91、打印系统全解析：从桌面环境到 System V

打印系统全解析：从桌面环境到 System V

1. 桌面环境打印

1.1 CUPS 原生 GUI 管理优势

在进行打印系统管理时，推荐使用 CUPS 原生 GUI 进行管理，而非 KDE 等设计的附加组件。原生 GUI 具有权威性，且使用体验良好。同时，考虑到可移植性，若使用多种不同的管理 GUI，会增加管理的复杂性。例如，CEO 使用全新 Macintosh 打印时，可能不清楚苹果设计的最新 GUI 配置小部件的操作位置，但通过访问 localhost:631 ，就能进入熟悉的管理界面。

1.2 KDEPrint 框架介绍

若所有用户都使用特定的桌面环境，可考虑使用该桌面的 GUI 来支持打印。以 KDEPrint 为例，它是 KDE 下的打印框架，提供了添加打印机、管理打印作业、重启打印服务器等工具，具有 KDE 的外观和感觉，为 KDE 用户提供了一致性。

KDEPrint 并不依赖于 CUPS，它可以处理 CUPS 的所有功能，也能配置为与从 LPRng 到通用外部程序等各种打印系统一起工作。不过，CUPS 比其他打印系统功能更强大，若切换到其他打印系统，KDEPrint 的部分功能可能会消失。

1.3 KDEPrint 主要组件

KDEPrint 主要由以下组件构成：
- kprinter ：一个用于提交打印作业的 GUI 工具，也可在命令行中无 GUI 模式下使用。例如，命令 $ kprinter --nodialog -5 -P lj4600 riley.ps gillian.pdf zoe.prn 等同于 $ lpr -5 -P lj4600 riley.ps gillian.pdf zoe.prn 。用户可将文件从文件管理器或桌面拖入 kprinter 对话框进行批量打印，还可在浏览器的打印对话框中用 kprinter 替代 lpr 以获得 GUI 打印对话框。此外，勾选“打印后保持对话框打开”选项，可避免每次打印时的重启延迟。kprinter 还提供了打印为 PDF 和传真打印功能，即使网络中没有实际打印机也可使用。
- 添加打印机向导 ：可自动检测网络打印机（JetDirect、IPP 和 SMB）和一些本地连接的打印机，也可添加和配置无法自动检测的打印机。
- 打印作业查看器 ：用于移动和取消打印作业，并显示打印作业状态信息。
- KDEPrint 手册 ：记录了系统的相关信息，可通过 KDE 帮助中心访问，但较难找到。更简便的方法是调用 kprinter 并点击“帮助”，或使用 KDE 浏览器 Konqueror 访问 konqueror help:/kdeprint ，也可在 printing.kde.org 上找到相关文档。
- 打印管理器 ：是打印系统的主要 GUI 管理工具，位置因发行版而异。可在主桌面菜单中查找，也可运行 kcmshell printmgr 或 konqueror print:/manager 打开。

添加打印机向导和打印作业管理器可通过 kprinter 或 KDE 打印管理器访问，也可通过 Konqueror 中的 print:/manager 和 print:/printers URL 访问。KDEPrint 的用户信息存储在 ~/.kde 下，文件可读，但建议通过打印管理器进行修改。

1.4 Konqueror 与打印

许多浏览器识别特殊用途的 URI 作为特定功能的入口，Konqueror 的 print: 系列 URI 是访问 KDEPrint 的秘密通道。 print:/ URL 展示了所有可能性， print:/jobs 用于监控打印作业， print:/manager 可在 Konqueror 中启动打印管理器。由于 CUPS 是一个 Web 服务器，浏览器与 Web 服务器通信相对容易，因此可对浏览器进行调整以添加 CUPS 特定的打印功能。

1.5 CUPS 命令行工具及其他系统命令

系统	命令	功能
CUPS	cups-config	打印 API、编译器、目录和链接信息
	cupsdconf	通过 KDE 界面配置 CUPS
	cupsdisable	停止打印机或类的打印
	cupsenable	重启打印机或类的打印
	lpinfo	显示可用设备或驱动程序
	lpoptions	显示或设置打印机选项和默认值
	lppasswd	添加、更改或删除摘要密码
System V	accept, reject	接受或拒绝队列提交
	cancel	取消打印作业
	lp	排队打印作业
	lpadmin	配置打印机和类
	lpmove	将现有打印作业移动到新目标
	lpstat	打印状态信息
BSD	lpc	作为通用打印机控制程序
	lpq	显示打印队列
	lpr	排队打印作业
	lprm	取消打印作业

2. System V 打印系统

2.1 概述

System V 的打印软件是最古老、最原始的打印系统，最初设计时未考虑网络打印。Solaris 和 HP - UX 等系统使用该软件，并进行了大量修改。用户打印时需使用 lp 命令或间接调用 lp 的命令， lp 将数据放入与目标关联的假脱机目录， lpsched 守护进程确定数据的打印时间和位置，然后执行接口程序对数据进行格式化并发送到正确的打印机。

2.2 目的地和类

每个打印“目的地”名称由最多 14 个字母数字字符和下划线组成，通常是打印机，但也可以是文件。每个目的地可属于零个或多个类，类是一组具有相同用途的目的地。例如，同一房间的两台打印机或具有相似功能（如颜色、分辨率、双面打印或速度）的打印机可组合成一个类， lpsched 会将提交到该类的输出发送到最先可用的打印机。

2.3 System V 打印命令

命令	位置	功能
通用	accept	/usr/sbin，开启队列对作业的接受
	cancel	/bin，从队列中移除打印作业
	disable	/bin，禁用队列中作业的打印
	enable	/bin，启用队列中作业的打印
	lp	/bin，排队打印作业
	lpadmin	/usr/sbin，配置打印系统
	lpmove	/usr/sbin，在队列之间移动作业
	lpsched	/usr/lib，调度和打印作业
	lpshut	/usr/sbin，停止打印服务
	lpstat	/bin，报告打印服务的状态
	reject	/usr/sbin，停止队列对作业的接受
Solaris	lpfilter	/usr/sbin，控制打印过滤器
	lpforms	/usr/sbin，控制预印表单的使用
	lpget	/bin，读取配置设置
	lpset	/bin，修改配置设置
	lpusers	/usr/sbin，控制队列优先级
HP - UX	lpalt	/bin，修改队列中的作业
	lpana	/usr/sbin，分析性能日志
	lpfence	/usr/sbin，设置打印机的最小作业优先级
	lpr	/bin，支持 BSD 打印

2.4 lp 命令说明

lp 是用户级命令，用于将数据排队打印。它将提交的数据（可来自命名文件或标准输入）复制到假脱机目录中的文件。在 HP - UX 中，目的地的假脱机目录为 /var/spool/lp/request/dest ；在 Solaris 中为 /var/spool/lp/requests/dest 。假脱机文件名为 xxxn ，其中 n 是 lp 分配的作业标识号。

lp -d 可将输入排队到特定目的地（打印机或类），若未使用 -d 选项， lp 使用 LPDEST 环境变量的值作为输出目的地。若该环境变量未设置， lp 将数据排队到默认目的地，系统管理员可使用 lpadmin -d 设置默认目的地。在 Solaris 中，若未使用 lpadmin -d 指定默认设备， lp 会搜索 ~/.printers 文件、 /etc/printers.conf 文件，最后搜索联合命名服务以查找默认目的地。

2.5 lpsched 和 lpshut：启动和停止打印

lpsched 守护进程将 lp 放入假脱机目录的文件发送到可用设备，并记录处理的每个文件和发生的错误。在 Solaris 中，默认日志文件为 /var/lp/logs/lpsched ；在 HP - UX 中，日志文件位于 /var/adm/lp/log ， lpsched 启动时会将旧日志移到 oldlog 并开始新日志。

若要停止 lpsched ，可作为 root 或 lp 用户运行 lpshut 。 lpsched 不运行时，不会实际打印作业，但 lp 仍可将作业排队。停止守护进程时正在打印的作业，在守护进程重启后将重新打印。 lpsched 创建 /var/spool/lp/SCHEDLOCK 文件表示正在运行，若通过其他方式停止 lpsched ，在重启前需手动删除该文件。

2.6 lpadmin：配置打印环境

lpadmin 用于告诉打印系统打印机的配置信息，包括命名打印机、创建类和指定默认打印机。它实际上是创建和修改 /var/spool/lp 目录中的文本文件，但这些配置文件格式敏感，容易损坏，不建议手动修改。

Solaris 的 lpadmin 尝试使用类似 BSD 的打印机描述文件来简化系统配置，但实际上将配置信息分散到 /etc/printers.conf 和 /etc/lp 两个位置。Solaris 在大多数管理命令执行时需要 lpsched 运行，而 HP - UX 的大多数 lpadmin 命令在 lpsched 运行时无法工作，需先使用 lpshut 停止 lpsched 。

添加新打印机的命令如下：

$ sudo lpadmin -pprinter -vdevice { -eprinter | -mmodel | -iinterface } [ -cclass - ] [ -l | -h ]

其中， printer 是新打印机的名称， device 是与打印机关联的设备文件。 -e 、 -m 或 -i 选项用于指定打印机接口程序：
- -eprinter ： printer 是现有打印机的名称，适用于添加与现有打印机完全相同的打印机， lpadmin 会复制接口程序。
- -mmodel ： model 是系统具有标准接口程序的设备类型，可通过查看 /var/spool/lp/model 确定系统支持的型号， lpadmin 会复制 /var/spool/lp/model/model 文件供新目的地使用。
- -iinterface ： interface 是用作接口脚本的程序的完整路径名，大多数 lpadmin 版本会复制接口程序，若要修改程序，需修改特定于目的地的副本。

HP - UX 允许指定返回状态信息和取消打印机作业的程序。 lpadmin 还接受以下附加选项：
| 选项 | 功能 |
| — | — |
| -pprinter | 指定其他选项应用的打印机 |
| -ddest | 将 dest 设置为系统的默认打印目的地 |
| -xdest | 从打印系统中移除 dest |
| -cclass | 将打印机添加到 class |
| -rclass | 将打印机从 class 中移除 |
| -edest | 复制另一个打印机的接口程序 |
| -iinterface | 将 interface 作为打印机的接口程序 |
| -mmodel | 使打印机使用 model 的接口程序 |
| -h | 表示打印机是硬连线的 |
| -vfile | 指定打印机设备文件的完整路径 |
| -D”desc” | 将打印机描述字符串设置为 desc |
| -L”location” | 设置打印机位置的文本描述 |

2.7 lpadmin 示例

• $ sudo lpadmin -phowler - lw -v/dev/tty06 -mPostScript -cpr ：告知打印系统名为 howler - lw 的打印机连接到 /dev/tty06 ，属于 pr 类，并使用 PostScript 打印机的接口程序，同时会创建假脱机目录。
• $ sudo lpadmin -dpr ：将系统的默认目的地设置为 pr 类（或打印机）。
• $ sudo lpadmin -phowler - lw -L"Conference room" ：设置 howler - lw 的描述字符串。
• $ sudo lpadmin -phowler - lw -rpr -cfast ：将 howler - lw 从 pr 类中移除并添加到 fast 类。
• $ sudo lpadmin -xhowler - lw ：完全移除 howler - lw 。

2.8 lpstat：获取状态信息

lpstat 用于显示打印系统的状态。若不带任何参数执行，它会显示执行该命令的用户的所有作业状态；使用 -p 标志可显示特定打印机的状态。例如， $ lpstat -phowler - lw 可显示 howler - lw 打印机的状态。使用 -r 标志可确定 lpsched 守护进程的状态。

2.9 cancel：移除打印作业

cancel 用于从队列中移除排队或正在打印的作业，可使用作业编号（通过 lpstat 确定）或打印机名称调用。若指定打印机，当前正在打印的作业将被取消。 cancel 命令通常由伪用户 lp 拥有，组为 bin ，模式为 6775 ，以便任何人都可取消明显无效的作业。若非作业发送者取消作业，会向作业所有者发送邮件。若用户滥用此权限，可设置命令的模式使其不运行 setuid。

2.10 accept 和 reject：控制假脱机

若打印机长时间不可用（如硬件故障），可使用 reject 命令禁用对该设备的假脱机，以防止不知情的用户填满队列。例如， $ sudo reject -r"howler - lw will be down until Tuesday" howler - lw 可使 lp 拒绝 howler - lw 的请求。 -r 标志可选，用于告知用户打印机拒绝请求的原因。当有人尝试打印文件时， lp 会显示该消息。

accept printer 命令可使 lp 开始接受打印机的请求。新添加的打印机默认配置为拒绝请求，因此使用 lpadmin 添加新打印机后，必须运行一次 accept 命令。也可使用类名代替打印机名，以启用或禁用整个类的假脱机。

2.11 enable 和 disable：控制打印

disable 命令可使 lpsched 停止向特定打印机发送作业，但不阻止 lp 对该打印机的作业排队。排队的作业在使用 enable 重新启用打印机之前不会输出。 disable 通常不会中止当前正在打印的作业，但 -c 选项可请求此行为。 disable 支持 -r 标志，可解释打印机禁用的原因。例如， $ sudo disable -r"Being cleaned, back in 5 minutes" howler - lw 可禁用 howler - lw 的打印，使用 $ sudo enable howler - lw 可重启打印。

2.12 lpmove：转移作业

有时需要将排队到一个打印机或类的作业移动到另一个打印机，可使用 lpmove 命令。例如， $ sudo lpmove howler - lw - 324 howler - lw - 325 anchor - lj 可将编号为 324 和 325 的作业从 howler - lw 的队列移动到 anchor - lj 的队列。也可将打印机或类作为源，如 $ sudo lpmove howler - lw anchor - lj 会将 howler - lw 队列中的所有作业移动到 anchor - lj 的队列，同时会对源打印机执行 reject 操作。HP - UX 版本的 lpmove 在 lpsched 运行时无法使用，需先运行 lpshut 。

2.13 接口程序

接口程序从 lpsched 指定的文件中获取信息，对其进行格式化，并将格式化后的数据发送到标准输出。它还负责设置输出设备的正确模式，并在需要时生成页眉和页脚。接口程序通常是 shell 脚本，也可以是可执行二进制文件。

lpsched 调用接口程序时使用以下参数： jobid user title copies options file … ，其中 jobid 是 lp 分配的作业标识号， user 是作业所属的用户， title 是用户提供的可选标题， copies 是打印份数， options 是用户提供的选项， files 是要打印的文件的完整路径名。接口程序的标准输入来自 /dev/null ，标准输出和标准错误都定向到 lpadmin -v 指定的目标设备。

与 CUPS 或 BSD 打印系统不同，System V 要求接口程序处理打印机可以接受的所有类型的数据，并在收到无法识别的输入时优雅地失败。因此，接口程序通常是处理参数并调用其他程序进行实际格式化工作的 shell 脚本。

接口程序成功完成时应返回 0，遇到错误时应返回 1 到 127 之间的整数。若作业失败，接口脚本应尝试重新打印；若发生严重错误，接口程序应禁用打印机。若打印出现不稳定问题，可能是接口脚本的原因。

2.14 打印系统故障处理

有时，配置和取消配置打印机的尝试会使系统混乱。保存打印机信息的配置文件复杂且敏感，一个错误字符可能使打印机无法使用。

2.15 打印系统故障排查流程

当打印系统出现故障时，可以按照以下流程进行排查：

graph TD
    A[打印异常] --> B{打印机是否通电且就绪}
    B -- 是 --> C{能否通过 lpstat 查看打印机状态}
    B -- 否 --> D[检查电源和连接]
    C -- 是 --> E{lp 命令能否正常排队作业}
    C -- 否 --> F[检查 lpsched 守护进程状态]
    F --> G{lpsched 是否运行}
    G -- 是 --> H[检查 SCHEDLOCK 文件是否异常]
    G -- 否 --> I[尝试启动 lpsched 或使用 lpshut 处理]
    E -- 是 --> J{作业是否能正常打印}
    E -- 否 --> K[检查 lp 命令参数和环境变量]
    J -- 是 --> L[问题解决]
    J -- 否 --> M[检查接口程序是否正常]
    M --> N{接口程序返回码是否正常}
    N -- 是 --> O[检查打印机硬件和驱动]
    N -- 否 --> P[检查接口程序代码和配置]

2.16 常见故障及解决方法

故障现象	可能原因	解决方法
打印机无响应	打印机未通电、连接问题、lpsched 未运行	检查电源和连接，使用 lpstat -r 检查 lpsched 状态，若未运行使用 lpshut 处理后重启
lp 命令无法排队作业	LPDEST 环境变量未设置、打印机未配置、权限问题	使用 lpadmin -d 设置默认目的地，检查打印机配置文件，确保有足够权限
作业排队但不打印	lpsched 故障、接口程序错误、打印机硬件故障	检查 lpsched 日志文件，查看接口程序返回码，检查打印机硬件和驱动
打印机拒绝请求	打印机被 reject、配置文件错误	使用 accept 命令启用打印机，检查配置文件是否损坏

2.17 打印系统性能优化

为了提高打印系统的性能，可以采取以下措施：
- 合理配置打印机类 ：将功能相似的打印机组合成类，如将速度快的打印机组成一个类，将彩色打印机组成一个类。这样可以根据作业的需求选择合适的打印机，提高打印效率。例如，对于紧急的黑白文档，可以选择速度快的打印机类；对于彩色图片，可以选择彩色打印机类。
- 优化接口程序 ：接口程序的性能直接影响打印速度。可以对接口程序进行优化，减少不必要的处理步骤，提高格式化和传输数据的效率。例如，使用更高效的脚本语言编写接口程序，或者对现有的接口程序进行代码优化。
- 定期清理假脱机目录 ：假脱机目录中存储了大量的打印作业文件，随着时间的推移，这些文件会占用大量的磁盘空间，影响系统性能。定期清理假脱机目录中的过期文件，可以释放磁盘空间，提高系统的响应速度。可以使用脚本定期执行清理操作，例如：

#!/bin/bash
# 清理 HP-UX 假脱机目录
find /var/spool/lp/request -type f -mtime +7 -delete
# 清理 Solaris 假脱机目录
find /var/spool/lp/requests -type f -mtime +7 -delete

2.18 打印系统安全管理

打印系统的安全管理也是非常重要的，以下是一些安全管理的建议：
- 权限管理 ：确保只有授权用户可以访问和管理打印系统。对打印命令和配置文件设置合适的权限，例如，将 lpadmin 命令的权限设置为只有管理员可以使用。
- 密码保护 ：对于需要认证的打印机，设置强密码，防止未经授权的访问。可以使用 lppasswd 命令添加、更改或删除摘要密码。
- 监控日志 ：定期查看打印系统的日志文件，如 lpsched 的日志文件，及时发现异常行为。例如，查看是否有异常的打印作业提交，是否有用户滥用 cancel 命令等。

2.19 不同打印系统对比

打印系统	优点	缺点	适用场景
CUPS	功能强大，支持多种打印机和协议，可移植性好	配置相对复杂	多平台环境，需要支持多种打印机的场景
KDEPrint	与 KDE 桌面环境集成度高，用户体验好	依赖于桌面环境，部分功能可能受限于其他打印系统	KDE 桌面用户为主的环境
System V	历史悠久，稳定性好	设计较原始，缺乏网络打印支持	对稳定性要求高，对网络打印需求较低的传统系统

2.20 未来打印系统发展趋势

随着技术的不断发展，打印系统也在不断演进。未来的打印系统可能会朝着以下方向发展：
- 云打印 ：用户可以通过互联网将打印作业发送到云端，然后由云端服务器将作业分配到合适的打印机进行打印。这样可以实现远程打印，提高打印的灵活性和便捷性。
- 移动打印 ：支持通过移动设备（如手机、平板电脑）直接进行打印。用户可以随时随地将移动设备中的文件打印出来，满足移动办公的需求。
- 智能化打印 ：打印系统将具备更多的智能功能，如自动识别文件类型并选择合适的打印设置，自动优化打印质量等。
- 环保打印 ：更加注重环保，例如采用节能技术、减少纸张浪费等。打印系统可以提供双面打印、草稿模式等功能，降低对环境的影响。

总之，了解不同的打印系统及其特点，掌握打印系统的配置和管理方法，对于提高工作效率和保障打印服务的稳定性具有重要意义。同时，关注打印系统的发展趋势，可以为未来的工作和生活做好准备。