f e c t i v ef u n c t i o n，n o to n l y 鹪a na s s i s t a n to fs e r v e r sm a n a g e r，b u ta

6、l s o ap r a c t i c a lt o o lf o rl e a r n i n gL i n u x I na d d i t i o n。t h ea r t i c l ea l s od e s c r i b e st h ep r o c e s so ft h es o f t w a r e ss p e c i f i cm o d u l e s a n dt h eL i n u xc o n f i g u r a t i o no fv a r i o u s 剐j r v-i c e s，S h e na n dCd e v e l o p m e

7、 n ts k i l l si nt h eL i n u xe n v i r o n m e n t，t h es h o r t c o m i n g so ft h es h e u，a n de x p l a i n sh o wt ou s eCl a n g u a g et oi n t e g r a t et h es h o r t a g e K e yw o r d s：L i n u x；S h e l l；s i m p l i f yc o n f i g u r a t i o n；m a n a g es e r v e r0引言L i n u x 操

8、作系统以其丰富的功能和开源的特点占据了很大一部分服务器市场但其复杂的命令行操作一直以来都是阻碍普通用户熟练掌握并使用的一大障碍，也是在教学过程中学生学习的难点无论是对主机的日常管理还是搭建服务器，都需要记住庞大的命令以及很繁琐的配置过程本文旨在利用S h e l l 脚本和C 语言开发一个具有友好界面的平枝疆日期：2 0 1 0 一一加作者篱介：胡冠字(1 9 眈一)。男，助教E-n m i l：h u 洲1 2 6 眦台，将L i n u x 的常用功能和复杂操作囊括进来并进行简化，通过简单的选项实现复杂的功能，为管理员提供方便，也为学习并掌握L i n u x 的应用提供良好的环境与平台I

9、L i n u x 管理系统平台主要功能1)简化操作，提供友好界面本系统的主要功能模块有2 0 余个，基本上包括了L i n u x 系统的常用功能每个模块都将复杂的操作细节和命令隐藏，只万方数据第6 期胡冠宇，等：L i n u x 管理系统平台的设计与实现5 5提供给用户简单明了的使用界面；2)深入内核，提供更多功能本系统的内核模块将会带领使用者深人探索L i n u x 的内核，实现许多普通用户接触不到的高级的功能；3)作为教学辅助工具通过对每个模块的剖析，教师可以利用该系统帮助学生更好地理解L i n u x的基本操作，网络服务器的配置、s h e l l 脚本的作用，以及L i n

10、u x 内核的基本结构2L i n u x 管理平台软件的功能模块数据库存放使用者用户名和密码，并实现针对每个用户的具体权限：个别模块只有管理员可以使用注册模块r e g i s t e r()通过语句：e c h o e”$n：$P”；d b n a m e以一定格式在数据库里存人新的用户名，在主界面d i s p l a y l()中可以用注册的用户名和密码进行登录嵋1 权限的具体操作是在上图的每一个模块内部实现的，比如在删除文件的模块中(d e l e t e f i l e)，加人如下代码：r=$u n a m e：$u p a s s w di f$r：0：5 =”a d m i n

11、”；t h e n圈lL i n u x 管理平台软件的功能模块表示如果登陆用户名为a d m i n 则可执行下面的删除操作，否则用户的请求会被拒绝通过主界面可以访问上图的所有功能模块。现简要介绍功能如下：1)c r e a t e f i l e 模块：在L i n u x 下创建文件和目录；2)d e l e t e f i l e 模块：在L i n u x 下删除文件和目录；3)c r e a t e l i n k 模块：在L i n u x 下创建i 节点链接；4)f i n d f i l e 模块：在L i n u x 下查找文件和修改操作权限；5)u s e r a d d

12、 模块：创建用户和组；6)u s e r d e l 模块：删除用户和组；7)i p 模块：配置网络参数；8)r o u t e r 模块：添加路由信息；9)i n f o 模块：查看操作系统基本信息；1 0)e d i t _ f i l e 模块：编辑文件；1 1)c o n f i ga p a c h e 模块：配置A p a c h e 服务器的参数；1 2)c o n t i gf t p 模块：配置f t p 服务器的参数；1 3)c o n f i gd n s 模块：配置d n s 服务器的参数；1 4)e o n f i gs a m b a 模块：配置s a n l b

13、a 服务器的参数；1 5)c o n f i gd h c p 模块：配置d h c p 服务器的参数；1 6)c o n f i gf i r e w a l l：配置防火墙策略；1 7)c o n f i gs s h：配置s s h 服务器的参数；1 8)内核管理：实现内核管理功能，比如s o c k e t抓包、数据加密等；一I c Y e t I-f i l t l t i r一3 c f H l tIf i k I I i t l_ s c 嘲l t-蝌，I r 呷一7 憎f i ll P r m l r t l N-I I i nl a t i ti t l m t i 一1 m

14、 f i p r e 知I N I V t tt m f i p t e 吣I C f 幢t-m f i f t n 轴 必n m r1 m f i l t t tk 限li I 1 h n l 却l t i N 呻l f i 髓：嘲一2 d e l e t eIt i l t I d i tf i a lf i l l 们e a tp t r,d e l e t eI I 耻r I f 呻一1 r a t e rI O e d i t f l i t啼m f i p t t、6 m”m r_ 瞄f 岫f e 瞰，s c r W tf 蛳f i p t ti p t t b l t sf i

15、r m l l一-m f i p t tS 鞭1 e t i t圈2 功能模块界面3重点功能模块的具体实现下面就以几个重要的模块为例，叙述具体实现的过程以及代码3 1C o n f l gA p a c h e 模块模块主要完成对L i n u x 中A p a c h 服务器的控制，开启和关闭、参数配置、修改访问控制、实现高级功能等实现思路是通过主界面的菜单选项调用脚本命令修改原有配置文件，并保存运行A p a c h e 的配置命令很复杂，用户往往弄不懂具体的含义，并且要在上千行代码中寻找相应的字段，费时又费力，但是在该模块中却可以轻松修改配置万方数据5 6哈尔滨理工大学学报第1 5 卷比

16、如代码：e c h o e”、ne c h o”i u p u tn e wt i m e o u t(3 0 0)：”r e a dt i m e o u ts e a l i”7 7 7 7c T i m e o u t$t i m e o u t”e t c h t t p d c o n L h t t p d c o n f表示让用户输入新的t i m e o u t 值；然后s e d 命令会找到配置文 等：e t c h t t p d c o n f h t t p d c o n f 的第7 7行(这个值在某些版本中可能会不同，但本文以r e d-h a t 9 为例)的T

17、i m e o u t 字段，并将后面的值替换成用户刚刚输入的值这样就完成了A p a c h e 一个参数的控制，T i m e o u t 字段的作用是设置服务器响应的超时时间再比如代码：e c h o e”i n p u tw e bs e r v e r i p：、n”r e a dh i pe c h o e”i n p u tw e bs e r v e r sp o r t(8 0)：”r e a dh p o r ts e d i”1 5 7 1 5 7 cL i s t e n$h i p：$h p o r t”e t c h t t p d c o n f h t t p

18、d c o n f表示让用户输入服务器的I P 和端口号，并用s e d 命令去修改原配置文件的1 5 7 行代码中L i s t e n字段后的值完整的c o n t i ga p a c h e 模块功能如图3 所示：h a p()m 1 o p e nt I P n r h r-一一2 r l o _-t h Pa i m-h P _,f v e F一一3 r-s b ni h eh p a c h e”r v e r-一I m n f i tt h ea T；a I h e r v n=2：躲燃：=字唑7h a c k”-nc o n t m l I x m s-b d e n yh

19、e m _ 诎D“砩bI oJ d l o wh o s ta o 自嘲m将原始配置文件复制到报日酥下从根中读取配置文件曩盖墁有的圈3 啪逝_ 弹d 砖模块功能一些高级的功能也可以采用类似的方法实现，比如访问控制，见如下代码：e c h o e”一一a c c e 够c o n t r o l 一一、n”e c h o e”p r e s sat od e n yh o s ta c c e s sw e b n p r e s abt oa l l o wh o s ta c c e$8w e b”r e a dni f I I$n”=”a”；t h e ne c h o e”w h i c

20、 hh o s td oy o uw a n t 协d e n y e d：“r e a dd e n y h o s tO r d e ra l l o w，d e n y nA l l o wf r o ma l l nD e n yf r o m$d e n y h o s t n ”：e t c h t t p d c o n f h t t p d c o n fe c h o e”n t h eh o s t：$d e n y h o s th a v eb e e nd e-n y e d!”r e a dc o n f i g h t t pe l i f I I$n“=”b”

21、；t h e ne c h o e”w h i c hh o s t(i p)d oy o uw a n tt oa l-l o w e d：”r e a da l l o w h o s ti=1w h i l er e a dl i n ed oi f f t$l i n e”=”D e n yf r o m$a l l o w h o s t“；t h e ns e d i”$li ，$i cA l l o wf r o m$a l l o w h o s t”e t c h t t p d c o n f h t t p d c o n ff ii=$i+1 d o n e e t c

22、 h t t p d c o n C h t t p d c o n fe c h o e”n t h eh o s t：$d e n y h o s th a v eb e e na l-l o w e d!”e l s ee c h o”y o um u s tp r e s so n l yao rb!r e a dc o n f i g h t t p矗表示A p a c h e 的访问控制子模块，完成对服务器的安全控制4。通过选择a 或b，用户可以决定是否阻止某个主机访问服务器阻止(d e n y)时用户首先输入主机i p L S l。这个四字节的值会被传递到访问控制段的$d e n

23、 y h o s t 位置，如下所示：O r d e ra l l o w d e n yA l l o wf r o ma l lD e n yf r o m$d e n y h o s t”然后通过输出重定向写到配置文件e t c h t t p d c o n f h t t p d c o n f 中允许(a l l o w)时用户输入a l l o w h o s t，利用w h i l er e a dl i n e 循环不断检查访问控制D i r e c t o r y 段，直到找到。D e n yf r o m$d e n y h o s t”这句话，然后用s e d 命令替换

24、成A l l o wf r o m$a l l o w h o s t，这样就做到了允黼万方数据第6 期胡冠宇，等：L i n u x 管理系统平台的设计与实现5 7许某个主机访问的目的【6】该模块还实现了很多实用的功能3 2 内核管理模块管理L i n u x 内核有很多方法和作用，比如某个软件对网络协议的支持，操作系统对防火墙的支持，杀毒等，这些功能都是需要内核支持的管理内核可以使操作系统更加安全有效，也能设计出更多扩展的功能该模块实现了很多功能【7|：过滤U S B 接口数据，加密网卡数据流、记录键盘、捕获网络数据并分析等比如下面的代码：K e r n e l c a t c h()Ie

25、 c h o e”p l e a s ec h o o s et h ep a c k e ty o uw a n tt oc a t c h：、n”e c h o e”1 U D P”e c h o e”2 T C P”(a)通过内核模块获取网络数据r e a dni f$1 1=1 ；t h e nz h u a b a o u d pe l s ez h u a b a o t e pf i l这是一个在L i n u x 下捕获网络数据包的代码，将它嵌入到了本系统中，然后通过简单的界面让用户调用并执行z h u a b a o u d p 和z h u a b a o t c p 73

26、 这两个用C 语言编写的程序(具体的实现过程在用C 语言编写的这两个程序中)，从而用户可以选择捕获包的两种常见类型(传输层)：U D P 和T C P 数据包，并进行具体分析，将数据字段的含义和内容展示给使用者运行后结果如下图4 所示 3 1 图4 通过内核模块分析网络数据4L i n u x 管理平台的编程技巧与开发该系统主要采用S h e l l 和C 语言两种语言编写，S h e l l 在语法结构等方面和c 语言基本相似，但是S h e l l 也存在一些弊端，比如不能进行浮点运算，缺少必要的函数库等”J，所以S h e l l 并不是成熟的编写软件的计算机语言但是，S h e l l

27、 在L i n u x 系统中也有不可忽视的作用，因为S h e l l 可以和L i n u x 中的命令紧密结合，直接控制操作系统对于S h e l l 的缺陷可以用C 语肓弥补po 4 1S h e l l 脚本的设计在本系统中，S h e l l 主要用于编写操作界面、和L i n u x 操作系统的互动、基本框架等方面的内容利用S h e l l 脚本时开发本系统的基本过程如下：1)界面与框架的设计：用S h e l l 脚本对想要实(b)内核模块功能选择现的功能设计界面和模块2)具体模块的实现在实现基本操作类的模块时，按照需要设计步骤，将L i n u x 的几类命令(文件操作、用

28、户管理、网络管理及系统管理命令)嵌入到模块中，和S h e l l 结合；在实现网络服务配置模块时，将服务的所有细节在配置文档中的位置和手工填写的段一一嵌人到S h e l l 中总之，在设计过程中，尽量做到屏蔽复杂性，为用户提供方便4 2 本系统C 语言部分的设计对于复杂的功能，本系统采用C 语言实现，比如内核管理模块、底层数据操作：包括加密、过滤网络数据等功能的实现对于主要的功能：过滤网络数据，本系统有如下的特点：万方数据5 8哈尔滨理工大学学报第1 5 卷1)实现修改发包功能；2)实现打包安装w i n p c a p；3)在交换环境下采用A R P 欺骗方法5结语该系统完成并简化了L

29、i n u x 一些常用的配置，可以将该系统看做一个用户视图，通过使用该系统，用户可以方便地配置参数，而不用记忆复杂的命令，起到了屏蔽复杂性的作用每一个具体的模块实现一种服务或一类命令的功能用户还可以将它作为教学工具，让学生在编写扩展模块的同时，体会开源的真正意义另外，该系统还探讨了L i n u x 管理平台的编程技巧与开发以及S h e l l 的缺陷，并在一些复杂功能上采用C 语言去实现参考文献：1 王波L i n u x 网络技术 M 北京：机械工业出版社。2 0 0 7【2】r r 同路人L i n u x 标准学习教程【M】北京：人民邮电出版杜2 0 0 8 3 宋劲杉L i n

30、u xC 编程一站式学习 M】北京：电子工业出版社。2 0 0 9 4】A R O NH 量i a o L i n u x 系统安全基础 M】北京；人民邮电出版社。2 0 0 2 5 M I C H A E LR a s h L i n u x 防火墙 M 陈健。译北京：人民邮电出版社，2 0 0 9 6】何海宾基于L i n u x 包过滤的防火墙技术及应用 J】电子科技大学学报2 0 0 4，3 3(I)7 5 7 8 7 陈莉君L i n u x 操作系统分折 M】北京：人民邮电出版社2 0 0 0 8 P h i l C o m e s L i n u x 从入门到精通 M 北京：电子

31、工业出版杜。1 9 9 8【9 邱仲潘L i n u x 网络文件系统管理指南 M 北京：电子工业出版社。2 0 0 0(编辑：付长缨)-+-+-+-+-+_ _ H+-+_ 叫H+叶+-+呻斗-+叫呻H-+呻卜-一一-+喵H-+_ 一_+_-一叫-+峭+(上接第5 3 页)参考文献：【1 K E N N E D YJ P a r t i c l eS w a r mO p t i m i z a t i o n J I E E EI m I C o n f N e u r a lN e t w o r k s,P e r t h。A u s t r a l i a 1 9 9 5：1 9 4

32、 2 1 9 4 8【2】E B E R H A R TR，K E N N E D Yj AN e wO p t i m i z e rU s i n gP a r t i c l eS w a r mT h e o n C I n：P r o c 0 f t h eS i x t hI n d S y m p o s i u mo nM i mM a c h i n ea n dH u n u mS c i e n c e。N a g o y a，J a p a n，1 9 9 5：3 9 4 3 3】B O E R SY，D R I E S S E NJN I n t e r a c t

33、i n gM u l t i p l eM o d e lP a n i c l eF i h e r l J 1 E EP m c0 fR a d a r S o n a rN a v i g a t i o n，2 0 0 3。1 5 0(5)：3 3 4 3 4 9 4】V A ND E NB E R G HF E N G E i J I I R E C HAP AC o o 诈q R g i Y eA p p o-m e ht oP a r t l d eS w a r mO p t i m i z a t i o n J】I E E ET r a n so nE v o l u t

34、i e aC o m p u t e f i o n 2 0 0 4，8(3)：2 2 5 2 3 9【5 刘怀亮，苏磺娟，许若宁。等协同粒子群优化算法【】计算机应用：2 0 0 9 1 l：3 0 6 8 3 0 7 3 6】郝柏林从抛物线谈起：混沌运动学引论 M 上海：上海科技教育出版杜，1 9 9 3 7】藏冬雪，王祁阮永顾，等基于混沌思想的粒子群化算法及其应用 J 华中科技大学学报2 0 0 5 1 0：5 3 5 5 8 张浩，张铁男，沈继红等T e n t 混沌粒子群算法及其在结构优化决策中的应用 J】控制与决策2 0 0 8。8：3 5-3 8 9 武朝华，汪镭徽粒群优化算法综述

35、 J 软件设计开发2 0 0 8(I)：1 2 7 0 1 )7 4 1 0 王凌智能优化算法及其应用 M】北京：清华大学出版社2 0 0 1(编辑：温泽宇)万方数据Linux管理系统平台的设计与实现Linux管理系统平台的设计与实现作者：胡冠宇，胡静，陈满林，HU Guan-yu，HU Jing，CHEN Man-lin作者单位：长春工业大学软件职业技术学院,吉林长春,130012刊名：哈尔滨理工大学学报英文刊名：JOURNAL OF HARBIN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2010,15(6)参考文献(18条)参考文献(18条)1

36、.邱仲潘 Linux网络文件系统管理指南 20002.王波 Linux网络技术 20073.PhilCornes Linux从入门到精通 19984.IT同路人 Linux标准学习教程 20085.陈莉君 Linux操作系统分析 20006.宋劲杉 Linux C编程一站式学习 20097.何海宾 基于Linux包过滤的防火墙技术及应用期刊论文-电子科技大学学报 2004(01)8.ARON Hsiao Linux系统安全基础 20029.MICHAEL Rash;陈健 Linux防火墙 200910.MICHAEL Rash.陈健 Linux防火墙 200911.ARON Hsiao Linux系统安全基础 200212.何海宾 基于Linux包过滤的防火墙技术及应用 2004(1)13.宋劲杉 Linux C编程一站式学习 200914.陈莉君 Linux操作系统分析 200015.IT同路人 Linux标准学习教程 200816.PhilCornes Linux从入门到精通 199817.王波 Linux网络技术 200718.邱仲潘 Linux网络文件系统管理指南 2000 本文链接：http:/