【doc】使用Cygwin和SUSELinux构建类Unix的实验教学环境

【doc】使用Cygwin和SUSELinux构建类Unix的实验教学环境 使用Cygwin和SUSELinux构建类Unix的 实验教学环境 第22卷 2012年第2期 现代教育技术 ModemEducationalTechnology ,,o1.22 N0.22012 使用Cygwin和SUSELinux构建类Unix的实验教学环境舟 应毅任凯 (I.三江学院计算机科学与 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院,江苏南京210012;2.中兴通讯股份有限公司南京研发中心,江苏南京210012) 【摘要】目前Linux操作系统是高校计算机专业常见的实验课程,但Linux实验平台的几种常用建设方法都存在着诸多问 题.论文提出新的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 :建立一台SUSELinux主服务器,在Windows平台下安装Cygwin软件,学生先在Cygwin环境下进行 实验,然后通过telnet以多用户方式连入主服务器进行验证操作.该方案不但减少了机房的维护工作量,节省了实验室资金, 而且教学效果改善明显,为操作系统实验教学的改革提供了有益的思路并起到推广作用. 【关键词】实验教学环境;SUSELinux;Cygwin;终端登录 【中图分类号】G420【文献标识码】A【论文编号】1009---8097(2012)02—O121—_04 现状与问题 操作系统课程是普通高校本科计算机及相关专业的核心 基础课程[1],与此相匹配的实践课程的讲授不仅lllI深理论知 识的理解,在应用性和操作性上也具有很强的现实意义. Linux是免费使用和自由传播的类Unix操作系统,有着强大 的网络优势和极为突出的安全性,稳定性和可移植性,无论 是智能手机,PC,还是小型机,都可以运行Linux,Linux占 据着越来越大的市场份额,同时Linux可以作为应用服务器, 数据库服务器,网络服务器,交换机,路由器等众多软件和 设备的支撑平台.因此,市场对掌握Linux技术的人才有大 量的需求,所以教授Linux对学生就业也有现实意义【2】.另一 方面,Linux的操作方法基本与Unix相同,有了Linux这个 基础,为学生以后在其他操作系统上工作提供了便利. 当前,很多高校的计算机实验室要为众多的计算机相关 课程服务,受到资源限制,不可能单独建立以Unix/Linux为 操作系统的实验室,为了提高设备的利用率,Linux的实验环 境一般会和网络机房共同建设,以Windows平台为主,并通 过硬盘保护卡对系统进行保护,在这种条件下建立Linux实 验环境的常用方法有以下几种. (1)直接安装I.直接把Linux安装到每一台学生机上, 好处是速度快,学生上机实验时能最直观地体验到真实的 Linux,但考虑到兼容性,需要安装双系统(Windows+Linux). 而由于硬盘保护卡无法对Linux进行自动复原,只能采用完 全备份方式,导致硬盘资源浪费严重,手动复原所需时间长, 影响实验课的上课效率. (2)虚拟机方式【3,4】.在Windows环境下安装虚拟机软 件,如VirtualPC,VMWare,然后在虚拟机上安装Linux系 统,好处是可以使用原有的系统保护功能,Windows环境几 乎不受影响,机房维护轻松.缺点也很明显:?虚拟机太慢, 实验代价偏大.首先需要打开虚拟机软件,再激活Linux仿 真系统.这个开启过程很耗时,尤其是对于配置较低的PC. ?使用虚拟机的实验环境与真实IT企业中Linux开发环境相 去甚远.真实的类Unix系统管理和开发是不会使用虚拟机的. (3)主服务器方式【5】.在机房中只建立一台Linux操作 系统服务器,学生在Windows操作系统下,通过网络方式连 入Linux系统主机,好处是学生能使用到真实的Linux系统, 并对众多学生机上的Windows系统也没有影响.但要求服务 器有较好的配置,如果性能一般,当有很多用户同时登录到 主服务器上时,会导致服务器不堪重负,造成宕机或客户端 相应过慢. (4)DRBL方式I.无盘工作站远程启动Linux(Diskless RemoteBootinLinux),在一台Linux服务器上安装DRBL软 件,可以将Linux系统同时提供给大量的终端操作与使用, 学生机不需要安装任何软件,并能与客户端现有系统共存, 学生能直观的使用到Linux系统,但需要所有计算机的主板 和网卡都支持PXE网络启动,必须在服务器安装两块以上的 网卡,连接不同的交换机,而且网速并发无法实现,当接驳 终端超过4O台时效果下降明显. 由此可见,现在高校构建Linux实验平台最常见的几种 方法都有自身的一些优缺点,所以笔者提出如下方案来解决 上述问题.在学生机的Windows操作系统下安装Cygwin软 件,在网络机房中使用一台计算机安装Linux操作系统,作 为主服务器,学生先使用Cygwin软件在各自计算机上进行实 验,当实验完成或接近完成时,才通过telnet方式连入主服务 器进行运行和测试.该实验教学环境不影响现有Windows平 台,减少了机房的维护工作量,并且与大中型IT公司的开发 环境非常接近,有利于学生的就业. 基于此方案构建的教学环境可以为Shell编程,Linux常 用命令,C/C++程序设计,PHP开发等实验教学服务,但不大 121 适合Linux系统安装配制,内核编程,服务器软件安装使用 等教学内容的实验. 二实验环境的设计与实现 1整体结构 利用已有的网络实验室,在学生机上安装Cygwin, SecureCRT等软件,使用一台计算机作为硬件平台,安装SUSE Linux操作系统,学生机通过telnet方式登陆主服务器.整体 结构如图1所示. 图1实验教学环境整体结构示意图 2主服务器的搭建 虽然基于相同的Linux内核,但Linux的发行版本种类繁 多特色各异,Novell公司的SUSELinux是个不错的选择. SUSELinux起初是以SlackwareLinux为基础的一款德文 操作系统,第一个产品诞生于1992年.2004年1月SUSELinux 被Novell收购,之后SUSELinux专注于企业级服务器的开发, Novel!公司也与HP,Intel,Microsoft,IBM,富士通等多家 软硬件公司形成战略合作关系,SUSELinux的应用涉及金融, 通信,计算机,教育等多个领域,客户包括汇丰银行,伦敦 证券交易所,中国民生银行,中国电信,中兴通讯,华为, SAP,Sony,NEC,东软,中国科技大学,新加坡国立大学, 国立台湾师范大学等. 选择SUSELinux的目的就是希望让实验环境更接近于企 业,为学生的就业造成良好的影响. SUSELinux的安装过程和安装Windows非常接近,该实 验环境安装的版本是:SUSELinuxEnterpriseServer10for x86.其安装和配置有以下几点需要注意: (1)分区的大小.考虑到Linux主服务器需要支持多用 户,并且需要安装各种服务器软件(数据库,Web服务器, 122 网络服务器),所以以往根分区15G的大小是远远不够的,至 少需要50G.80G的磁盘空间,当然,这个分区的大小还要视 安装服务器软件的多少而定. (2)固定IP地址.为主服务器设置固定的IP地址,方 便学生上机时通过IP地址登录到Linux主服务器. (3)建立多用户.Linux天生是一个多用户操作系统, 它可以为每个用户分配各自的资源(主要是文件系统及权 限),而且互不影响.为了让学生独立的完成实验,可以根据 学号建立用户,例如一学期有4个班160多个学生开设Linux 课程,使用相同的实验室,那么这个Linux主服务器需要建 立160多个用户.当要进行服务器管理实验时,可以建立群 组,例如MySQL组,Tomcat组,Apache组等. (4)打开Telnet服务.Telnet服务在SUSELinux10中 是默认不安装的,需要使用YaST2工具安装Telnet服务(命 令:yast2inetd),并开启防火墙的23端口(命令:yast2 firewal1).如果主服务器频繁开关机,还需要将Telnet服务设 置为默认开机启动. (5)打开FTP服务.FTP服务和telnet服务一样,在SUSE Linux10中是默认不安装的,主服务器选择安装的是vsFtp, 安装完毕后需要修改vsFtp的配置文件(/etc/vsftpd.conf),将 服务器方式设置为本地,设置监听端口为21,同时放开防火 墙对FTP所使用的20和21端口的限制,最后重新启动xinetd 服务和VS邱d服务. 3客户端Cygwin的安装 Cygwin[是一个在Windows平台上运行的Unix模拟环 境,它是CygnusSolutions公司开发的自由软件,目前由Red Hat负责维护.Cygwin由一个POSIX层和一组移植到 Windows操作系统上的GNU工具集组成.这些工具包括:bash 脚本语言环境,GCC,GDB,vi,ncFtp,wGet,OpenSSH, CVS/RCS,TeX/LaTeX,bc,GNUpg.除此之外,Cygwin还 提供了大量的Unix系统调用,使得开发者在不需要彻底修改 源代码的情况下,可将一些重要的Unix应用程序移植到 Win32环境[9].因此,有很多的IT公司都在使用Cygwin作为 前期开发工具. Cygwin可以在Windows95以后的所有Windows平台上 运行,它使得在没有Linux的情况下,也可以使用Shell命令 行环境.本质上说,Cygwin是Windows平台下的一款应用软 件,所以不必担心安装Cygwin会破坏Windows,Windows 环境的系统保护也不会有影响,因此机房的维护工作量没有 任何增加. 与虚拟机不同,Cygwin启动迅速,其目录结构也与类 Unix系统几乎完全一致,提供的API尽量与Linux保持一致, 所以其使用体验就感觉是在Linux上工作一样. Cygwin软件的安装方式主要有两种:一种是从Intemet 上安装;另一种是先下载安装包,之后从本地硬盘上安装. 当网络情况不稳定时,建议使用后一种方式安装.安装完成 后,在桌面会生成一个批处理文件:cygwin.bat,运行它即可 启动一个bash进程,在该命令行窗口下,可以直接运行一系 列的Unix/Linux命令. 4客户端其他工具的配置 在Windows环境下,学生机可以通过command中的telnet 命令登录Linux主服务器.在这方面,功能更强也更常用的 是SecureCRT[】,它是一个终端仿真程序,常用于连接远程 的Unix或VMS主机.除了支持telnet 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 外,还支持SSH, Rlogin,Serial等其他协议.SecureCRT提供了丰富的终端功 能,可以进行颜色设置,屏幕缓冲设置,屏幕尺寸设置,用 户还可以进行会话管理和自定义键位图,支持命令的拷贝/粘 贴,最主要的是SecureCRT还能保存连接信息(主机IP,端 口号)或书写脚本(VBScript,JScript)用于自动登录,自动 执行命令. 在学生机和主服务器之间会要传递文件,telnet和 SecureCRT都提供了上传/下载的命令,另一个选择是使用专 门的FTP工具.CuteFTP[】是一款商业级的FTP客户端程序, 可上传/下载整个目录,自动维护链接,支持断点续传,还提 供了目录同步,自动排程,同时多站点管理,多协议支持等 功能,而且是多线程传输文件,速度更快,占用服务器资源 更少. Linux的配置文件较多,配置文件管理和Shell编程是实 验课的重要内容.一般可以使用vi等命令来查看,处理配置 文件和Shell脚本,更好的选择是使用专业的文本编辑器,例 如UltraEdit[挖】,它可以打开Cygwin环境下的所有文本文件, 也可以利用UltraEdit的FTP功能,远程打开Linux主服务器 上的文本文件,除此之外,UltraEdit还具有代码折叠,语法 加亮,拼写检查,支持大文件等众多特色功能. 以上3款软件在Windows平台上的安装和使用都非常简 单,但却是IT公司研发人员常用的工具,能极大地提高工作 效率,起到事半功倍的效果. 三应用案例 Shell编程的上机课中,给出这样一个习题让学生练习: 备份最后一天所有修改的文件.通过这个习题,来训练find, tar,gzip等命令的组合使用. 学生需要先在本机的Cygwin环境下用vi编写Shell脚本: backupAllFiles.sh.如下为主要脚本代码: !/bin/bash backupFileName=backup?,date+"%F", tarcvf-,find.-mtime-1-typef-prim,> $backupFileName.tar gzip$backupFileName.tar echo"DirectorySPWDbackedupinarchive file\t.$backupFileName.tar.~"." exit0 然后先在Cygwin环境下调试,运行无误后,使用CuteFTP 上传backupAllFiles.sh文件到Linux主服务器.上传时需提醒 学生使用ASCII传输模式.计算机文件通常分为二进制文件 和ASCII文件(也称纯文本文件).所以,FTP的传输有两种 方式:ASCII传输模式和二进制数据传输模式.如果选择了错 误的传输模式,会导致文件不可用.这是一个重要的 知识点 高中化学知识点免费下载体育概论知识点下载名人传知识点免费下载线性代数知识点汇总下载高中化学知识点免费下载 . 上传成功后,让学生使用SecureCRT登录到主服务器进 行调试和运行.在调试过程中,如果需要修改脚本,建议学 生使用UltraEdit的FTP功能远程打开脚本文件.这时UltraEdit 会询问是否需要将文本文件转换为Dos格式,提醒学生选择 "否".Unix下的文本文件和Windows下的文本文件行尾的 回车符不一样.Unix格式用一个0x0a字符表示;Windows/Dos 格式用OxOdOa双字符表示.如果字符错误,会导致脚本无法 执行.这也是一个重要的知识点. 在一节课的时间里,通过这个练习不仅训练了多个常用 命令和Shell编程,还使用了Cygwin,CuteFTP,SecureCRT, UltraEdit等工具,同时还讲解了几个知识点,这些知识点的 混淆都会在工作中导致错误,需要加强练习以避免. 四结束语 该实验教学环境以SUSELinux主服务器为中心,通过在 Windows平台下安装Cygwin,SecureCRT等软件实现,保持 众多学生机的原有状况不变,没有给实验室的维护增加其他 负担.而且学生上机时先使用本机实验,登录主服务器操作 时也不是每时每刻都在使用主服务器(例如UltraEdit的FTP 打开文件修改),所以对主服务器的硬件要求并不高,不需要 使用小型机或购置新设备,节省了实验室资金.在实验过程 中教师也发现,由于Cygwin,SecureCRT等工具是Windows 下的应用软件,学生对Windows非常熟悉,也间接解除了学 生对新系统的畏惧心理,得到了非常好的授课效果. 该实验教学环境已实际运行在网络机房中,每次实验课 有近8O名学生同时上机,经实践证明运行稳定,维护方便, 可供大家在建设Linux实验室时参考与借鉴. 参考文献 【1】叶俊民,李源,周伟等."操作系统原理"理论与实践课教学研 究[J】.实验技术与管理,2010,(9):171.173,177. 【2]应毅.针对实际应用的Linux实验教学研究【J].计算机教 育,2010,20:139.142. [3】林浩.Linux在计算机实验室的几种使用方案【J】.实验室科 学,2007,(3):87.88. 123 【4]4王娟琳,陶宇伟.Linux操作系统综合实验教学环境的实现 [J】.实验室科学,2010,13(2):122.123. [5]5文东戈,王旭.Linux操作系统原理实验教学平台的设计与 应用【J].实验室研究与探索,2008,27(5):63.65,76. [6】周铁成,张惠敏.DRBL在构建Linux教学实验平台中的应 用【J].实验室研究与探索,2010,29(12):199.201. [7】郑伟,范毅.W'mdows环境下的GCC编程y印us Cygwi~32简介【J】.电脑编程技巧与维护,2003,(1):18.20,23. 【8】应毅,任凯.基于Cygwin的Linux实验教学研究与应用[J]. 南京师大(自然科学版),2010,33(教学研究):149.150. [9】张成岗.基于Cygwin实现生物信息学软件从Unix/Linux向 Windows移植[J】.生物信息学,2003,(1):25-28. [1O】张雪平.使用SecureCRT实现网络管理自动化【J].内江师 范学院,2005,20(2):48.50. 【l1】高亚峰,陈晨蕾.CuteFTPpro软件在数据传输中的应用[J】. 仪器仪表与 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 监测,2003,(3):7,20. [12】钱贵平,李虎军.基于UltraEdit和JDK的JavaIDE配置[J]. 电脑学习,2010,(2):93.94. ConstructingUnix-likeExperimentTeachingEnvironmentUsingCygwinandSUSELinux YINGYilRENKai2 (1.CollegeofComputerScienceandTechnology,SanjiangUniversity,Nanjin~Jiangsu21001ZChina;2.ZTECorporationNanjingR&D Center,Nanfing,Jiangsu21001ZChina) Abstract:Nowadays,Linuxoperatingsystemisoneofthemostpopularexperimentcoursesofcomputermajorinuniversity.Butthere arealotofproblemsincommonmethodbuildingLinuxexperimentalplatform.Soanewwaywaspresentedinthisarticletosolvethis problem.StudentsmakeexperimentsinCygwinplatformwhichinstalledinWindowsandwiththemasterserverissetupinSUSELinux Studentstelnetinmasterservertocheckthecorrectnessofexperimentinmultipleusermode.Thisprogramnotonlycanreduce maintenanceworkloadbutalsocansavecostsoflaboratory.Moreover,ithasbeenprovedtobeeffectiveandproductiveandthemost importantistoprovidebeneficiMideatoOSexperimentteachingreform. Keywords:experimentteachingenvironment;suselinux;cygwin;terminallogin ?基金项目:本研究得到"计算机实验教学中心"(江苏省实验教学示范中心建设点) 和江苏省高等教育教改项目"嵌入式软件 人才培养模式的研究与实践"(项目编号:J09096)的支持. 作者简介:应毅,三江学院计算机科学与工程学院,讲师,工学硕士,研究方向:操作系 统及软件工程. 收稿日期:2011年10月9日 编辑:小禾 124