Лабораторная работа Установка ОС Linux

Лабораторная работа Установка ОС Linux.

1 Цель работы

• Целью данной работы является приобретение практических навыков установки операционной системы на виртуальную машину, настройки минимально необходимых для дальнейшей работы сервисов.

2 Указания к работе

2.1 Техническое обеспечение

• Лабораторная работа подразумевает установку на виртуальную машину VirtualBox (https://www.virtualbox.org/) операционной системы Linux (дистрибутив Fedora).
• Выполнение работы возможно как в дисплейном классе факультета физико-математических и естественных наук РУДН, так и дома. Описание выполнения работы приведено для дисплейного класса со следующими характеристиками техники:
  • Intel Core i3-550 3.2 GHz, 4 GB оперативной памяти, 80 GB свободного места на жёстком диске;
  • ОС Linux Gentoo (http://www.gentoo.ru/);
  • VirtualBox версии 7.0 или новее.
• Для установки в виртуальную машину используется дистрибутив Linux Fedora (https://getfedora.org), вариант с менеджером окон sway (https://fedoraproject.org/spins/sway/).
• При выполнении лабораторной работы на своей технике вам необходимо скачать необходимый образ операционной системы (https://fedoraproject.org/spins/sway/download/index.html).
• В дисплейных классах можно воспользоваться образом в каталоге /afs/dk.sci.pfu.edu.ru/common/files/iso.
• Для определённости в описании будем использовать версию Fedora-Sway-Live-x86_64-41-1.4.iso.

2.2 Соглашения об именовании

• При выполнении работ следует придерживаться следующих правил именования:
  • Пользователь внутри виртуальной машины должен иметь имя, совпадающее с учётной записью студента, выполняющего лабораторную работу.
  • Имя хоста вашей виртуальной машины должно совпадать с учётной записью студента, выполняющего лабораторную работу.
  • Имя виртуальной машины должно совпадать с учётной записью студента, выполняющего лабораторную работу.
  • В дисплейных классах вы можете посмотреть имя вашей учётной записи, набрав в терминале команду:

    1id -un
    

• При установке на своей технике необходимо использовать имя вашей учётной записи дисплейных классов. Например, если студента зовут Остап Сулейманович Бендер, то его учётная запись имеет вид osbender.

3 Последовательность выполнения работы

3.1 Варианты создания образа виртуальной машины

• Предлагается несколько вариантов установки ОС Linux на основе следующих программных эмуляторов:
  • qemu;
  • virtualbox.

3.1.1 Установка Linux на qemu

1. Общая информация

   • Данный вариант установки возможен, если у Вас установлено программное обеспечение Qemu (https://www.qemu.org/).

2. Выполнение в дисплейном классе

   • Загрузите в дисплейном классе операционную систему Linux. Осуществите вход в систему.

   1. Настройка каталога для виртуальных машин

      • Запустите терминал. Перейдите в каталог /var/tmp:

        1cd /var/tmp
        

      • Создайте каталог с именем пользователя (совпадающий с логином студента в дисплейном классе). Для этого можно использовать команду:

        1mkdir /var/tmp/`id -un`
        

      • Дальнейшую работу проводите в этом каталоге.

3. Создание образа

   • Создадим образ виртуального диска: 60GB, формат qcow2:

     1qemu-img create -f qcow2 fedora-sway.qcow2 60G
     

   • Запустите виртуальную машину:

     1qemu-system-x86_64 -boot menu=on -m 2048 -cpu max -smp 4 \
     2    -cdrom Fedora-Sway-Live-x86_64-41-1.4.iso \
     3    -drive file=fedora-sway.qcow2,format=qcow2,if=virtio,aio=native,cache=none \
     4    -bios /usr/share/edk2-ovmf/OVMF_CODE.fd \
     5    -enable-kvm -machine q35 -device intel-iommu \
     6    -device virtio-balloon \
     7    -chardev qemu-vdagent,id=vdagent0,name=vdagent,clipboard=on,mouse=off \
     8    -display default,show-cursor=on \
     9    -vga none -device virtio-gpu-pci
     

     • Видео-устройств подключено на видеокарту компьютера.

   • Выберите Start Fedora-Sway-Live 41.

   • Загрузится графический режим.

   • Если вы запускаете из-под Sway, включите Passthrough mode.

   • Также можно использовать режим захвата, переключая его по комбинации Ctrl+Alt+g.

   • Установите систему.

4. После установки виртуальной машины

   • Для удобства создайте командный файл fedora-sway-start.sh:

     1touch fedora-sway-start.sh
     2chmod +x fedora-sway-start.sh
     

   • В файл запишите команду для запуска:

      1#!/bin/bash
      2
      3qemu-system-x86_64 -boot menu=on \
      4   -m 2048 -mem-path /dev/hugepages \
      5   -cpu max -smp 4 \
      6    -drive file=fedora-sway.qcow2,format=qcow2,if=virtio,aio=native,cache=none \
      7    -bios /usr/share/edk2-ovmf/OVMF_CODE.fd \
      8    -enable-kvm -machine q35 -device intel-iommu \
      9    -device virtio-balloon \
     10    -device virtio-serial \
     11    -chardev spicevmc,id=vdagent,debug=0,name=vdagent \
     12    -device virtserialport,chardev=vdagent,name=com.redhat.spice.0 \
     13    -chardev qemu-vdagent,id=vdagent0,name=vdagent,clipboard=on,mouse=on \
     14    -display default,show-cursor=on \
     15    -vga none -device virtio-gpu-pci
     

     Распечатка 1: fedora-sway-start.sh

5. Видео: Установка Linux на qemu

3.1.2 Установка Linux на Virtualbox

1. Выполнение в дисплейном классе

   • Загрузите в дисплейном классе операционную систему Linux. Осуществите вход в систему.

   1. Настройка каталога для виртуальных машин

      1. Создание необходимых каталогов

         • Запустите терминал. Перейдите в каталог /var/tmp:

           1cd /var/tmp
           

         • Создайте каталог с именем пользователя (совпадающий с логином студента в дисплейном классе). Для этого можно использовать команду:

           1mkdir /var/tmp/`id -un`
           

         • Проверьте в свойствах VirtualBox месторасположение каталога для виртуальных машин:

           1/var/tmp/имя_пользователя
           

           • Здесь имя_пользователя — логин (учётная запись) студента в дисплейном классе. Если указан другой каталог, то требуется изменить его.

      2. Папка виртуальных машин

         1. Значения по умолчанию

            • Linux: $HOME/VirtualBox VMs.

         2. Графический интерфейс

            • В меню выберите Файл, Настройки.
            • Выберите Общие, поле Папка для машин по умолчанию.
            • Установите новое значение, например /var/tmp/имя_пользователя.
            • Нажмите ОК, чтобы сохранить изменения.

         3. Командная строка

            • Зададим отображение информации о настройках VirtualBox на английском.
            • Поэтому следует задать кодировку для отображения свойств VirtualBox:

              1vboxmanage setproperty language C
              

            • Установим папку для виртуальных машине в /var/tmp/имя_пользователя:

              1vboxmanage setproperty machinefolder /var/tmp/$(id -un)
              

            • Поверьте, что папка виртуальных машин по умолчанию изменена:

              1vboxmanage list systemproperties | grep "Default machine folder:"
              

            • Следующая команда выдаст только каталог:

              1vboxmanage list systemproperties | grep "Default machine folder:" | cut -d":" -f2 | tr -d ' '
              

         4. Установочный образ

            • Перенесите установочный образ в папку /var/tmp/имя_пользователя/iso:

              1mkdir -p "$(vboxmanage list systemproperties | grep 'Default machine folder:' | cut -d':' -f2 | tr -d ' ')/iso"
              2mv Fedora-Sway-Live-x86_64-39-1.5.iso "$(vboxmanage list systemproperties | grep 'Default machine folder:' | cut -d':' -f2 | tr -d ' ')/iso"
              

   2. Настройка хост-клавиши

      • Хост-клавишей по умолчанию является правый Ctrl.
      • По умолчанию в дисплейных классах на клавише правый Ctrl находится переключатель языка ввода.
      • Эти значения могут конфликтовать.

      1. Графический интерфейс

         • В меню выберите Файл, Настройки.
         • Выберите Ввод, вкладка Виртуальная машина.
         • Выберите Сочетание клавиш в строке Хост-комбинация.
         • Нажмите новое сочетание клавиш.
         • Нажмите ОК, чтобы сохранить изменения.

      2. Командная строка

         • Проверьте текущую комбинацию для хост-клавиши:

           1VBoxManage getextradata global GUI/Input/HostKeyCombination
           

           • По умолчанию установлена комбинация 65508, соответствующая правой клавише Ctrl.

         • Установите нужную клавишу (в примере клавиша Menu):

           1VBoxManage setextradata global GUI/Input/HostKeyCombination 65383
           

         • Комбинации клавиш можно, например, посмотреть на странице https://pythonhosted.org/pyglet/api/pyglet.window.key-module.html.

2. Создание виртуальной машины

   • Для использования графического интерфейса запустите менеджер виртуальных машин, введя в командной строке:

     1VirtualBox &
     

   • Создайте новую виртуальную машину в графическом интерфейсе или в командной строке.

     • В командной строке:

       1vboxmanage createvm --name "$(id -un)_os-intro" --ostype Fedora_64 --register
       

   • Укажите имя виртуальной машины (ваш логин в дисплейном классе), тип операционной системы — Linux, Fedora.

   • Укажите размер основной памяти виртуальной машины — от 2048 МБ.

     • В командной строке:

       1vboxmanage modifyvm "$(id -un)_os-intro" --memory 2048 --acpi on --nic1 nat
       

   • Задайте конфигурацию жёсткого диска — загрузочный, VDI (VirtualBox Disk Image), динамический виртуальный диск.

   • Задайте размер диска — 80 ГБ (или больше), его расположение — в данном случае /var/tmp/имя_пользователя/имя_машины/имя_машины.vdi.

     • В командной строке:

       1vboxmanage createhd --filename "$(vboxmanage list systemproperties | grep 'Default machine folder:' | cut -d':' -f2 | tr -d ' ')/$(id -un)_os-intro/$(id -un)_os-intro.vdi" --size 80000
       

   • Выберите в VirtualBox Вашей виртуальной машины. Добавьте новый привод оптических дисков и выберите образ.

     • В командной строке:
       • Подключите загрузку с DVD:

         1vboxmanage modifyvm "$(id -un)_os-intro" --boot1 dvd
         

       • Добавьте IDE-контроллер:

         1vboxmanage storagectl "$(id -un)_os-intro" --name "IDE Controller" --add ide --controller PIIX4
         

       • Установите созданный вами файл VDI в качестве первого виртуального жесткого диска новой виртуальной машины:

         1vboxmanage storageattach "$(id -un)_os-intro" --storagectl "IDE Controller" --port 0 --device 0 --type hdd --medium "$(vboxmanage list systemproperties | grep 'Default machine folder:' | cut -d':' -f2 | tr -d ' ')/$(id -un)_os-intro/$(id -un)_os-intro.vdi"
         

       • Подключите к виртуальной машине ISO-файл:

         1vboxmanage storageattach "$(id -un)_os-intro" --storagectl "IDE Controller" --port 0 --device 1 --type dvddrive --medium "$(vboxmanage list systemproperties | grep 'Default machine folder:' | cut -d':' -f2 | tr -d ' ')/iso/Fedora-Sway-Live-x86_64-39-1.5.iso"
         

   • При установке на собственной технике используйте скачанный образ операционной системы Fedora.

   • В качестве графического контроллера поставьте VMSVGA.

     • В командной строке:

       1vboxmanage modifyvm "$(id -un)_os-intro" --graphicscontroller=vmsvga
       

   • Включите ускорение 3D.

     • В командной строке:

       1vboxmanage modifyvm "$(id -un)_os-intro" --accelerate-3d=on
       

   • Если есть проблемы при отображении, загрузитесь в режиме базовой графики.

   • Включите общий буфер обмена и перетаскивание объектов между хостом и гостевой ОС.

     • В командной строке:

       1vboxmanage modifyvm "$(id -un)_os-intro" --clipboard-mode=bidirectional --drag-and-drop=bidirectional
       

   • Включите поддержку UEFI.

     • В командной строке:

       1vboxmanage modifyvm "$(id -un)_os-intro" --firmware=efi
       

   1. Видео: Создание виртуальной машины

3. После установки виртуальной машины

   1. Установка драйверов для VirtualBox

      • Войдите в ОС под заданной вами при установке учётной записью.
      • Нажмите комбинацию Win+Enter для запуска терминала.
      • Запустите терминальный мультиплексор tmux:

        1tmux
        

      • Переключитесь на роль супер-пользователя:

        1sudo -i
        

      • Установите средства разработки:

        1dnf -y group install "Development Tools"
        

      • Установите пакет DKMS:

        1dnf -y install dkms
        

      • В меню виртуальной машины подключите образ диска дополнений гостевой ОС.
      • Подмонтируйте диск:

        1mount /dev/sr0 /media
        

      • Установите драйвера:

        1/media/VBoxLinuxAdditions.run
        

      • Перегрузите виртуальную машину:

        1reboot
        

   2. Подключение общей папки

      • Внутри виртуальной машины добавьте своего пользователя в группу vboxsf (вместо username укажите ваш логин):

        1gpasswd -a username vboxsf
        

      • В хостовой системе подключите разделяемую папку:

        1vboxmanage sharedfolder add "$(id -un)_os-intro" --name=work --hostpath=work --automount
        

      • Перегрузите виртуальную машину:

        1reboot
        

      • Папка будет монтироваться в /media/sf_work.

3.2 Установка операционной системы

3.2.1 Запуск приложения для установки системы

• Загрузите LiveCD.
• Появится интерфейс начальной конфигурации.
• Нажмите Enter для создания конфигурации по умолчанию.
• Нажмите Enter, чтобы выбрать в качестве модификатора клавишу Win (она же клавиша Super).
• В файле конфигурации эта клавиша будет обозначена как $Mod.
• Нажмите комбинацию Win+Enter для запуска терминала.
• В терминале запустите liveinst.
• Для перехода к раскладке окон с табами нажмите Win+w.

3.2.2 Установка системы на диск

• Выберите язык интерфейса и перейдите к настройкам установки операционной системы.
• При необходимости скорректируйте часовой пояс, раскладку клавиатуры (рекомендуется в качестве языка по умолчанию указать английский язык).
• Место установки ОС оставьте без изменения.
• Установите имя и пароль для пользователя root.
• Установите имя и пароль для Вашего пользователя.
• Задайте сетевое имя Вашего компьютера.
• После завершения установки операционной системы корректно перезапустите виртуальную машину.
• В VirtualBox оптический диск должен отключиться автоматически, но если это не произошло, то необходимо отключить носитель информации с образом.

3.2.3 Видео: Установка операционной системы

3.3 После установки

• Войдите в ОС под заданной вами при установке учётной записью.
• Нажмите комбинацию Win+Enter для запуска терминала.
• Переключитесь на роль супер-пользователя:

  1sudo -i
  

3.3.1 Обновления

• Обновить все пакеты

  1dnf -y update
  

3.3.2 Повышение комфорта работы

• Программы для удобства работы в консоли:

  1dnf -y install tmux mc
  

3.3.3 Автоматическое обновление

• При необходимости можно использовать автоматическое обновление (см. Автообновление систем на базе деривативов RedHat).
• Установка программного обеспечения:

  1dnf install dnf-automatic
  

• Задаёте необходимую конфигурацию в файле /etc/dnf/automatic.conf.
• Запустите таймер:

  1systemctl enable --now dnf-automatic.timer
  

3.3.4 Отключение SELinux

• В данном курсе мы не будем рассматривать работу с системой безопасности SELinux.
• Поэтому отключим его.
• В файле /etc/selinux/config замените значение

  1SELINUX=enforcing
  

  на значение

  1SELINUX=permissive
  

• Перегрузите виртуальную машину:

  1reboot
  

3.4 Настройка раскладки клавиатуры

• Войдите в ОС под заданной вами при установке учётной записью.
• Нажмите комбинацию Win+Enter для запуска терминала.
• Запустите терминальный мультиплексор tmux:

  1tmux
  

• Создайте конфигурационный файл ~/.config/sway/config.d/95-system-keyboard-config.conf:

  1mkdir -p ~/.config/sway
  2touch ~/.config/sway/config.d/95-system-keyboard-config.conf
  

• Отредактируйте конфигурационный файл ~/.config/sway/config.d/95-system-keyboard-config.conf:

  1exec_always /usr/libexec/sway-systemd/locale1-xkb-config --oneshot
  

• Переключитесь на роль супер-пользователя:

  1sudo -i
  

• Отредактируйте конфигурационный файл /etc/X11/xorg.conf.d/00-keyboard.conf:

  1Section "InputClass"
  2    Identifier "system-keyboard"
  3    MatchIsKeyboard "on"
  4    Option "XkbLayout" "us,ru"
  5    Option "XkbVariant" ",winkeys"
  6    Option "XkbOptions" "grp:rctrl_toggle,compose:ralt,terminate:ctrl_alt_bksp"
  7EndSection
  

• Для этого можно использовать файловый менеджер mc и его встроенный редактор.
• Перегрузите виртуальную машину:

  1reboot
  

3.4.1 Видео: Настройка раскладки клавиатуры

3.5 Установка имени пользователя и названия хоста

• Если при установке виртуальной машины вы задали имя пользователя или имя хоста, не удовлетворяющее соглашению об именовании, то вам необходимо исправить это.
• Запустите виртуальную машину и залогиньтесь.
• Нажмите комбинацию Win+Enter для запуска терминала.
• Запустите терминальный мультиплексор tmux:

  1tmux
  

• Переключитесь на роль супер-пользователя:

  1sudo -i
  

• Создайте пользователя (вместо username укажите ваш логин в дисплейном классе):

  1adduser -G wheel username
  

• Задайте пароль для пользователя (вместо username укажите ваш логин в дисплейном классе):

  1passwd username
  

• Установите имя хоста (вместо username укажите ваш логин в дисплейном классе):

  1hostnamectl set-hostname username
  

• Проверьте, что имя хоста установлено верно:

  1hostnamectl
  

3.5.1 Видео: Имя пользователя и хоста

3.6 Установка программного обеспечения для создания документации

• Нажмите комбинацию Win+Enter для запуска терминала.
• Запустите терминальный мультиплексор tmux:

  1tmux
  

• Переключитесь на роль супер-пользователя:

  1sudo -i
  

3.6.1 Работа с языком разметки Markdown

• Средство pandoc для работы с языком разметки Markdown.
• Установка с помощью менеджера пакетов:

  1dnf -y install pandoc
  

• Для работы с перекрёстными ссылками мы используем пакет pandoc-crossref.
  • Пакет pandoc-crossref в стандартном репозитории отсутствует.
  • Придётся ставить вручную, скачав с сайта https://github.com/lierdakil/pandoc-crossref.
  • При установке pandoc-crossref следует обращать внимание, для какой версии pandoc он скомпилён.
• Лучше установить pandoc и pandoc-crossref вручную.
  • Скачайте необходимую версию pandoc-crossref (https://github.com/lierdakil/pandoc-crossref/releases).
  • Посмотрите, для какой версии откомпилён pandoc-crossref.
  • Скачайте соответствующую версию pandoc (https://github.com/jgm/pandoc/releases).
  • Распакуйте архивы.
  • Обе программы собраны в виде статически-линкованных бинарных файлов.
  • Поместите их в каталог /usr/local/bin.

3.6.2 texlive

• Установим дистрибутив TeXlive (см. Установка TeX Live):

  1dnf -y install texlive-scheme-full
  

3.6.3 Видео: Установка TeX

4 Домашнее задание

• Дождитесь загрузки графического окружения и откройте терминал. В окне терминала проанализируйте последовательность загрузки системы, выполнив команду dmesg. Можно просто просмотреть вывод этой команды:

  1dmesg | less
  

• Можно использовать поиск с помощью grep:

  1dmesg | grep -i "то, что ищем"
  

• Получите следующую информацию.
  • Версия ядра Linux (Linux version).
  • Частота процессора (Detected Mhz processor).
  • Модель процессора (CPU0).
  • Объём доступной оперативной памяти (Memory available).
  • Тип обнаруженного гипервизора (Hypervisor detected).
  • Тип файловой системы корневого раздела.
  • Последовательность монтирования файловых систем.

5 Содержание отчёта

• Отчёт должен включать:
  • титульный лист;
  • формулировку задания работы;
  • описание результатов выполнения задания:
    • краткое описание действия;
    • вводимую команду или команды;
    • результаты выполнения команд (снимок экрана);
  • выводы, согласованные с заданием работы;
  • ответы на контрольные вопросы;
  • отчёт о выполнении дополнительного задания.

6 Контрольные вопросы

1. Какую информацию содержит учётная запись пользователя?

2. Укажите команды терминала и приведите примеры:

   • для получения справки по команде;
   • для перемещения по файловой системе;
   • для просмотра содержимого каталога;
   • для определения объёма каталога;
   • для создания / удаления каталогов / файлов;
   • для задания определённых прав на файл / каталог;
   • для просмотра истории команд.

3. Что такое файловая система? Приведите примеры с краткой характеристикой.

4. Как посмотреть, какие файловые системы подмонтированы в ОС?

5. Как удалить зависший процесс?

При ответах на контрольные вопросы рекомендуется ознакомиться с информацией из [1; 1–7].

7 Библиография

Литература