21、Linux 技术指南：VMware 安装与 Bash 脚本编写

Linux 技术指南：VMware 安装与 Bash 脚本编写

1. VMware 客操作系统的安装

在进行 VMware 客操作系统的安装时，我们以 Fedora Core 5 为例。具体步骤如下：
1. 从 VMware 的社区网站下载 Fedora Core 5。
2. 将下载的文件移动到虚拟机目录。
3. 像解压 Debian 系统一样对其进行解压操作。
4. 通过文件菜单将其添加到我们的清单中。

在添加镜像时，VMware 管理控制台会提示我们输入一个唯一标识符（UUID），如图 9 - 8 所示。由于我们复制了 Fedora 5 且拥有构成该镜像的所有文件，所以从对话框中选择哪个选项并不重要。当打开新的虚拟机时，VMware 会让我们验证虚拟硬件配置，图 9 - 9 展示了 Fedora Core 5 可用的虚拟硬件清单。

除了下载镜像并将其加载到管理控制台外，我们还可以从标准 Linux 发行版的 CD - ROM 安装 Linux 操作系统。

2. 虚拟化技术的思考

许多分析师选择观望 Linux 虚拟化技术是否会流行起来。作为系统管理员，我们需要权衡掌握这项技术的风险和回报。虚拟化技术虽不像 IBM 推出个人电脑或微软引入分布式文件系统那样影响深远，其管理程序技术的影响力也无法与 SAP、PeopleSoft 或 Oracle Financials 等 ERP 程序相提并论，但像 Xen 和 VMware 这样的技术具有不可否认的好处。

虚拟化通过整合系统资源，提高了服务器的利用率，减少了硬件的过度配置。在虚拟环境中运行现有软件，不仅能保护我们在软件上的投资，还能更好地利用低成本、行业标准的服务器。

3. Linux 脚本编写基础

作为 Linux 系统管理员，我们常用的两个工具是文本编辑器和 shell。当我们厌倦了重复输入命令时，就会想到结合文本编辑器和 shell 创建 shell 脚本来节省精力并减少错误。

Linux 系统本身在很多地方都使用 shell 脚本，特别是在服务和进程管理等可定制任务中。了解这些系统脚本的编写方式，有助于我们解读它们的执行步骤并根据自身需求进行调整。

shell 是从 Linux 的“曾祖父”Unix 继承的众多创新之一。1978 年，贝尔实验室的研究员 Stephen Bourne 为第 7 版 Unix 开发了 Bourne Shell，简称为 sh。后来，在此基础上发展出了 Korn shell（ksh）、C shell（csh），最终出现了现在 GNU/Linux 系统上的标准 Bash shell（bash），它是 Bourne - Again Shell 的缩写，并且仍然支持为原始 Bourne shell 编写的脚本。

3.1 Bash 脚本基础

许多早期操作系统都提供了命令行界面，并允许将命令存储在文本文件中作为批处理作业运行。Unix 的 shell 在灵活性方面有了巨大飞跃，使其成为一种真正的编程语言。

以下是一个交互式示例，展示了 shell 提示符、命令及输出：

admin@server1:~$ date
Thu Aug 24 09:16:56 CDT 2006

shell 脚本的内容通常如下所示：

#!/bin/bash
contents of script...

在 Linux 脚本中，第一行很特殊。如果以 #! 开头，后面的内容就是用于处理脚本其余部分的命令的文件名。如果 # 后面没有跟 ! ，则被解释为注释，直到行尾。

我们可以使用喜欢的文本编辑器创建一个名为 hello 的文件，内容如下：

#!/bin/bash
echo hello world
echo bonjour monde

这个文件目前还不能运行，下面我们将介绍如何运行它以及一些基本的语法规则。

Bash 会逐行解释这个脚本，它期望每个命令在单独的一行，但如果行尾以反斜杠 \ 结尾，Bash 会将下一行视为当前行的延续，例如：

#!/bin/bash
echo \
hello\
world

这样可以使复杂的行更易读。shell 会忽略空白行和注释行。当 Bash 读取脚本的第二行 echo hello world 时，会将 echo 视为要运行的命令， hello world 视为其参数， echo 命令会将参数复制到输出。

要查看 hello 文件的内容，可以使用 cat 命令：

admin@server1:~$ cat hello
#!/bin/bash
echo hello world
echo bonjour monde

3.2 路径名和权限

我们可以通过 bash 命令并带上 hello 参数来执行 hello 文件：

admin@server1:~$ bash hello
hello world
bonjour monde

但如果直接运行 hello ，会出现找不到命令的错误：

admin@server1:~$ hello
bash: hello: command not found

这是因为当我们指定一个命令时，Linux 会在一个名为 path 的目录列表中搜索该文件名的文件，并运行找到的第一个文件。在这种情况下， hello 不在这些目录中。我们可以使用绝对路径（如 /home/admin/hello ）或相对路径（如 ./hello 表示当前目录下的 hello 文件）来运行它。

在运行之前，我们还需要处理文件权限问题。查看 hello 文件的权限：

admin@server1:~$ ls -l hello
-rw-r--r--  1 admin admin 48 2006-07-25 13:25 hello

这里的权限信息表明，文件所有者（admin）可以读取（r）和写入（w）该文件，组内其他成员和其他用户只能读取（r），没有人可以执行该文件。

尝试使用相对路径运行 hello 会失败：

admin@server1:~$ ./hello
bash: ./hello: Permission denied

我们可以使用 chmod 命令更改权限，有两种方式：
- 使用八进制数字：

admin@server1:~$ chmod 750 hello
admin@server1:~$ ls -l hello
-rwxr-x---  1 admin admin 50 2006-08-03 15:44 hello

这里， 7 表示文件所有者有读、写、执行权限（4 + 2 + 1）， 5 表示组内成员有读、执行权限（4 + 1）， 0 表示其他用户没有权限。
- 使用字母：

admin@server1:~$ chmod u=rwx,g=rx hello
admin@server1:~$ ls -l hello
-rwxr-x---  1 admin admin 50 2006-08-03 15:44 hello

如果要快速为自己、组内成员和其他用户添加读和执行权限，可以使用：

admin@server1:~$ chmod +xr hello
admin@server1:~$ ls -l hello
-rwxr-xr-x  1 admin admin 50 2006-08-03 15:44 hello

现在就可以从命令行运行脚本了：

admin@server1:~$ ./hello
hello world
bonjour monde

3.3 默认路径

Bash 搜索命令的目录列表存储在一个名为 PATH 的 shell 环境变量中。查看 PATH 的内容：

admin@server1:~$ echo $PATH
/bin:/usr/bin

Linux 中 . 表示当前目录， .. 表示当前目录的父目录。如果希望 Linux 总是能在当前目录找到像 hello 这样的命令，可以将当前目录添加到 PATH ：

admin@server1:~$ PATH=$PATH:.

要使这样的更改永久生效，可以在用户主目录下的 .bashrc 文件中添加相应语句，或者由系统管理员在系统范围的启动文件（通常位于 /etc 目录）中添加。

另一种方法是将 hello 脚本移动到 PATH 中已有的目录，但这些目录通常受保护，只有 root 用户可以在其中放置文件。

对于比 hello 更复杂的脚本，这两种方法都有安全隐患。如果 . 在 PATH 中，可能会执行到其他用户在不同目录下同名的脚本。

常见的做法是将自己的脚本放在 /usr/local/bin 或私人的 ~/bin 目录中，并在 .bashrc 文件末尾添加以下行将该目录永久添加到 PATH ：

export PATH=$PATH:/usr/local/bin

3.4 I/O 重定向

I/O 重定向和管道是 Unix 的创新，被很多系统借鉴。shell 让我们可以很直观地使用这些功能。

当在控制台或文本窗口输入命令时，手指提供命令的标准输入，眼睛读取命令的标准输出和标准错误输出。我们可以用文件代替手指提供输入或代替眼睛捕获输出。

例如，将 ls 命令的标准输出正常显示在屏幕上，然后重定向到文件：

admin@server1:~$ ls
hello
admin@server1:~$ ls > files.txt

重定向过程是静默的，如果出现错误，错误信息会显示在屏幕上而不是文件中。

admin@server1:~$ ls ciao > files.txt
ls: ciao: No such file or directory

如果 files.txt 在运行命令前已存在，会被覆盖。如果要追加内容，可以使用 >> ：

admin@server1:~$ ls -l >> files.txt

也可以重定向标准错误，例如同时重定向标准输出和标准错误：

admin@server1:~$ ls -l > files.txt 2> errors.txt

这里 2> 是标准错误重定向的符号。如果要将标准输出和标准错误重定向到同一个文件，可以使用：

admin@server1:~$ ls -l > files.txt 2>&1

或者使用快捷方式：

admin@server1:~$ ls -l >& files.txt

如果要追加而不是覆盖，使用 >> 代替 > 。

标准输入也可以重定向，例如搜索包含字符串 foo 的文件名：

admin@server1:~$ ls -l > files.txt
admin@server1:~$ grep foo < files.txt
admin@server1:~$ rm files.txt

我们可以使用管道将这三个步骤合并，避免使用临时文件：

admin@server1:~$ ls -l | grep foo

还可以链式使用管道：

admin@server1:~$ ls -l | grep foo | wc -l

这个命令会统计当前目录下所有文件中字符串 foo 出现的次数。

3.5 变量

Bash 是一种编程语言，变量是其基本特性之一。Bash 变量默认是字符串，除非使用 declare 语句指定其他类型。与很多其他语言不同，我们在使用 Bash 变量前不需要声明或定义。

变量名是一个以字母开头，包含字母、数字或下划线 _ 的字符串。通过在变量名前加 $ 可以获取变量的值。

以下是一个为变量 hw 赋值并打印的 shell 脚本：

#!/bin/bash
hw="hello world"
echo $hw

由于 Bash 和其他 shell 将空白字符（空格和制表符）视为命令参数分隔符，为了保留空格，需要用双引号 " 或单引号 ' 包围字符串。双引号内的 shell 变量会被展开，单引号内则会被视为字面量。

#!/bin/bash
hw="hello world"
echo "$hw"
echo '$hw'

运行这个脚本：

admin@server1:~$ ./hello2
hello world
$hw

我们可以使用 $(command) 或 command 语法将命令的标准输出赋值给变量：

#!/bin/bash
dt=$(date)
dttoo=`date`
echo "Today is $dt"
echo "And so is $dttoo"

特殊变量可以表示命令行参数， $n 表示第 n 个命令行参数（从 1 开始）， $0 是脚本本身的名称， $* 包含所有参数作为一个字符串值。

#!/bin/bash
ls -Alv $*

运行脚本：

admin@server1:~$ ./files hello hello2 today
-rwxr-xr-x  1 admin admin 48 2006-07-25 13:25 hello
-rwxr-xr-x  1 admin admin 51 2006-07-25 14:45 hello2
-rwxr-xr-x  1 admin admin 45 2006-07-25 14:49 today

特殊变量 $$ 包含当前进程的进程 ID，可以用于创建唯一的临时文件名。 $? 包含最近执行命令的返回状态，可用于检查脚本中程序执行的成功或失败。

3.6 Bash 脚本的有用元素 - 表达式

Bash 表达式包含变量和运算符，如 == （等于）和 > （大于），通常用于测试，有几种指定方式：

test $file == "test"
[ $file == "test" ]
[[ $file == "test" ]]

如果使用 test 命令，要注意一些符号有多种含义，需要用引号括起来。使用单或双方括号语法则无需担心引号问题。双方括号功能比单方括号更多，使用表达式时最好用双方括号。

Bash 还有一些有用的特殊内置运算符：
| 运算符 | 说明 |
| ---- | ---- |
| -a file | 如果文件存在则为真 |
| -d file | 如果文件存在且为目录则为真 |
| -f file | 如果文件存在且为普通文件则为真 |
| -r file | 如果文件存在且可读则为真 |
| -w file | 如果文件存在且可写则为真 |
| -x file | 如果文件存在且可执行则为真 |

通过以上内容，我们了解了 VMware 客操作系统的安装方法、虚拟化技术的特点以及 Bash 脚本编写的基础知识，包括脚本的创建、运行、权限设置、路径管理、I/O 重定向、变量使用和表达式等，这些知识将帮助我们更好地管理 Linux 系统和编写高效的脚本。

4. 循环结构

在编写 Bash 脚本时，循环结构是非常实用的，它可以帮助我们重复执行一系列命令。Bash 主要提供了 for 、 while 和 until 三种循环结构。

4.1 for 循环

for 循环用于遍历一个列表中的元素，并对每个元素执行相同的操作。基本语法如下：

for variable in list
do
    commands
done

例如，遍历一个数字列表并打印每个数字：

#!/bin/bash
for num in 1 2 3 4 5
do
    echo $num
done

运行这个脚本，会依次输出 1 到 5。

我们也可以使用 seq 命令生成一个数字序列：

#!/bin/bash
for num in $(seq 1 5)
do
    echo $num
done

效果与上面的脚本相同。

4.2 while 循环

while 循环会在条件为真时不断执行循环体中的命令。基本语法如下：

while condition
do
    commands
done

例如，使用 while 循环打印 1 到 5 的数字：

#!/bin/bash
num=1
while [ $num -le 5 ]
do
    echo $num
    num=$((num + 1))
done

在这个脚本中，首先将 num 初始化为 1，然后在每次循环中检查 num 是否小于等于 5，如果是则打印 num 并将其加 1，直到 num 大于 5 时退出循环。

4.3 until 循环

until 循环与 while 循环相反，它会在条件为假时不断执行循环体中的命令，直到条件为真时退出循环。基本语法如下：

until condition
do
    commands
done

例如，使用 until 循环打印 1 到 5 的数字：

#!/bin/bash
num=1
until [ $num -gt 5 ]
do
    echo $num
    num=$((num + 1))
done

在这个脚本中，首先将 num 初始化为 1，然后在每次循环中检查 num 是否大于 5，如果不是则打印 num 并将其加 1，直到 num 大于 5 时退出循环。

5. 函数

在 Bash 脚本中，函数可以将一组相关的命令封装起来，方便重复使用。函数的定义和调用方式如下：

5.1 函数定义

function_name() {
    commands
}

或者

function function_name {
    commands
}

例如，定义一个简单的函数来打印问候语：

#!/bin/bash
greet() {
    echo "Hello, $1!"
}
greet "John"

在这个脚本中，定义了一个名为 greet 的函数，它接受一个参数并打印问候语。然后调用这个函数并传入参数 “John”。

5.2 函数返回值

Bash 函数可以通过 return 语句返回一个退出状态码，范围是 0 到 255。返回状态码可以用于判断函数的执行结果。

#!/bin/bash
add_numbers() {
    result=$(( $1 + $2 ))
    return $result
}
add_numbers 3 5
echo $?

在这个脚本中，定义了一个名为 add_numbers 的函数，它接受两个参数并将它们相加，然后通过 return 语句返回相加的结果。在调用函数后，使用 $? 来获取函数的返回状态码。

6. 脚本调试

在编写 Bash 脚本时，调试是一个重要的环节。以下是一些常用的调试方法：

6.1 使用 set -x

在脚本中添加 set -x 可以开启调试模式，它会在执行每条命令之前打印出命令及其参数。

#!/bin/bash
set -x
num=5
result=$((num * 2))
echo $result
set +x

在这个脚本中， set -x 开启调试模式， set +x 关闭调试模式。

6.2 使用 bash -x

在运行脚本时，可以使用 bash -x 选项来开启调试模式。

bash -x script.sh

这样会在执行脚本的每条命令之前打印出命令及其参数。

7. 不同脚本语言的比较

除了 Bash 脚本，还有其他一些常用的脚本语言，如 Perl、PHP 和 Python。以下是一个简单的应用，用这几种语言分别实现，以便比较它们的风格、语法、易用性和适用领域。

7.1 Bash 实现

#!/bin/bash
for i in $(seq 1 10)
do
    if [ $((i % 2)) -eq 0 ]
    then
        echo "$i is even"
    else
        echo "$i is odd"
    fi
done

7.2 Perl 实现

#!/usr/bin/perl
for ($i = 1; $i <= 10; $i++) {
    if ($i % 2 == 0) {
        print "$i is even\n";
    } else {
        print "$i is odd\n";
    }
}

7.3 PHP 实现

#!/usr/bin/php
<?php
for ($i = 1; $i <= 10; $i++) {
    if ($i % 2 == 0) {
        echo "$i is even\n";
    } else {
        echo "$i is odd\n";
    }
}
?>

7.4 Python 实现

#!/usr/bin/python
for i in range(1, 11):
    if i % 2 == 0:
        print(f"{i} is even")
    else:
        print(f"{i} is odd")

通过比较可以发现，Bash 脚本适合处理系统管理任务和简单的文本处理；Perl 在文本处理和正则表达式方面表现出色；PHP 常用于 Web 开发；Python 则具有简洁的语法和丰富的库，适用于各种领域。

8. 总结

本文详细介绍了 Linux 系统中 VMware 客操作系统的安装方法，以及 Bash 脚本编写的多个方面，包括基础语法、路径和权限管理、I/O 重定向、变量使用、表达式、循环结构、函数、脚本调试等。同时，还对 Bash 与 Perl、PHP、Python 等脚本语言进行了简单比较。

以下是本文内容的总结流程图：

graph LR
    A[VMware 安装] --> B[Fedora Core 5 安装步骤]
    C[Bash 脚本编写] --> D[基础语法]
    C --> E[路径和权限管理]
    C --> F[I/O 重定向]
    C --> G[变量使用]
    C --> H[表达式]
    C --> I[循环结构]
    C --> J[函数]
    C --> K[脚本调试]
    L[脚本语言比较] --> M[Bash]
    L --> N[Perl]
    L --> O[PHP]
    L --> P[Python]

掌握这些知识，我们可以更好地管理 Linux 系统，提高工作效率，根据不同的需求选择合适的脚本语言来解决问题。希望本文能为你在 Linux 系统管理和脚本编写方面提供有价值的参考。