信息安全系统设计与实现：第一、二章学习笔记

信息安全系统设计与实现：第一、二章学习笔记

20191331 lyx

教材学习内容总结

第一章

本书的学习目标

通过本书的学习我们将掌握Unix/Linux的所有基本组件，包含进程管理、并发编程、定时器和时钟服务、文件系统、网络编程和数据库。

操作系统内核

内核的定义： “内核”指的是一个提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。内核是操作系统最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件，这种访问是有限的，并且内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。直接对硬件操作是非常复杂的，所以内核通常提供一种硬件抽象的方法来完成这些操作。硬件抽象隐藏了复杂性，为应用软件和硬件提供了一套简洁，统一的接口，使程序设计更为简单。

所以可以将内核理解为一个操作系统的核心，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统等等，决定着系统的性能和稳定性。是应用程序能够在计算机系统中通过硬件执行的基础。

例：一些典型的操作系统及内核

宏内核:linux MacOS 等

微内核：华为鸿蒙系统

混合内核：win7、win10 等

一些典型的unix和linux发行版

Unix	Linux
AT&T Unix	Debian Linux
Berkeley Unix	Ubuntu Linux
HP Unix	Linux Mint
IBM Unix	基于RPM的Linux
Sun Unix	Slackware Linux

通过虚拟机安装Linux

• [x] VirtualBox
• [ ] Vmware

Linux内核版本

内核是系统的心脏，是linux中最基层的代码。

uname -a 或者cat /proc/version 查看内核版

Linux目录树结构

• bin 存放二进制可执行文件(ls,cat,mkdir等)
• boot 存放用于系统引导时使用的各种文件
• dev 用于存放设备文件
• etc 存放系统配置文件
• home 存放所有用户文件的根目录
• lib 存放跟文件系统中的程序运行所需要的共享库及内核模块
• mnt 系统管理员安装临时文件系统的安装点
• opt 额外安装的可选应用程序包所放置的位置
• proc 虚拟文件系统，存放当前内存的映射
• root 超级用户目录
• sbin 存放二进制可执行文件，只有root才能访问
• tmp 用于存放各种临时文件
• usr 用于存放系统应用程序，比较重要的目录/usr/local 本地管理员软件安装目录
• var 用于存放运行时需要改变数据的文件

Linux基本命令

• ls：显示文件或目录信息
• mkdir：当前目录下创建一个空目录
• rmdir：要求目录为空
• touch：生成一个空文件或更改文件的时间
• cp：复制文件或目录
• mv：移动文件或目录、文件或目录改名
• rm：删除文件或目录
• ln：建立链接文件
• find：查找文件
• file/stat：查看文件类型或文件属性信息
• cat：查看文本文件内容
• more：可以分页看
• less：不仅可以分页，还可以方便地搜索，回翻等操作
• tail -10： 查看文件的尾部的10行
• head -20：查看文件的头部20行
• echo：把内容重定向到指定的文件中 ，有则打开，无则创建
• 管道命令 | ：将前面的结果给后面的命令，例如：ls -la | wc，将ls的结果加油wc命令来统计字数
• 重定向 > 是覆盖模式，>> 是追加模式，例如：echo "Java3y,zhen de hen xihuan ni" > qingshu.txt把左边的输出放到右边的文件里去

第二章

大致内容

主要介绍几类文本编辑器如：Vim、emacs、gidit等，GCC是编译器，静态和动态链接，GDB调试工具，文件系统操作，以及一些数据结构。

Vim的使用方法

最常用的几条指令

• dd 删除整行
• 2dd 向下删除2行，以此类推
• yy 复制游标所在的整行
• 3yy 向下复制3行，以此类推
• p 粘贴至光标后
• u(n) 撤销一次或n次操作
• U（大写） 撤销当前行的所有修改
• i 在当前光标处进行编辑
• :q! 强制退出vim，不保存
• :q 退出vim
• :wq! 强制保存并退出vim
• :w <文件路径> 另存为

插入图片 Vim 键位

vim学习网站 ： https://www.lanqiao.cn/courses/2

上课时老师建议在编程时 开三个CMD

• 一个用来使用编辑器编写程序
• 一个用来编译
• 一个用来调试

^+ALR+T 打开CMD

^+SHift+T 新建CMD

ALT + n 切换标签页

GCC编辑器及使用方法

graph LR hello.c-->hello.i: 预处理 hello.i-->hello.s: 编译 hello.s-->hello.o: 汇编 hello.o-->hello(a.out): 链接

插入图片

(1) 预处理gcc -E test.c -o test.i ， C 编译器对各种预处理命令进行处理，包括头文件包含、宏定义的扩展、条件编译的选择等；

(2) 编译gcc -S test.i -o test.s ，将预处理得到的源代码文件，进行“翻译转换”，产生出机器语言的目标程序，得到机器语言的汇编文件；

(3) 汇编gcc -c test.s -o test.o ，将汇编代码翻译成了机器码，但是还不可以运行；

(4) 链接gcc test.o -o test ，处理可重定位文件，把各种符号引用和符号定义转换成为可执行文件中的合适信息。

链接库&项目管理

链接可分为动态链接和静态链接：

• 动态链接使用动态链接库进行链接，生成的程序在执行的时候需要加载所需的动态库才能运行。动态链接生成的程序小巧，但是必须依赖动态库，否则无法执行。

• Linux 下的动态链接库实际是共享目标文件（shared object），一般是.so文件，作用类似于 Windows 下的.dll 文件。

• 静态链接使用静态库进行链接，生成的程序包含程序运行所需要的全部库，可以直接运行，不过体积较大。

• Linux 下静态库是汇编产生的.o 文件的集合，一般以.a 文件形式出现。

gcc 默认是动态链接，加上-static 参数则采用静态链接。

一个完整的项目将包含：

1. 头文件： /include
2. 源文件： /src
3. 静态库： /lib
4. 可执行文件： /bin
5. 说明文档： /doc

使用默认源码编译：gcc -Iinclude -c src/hello.c -o libs/hello.o

使用默认静态库编译:gcc src/testhello.c libs/hello.o -Iinclude -o bin/hw1

使用指定静态库编译：gcc src/testhello.c -Iinclude -Llibs -lhello -o bin/hw2

产生静态库：ar rcs libhello.a xx.o yy.o

产生动态库：gcc src/hello.c -Iinclude -fPIC -o libs/hello.o

makefile

makefile用来管理和编译项目。makefile是一个文件，在使用make命令时，会读取这个文件并对项目按照文件内容进行编译。

make文件由一系列目标项、依赖项、规则组成。

• 当make程序读取makefile时，通过比较依赖项列表中源文件的时间戳来确定要构建哪些目标项

makefile就相当于visual studio中的项目管理器，它会帮助你在更新了项目中部分源代码时，自动将整个项目进行编译，以减少人工项目管理的开支。

GDB调试工具

GDB是一个由GNU开源组织发布的、UNIX/LINUX操作系统下的、基于命令行的、功能强大的程序调试工具。

它主要能帮助我们

• 让程序在所指定的调置的断点处停住。
• 当程序被停住时，可以检查此时你的程序中所发生的事。
• 动态的改变你程序的执行环境。
• 自定义的调试参数，观察程序的运行。

gdb工具常见调试指令

• list(l) 显示当前行之后的10行代码(list后面可接行号和函数名,回车继续向下显示)
• 回车 直接回车，重复上一次执行的命令
• start(s) 开始执行程序,并停在main函数的第一条语句处
• next(n) 执行下一条语句
• step(s) 进入正要执行的函数内部
• print(p) 打印变量的值
• break(b) 查看断点
• info breakpoints(i b) 删除编号为n的断点
• delete breakpoints(d) n 使编号为n的断点失效
• disable breakpoints n 使编号为n的断点生效
• enable breakpoints n 设置断点 (行号 || 函数名)
• run(r) 连续执行程序,直到遇到断点
• continue(c) 继续执行程序，直到遇到下一个断点
• finish 跳出当前函数,执行其调用函数
• jump(j) n 强制跳转到第n行,若后面没有断点则执行到程序结束
• print(p) var 打印变量var的值,打印地址
• print *a@n (a是数组名,n是要显示的元素个数), 显示数组a的n个元素
• set var a=5 (set var)命令用于修改变量(a)的值
• display var 程序每执行一步都会打印var变量的值
• undisplay n 取消编号为n的打印
• info locals 列出当前函数的局部变量信息
• whatis var 显示变量var的类型
• ptype var 显示变量var更详细的类型
• quit(q) 退出gdb调试

C语言中的一些数据结构

• 结构体和指针
• 链表
• 二叉树
• 各种数据结构下的增删改查操作

实践内容

vscode 安装markdown插件 及 实用markdown语法

链接：https://www.cnblogs.com/DKYcaiji/p/15267782.html

OpenEuler 操作系统的安装

链接：https://www.cnblogs.com/DKYcaiji/p/15268065.html

OpenEuler 操作系统 安装 银河麒麟GUI界面

链接：https://www.cnblogs.com/DKYcaiji/p/15268176.html

基于VitralBox 的 OpenEuler系统 安装增强功能

链接：https://www.cnblogs.com/DKYcaiji/p/15268507.html

虚拟机中 OpenEuler等操作系统安装浏览器 及 登录校园网

链接：https://www.cnblogs.com/DKYcaiji/p/15269304.html

编程项目管理实践

使用vim编写简单程序

进行项目管理

安装GBD调试工具

对hello.c进行调试

一些小问题

校园网环境下 OpenEuler 系统 yum 出错


更换网络环境后问题解决
我认为可能跟校园网网关进行包过滤有关。

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2021/9/14