Linux для обучения администрированию

Осваиваем Linux за три недели

Идея вводного курса по работе с Linux возникла у нас с коллегами довольно давно. Я с 2011 года занимаюсь биоинформатикой в Лаборатории алгоритмической биологии СПбАУ РАН (тут и тут мой напарник писал про то, чем мы занимаемся). Сразу нужно сказать, что работа биоинформатика без Linux практически невозможна, поскольку большинство биоинформатических программ созданы именно под эту операционную систему и работают только на ней.

В силу того, что это область на стыке наук, мы постоянно общаемся с биологами. Биологам же сейчас приходится работать с очень большими объемами данных, поэтому умение использовать Linux, оптимальную для подобных задач операционную систему, становится необходимым навыком. На самом деле, речь не только об умении обращаться с Linux, а в целом о компьютерной грамотности: какие существуют правила работы на сервере, как загружать и эффективно хранить файлы с данными, какие программы запускать для их обработки и как это сделать и т.д. — все те вещи, которые как упрощают и ускоряют вашу работу, так и значительно облегчают совместную деятельность с коллегам. Несмотря на то, что разобраться с Linux можно и самостоятельно, почитав умные книжки и сайты, для людей из не технической среды это часто вызывает определенные сложности и многие сдаются на начальных этапах освоения этой ОС (например, на знакомстве с командной строкой).

На основе нашего опыта я и мой коллега Андрей Пржибельский (@andrewprzh) изначально собирались провести несколько занятий для биологов по компьютерной грамотности. А потом эта идея выросла в трехнедельный открытый онлайн-курс (MOOC) Института биоинформатики на русском языке, который позже был сужен до именно введения в Linux, как отправной точки, — поскольку вместить все в три недели оказалось очень и очень трудно. Курс уже начался и оказался достаточно популярен (на данный момент на него записалось более пяти тысяч человек), но первый дедлайн по заданиям — 24 ноября, поэтому еще можно присоединиться без потери баллов или просто изучать курс в свободном режиме (все материалы останутся открытыми).

Про саму подготовку первого в нашей жизни онлайн-курса, если сообществу интересно, мы напишем отдельный пост — это совсем не так просто и быстро, как может показаться на первый взгляд.

Но сначала хотелось бы остановиться на ответах на вопросы, которые нам задавали чаще всего. При подготовке курса мы общались с самыми разными людьми и столкнулись с тем, что многие совсем не понимают, где используется Linux, и не догадывались, что система может быть им полезна. Итак:

Зачем сейчас нужно уметь обращаться с Linux?

Многие не замечают, но Linux уже вокруг нас. Все Android устройства работают на Linux, большинства серверов в Интернете также используют эту операционную систему и есть множество других примеров. Конечно, можно продолжать пользоваться всеми этими вещами и не зная Linux, но освоив основы этой системы, можно лучше понять поведение окружающих вас вещей. Кроме того, при работе с большим объемом данных, Linux просто необходим, ведь большинство сложных вычислений над огромными массивами данных выполняются именно на компьютерах под управлением Linux. И это не случайный выбор: большинство вычислительных задач выполняются на Linux гораздо быстрее, чем на Windows или Mac OS X.

Как Linux связан с освоением других дисциплин?

Огромная доля научного ПО, особенно программ для обработки больших данных (например, в области биоинформатики) разработана специально под Linux. Это значит, что эти приложения просто не могут быть запущены под Windows или Mac OS X. Так что если вы не умеете работать в Linux, то автоматически лишаетесь возможности использовать самые современные научные наработки. Кроме того, изучая Linux, вы лучше понимаете как работает компьютер, ведь вы сможете отдавать ему команды практически напрямую.

Почему для этого нужен отдельный курс?

У Linux очень много возможностей, которые полезно знать и, конечно же, уметь ими воспользоваться в нужный момент. К счастью, современные версии Linux гораздо более дружелюбны к пользователям, чем их собратья еще 5-6 лет назад. Сейчас можно не мучиться часами и даже днями ночами после установки системы, чтобы настроить себе выход в Интернет, печать на принтере, раскладки клавиатуры и так далее. Любой желающий сможет начать использовать Linux так же, как он использовал Windows или Mac OS X уже после минимального знакомства с этой системой, которое будет исчисляться минутами. Однако возможности Linux гораздо шире «повседневного» использования. Рассказать обо всей функциональности Linux просто невозможно даже за трехнедельный курс. Однако мы стараемся научить слушателей использовать большинство базовых возможностей Linux, а самое главное, надеемся, что прошедшие курс смогут успешно продолжить освоение Linux самостоятельно.

Что в Linux интересного?

Для нас Linux похож на очень интересную книгу, которую вы прочитали и с удовольствием рекомендуете своим друзьям и даже чувствуете зависть от того, что у них знакомство с этим произведением еще впереди. Единственная разница в том, что хоть мы и знакомы с Linux уже почти по 10 лет, не можем сказать, что «прочитали» его целиком. В нем постоянно можно найти что-то новое для себя, узнать что многие вещи, которые ты привык делать одним способом, можно сделать совершенно по-другому — гораздо проще и быстрее.

Чем больше знакомишься с Linux, тем он становится интереснее. И от первоначального желания «поскорее бы выключить и перезагрузиться в родную и знакомую Windows (Mac OS X)» вы вскоре переходите в состояние «хм, а тут не так и плохо» и еще немного позже в «как я вообще мог работать в этой Windows?!». А еще изучая Linux вы порою можете почувствовать себя немного хакером или героем фильма про программистов =)

Наш курс состоит из краткого обзора основных возможностей Linux, однако для начинающих пользователей этого должно быть вполне достаточно, чтобы заинтересоваться Linux и немного погрузиться в его философию. Например, большую часть курса мы будем проводить за работой в терминале, так что у новичков должно возникнуть и привыкание и понимание преимуществ такого подхода к управлению компьютером. Для более продвинутых пользователей могут представлять интерес отдельные занятия курса — например, про работу с удаленным сервером или программирование на языке bash. Полная программа онлайн-курса доступна здесь.

Как проверять решение задач на курсе по Linux? Это вообще возможно?

Ответ на этот вопрос был нетривиальным — мы долго думали, как проверять задания (например, что пользователь установил Linux себе на компьютер или отредактировал файл в определенном редакторе) и как придумать интересные задачи, чтобы действительно показать реальную работу с Linux. Для каких-то тем получились довольно любопытные подходы. Например, специально для курса был добавлен новый тип задач на платформе Stepic — подключение к удалённому серверу (и открытие «терминала») прямо в окне браузера — по отзывам первых пользователей, им понравилось. Конечно, в первый раз не обошлось без шероховатостей, но, в целом, всё работает довольно хорошо. Про техническую сторону этого вопроса скоро появится отдельный пост от разработчиков. Пример такого задания (для просмотра вживую можно записаться на курс):

Нужно сказать, что не все пользователи воспринимали задачи с юмором. Например, мы проверяли навык установки программ на Linux на примере программы VLC. Нужно было установить ее в свою систему одним из рассказанных способов, потом открыть справку о программе, найти фамилию первого автора и ввести ее в форму для проверки. Каких только комментариев мы не наслушались про это задание 🙂 А ошибались люди в основном в том, что вводили имя и фамилию, или только имя, или часть фамилии (а она там двойная, через дефис!). В общем, если решитесь проходить курс, то читайте условия задач внимательнее и это сэкономит много времени и нервов! Правда с тем же автором было замечание и по делу, оказалось что в старых версиях VLC он идет аж на 14 месте, так что добавили в проверку еще одного автора, который первый среди «старого» списка (и, кстати, третий в «новом»).

А почему всё-таки Linux так хорош?

Вопрос, конечно, неоднозначный. На мой взгляд одним из ключевых преимуществ Linux перед Windows или Mac OS X является то, что эта операционная система разрабатывается огромным сообществом программистов по всему миру, а не в двух, пусть и очень больших компаниях (Microsoft и Apple). Исходный код этой системы открыт, и каждый может познакомится с внутренним устройством Linux или поучаствовать в его развитии. Разработчики развивают его не только для пользователей-покупателей, но и для самих себя, с чем и связан такой большой прогресс в развитии и многие другие его преимущества. В качестве «бонусов» для обычных пользователей: Linux бесплатный, на Linux практически нет вирусов (а сами разработчики вирусов зачастую сидят под Linux!), существую огромное число версий этой системы и каждый может выбрать понравившуюся именно ему!

И напоследок хотелось бы рассказать о своем первом знакомстве с Linux именно в рабочем процессе (до этого был еще отдельный курс по учебе, но из него я не очень много вынес, к сожалению). Этот случай меня так впечатлил, что помню его до сих пор. Когда я работал на кафедре в Политехе на 3-ем курсе мне понадобилось запускать одну программу для обработки данных. Программа была написана на С++, а работали мы тогда в Windows XP. Запусков нужно было сделать много, были они довольно однотипные и занимали обычно пару минут. За это время ничего другого сделать на компьютере было нельзя — он полностью «подвисал», так что можно было поболтать с другими сотрудниками или просто прогуляться по кабинету. Примерно через пару недель таких запусков, мой научный руководитель посоветовал попробовать мне сделать всё тоже самое, но не в Windows, а в Linux. Я тогда подумал «ну какая разница», но так руководителя уважал, то программу перекомпилировал и его совет исполнил. Какового же было моё удивление, когда я запустил ту же самую программу на тех же самых данных и получил результат (естественно, точно такой же) за несколько секунд! Я даже со стула встать не успел, не то что прогуляться…

Кстати, помимо нашего русскоязычного онлайн-курса по Linux, существует хороший англоязычный вводный курс от Linux Foundation, про который уже писали на хабре. Судя по сайту, он снова начнется 5 января 2015.

Если вы знаете ещё интересные онлайн-курсы или обучающие материалы по азам Linux, будем рады увидеть ссылки на них в комментариях.

Источник

Лекции Технотрека. Администрирование Linux

Представляем вашему вниманию очередную порцию лекций Технотрека. В рамках курса будут рассмотрены основы системного администрирования интернет-сервисов, обеспечения их отказоустойчивости, производительности и безопасности, а также особенности устройства ОС Linux, наиболее широко применяемой в подобных проектах. В качестве примера будут использоваться дистрибутивы семейства RHEL 7 (CentOS 7), веб-сервер nginx, СУБД MySQL, системы резервного копирования bacula, системы мониторинга Zabbix, системы виртуализации oVirt, балансировщика нагрузки на базе ipvs+keepalived. Курс ведёт Сергей Клочков, системный администратор в компании Variti.

Лекция 1. Основы

В начале лекции вы узнаете об истории появления и развития Linux. Затем проводится экскурс по экосистеме Linux, рассказывается о некоторых различиях между дистрибутивами. Далее обсуждается иерархия файловой системы, рассматривается основной рабочий инструмент в этой ОС — командная строка. Подробно рассказывается о Bash-скриптах, о двух основных сущностях в системе — пользователях и группах. Затем обсуждаются регулирование прав доступа к файлам и директориям, рассматриваются привилегии пользователей и в завершение лекции затрагивается тема удалённого доступа.

Лекция 2. Пользовательское окружение Linux

Сначала подробно рассказывается об этапах загрузки системы и ОС, обсуждается ядро Linux. Объясняется, что собой представляет «процесс», как он использует оперативную память. Вы узнаете, что такое дескрипторы и для чего они нужны, как процессор потребляет ресурсы. Затем рассматриваются системные вызовы, сигналы, лимиты процессов, переменные окружения. Обсуждается вопрос размножения процессов и подробно анализируется работа процесса. В завершение вы узнаете о подсистеме perf и логах.

Лекция 3. Linux и сеть (основы)

Вы узнаете, что такое сетевой стек и модель OSI. Вспомните, что такое Ethernet и как с ним работает Linux. Дальше будут освежены ваши знания об использовании IPv4, особенностях IPv4-пакетов и сетей. Затем рассматривается ICMP, мультикаст в IPv4. Далее переходим к IPv6, обсуждаются заголовки IPv6-пакетов, UDP, TCP-соединения. Затрагивается тема TCP congestion control. Потом рассказывается о NAT, протоколах уровня приложения, DNS, NTP, HTTP и URL. Разбираются коды HTTP-ответа (успешные ответы и ошибки).

Лекция 4. Управление пользовательским окружением

Вы узнаете о том, что такое менеджер пакетов RPM и как его использовать. Далее рассматривается классический init, системный менеджер systemd. Разбирается пример init-файла. Обсуждаются основные типы Unit’ов, рассказывается про системный логгер и ротацию логов. В заключение вы узнаете об основах конфигурации сетевых интерфейсов.

Лекция 5. Веб-сервисы

Сначала рассматривается типовая архитектура веб-сервиса. Рассказывается о том, что такое фронтенд, что такое сервер приложений. Разбирается вопрос хранения данных веб-приложениями. Подробно разбирается работа и использование протокола HTTP. Обсуждаются виды HTTP-запросов. Затрагивается тема создания шифрованных туннелей с помощью SSL. Затем рассматриваются примеры установки СУБД MySQL с созданием БД и пользователя. Разбирается работа с PHP-FPM, конфигурирование nginx, установка и настройка wiki-движка.

Лекция 6. Хранение данных

Перечисляются основные проблемы хранения данных, рассматриваются достоинства и недостатки разных устройств хранения, их интерфейсы. Затем вы узнаете, как определять состояние жёсткого диска, какова его производительность, что такое RAID, какие бывают RAID-массивы и как их создавать. Сравниваются разные типы RAID, а также программные и аппаратные массивы. Обсуждаются LVM-снепшоты, рассматриваются разные файловые системы. Затрагивается вопрос удалённого хранения данных и использование протокола ISCSI.

Лекция 7. Сервисы инфраструктуры

Рассматривается DNS-сервер bind, NTP-сервер. Обсуждается централизованная аутентификация на основе LDAP. Разбирается DHCP, задача установки ОС по сети с помощью kickstart, а в завершение рассматривается система управления конфигурацией Salt.

Лекция 8. Резервное копирование

Начало лекции посвящено продолжению рассказа о системе управления конфигурацией Salt. Рассказывается, как её установить, как осуществляется управление конфигурацией Linux, разбирается её пример. Вы узнаете, что такое «зёрна» и зачем они нужны. Далее переходим к теме резервного копирования: какие данные нужно копировать, каковы основные трудности, какие бывают виды резервных копий. Обсуждается задача резервного копирования ОС. Рассказывается об использовании системы резервного копирования bacula.

Лекция 9. Резервное копирование (часть 2)

В начале лекции рассказывается о резервном копировании БД. Обсуждаются различные стратегии резервного копирования — mysqldump, mylvmbackup. Вы узнаете, для чего нужен мониторинг и как его выполнять, какие есть средства мониторинга. Рассматриваются разные виды проверок. Обсуждаются шаблоны проверок. В заключение рассказывается об элементах данных, о выполнении веб-мониторинга.

Лекция 10. Инфраструктура электронной почты

Вы узнаете, что такое электронная почта, познакомитесь с основными понятиями. Затем рассматривается процесс доставки и выдачи почты. Обсуждается использование протоколов SMTP, POP3 и IMAP. Разбирается применение SMTP-сервера postfix, IMAP-сервера Dovecot. Рассказывается о том, как ходят письма по сети и что такое MX-записи. Наконец, обсуждается защита от спама, разбираются SPF-записи, DKIM и Spamassassin.

Лекция 11. Распределение ресурсов системы

Лекция посвящена продвинутым вопросам администрирования Linux. Сначала вы узнаете, как управлять параметрами ядра ОС. Затем рассматриваются модули ядра, как ими управлять. Обсуждается выделение ресурсов приложения. Далее рассказывается о планировщике задач, об алгоритмах шедулинга, о приоритетах процессов. Разбирается шедулер CFS, политики шедулинга. Вы узнаете, что такое NUMA и как с ней работать. Познакомитесь с планировщиками ввода/вывода. Далее рассказывается о контрольных группах, об управляемых ресурсах, об управлении контрольными группами и лимитами ввода/вывода.

Плейлист всех лекций находится по ссылке. Напомним, что актуальные лекции и мастер-классы о программировании от наших IT-специалистов в проектах Технопарк, Техносфера и Технотрек по-прежнему публикуются на канале Технострим.

Другие курсы Технотрека на Хабре:

Информацию обо всех наших образовательных проектах вы можете найти в недавней статье.

Источник