1.2 Урок 1

Майже кожен дистрибутив Linux пропонує попередньо встановлений набір застосунків за замовчуванням. Окрім цих попередньо встановлених застосунків, у дистрибутиві є репозиторій пакунків з великою колекцією застосунків, доступних для встановлення через його менеджер пакунків. Хоча різні дистрибутиви пропонують приблизно однакові застосунки, для різних дистрибутивів існує кілька різних систем керування пакунками. Наприклад, Debian, Ubuntu та Linux Mint використовують інструменти dpkg, apt-get та apt для встановлення програмних пакунків, які зазвичай називають DEB-пакунками. Такі дистрибутиви, як Red Hat, Fedora та CentOS, використовують замість них команди rpm, yum і dnf, які, в свою чергу, встановлюють RPM-пакунки. Оскільки набір застосунків різний для кожного сімейства дистрибутивів, дуже важливо встановлювати пакунки з правильного репозиторію, розробленого для конкретного дистрибутиву. Кінцевому користувачеві, як правило, не потрібно турбуватися про ці деталі, оскільки менеджер пакунків дистрибутива вибирає правильні пакунки, необхідні залежності та майбутні оновлення. Залежності — це допоміжні пакунки, необхідні програмам. Наприклад, якщо бібліотека надає функції для роботи з зображеннями JPEG, які використовуються багатьма застосунками, ця бібліотека, швидше за все, упакована у власний пакунок, від якого залежать усі застосунки, що використовують бібліотеку.

Команди dpkg та rpm застосовуються до окремих файлів пакунків. На практиці майже всі дії з керування пакунками виконуються командами apt-get або apt в системах, що використовують пакети DEB, або yum або dnf в системах, що використовують пакунки RPM. Ці команди працюють з каталогами пакунків, можуть завантажувати нові пакунки та їх залежності та перевіряти наявність нових версій встановлених пакунків.

Припустимо, ви чули про команду під назвою figlet, яка друкує збільшений текст в терміналі, і ви хочете спробувати її використати. Однак після виконання команди figlet ви отримуєте таке повідомлення:

Це, ймовірно, означає, що пакунок не встановлений у вашій системі. Якщо ваш дистрибутив працює з пакунками DEB, ви можете шукати в його репозиторіях за допомогою apt-cache search package_name або apt search package_name. Команда apt-cache використовується для пошуку пакунків та переліку інформації про доступні пакунки. Наступна команда шукає випадки входження терміну “figlet” в імена та описи пакунків:

Під час пошуку було виявлено пакунок figlet, який відповідає відсутній команді. Встановлення та видалення пакунку вимагають спеціальних дозволів, що надаються лише адміністратору системи: користувачеві з ім’ям root. У настільних системах звичайні користувачі можуть встановлювати або видаляти пакети, додаючи команду sudo до команд встановлення/видалення. Для цього потрібно буде ввести пароль. Для пакунків DEB установка виконується за допомогою команди apt-get install_name_name або apt install name_name_:

На цьому етапі пакунок буде завантажений та встановлений в системі. Будь-які залежності, які в свою чергу необхідні пакунку, також будуть завантажені та встановлені:

Після завершення завантаження всі файли копіюються у відповідні місця, виконуються необхідні додаткові налаштування, і команда стає доступною:

У дистрибутивах на основі пакетів RPM пошук здійснюється за допомогою yum search package_name або dnf search package_name. Скажімо, ви хочете відобразити якийсь текст більш оригінальним чином, за яким слідує малюнок корови, але ви не впевнені в пакунку, який може виконати це завдання. Як і у випадку з пакетами DEB, команди пошуку RPM приймають ключові слова для пошуку:

Знайшовши відповідний пакунок у репозиторії, його можна встановити за допомогою команди yum install package_name або dnf install package_name:

У разі погодження бажаний пакунок та всі можливі залежності будуть завантажені та встановлені:

Команда cowsay робить саме те, що означає її назва:

Хоча ці застосунки здаються зайвими, команди figlet та cowsay забезпечують спосіб привернути увагу інших користувачів до відповідної інформації.

Ті самі команди, що використовуються для встановлення пакунків, використовуються для їх видалення. Усі команди приймають ключове слово remove, щоб видалити встановлений пакунок:` apt-get remove_name_name` або apt remove_name_name для DEB-пакетів і` yum remove package_name` або dnf remove_name_name для пакунків RPM. Для виконання видалення також потрібна команда sudo. Наприклад, щоб видалити раніше встановлений пакунок figlet з дистрибутива на базі DEB:

Після підтвердження операції пакунок видаляється з системи:

Подібна процедура виконується в системі на основі RPM. Наприклад, щоб видалити раніше встановлений пакунок cowsay з дистрибутива на основі RPM:

Так само необхідне підтвердження і пакунок видаляється з системи:

Файли конфігурації видалених пакунків зберігаються в системі, тому їх можна використовувати знову, якщо пакет буде встановлено ще раз в майбутньому.

Офісні застосунки використовуються для редагування таких файлів, як тексти, презентації, електронні таблиці та інші документи, які зазвичай використовуються в офісному середовищі. Ці застосунки зазвичай організовані в колекції, що називаються офісні пакунки.

Довгий час офісним пакунком, який найбільше використовувався в Linux, був пакунок OpenOffice.org. OpenOffice.org — це версія з відкритим кодом StarOffice suite, випущена Sun Microsystems. Кілька років по тому Sun було придбано компанією Oracle Corporation, яка, в свою чергу, передала проект Apache Foundation, а OpenOffice.org було перейменовано на Apache OpenOffice. Тим часом Document Foundation випустив ще один офісний пакет на основі того самого вихідного коду, що має назву LibreOffice.

Два проекти мають однакові основні функції та сумісні з форматами документів від Microsoft Office. Однак кращим форматом документа є Open Document Format, повністю відкритий і стандартизований ISO-формат файлу. Використання файлів ODF забезпечує можливість передачі документів між операційними системами та застосунками від різних постачальників, таких як Microsoft Office. Основними застосунками, які пропонує OpenOffice / LibreOffice, є:

Як LibreOffice, так і Apache OpenOffice є програмним забезпеченням з відкритим вихідним кодом, але LibreOffice ліцензовано під LGPLv3, а Apache OpenOffice — під ліцензією Apache 2.0. Відмінність ліцензування означає, що LibreOffice може включати вдосконалення, внесені Apache OpenOffice, але Apache OpenOffice не може включати вдосконалення, зроблені LibreOffice. Саме це та більш активна спільнота розробників є причиною того, що більшість дистрибутивів використовують LibreOffice як стандартний офісний пакет.

Для більшості користувачів головне призначення комп’ютера — забезпечити доступ до Інтернету. В даний час веб-сторінки можуть виступати як повнофункціональний застосунок, з перевагою доступності з будь-якого місця, без необхідності встановлення додаткового програмного забезпечення. Це робить веб-браузер найважливішим застосунокм операційної системи, принаймні для пересічного користувача.

Основними веб-браузерами в середовищі Linux є Google Chrome та Mozilla Firefox. Chrome — це веб-браузер, який підтримується Google, але заснований на браузері з відкритим кодом Chromium, який можна встановити за допомогою диспетчера пакунків дистрибутива, і він є повністю сумісний з Chrome. Firefox, який підтримується Mozilla, некомерційною організацією, є браузером, походження якого пов’язане з Netscape, першим популярним веб-браузером, який прийняв модель з відкритим кодом. Mozilla Foundation дуже зацікавлені у розробці відкритих стандартів, що лежать в основі сучасної мережі.

Mozilla також розробляє інші застосунки, такі як поштовий клієнт Thunderbird. Багато користувачів обирають використання поштових веб-клієнтів замість спеціальної програми електронної пошти, але такий клієнт, як Thunderbird, пропонує додаткові функції та найкраще інтегрується з іншими застосунками на робочому столі.

У порівнянні з наявними веб-застосунками, настільні застосунки все ще є найкращим варіантом для створення мультимедійного вмісту. Мультимедійні операції, такі як візуалізація відео, часто вимагають великих обсягів системних ресурсів, якими найкраще керує локальний настільний застосунок. Нижче наведено деякі найпопулярніші мультимедійні застосунки для середовища Linux та їх використання.

Є також багато програм, які відтворюють мультимедіа. Найпопулярнішим застосунком для відтворення відео є VLC, але деякі користувачі віддають перевагу іншим альтернативам, таким як smplayer. Для локального програвання музики є такі програвачі як Audacious, Banshee та Amarok, які також можуть керувати колекцією локальних звукових файлів.

Коли веб-браузер завантажує сторінку з веб-сайту, він фактично підключається до віддаленого комп’ютера та запитує конкретну інформацію. У цьому випадку комп’ютер, на якому запущений веб-браузер, називається клієнт, а віддалений комп’ютер називається сервер.

Сервер, який може бути звичайним настільним комп’ютером або спеціалізованим обладнанням, потребує спеціальної програми для управління кожним типом інформації, яку він буде надавати. Що стосується обслуговування веб-сторінок, то більшість серверів у всьому світі розгортають серверні програми з відкритим кодом. Ця конкретна серверна програма називається HTTP server (HTTP означає Hyper Text Transfer Protocol), а найпопулярнішими є Apache, Nginx та lighttpd.

Навіть прості веб-сторінки можуть вимагати багато запитів, які можуть бути звичайними файлами — так званими статичними сторінками — або мати динамічний зміст, що відображається з різних джерел. Роль сервера HTTP — збирати та надсилати всі дані, що запитуються, назад до браузера, який потім упорядковує вміст, як визначено отриманим документом HTML (HTML означає Hyper Text Markup Language) та іншими допоміжними файлами. Отже, візуалізація веб-сторінки включає операції, що виконуються на стороні сервера, і операції, що виконуються на стороні клієнта. Обидві сторони можуть використовувати власні сценарії для виконання конкретних завдань. На стороні сервера HTTP досить часто використовується мова сценаріїв PHP. JavaScript — це мова сценаріїв, що використовується на стороні клієнта (веб-браузер).

Серверні застосунки можуть надавати будь-яку інформацію. Нерідкі випадки, коли серверний застосунок запитує інформацію, що надається іншими серверними застосунками. Це той випадок, коли сервер HTTP вимагає інформацію, яку надає сервер баз даних.

Наприклад, коли запитується динамічна сторінка, сервер HTTP зазвичай запитує базу даних, щоб зібрати всю необхідну інформацію, і відправляє динамічний вміст назад клієнту. Подібним чином, коли користувач реєструється на веб-сайті, сервер HTTP збирає дані, надіслані клієнтом, і зберігає їх у базі даних.

База даних — це організований набір інформації. Сервер баз даних зберігає вміст у форматованому вигляді, що дозволяє надійно та з великою швидкістю читати, записувати та зв’язувати великі обсяги даних. Сервери баз даних з відкритим кодом використовуються у багатьох застосунках, а не тільки в Інтернеті. Навіть локальні програми можуть зберігати дані, підключаючись до локального сервера баз даних. Найбільш поширеним типом бази даних є реляційна база даних, де дані впорядковані за попередньо визначеними таблицями. Найпопулярнішими реляційними базами даних з відкритим кодом є MariaDB (походить від MySQL) та PostgreSQL.

У локальних мережах, таких як ті, що знаходяться в офісах та будинках, бажано, щоб комп’ютери не тільки мали можливість отримати доступ до Інтернету, але й мали можливість обмінюватися інформацією між собою. Іноді комп’ютер виступає в ролі сервера, іноді той самий комп’ютер діє як клієнт. Це необхідно, коли ви хочете отримати доступ до файлів на іншому комп’ютері в мережі — наприклад, отримати доступ до файлу, що зберігається на настільному комп’ютері з портативного пристрою — не використовуючи копіювання його на USB-накопичувач тощо.

Між машинами Linux часто використовується NFS (Network File System). Протокол NFS — це стандартний спосіб спільного використання файлових систем у мережах, обладнаних лише комп’ютерами з Unix/Linux. За допомогою NFS комп’ютер може обмінюватися одним або декількома своїми каталогами з певними комп’ютерами в мережі, щоб вони могли читати та писати файли в цих каталогах. NFS можна навіть використовувати для спільного використання всього дерева каталогів операційної системи з клієнтами, які використовуватимуть його для завантаження. Ці комп’ютери, які називаються тонкими клієнтами, в основному часто використовуються у великих мережах, щоб уникнути обслуговування кожної окремої операційної системи на кожному комп’ютері.

Якщо до мережі приєднані інші типи операційних систем, рекомендується використовувати протокол обміну даними, який зрозумілий для всіх. Цю вимогу виконує Samba. Samba реалізує протокол обміну файлами по мережі, спочатку створений для операційної системи Windows, але сьогодні сумісний з усіма основними операційними системами. За допомогою Samba комп’ютери в локальній мережі можуть не тільки обмінюватися файлами, але й надавати доступ до принтерів.

У деяких локальних мережах авторизація, що забезпечується при вході на робочу станцію, надається центральним сервером, він називається контролер домену, який керує доступом до різних локальних та віддалених ресурсів. Контролер домену — це послуга, що надається корпорацією Майкрософт Active Directory. Робочі станції Linux можуть асоціюватися з контролером домену за допомогою Samba або підсистеми автентифікації під назвою SSSD. Починаючи з версії 4, Samba також може працювати як контролер домену в неоднорідних мережах.

Якщо метою є впровадження рішення для хмарних обчислень, здатного забезпечити різні методи веб-обміну даними, слід розглянути дві альтернативи: ownCloud та Nextcloud. Два проєкти дуже схожі, оскільки Nextcloud — це виділення власного Cloud, що не є незвичайним серед проєктів з відкритим кодом. Такі виділення зазвичай називають fork. Обидва вони мають однакові основні функції: обмін файлами та синхронізація, спільні робочі області, календар, контакти та пошта, все через настільні, мобільні та веб-інтерфейси. Nextcloud також забезпечує приватні аудіо/відеоконференції, тоді як ownCloud більше зосереджений на спільному використанні файлів та інтеграції зі стороннім програмним забезпеченням. Багато інших функцій пропонуються як плагіни, які можна активувати пізніше за необхідністю.

Як ownCloud, так і Nextcloud пропонують платну версію з додатковими функціями та розширеною підтримкою. Від інших комерційних рішень вони відрізняються можливістю безкоштовно встановити Nextcloud або ownCloud на приватному сервері, уникаючи збереження конфіденційних даних на невідомому сервері. Оскільки всі служби залежать від зв’язку HTTP і написані на PHP, установка повинна виконуватися на попередньо налаштованому веб-сервері, наприклад Apache. Якщо ви розглядаєте можливість встановлення ownCloud або Nextcloud на своєму власному сервері, не забудьте також увімкнути HTTPS для шифрування всіх підключень до вашої хмари.

Зв’язок між комп’ютерами можливий, лише якщо мережа працює належним чином. Зазвичай конфігурація мережі виконується набором застосунків, що працюють на маршрутизаторі, відповідальних за налаштування та перевірку доступності мережі. Для цього використовуються дві основні мережеві служби: DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) і DNS (Domain Name System).

DHCP відповідає за призначення IP-адреси хосту при підключенні мережевого кабелю або при вході пристрою до бездротової мережі. При підключенні до Інтернету DHCP-сервер провайдера надає IP-адресу пристрою, який її запитує. Сервер DHCP дуже корисний і в локальних мережах для автоматичного надання IP-адрес усім підключеним пристроям. Якщо DHCP не налаштовано або він працює неправильно, потрібно буде вручну налаштувати IP-адресу кожного пристрою, підключеного до мережі. Недоцільно вручну встановлювати IP-адреси у великих мережах або навіть у малих мережах, тому більшість мережевих маршрутизаторів постачаються із сервером DHCP, попередньо налаштованим за замовчуванням.

IP-адреса необхідна для зв’язку з іншим пристроєм в IP-мережі, але доменні імена, такі як www.lpi.org, краще запам’ятовуються, ніж адреса, наприклад 203.0.113.165. Однак самого доменного імені недостатньо для встановлення зв’язку через мережу. Ось чому доменне ім’я потрібно перевести на IP-адресу за допомогою DNS-сервера. IP-адресу DNS-сервера надає DHCP-сервер провайдера, і потім він використовується усіма підключеними системами для перекладу доменних імен на IP-адреси.

Як налаштування DHCP, так і DNS можна змінити, використовуючи веб-інтерфейс, наданий маршрутизатором. Наприклад, можна обмежити призначення IP лише відомим пристроям або прив’язати фіксовану IP-адресу до певних комп’ютерів. Також можна змінити DNS-сервер за замовчуванням, наданий провайдером. Деякі сторонні сервери DNS, як ті, що надаються Google або OpenDNS, іноді можуть надавати швидші відповіді та додаткові функції.

Усі комп’ютерні застосунки (клієнтські та серверні застосунки, настільні застосунки та сама операційна система) створені з використанням однієї або декількох мов програмування. Застосунки можуть бути одним файлом або складною системою із сотень файлів, яку операційна система розглядає як послідовність команд, що інтерпретується та виконується процесором та іншими пристроями.

Існує велика кількість мов програмування для самих різних цілей, і системи Linux надають їх багато. Оскільки програмне забезпечення з відкритим кодом також містить вихідний код застосунків, системи Linux пропонують розробникам ідеальні умови для розуміння, модифікації або створення програмного забезпечення відповідно до власних потреб.

Кожна програма починається як текстовий файл, який називається початковий код. Цей початковий код написаний більш-менш зручною для людини мовою, що описує те, що робить програма. Комп’ютерний процесор не може безпосередньо виконати цей код. Отже, в компільованих мовах початковий код перетворюється на двійковий файл, який потім може виконуватися комп’ютером. Програма під назвою компілятор відповідає за перетворення вихідного коду у виконувану форму. Оскільки скомпільований двійковий файл є специфічним для одного типу процесора, можливо, програму доведеться повторно скомпілювати для запуску на комп’ютері іншого типу.

В інтерпретованих мовах програму не потрібно попередньо компілювати. Натомість інтерпретатор читає вихідний код і виконує його інструкції кожного разу, коли запускається програма. Це робить розробку простішою та швидшою, але в той же час інтерпретовані програми, як правило, працюють повільніше, ніж скомпільовані програми.

Ось деякі найбільш популярні мови програмування:

C та Java — це компільовані мови. Для виконання системою вихідний код, написаний мовою C, перетворюється на двійковий машинний код, тоді як вихідний код Java перетворюється на байткод, який виконується в спеціальному програмному середовищі, що називається Java Virtual Machine. JavaScript, Perl, сценарій оболонки, Python та PHP — це все інтерпретовані мови, які також називаються скриптові мови.