《 Linux操作系统》实验指导/实验五:进程管理 《 Linux操作系统》实验指导 实验五:进程管理 、实验目的 掌握进程的基本概念 2、掌握 Linux操作系统中进程管理的方法 3、掌握Linu操作系统中进程监控的方法 4、掌握Linu操作系统的PROC文件系统。 二、实验学时 2学时 三、实验类型 验证性 四、实验需求 1、硬件 单机虚拟化:每人配备计算机1台,计算机接入实验室局域网,且使用固定IP地址 云服务器:每人配备计算机1台、云服务器1台,云服务器提供SSH方式的远程管理。 2、软件 Windows7操作系统,安装 Mware Workstation10+、 PuTty软件。 3、网络 支持对互联网的访问。 4、工具 无 五、实验理论 1、进程的基本概念; 2、PROC文件系统的基本原理 3、 Linux操作系统中进程管理的基本原理: 4、 Linux操作系统中进程调度的基本原理。 六、预备知识 1、ps是最常用的监视进程的命令,通过 ps aux命令我们可以看到当前系统上运行的所有 进程的信息,请详述paux命令得到的某条记录中各个字段的含义 要求: 请查阅相关资料,回答上述问题,并将答案填写到实验报告册中。 管理科学与工程学科/共8页第1页
《Linux 操作系统》实验指导 / 实验五：进程管理 管理科学与工程学科 / 共 8 页,第 1 页 《Linux 操作系统》实验指导 实验五：进程管理 一、实验目的 1、掌握进程的基本概念； 2、掌握 Linux 操作系统中进程管理的方法； 3、掌握 Linux 操作系统中进程监控的方法； 4、掌握 Linux 操作系统的 PROC 文件系统。 二、实验学时 2 学时 三、实验类型 验证性 四、实验需求 1、硬件 单机虚拟化：每人配备计算机 1 台，计算机接入实验室局域网，且使用固定 IP 地址。 云服务器：每人配备计算机 1 台、云服务器 1 台，云服务器提供 SSH 方式的远程管理。 2、软件 Windows 7 操作系统，安装 VMware Workstation 10+、PuTTY 软件。 3、网络 支持对互联网的访问。 4、工具 无 五、实验理论 1、进程的基本概念； 2、PROC 文件系统的基本原理； 3、Linux 操作系统中进程管理的基本原理； 4、Linux 操作系统中进程调度的基本原理。 六、预备知识 1、ps 是最常用的监视进程的命令，通过 ps aux 命令我们可以看到当前系统上运行的所有 进程的信息，请详述 ps aux 命令得到的某条记录中各个字段的含义。 要求： 请查阅相关资料，回答上述问题，并将答案填写到实验报告册中
《 Linux操作系统》实验指导/实验五:进程管理 2、Linκ操作系统中常见的进程管理命令有哪些?请査阅相关资料,完成表1-1进程管理命令 表1-1进程管理命令一览表 常见命令 作用 常见命令 作用 要求: 请查阅相关资料,完成表1-1的填写,至少需要填写8条常见的命令,并将答案填写到实验 报告册中 七、实验任务 1、完成进程管理 2、完成进程调度 3、理解PROC文件系统 八、实验步骤 1、实验场景与实验环境准备 本实验可根据实验室的具体条件,在单机虚拟化和云服务器两种场景下开展实验教学 (1)单机虚拟化场景下开展实验教学 实验场景: 每位学生通过物理主机上的虚拟化软件 VMwareworkstation安装 UbuntuServer虚拟操作系统 虚拟操作系统 UbuntuServer配备固定PP地址,并开启SSH远程管理服务 实验准备: ①启动虚拟化软件 VMwareworkstation并附加上 UbuntuServer操作系统 ②配置 UbuntuServer操作系统的网络,并在虚拟主机上使用Ping命令进行网络连通性测试 ③在虚拟主机上安装 openSSH,ufw开启 openSSH服务,并设置ufw的规则为允许172162x/24 的主机访问,开放22端口。 ④虚拟主机后台运行,通过物理主机上的 PuTTY软件,连接 UbuntuServer操作系统 (2)云服务器场景下开展实验教学 实验场景 在云服务器为学生安装部署Linx操作系统,每个操作系统配备固定IP地址,并开启SSH远 程管理服务,并把root用户权限和远程访问信息提供给学生。 管理科学与工程学科/共8页第2页
《Linux 操作系统》实验指导 / 实验五：进程管理 管理科学与工程学科 / 共 8 页,第 2 页 2、Linux 操作系统中常见的进程管理命令有哪些？请查阅相关资料，完成表 1-1 进程管理命令 一览表。 表 1-1 进程管理命令一览表 常见命令 作用 常见命令 作用 … … … … … 要求： 请查阅相关资料，完成表 1-1 的填写，至少需要填写 8 条常见的命令，并将答案填写到实验 报告册中。 七、实验任务 1、完成进程管理； 2、完成进程调度； 3、理解 PROC 文件系统。 八、实验步骤 1、实验场景与实验环境准备 本实验可根据实验室的具体条件，在单机虚拟化和云服务器两种场景下开展实验教学。 （1）单机虚拟化场景下开展实验教学 实验场景： 每位学生通过物理主机上的虚拟化软件 VMwareworkstation 安装 UbuntuServer 虚拟操作系统， 虚拟操作系统 UbuntuServer 配备固定 IP 地址，并开启 SSH 远程管理服务。 实验准备： ①启动虚拟化软件 VMwareworkstation 并附加上 UbuntuServer 操作系统； ②配置 UbuntuServer 操作系统的网络，并在虚拟主机上使用 Ping 命令进行网络连通性测试； ③在虚拟主机上安装openSSH，ufw。开启openSSH服务，并设置ufw的规则为允许172.16.2.x/24 的主机访问，开放 22 端口。 ④虚拟主机后台运行，通过物理主机上的 PuTTY 软件，连接 UbuntuServer 操作系统。 （2）云服务器场景下开展实验教学 实验场景： 在云服务器为学生安装部署 Linux 操作系统，每个操作系统配备固定 IP 地址，并开启 SSH 远 程管理服务，并把 root 用户权限和远程访问信息提供给学生
《 Linux操作系统》实验指导/实验五:进程管理 实验准备: 学生使用 Windows7操作系统开展实验学习,使用 PuTTY软件根据教师提供的云服务器 访问信息远程访问实验用的 Linux操作系统 2、进程管理 (1)查看当前系统信息 (2)查看指定用户的信息 (3)在Linⅸx操作系统中,有很多跟系统任务有关的命令。例如坞、bg、jobs等 #用在一个命令的最后,让这个命令后台运行 ctrl+z #将正在执行的程序挂起 #查看当前在后台运行的命令 g[作业号] #将程序调至前台运行 bg[作业号] #将程序调至后台运行 nohup command&#将程序后台运行 要求 编写she‖脚本让 mysql开机自启动并后台运行井将具体的she‖命令填写到实验报告册中 (4)监视进程:ps命令。pS命令有很多参数,并且这些参数可以进行组合 #长格式输出 #按用户名和启动时间的顺序来显示进程 #用任务格式来显示进程 #显示所有用户的所有进程 #显示无控制终端的进程 #显示运行中的进程 #显示系统上运行的所有进程的信息 #查看父进程I和进程优先级 (5)使用 ps aux命令查看程序的进程 #实现分页查看进程信息 #查看mysq进程的相关信息 (6)即时跟踪进程信息:top命令 top #即时跟踪进程信息 #按CPU占用情况排序,由大到小 #切换到显示进程和CPU状态的信息 #改变两次刷新时间间隔,以秒为单位 #按内存占用大小排序,由大到小 #以进程ID大小排序,由大到小 #输入要杀死的进程ID (7)查看占用文件的进程:lsof命令 Isof #查看所有文件的进程信息 Isof /proc/ #查看占用指定文件目录的进程和用户 Isof /sbin/init #查看占用指定文件的进程和用户 #查看占用指定端口的进程 lsof-a- u root-ctxt#查看root用户打开的txt类型的文件 Isof-i4 #查看使用IP4通信的进程 管理科学与工程学科/共8页第3页
《Linux 操作系统》实验指导 / 实验五：进程管理 管理科学与工程学科 / 共 8 页,第 3 页 实验准备： 学生使用 Windows7 操作系统开展实验学习，使用 PuTTY 软件根据教师提供的云服务器 访问信息远程访问实验用的 Linux 操作系统。 2、进程管理 （1）查看当前系统信息 w （2）查看指定用户的信息 w root （3）在 Linux 操作系统中，有很多跟系统任务有关的命令。例如 fg、bg、jobs 等 & #用在一个命令的最后，让这个命令后台运行 ctrl+z #将正在执行的程序挂起 jobs #查看当前在后台运行的命令 fg [作业号] #将程序调至前台运行 bg [作业号] #将程序调至后台运行 nohup command & #将程序后台运行 要求： 编写 Shell 脚本让 mysql 开机自启动并后台运行，并将具体的 Shell 命令填写到实验报告册中。 （4）监视进程：ps 命令。ps 命令有很多参数，并且这些参数可以进行组合 ps l #长格式输出 ps u #按用户名和启动时间的顺序来显示进程 ps j #用任务格式来显示进程 ps a #显示所有用户的所有进程 ps x #显示无控制终端的进程 ps r #显示运行中的进程 ps aux #显示系统上运行的所有进程的信息 ps lax #查看父进程 ID 和进程优先级 （5）使用 ps aux 命令查看程序的进程 ps aux | more #实现分页查看进程信息 ps aux | grepmysqld #查看 mysql 进程的相关信息 （6）即时跟踪进程信息：top 命令 top #即时跟踪进程信息 P #按 CPU 占用情况排序，由大到小 t #切换到显示进程和 CPU 状态的信息 s #改变两次刷新时间间隔，以秒为单位 M #按内存占用大小排序，由大到小 N #以进程 ID 大小排序，由大到小 K #输入要杀死的进程 ID （7）查看占用文件的进程：lsof 命令 lsof #查看所有文件的进程信息 lsof /proc/ #查看占用指定文件目录的进程和用户 lsof /sbin/init #查看占用指定文件的进程和用户 lsof -i:22 #查看占用指定端口的进程 lsof -a -u root -c .txt #查看 root 用户打开的 txt 类型的文件 lsof -i 4 #查看使用 IPv4 通信的进程
imx操作系统》实验指导/实验五:进程管理4 Isof-1@[P地址] #查看和指定IP地址通信的进程 要求: (1)详细解释使用w命令、 ps lax命令、top命令、lsof命令得到的某条记录中各个字段的 (2)使用ps命令查看 apache服务进程信息。 (3)使用top命令查看进程的内存信息。 (4)使用lso命令查看用户root打开的sh类型的文件。 请按照上述要求,回答上述问题,并将具体的操作命令和答案填写到实验报告册中。 3、进程调度 (1)nice命令 nice命令可以在启动程序时设置其谦让度,高谦让度意味着低优先级,谦让度的值应该在 20+19之间浮动 o nice命令修改的谦让度值是相对的,通过nice命令设置的谦让度值的大小为nice 命令的参数的数值加上默认谦让度值。 nice -n[谦让值]程序名#在程序启动时设置谦让度 (2) renice命令 renIce命令可以在进程运行时调整其谦让度值, renice调整的谦让度值的大小为 renice命令中 参数的数值 renice[谦让度绝对值]PD#对正在运行的程序进行谦让度值得变更 (3)向进程发送信号:kl命令、klll命令 kill l-singal-pi #通过pid号来向程序发送信号 killall i程序名 #通过程序的名字,直接杀死所有的进程 4、PROC文件系统 PROC是一个特殊的文件系统,/PROC目录下存放着与内核有关的系统状态信息,在系统运行 的时候,内核会随时向这个目录写入数据。ps和top命令就是从这个地方读取数据。通过ls/PROC 可以查看这个目录下的进程信息 #通过pid号来向程序发送信号 /proc/meminfo #通过程序的名字,直接杀死所有的进程 #已加载的文件系统的列表 proc/devices #可用设备的列表 proc/version #内核版本 /proc/stat #系统的不同状态 /proc/uptime #系统启动的时间长度 oc/net #网络协议状态信息 要求 请查阅相关资料,简述ls/PRoC命令得到的某条记录中各个字段的含义,并将答案填写到实 验报告册中。 5、进程管理实例 (1)追踪SSH服务进程 SSH是建立在应用层和传输层基础上的安全协议,通过SSH服务可以有效地防止远程管理过 程中的信息泄露问题。通过对SSH服务进程的监控可以使我们更好地保障 Linux账户安全。 管理科学与工程学科/共8页第4页
《Linux 操作系统》实验指导 / 实验五：进程管理 管理科学与工程学科 / 共 8 页,第 4 页 lsof -i @[IP 地址] #查看和指定 IP 地址通信的进程 要求： （1）详细解释使用 w 命令、ps lax 命令、top 命令、lsof 命令得到的某条记录中各个字段的 含义。 （2）使用 ps 命令查看 apache 服务进程信息。 （3）使用 top 命令查看进程的内存信息。 （4）使用 lsof 命令查看用户 root 打开的 sh 类型的文件。 请按照上述要求，回答上述问题，并将具体的操作命令和答案填写到实验报告册中。 3、进程调度 （1）nice 命令 nice 命令可以在启动程序时设置其谦让度，高谦让度意味着低优先级，谦让度的值应该在 -20~+19 之间浮动。nice 命令修改的谦让度值是相对的，通过 nice 命令设置的谦让度值的大小为 nice 命令的参数的数值加上默认谦让度值。 nice -n [谦让值]程序名 #在程序启动时设置谦让度 （2）renice 命令 renice 命令可以在进程运行时调整其谦让度值，renice 调整的谦让度值的大小为 renice 命令中 参数的数值。 renice[谦让度绝对值] PID #对正在运行的程序进行谦让度值得变更 （3）向进程发送信号：kill 命令、killall 命令 kill [-singal] -pid #通过 pid 号来向程序发送信号 killall 程序名 #通过程序的名字，直接杀死所有的进程 4、PROC 文件系统 PROC 是一个特殊的文件系统，/PROC 目录下存放着与内核有关的系统状态信息，在系统运行 的时候，内核会随时向这个目录写入数据。ps 和 top 命令就是从这个地方读取数据。通过 ls /PROC/ 可以查看这个目录下的进程信息。 /proc/cpuinfo #通过 pid 号来向程序发送信号 /proc/meminfo #通过程序的名字，直接杀死所有的进程 /proc/mount #已加载的文件系统的列表 /proc/devices #可用设备的列表 /proc/version #内核版本 /proc/stat #系统的不同状态 /proc/uptime #系统启动的时间长度 /proc/net #网络协议状态信息 要求： 请查阅相关资料，简述 ls /PROC/命令得到的某条记录中各个字段的含义，并将答案填写到实 验报告册中。 5、进程管理实例 （1）追踪 SSH 服务进程 SSH 是建立在应用层和传输层基础上的安全协议，通过 SSH 服务可以有效地防止远程管理过 程中的信息泄露问题。通过对 SSH 服务进程的监控可以使我们更好地保障 Linux 账户安全
《 Linux操作系统》实验指导/实验五:进程管理 通过lsof-i4| grep sshd命令我们可以查看系统中占用SSH服务的进程,分析记录的字段 属性如表1-2所示 表1-2字段属性值一览表 COMMAND PID USER TYPE 进程的名称 进程标识符 进程所有者 文件描述符 文件类型 DEVICE SIZE NODE NAME 指定磁盘的名称 文件的大小 索引节点 打开文件的确切名称 要求 (1)编写She脚本对SSH服务进程进行监控,当使用SSH服务远程连接 Linux主机时系 统将记录远程主机的IP地址、用户名、登录时间信息,并将该信息记录到日志文件 /ar/og/ userconfig/ SSHlogin log”中。 (2)编写She‖!脚本对SSH服务进程进行监控,当同一用户在多个远程终端同时登录时,系 统将记录远程主机的IP地址、用户名、登录时间信息,并将该信息记录到日志文件 /ar/og/ userconfig/ SSHloginsecurity log”中 请按照上述要求,进行具体实验,并将She脚本和日志文件格式填写到实验报告册中 (2)查看 apache服务进程的运行情况 Liux操作系统中通常使用 apache作为web服务器,所以对 apache服务进程进行监控显 得尤为重要。 ①查看 apache服务进程数 ps-efIgrephttpdwc-l ②查看 apache服务进程的CPU使用率 psauxigrePhttpd|awk'(prints3)' ③查看 apache服务进程的并发连接请求数及其TCP连接状态 netstat-n awk/tcp(++S(SNF] END (for(a in S)print a, S(a] 要求 1)编写Shel脚本每隔1秒钟对 apache服务进程数进行采样,并将该信息记录到日志文 件“Nar/og/ apache2/ apachesum.Csv"中 (2)编写She脚本每隔1秒钟对 apache服务进程占用的cPU使用率进行采样,并将该信 息记录到日志文件“/Nar/og/ apache2/ apacheinfo.csv中 (3)使用 Win SCP工具将上述(1)中的日志文件"/ar/og/ apache2/ apachesumcsv 复制到本地计算机中,并使用ExCe工具对该文件中的数据进行分析,绘制出 apache服务进 程数的折线统计图 请按照上述要求,进行具体实验,并将She脚即本、csv文件格式和 apache服务进程数的折 线统计图填写到实验报告册中 (3)查看进程的CPU运行情况 CPU是计算机的运算核心和控制核心,对CPU的运行情况进行监控可以让我们掌握系统 健康的情况。 ①查看所有进程的CPU使用率 top- n ll grep id aw-F“”‘{ print$4} 管理科学与工程学科/共8页第5页
《Linux 操作系统》实验指导 / 实验五：进程管理 管理科学与工程学科 / 共 8 页,第 5 页 通过 lsof -i 4 | grep sshd 命令我们可以查看系统中占用 SSH 服务的进程，分析记录的字段 属性如表 1-2 所示： 表 1-2 字段属性值一览表 COMMAND PID USER FD TYPE 进程的名称 进程标识符 进程所有者 文件描述符 文件类型 DEVICE SIZE NODE NAME 指定磁盘的名称 文件的大小 索引节点 打开文件的确切名称 要求： （1）编写 Shell 脚本对 SSH 服务进程进行监控，当使用 SSH 服务远程连接 Linux 主机时系 统将记录远程主机的 IP 地址、用户名、登录时间信息，并将该信息记录到日志文件 “/var/log/userconfig/SSHlogin.log”中。 （2）编写 Shell 脚本对 SSH 服务进程进行监控，当同一用户在多个远程终端同时登录时，系 统将记录远程主机的 IP 地址、用户名、登录时间信息，并将该信息记录到日志文件 “/var/log/userconfig/SSHloginsecurity.log”中。 请按照上述要求，进行具体实验，并将 Shell 脚本和日志文件格式填写到实验报告册中。 （2）查看 apache 服务进程的运行情况 Linux 操作系统中通常使用 apache 作为 web 服务器，所以对 apache 服务进程进行监控显 得尤为重要。 ①查看 apache 服务进程数 ps –ef | grep httpd | wc -l ②查看 apache 服务进程的 CPU 使用率 ps aux | grep httpd | awk ‘{print $3}’ ③查看 apache 服务进程的并发连接请求数及其 TCP 连接状态 netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}' 要求： （1）编写 Shell 脚本每隔 1 秒钟对 apache 服务进程数进行采样，并将该信息记录到日志文 件“/var/log/apache2/apachesum.csv”中。 （2）编写 Shell 脚本每隔 1 秒钟对 apache 服务进程占用的 CPU 使用率进行采样，并将该信 息记录到日志文件“/var/log/apache2/apacheinfo.csv”中。 （3）使用 WinSCP 工具将上述（1）中的日志文件“/var/log/apache2/apachesum.csv” 复制到本地计算机中，并使用 Excel 工具对该文件中的数据进行分析，绘制出 apache 服务进 程数的折线统计图。 请按照上述要求，进行具体实验，并将 Shell 脚本、csv 文件格式和 apache 服务进程数的折 线统计图填写到实验报告册中。 （3）查看进程的 CPU 运行情况 CPU 是计算机的运算核心和控制核心，对 CPU 的运行情况进行监控可以让我们掌握系统 健康的情况。 ①查看所有进程的 CPU 使用率 top -n 1| grep id | awk -F “,” ‘{print $4}’