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Chapter 5：Administration

系统管理：详细版笔记

System Administration

Administrator / Superuser ｜ 管理员 / 超级用户

  • su – to become superuser su：切换为超级用户（root），获得系统最高权限。
  • You could also become another user by, su username – 切换成其他普通用户的身份。
  • Be careful of every character you typed when in su mode!在 su 模式下要非常小心你输入的每一个字符，因为任何误操作都可能影响整个系统。
  • Nice to use sudo to only execute one command a time 推荐使用 sudo 来“只为一条命令暂时提权”，比长时间待在 su 下更安全。
  • Daily tasks of the administrator 管理员的日常工作包括：
    • Manage user logins 管理用户账户与登录权限
    • Monitor system activity and security 监控系统运行状态与安全情况
    • Administer file systems, devices, and network services 管理文件系统、硬件设备以及各种网络服务（如 HTTP、SSH 等）

The Model Hard Disk Drive｜ Unix 硬盘/文件系统的模型

  • Divided into three major sections整个磁盘在 Unix 文件系统中可以抽象成三大部分：
    • Superblock（超级块）
      • 存放 整个文件系统的元数据：
        • 块大小、总块数、空闲块数
        • inode 总数、空闲 inode 数
        • 文件系统标识等
      • 没了它，系统就不知道这个分区里文件系统的结构，是“文件系统的身份证 + 目录表”。
    • Inodes（inode 区）
      • 每个 inode 对应一个文件或目录的“说明书”：
        • 文件类型、权限、所有者、大小、时间戳
        • 以及指向 数据块的地址（指针）
      • 注意：文件名不在 inode 里，文件名存放在目录的数据块中，目录条目“文件名 → inode 号”。
    • Data blocks（数据块区）
      • 真正用来放数据的一块块空间：
        • 普通文件的内容
        • 目录中“文件名 ↔ inode 号”的列表
      • 也是我们平时说“文件很大，占了很多磁盘空间”时占用的区域。
  • Look back to what we discussed in Chapter "File System"这页是回顾前面“文件系统”章节：Unix 文件系统在磁盘上的逻辑结构 = Superblock + Inodes + Data Blocks。
Superblock ｜ 超级块
  1. Superblock 是什么？
    • Superblock 文件系统中的一块特殊区域，用来保存 整个文件系统的元数据。
    • Most important part of the file system → 是文件系统中 最重要的部分，损坏了就可能导致整个分区都挂掉。
  2. Superblock 里存什么信息？
  • Tracking important file system information → 负责 跟踪记录文件系统的重要信息。
  • Containing file system size, free space, etc. → 典型内容包括：
    • 文件系统总大小（总块数）
    • 空闲块数量、空闲 inode 数量
    • 块大小等参数
  1. 内存中的 Superblock 缓存
  • Kept in memory to improve performance → 为了加速访问，系统会把 superblock 的内容 缓存到内存，避免每次都读磁盘。
  • Copies in memory and on disk can/will be out of "sync" (synchronize) → 这样一来，内存里的副本 和 磁盘上的真实 superblock 有时会 不同步（out of sync），比如刚更新还没写回盘。
  1. sync 命令的作用
  • sync command writes contents of memory to disk and updates the superblock → sync 会把内存中尚未写入的修改 强制刷到磁盘，包括更新 superblock， 确保“内存版本”和“磁盘版本”保持一致。
Inode ｜ 索引节点

img

  1. 每个文件/目录都有一个 inode
    • All files and directories have an inode
    • inode 可以理解成“文件的身份证 + 目录索引”，文件名不在 inode 里，而在目录的数据块中。
  2. inode 里记录的重要信息
    • It records important file information – file size, permissions, data addresses, etc.
    • 典型字段：
      • 文件类型（普通文件/目录/符号链接等）
      • 访问权限（rwx）
      • 所有者 UID / 所属组 GID
      • 文件大小、时间戳（创建/修改/访问时间）
      • 指向数据块的地址（data block addresses）
    • 注意：真正的文件内容在“数据块区”，inode 只保存“去哪里找这些数据块”。
  3. 直接块 + 间接块：支持大文件
    • Each inode has data block addresses for indirect indexing, and that is enough for handling huge space
    • 结构大致是：
      • 若干个 direct pointers（直接指针） → 直接指向数据块
      • 再加上 single / double / triple indirect blocks（一级/二级/三级间接块）
        • 间接块里存的不是数据，而是“更多数据块地址”
    • 这样一层一层展开，就能让一个 inode 管理非常大的文件空间（上图就是这种“指针树”示意）。
Data Block | 数据块
  1. Where the actual data is stored
    • 数据块（Data Blocks）就是真正文件内容存放的地方：文本、图片、可执行文件的字节都在这里，而不是在 inode 里。
  2. Possibly 1/2, 1, 2, 4, 8K bytes long for each fragment block
    • 每个数据块的大小一般是若干 KB，比如 0.5K、1K、2K、4K、8K 等（具体取决于文件系统格式和创建参数）。
    • 磁盘会被划分成一块一块的固定大小的 block，文件占用磁盘时是按 block 来分配的。
  3. Accessed by referencing an inode
    • 访问数据块是通过 inode 中保存的“数据块地址” 来完成的：
      • 先根据文件名在目录里找到 inode 号
      • 再从 inode 里取出数据块指针 → 读对应的数据块
  4. Inode (filename & location data) + indirect data blocks + storage blocks => a file
    • 一个完整的文件，可以理解为：
      • inode（记录文件元数据 + 数据块位置）
      • （可能存在的）间接索引块 indirect data blocks
      • 真正存内容的 data blocks（storage blocks）
    • 三者组合起来，才构成我们看到的“一个文件”。

使用df来查看C盘容量 放在superblock里面——盘的信息

那么C盘中某处的容量 使用du来查看

Cached Hard Drive I/O ｜ 硬盘缓存式输入输出
  1. Differences in performance ⇒ Cache
    • CPU / 内存的速度远远快于磁盘，所以操作系统会在内存里做缓存（cache），减少真正访问硬盘的次数。
  2. Changes held in RAM
    • 对文件系统的修改（数据块、inode、superblock 等）先保存在内存缓存中，并不会立刻写回磁盘。
  3. Writes to disk happen in whole block increments
    • 写盘是以 “整块（block）”为单位 进行的，而不是一字节一字节写；系统会把修改凑成块，再一次性写入。
  4. Power failure, improper shutdown
    • 如果发生断电或不正常关机，内存缓存还没来得及写回磁盘，就会出问题：
      • Superblock in memory out of sync with disk version → 内存中的 superblock 与磁盘上的版本不同步。
      • Data loss, corrupted files and inodes → 可能导致数据丢失、文件损坏、inode 受损，启动时就需要 fsck 之类的工具检查修复。
Repairing File Systems ｜ 文件系统修复
  1. 命令格式
  2. fsck -y / -a | -n FileSystem
    • fsck：File System ChecK，用于检查并修复文件系统
    • FileSystem：要检查的分区或设备（如 /dev/sda1）
  3. 作用
    • Reports and repairs file systems
      • 先 检查 文件系统是否有错误，再根据需要尝试 自动修复。
  4. 运行时机
    • Always performed at system startup (while file systems not mounted)
      • 系统启动时，在文件系统 尚未挂载（not mounted）或只读挂载时自动运行，避免一边用一边修。
  5. 常用选项含义
    • -y / -a：Answer yes to all questions
      • 对检查过程中提出的“是否修复？”问题 全部回答 yes，自动修复。
    • -n：Answer no to all questions
      • 对所有修复问题 全部回答 no，只做检查、不改动磁盘（安全查看用）。
  6. 类比（Windows 中的对应工具）
    • Similar to scandisk / chkdsk in Windows/DOS
      • 在 Windows/DOS 里的 scandisk、chkdsk 就是和 fsck 类似的磁盘检查/修复工具。
Displaying File System Information ｜ 查看文件系统信息
  1. 基本命令：df
    • df：displays number of free disk blocks and files
    • 作用：显示各个文件系统（分区）的 容量 / 已用 / 可用 / 挂载点。
    • 常看的是最后一列 Mounted on，知道哪个分区挂在哪个目录下。
  2. df -k（Linux / Solaris）
    • -k：以 1K-blocks（1KB 为单位） 显示容量，而不是默认的更大单位。
    • 重点列：
      • 1k-blocks / kbytes：总大小
      • Used / used：已用
      • Available / avail：可用
      • Use% / capacity：使用百分比
    • Linux、Solaris 输出列名略有不同，但含义一样。
  3. df -i .（Linux）
    • -i：显示 inode 使用情况（不是磁盘容量，而是“文件数量名额”）。
    • .：只查看“当前目录所在分区”的情况。
    • 重点列：
      • Inodes：该分区 inode 总数（最多能容纳多少文件/目录）
      • IUsed / IFree / IUse%：已用 / 空闲 inode 数及百分比

特殊点：磁盘没满但 inode 用光 时，也会“无法再创建新文件”，df -i 就能看出来。

Managing File Systems ｜ 文件系统管理
  1. Minimum Configuration（最小分区配置）
    • root：根文件系统 /，系统启动、命令、配置文件等都在这里，是必须有的分区。
    • swap：交换分区，用来存放 RAM 溢出的内容（内存不够时把一部分内容暂时放到磁盘）。
  2. Adding systems（添加新的文件系统 / 硬盘分区的大致步骤）
    • Create a mount point (empty directory) → 先在现有目录树里创建一个 空目录，作为挂载点，比如 /home、/data1。
    • mount the file system → 使用 mount 命令，把新分区或设备“接到”这个目录上，之后访问这个目录就是访问那块分区。
Mounting on an Empty Directory ｜ 挂载到空目录
  1. 基本语法
  2. mount filesystem mountpoint
    • filesystem：设备或分区名，如 /dev/sdc1
    • mountpoint：挂载点目录，如 /home
  3. 作用
    • Adds file system to the directory tree → 把一个独立的文件系统 接入当前的目录树，就像在树上再长出一个子树。
    • 示例：
    • mount /dev/sdc1 /home
    • 表示把 /dev/sdc1 这个分区挂到 /home，以后所有 /home/... 的访问都落在这块分区上。
  4. 图示理解
    • 顶层是 root（/），下面有 var、usr、etc、home、tmp、bin 等目录。
    • 某些目录（如 usr、home）的下面，其实是不同的磁盘分区 / 文件系统，通过 mount 接上去。
Reporting Mounted Info ｜ 查看当前挂载情况
  1. mount（无参数）
    • mount - without arguments, reports mounted systems on current workstation
    • 直接敲 mount，不加任何参数，会列出 当前所有已挂载的文件系统：
      • 哪个设备（/dev/sda1 等）
      • 挂载到哪个目录（/、/home、/usr 等）
      • 使用的文件系统类型（ext4、xfs…）
      • 读写属性（rw/ro）
  2. 用途
    • 快速确认：
      • 某个目录是挂在哪个分区上的
      • U 盘 / 移动硬盘是否挂载成功
      • 当前系统一共挂了哪些特殊文件系统（如 /proc、tmpfs 等）
Un-mounting File System ｜ 卸载文件系统
  1. 基本命令
  2. umount {directory | device}
    • 可以写 挂载点目录（如 /home）
    • 也可以写 设备名（如 /dev/sdb1）
  3. 作用
    • Remove a file system from the directory tree
    • 把一个文件系统从当前目录树里摘掉，卸载 U 盘、移动硬盘前必须先 umount。
  4. 重要限制
    • Can not be performed on a "busy" file system
    • 如果文件系统正在被使用（busy），就无法卸载，常见原因：
      • 有人在该目录下 cd 着
      • 有进程正在读写该分区的文件
    • 解决思路：退出相关目录、关闭占用的程序，再 umount。
Reporting Disk Usage ｜ 查看磁盘占用（du）
  1. 命令格式（记住大概就行）
  2. du options file ...
    • du = disk usage：按目录 / 文件统计磁盘占用，而不是看整块分区（那是 df 做的事）。
  3. 常见用法
    1. du /home
      • 递归统计 /home 下所有目录和文件的大小（每个子目录都会列出）。
    2. du -ks file_or_dir
      • -k：以 KB 为单位
      • -s：只给总和，不展开子目录
      • 常用来看“这个目录一共占多大”：
      • du -ks /home # /home 一共多少 KB
  4. 和 df 的区别（易考点）
    • df：看的是 分区级别 的空间使用情况（整块磁盘还有多少）。
    • du：看的是 目录 / 文件级别 的大小（谁占得多）。
    • 一般定位“磁盘爆了是谁干的”：先 df 看哪个分区满，再 du 在该分区里一路往下查。
File System Backup (tar) ｜ 使用 tar 做备份
  1. 基本语法
  2. tar options {directory | file} ...
    • tar：tape archive，把很多文件打包成一个归档文件（可选压缩）。
  3. 核心选项（记几个组合就够了）
    • -c：create，创建新归档
    • -t：table of contents，列出归档里有哪些文件
    • -x：extract，从归档解出文件
    • -f file：指定归档文件名（几乎必带）
    • -v：verbose，显示详细文件列表
    • -z / -j：用 gzip / bzip2 压缩或解压
    • 注意：- 在很多系统里是可选的，所以 cvf 和 -cvf 效果一样。
  4. 常用命令套路（背这几条就行）
    1. 打包目录（不压缩）：
    2. tar cvf bug.tar /usr/share/bug
      • c：创建
      • v：显示过程
      • f bug.tar：输出到 bug.tar 文件
    3. 查看包里内容：
    4. tar tvf bug.tar
    5. 打包并 gzip 压缩当前目录：
    6. tar czvf data.tgz .
    7. 解压到指定目录：
    8. tar xzvf data.tgz $HOME/new_home
  5. 备份场景提示
    • Using tar for daily and weekly backup → 可用 tar 做每天 / 每周备份。
    • Incremental backup（增量备份）通常会结合 find、时间戳或其他工具，只打包最近修改过的文件。
Network File System

NFS 是谁发明的？

Bill Joy（比尔·乔伊，全名 William Nelson Joy）。

  • 在加州大学伯克利分校读研究生时创建了 BSD（Berkeley Software Distribution）
  • 是 vi 文本编辑器和 Unix 系统的 C shell (csh) 的创造者
  • 开发了 NFS（网络文件系统）
  • 1982年作为联合创始人和首席科学家参与创立了 Sun 公司
  • 设计了 Sparc 微处理器，并将之前领导开发的 BSD 继续发展成为 Solaris 操作系统
  • 是 Java 和 Jini 的主要作者之一

他在 BSD Unix、TCP/IP 协议实现、vi 编辑器、C shell、NFS 等多个领域都做出了开创性的贡献。

Concept | 概念
  • Local File System（本地文件系统）
    • 指安装在本机磁盘上的文件系统，只能在这台机器上直接访问。
  • Network File System, NFS（网络文件系统）
    • 通过网络把远程主机的文件系统挂载到本机，
    • 让远程目录“看起来就像”本地目录一样使用。 img
    • 图中说明：
      • 上方虚线框是主机 piano 的本地目录树：
        • 根目录：root
        • 子目录：project, usr, etc, home, tmp, bin 等。
      • 下方蓝色条写着 Network，表示通过网络连接到另一台主机 cello。
      • 右下圆柱是主机 cello 上的目录 /remotedir。
      • 通过 NFS，把 cello:/remotedir 挂载到 piano 这台机器的 /project 目录：
        • 对 piano 来说，访问 /project/... 就是在访问 cello 上的 /remotedir/...。
        • 用户不必关心文件实际在远程主机上。
NFS Manipulating｜ NFS 的操作/管理
  1. 挂载远程 NFS 文件系统（Mount remote NFS file systems）
sh
# mount -t nfs cello:/remotedir /project
  • mount：挂载文件系统的命令。
  • -t nfs：指定文件系统类型为 NFS。
  • cello:/remotedir：
    • 远程主机名：cello
    • 远程被共享的目录：/remotedir
  • /project：本机上的挂载点目录。
  • 效果：
    • 在本机访问 /project 时，实际访问的是 cello 上的 /remotedir。
  1. 导出本地文件系统供别人挂载（Export local file systems for mounting）
  2. （也就是在“服务器端”配置要共享出去的目录）
    • 在 Linux 中：

    • cat /etc/exports

      • /etc/exports 文件中列出了本机要通过 NFS 导出的目录及权限等设置。
      • 例如会写类似 /space client1(rw) 之类的配置。
    • 在 Solaris 中：

    • cat /etc/dfs/dfstab

      share -F nfs /space share -F nfs -o rw -d "opt dirs" /opt
      • /etc/dfs/dfstab：列出需要共享的目录以及 share 命令。
      • share -F nfs /space：
        • share：声明要共享一个文件系统。
        • -F nfs：使用 NFS 类型。
        • /space：要共享的目录。
      • share -F nfs -o rw -d "opt dirs" /opt：
        • -o rw：以读写方式共享（客户端可以读写）。
        • -d "opt dirs"：共享描述信息（可选的说明文字）。
        • /opt：被共享的目录。
  • NFS 让远程目录看起来像本地目录，通过网络透明访问。
  • 客户端：用 mount -t nfs 服务器:/远程目录 本地挂载点 来挂载。
  • 服务器端：
    • Linux 看 /etc/exports；
    • Solaris 看 /etc/dfs/dfstab 并使用 share -F nfs 配置要共享的目录。
Centralized Authentication over Network ｜基于网络的集中式认证

Large organizations need to manage thousands of user accounts and passwords in hierarchical departments, and allow networked computers (maybe different OS’s) to have a common interface regardless of where you log into.

  • 大型组织有成千上万的账号和密码。
  • 这些账号分布在层级结构的部门里。
  • 需要让不同的联网计算机（可能是不同操作系统）
    • 使用统一的登录接口与账号体系，
    • 用户从哪台机器登录都一样。
  • 目录服务（Directory Service）就像黄页电话本，
  • 需要查账号信息时，只要在目录里“查一查”即可。
早期方案：NIS / NIS+

Using NIS and NIS+ from SUN, a lookup lets you have the same passwd, host names, group files (same uid and gid) and home directory on each of your machines.

  • NIS / NIS+ 是 SUN 提出的早期目录服务 / 认证系统。
  • 通过查询 NIS 服务器，可以在多台机器上保持：
    • 相同的 密码文件（passwd）
    • 相同的 主机名信息（host names）
    • 相同的 组信息文件（group files：同样的 uid/gid）
    • 相同的 用户主目录设置（home directory）
  • 效果：用户在任何一台机器登录，用的都是同一个账号身份。
  • 翻译： 使用 SUN 提供的 NIS 和 NIS+，通过目录查询，可以让每台机器都使用同一套密码、主机名、用户组信息（相同的 uid 与 gid）以及主目录。也就是说，用户在所有机器上看到的是同一个账号环境。
现代主流方案：LDAP 与 Active Directory

LDAP (Lightweight Directory Access Protocol), MS Active Directory (= LDAP service + Windows domain applications) are more advanced and popular today (distributed C/S model).

  • LDAP：
    • 全称 Lightweight Directory Access Protocol，轻量级目录访问协议。
    • 一种标准协议，用来访问/管理目录服务中的账号、组、权限等信息。
  • Microsoft Active Directory (AD)：
    • 实质是 基于 LDAP 的服务 + Windows 域相关应用。
    • 在 Windows 环境下非常常见，用于集中管理用户、计算机、策略等。
  • 它们采用分布式客户端/服务器（C/S）模型，
    • 比 NIS 之类方案更先进、更流行。
  • 翻译： 目前更先进、也更常见的方案是 LDAP（轻量级目录访问协议）以及微软的 Active Directory。Active Directory 可以理解为“LDAP 服务 + Windows 域应用”的组合。它们采用分布式 C/S 模型，用于在网络中集中管理和认证大量用户账号。

集中认证 = 账号与密码集中存放在目录服务中（NIS/LDAP/AD），各台机器通过网络查询这个“黄页”，实现统一的登录与身份管理。

Printing Commands ｜ 打印相关命令
  1. lp/lpr [options] file
    • 作用：
      • 向打印机提交打印任务。
      • file：要打印的文件名。
      • [options]：可选参数，比如指定打印机、份数等。
    • lp / lpr：把文件丢到打印机队列里去打印。
  2. lpstat - print information about the status of the print service
    • 作用：
      • 查看打印服务的状态信息，例如：
        • 打印机是不是在线、
        • 当前队列中有哪些任务等。
    • 翻译：
      • lpstat：输出打印服务状态信息。
  3. lpq - display the content of a print queue
    • 作用：
      • 显示打印队列里的内容：
        • 哪些任务在排队、
        • 每个任务的编号、提交者等。
    • 翻译：
      • lpq：查看当前打印队列。
  4. lprm - remove print requests from the print queue
    • 作用：
      • 从打印队列中移除打印任务，一般根据任务号或用户名来删除。
    • 翻译：
      • lprm：删除/取消排队中的打印请求。

提交打印：lp / lpr查服务状态：lpstat看队列：lpq删任务：lprm

Configuring Network | 网络配置

/etc 下的配置文件

Change setting files under /etc manually or by utilities

这些配置可以手动改文本文件，也可以用图形/命令行工具改。常见内容：

  • Network domain | 网络域 / 域名配置
    • 网络域名，如 cs.univ.edu
    • 决定主机的“全名”（FQDN）
  • IP
    • 主机的 IP 地址：192.168.x.x 之类。
  • Router | 路由器 / 网关设置
    • 默认网关（default gateway），发往外网的包都从这里走。
  • Host name aliases | 主机名别名
    • 主机名别名，通常写在 /etc/hosts。
    • 例如给一台机器起多个名字。
  • Net masks | 网络掩码 / 子网掩码
    • 子网掩码，比如 255.255.255.0。
    • 决定“同一局域网”的 IP 范围。
  • DNS finding | DNS 查找配置（DNS 服务器设置）
    • DNS 服务器地址与解析规则，常在 /etc/resolv.conf。
  • etc.
    • 还有如：网卡、静态/动态路由、IPv6 等其他网络参数。
网络相关服务

Install services packages such as NFS, LDAP, Samba, etc. | 安装 NFS、LDAP、Samba 等服务软件包，用来提供各种网络服务。

  • NFS：网络文件系统，共享目录。
  • LDAP：目录服务，用于集中账号认证。
  • Samba：在 Unix / Linux 与 Windows 之间共享文件/打印机。
查资料 & 用图形工具
  • Find references on system administration book
    • 去系统管理类书籍或官方文档里查详细说明。
  • Use GUI based administration tools
    • 使用图形界面的管理工具（如 nm-connection-editor、控制面板等）来配置网络。

License Management（许可证管理）

  1. 标识一台具体的机器
  1. Identifying a specific machine
  1. 软件授权通常需要锁定到某台机器，标识方式有：
    • hostid | 主机 ID
      • 主机 ID，系统生成的唯一标识。
      • 这个个人PC没有（？有的吧）
    • MAC address of Ethernet card ｜ 以太网卡的 MAC 地址
      • 网卡的 MAC 地址（物理地址），全球唯一。
      • 但是可以很容易作弊，提供的mac可以被修改
    • Special hardware such as 'watchdog'
      • 插在机器上的专用硬件加密狗（dongle），比如“watchdog”。
      • 没有这个硬件，软件就不能运行。
  2. 授权方式
  1. Node-lock and floating license pool
    • Node-lock license ｜ 节点锁授权 / 单机授权
      • 许可证锁在某一台机器（比如根据 MAC 地址）。
      • 只有那台机器能用这个软件。
    • Floating license pool ｜ 浮动许可池（多人共享的并发授权）
      • 许可证存在服务器上，是一个“池子”。
      • 局域网内多台机器可以按需借用，只要同时使用的数量不超过许可证数。
  1. License check-out / check-in | 借出/归还 许可证
    • License check-out
      • 客户端启动软件时，从许可证服务器借出一个 license。
    • License check-in
      • 退出软件时，把许可证归还给服务器，供别人继续使用。
  2. FLEXlm
  1. FLEXlm, the most popular license manager on Unix
    • FLEXlm（后来叫 FlexNet）
      • Unix / Linux 上最常见的商业软件许可证管理器。
      • 负责：
        • 管理 license 文件，
        • 监听客户端的 check-out / check-in，
        • 控制并发数量等。
FLEXlm
一、主要角色（概念梳理）
  • license.dat（许可证配置文件）
    • 文本文件，包含以下信息：
      • SERVER：许可证服务器的主机名 / IP、hostid、端口。
      • DAEMON：各厂商 Vendor Daemon 的名称及路径。
      • FEATURE：各软件功能（feature）的授权信息：版本、数量、到期时间、加密串等。
  • lmgrd（License Manager Daemon）
    • FLEXlm 的主控制进程。
    • 功能：读取 license.dat，启动并管理各个 Vendor Daemon，记录日志。
  • Vendor Daemon（厂商守护进程）
    • 每个软件厂商对应一个 Vendor Daemon。
    • 功能：具体执行许可证的借出（check-out）、归还（check-in）、计数和状态维护。
  • lock file（锁文件）
    • 由 Vendor Daemon 创建和维护。
    • 用途：记录当前已借出的许可证数量以及相关状态，防止并发冲突。
  • Application Program（应用程序）
    • 需要许可证的客户端软件。
    • 通过网络与许可证服务器通信，完成许可证请求和释放。
二、FLEXlm 启动流程（Starting-Up）
  1. lmgrd 读取配置文件
    • 启动时，lmgrd 打开 license.dat，解析 SERVER、DAEMON、FEATURE 等条目，确定监听端口及需要启动的 Vendor Daemon 列表。
  2. lmgrd 启动各 Vendor Daemon
    • 根据 DAEMON 条目，lmgrd 在同一台服务器上依次启动相应的 Vendor Daemon 进程。
  3. Vendor Daemon 创建锁文件
    • 每个 Vendor Daemon 启动后创建自己的 lock file，用于记录许可证使用情况。
    • 至此，许可证服务器处于就绪状态，可以接收客户端请求。
三、FLEXlm 工作流程（Working Flow）
客户端定位许可证服务器
  1. 应用查找 license.dat
    • 应用程序根据环境变量（如 LM_LICENSE_FILE=/etc/license.dat）或默认路径，找到并读取本地的 license.dat 文件。
    • 从中获得服务器主机名和端口信息。
  2. 应用连接 lmgrd
    • 应用程序使用从 SERVER 条目中得到的地址和端口，与服务器上的 lmgrd 建立网络连接。
  3. lmgrd 返回 Vendor Daemon 连接信息
    • lmgrd 根据应用请求的 Feature 所属厂商，向应用返回对应 Vendor Daemon 的地址和端口。
许可证申请与授予
  1. 应用向 Vendor Daemon 请求许可证
    • 应用与 Vendor Daemon 建立连接，发送对某一 FEATURE 的许可证请求（含版本、用户信息等）。
  2. Vendor Daemon 授予许可证
    • Vendor Daemon 检查：
      • 该 Feature 是否有效（未过期）。
      • 当前已借出数量是否小于配置的最大数量。
    • 若满足条件，则从许可证池中扣减一份，向应用返回“授权成功”。
  3. Vendor Daemon 记录日志
    • Vendor Daemon 将本次借出操作的详细信息记录到日志系统（与 lmgrd 协同），并更新锁文件中的计数。
运行期间的状态维护
  1. 心跳（heartbeat）机制
    • 在应用运行期间，应用与 Vendor Daemon 周期性交换心跳消息：
      • 若心跳正常，应用持续获得许可证使用权。
      • 若心跳失效（网络中断、服务器故障等），在超时时间后，应用可能被要求停止或进入受限模式。
许可证归还流程
  1. 应用归还许可证
    • 用户关闭应用或主动释放功能时，应用向 Vendor Daemon 发送许可证归还（check-in）请求。
  2. Vendor Daemon 更新状态并记录
    • Vendor Daemon 将该许可证归还到池中，更新锁文件中的计数，并记录相应日志条目。
四、license.dat 示例说明（Using FLEXlm）

示例片段（简化）：

text
SERVER my_serv.cam.ac.uk 80507de8 1700
DAEMON abcd /etc/abcd
DAEMON xyzd /usr/lib/xyzd /usr/lib/xyz.opt
# keys for vendor xyz
FEATURE app1 xyzd 1.00 1-jan-2015 20 1EF029003EA7B324C0F7 ""
FEATURE app2 xyzd 6.0  1-aug-2014 3  5B6F00438A213675DC06 "core"
# keys for vendor abc
FEATURE app3 abcd 5.01 01-jun-2015 3 23B1854A00357C7F21EA "" 806082f1
FEATURE app4 abcd 2.6  1-jan-2016 1 A36902DF6E334801FB05 "DEMO" 80507de8
  • SERVER my_serv.cam.ac.uk 80507de8 1700
    • 服务器主机名：my_serv.cam.ac.uk
    • hostid：80507de8
    • 监听端口：1700
  • DAEMON abcd /etc/abcd、DAEMON xyzd ...
    • 定义了两个 Vendor Daemon：abcd 和 xyzd，后面为可执行程序路径及可选配置文件。
  • FEATURE 行（以 FEATURE app1 xyzd ... 为例）
    • app1：功能名（feature name）。
    • xyzd：所属 Vendor Daemon 名称。
    • 1.00：版本号。
    • 1-jan-2015：到期日期。
    • 20：最大并发许可证数量。
    • 之后的长串十六进制为加密校验码，可选字段例如 "core"、"DEMO" 为说明或模式。

通过上述配置，FLEXlm 能够在服务器上统一管理不同厂商的软件许可证，实现集中授权与并发控制。

Installing ICCAD Software（ICCAD 软件安装）

  1. 软件包特点
    • ICCAD software packages usually are large and complicated, and with lots of legacies
      • ICCAD 类的软件包通常体积较大、结构复杂，且包含大量历史遗留代码与脚本。
      • 含义：安装过程容易依赖旧版本库、旧脚本，因此更需要仔细阅读文档和环境要求。
  2. 阅读安装文档
    • Read the documents about installation
      • 在实际安装前，应完整阅读随软件提供的安装说明（README、INSTALL、用户手册章节等）。
      • 目的：了解支持的平台、依赖的库版本、磁盘空间与权限要求等。
  3. 理解安装脚本的工作方式
    • Understand how the installing script works
      • 安装过程往往由各种脚本驱动，需要理解其大致逻辑与调用方式。
      • 可能涉及的脚本与构建系统：
        • Shell：bash、tcsh
        • perl 脚本
        • makefile（GNU make 等）
        • sbt 等构建工具
      • 理解程度不必到逐行阅读，但应知道：
        • 脚本会写哪些目录
        • 使用哪些环境变量
        • 需要哪些外部命令或工具
  4. 准备所需的运行环境
    • Prepare required environment
      • 主要包括以下几类：
      1. Needed third-party software and libraries
        • 必要的第三方软件与库，例如编译器、仿真器、特定版本的 C/C++/Python 库等。
        • 需要根据文档提前安装并配置路径。
      2. Environment variables
        • 配置环境变量，如 PATH、LD_LIBRARY_PATH、PYTHONPATH、LM_LICENSE_FILE 等。
        • 这些变量决定可执行文件与库文件的查找位置。
      3. License manager, etc.
        • 配置许可证管理器（如 FLEXlm/ FlexNet）。
        • 包括设置 license.dat 路径、服务器地址等。

Open Source EDA Tools and Demos（开源 EDA 工具与示例）

A few tools for your trial and error 适合作为练习对象的开源 EDA 工具

  1. KLayout
    • 官网：https://klayout.de/
    • 主要用途：版图查看与编辑（GDSII、OASIS 等格式：.gds, .oas）。
    • 典型场景：
      • 查看工艺版图
      • 做简单的版图修改与检查
  2. Ngspice
    • 官网：https://ngspice.sourceforge.io/
    • 主要用途：电路级 SPICE 仿真。
    • 支持的输入文件扩展名：.cir, .net, .spi 等。
    • 可用于模拟电路、混合信号电路的行为仿真。
  3. OpenROAD flow
  • A Chisel RISC-V demo from graduate course homework
    • 示例仓库：https://github.com/stuzs/RCore
    • 主要特点：
      • 使用 Chisel（基于 Scala 的硬件描述语言）实现 RISC-V 处理器。
      • 仓库中包含多类文件：.scala, .v, .s, .vcd 等，覆盖从高层描述、生成 Verilog，到仿真波形的完整流程。
    • 适合作为：
      • 研究生课程作业参考
      • 学习 RISC-V 软硬件协同设计与验证的示例工程。
  1. 商业 ICCAD 软件安装：
    • 软件包大而复杂 → 必须先读安装文档。
    • 搞清安装脚本（shell / perl / makefile / sbt 等）做了什么。
    • 提前准备好依赖软件、环境变量和许可证管理器。
  2. 学习路径建议：
    • 先从开源 EDA 工具（KLayout、Ngspice、OpenROAD）入手，练习安装和基本使用。
    • 通过完整示例工程（如 RCore Chisel RISC-V）体验从设计到仿真的全流程。
许可协议

© Soleil. This post is licensed under CC BY-NC-SA 4.0.

Chapter 4：Network
Chapter 6：Xwindow

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