Raspberry Pi OS: Системное администрирование с systemd и Python

Роберт М. Корецкий
Raspberry Pi OS
Системное администрирование  
с systemd и Python

Robert M. Koretsky
Raspberry Pi OS  
System Administration 
with systemd and Python
A Practical Approach

Роберт М. Корецкий
Raspberry Pi OS
Системное 
администрирование  
с systemd и Python
Москва, 2024

УДК	 004.896, 004.438Python, 004.451Linux
ББК 32.973.26
К66
Корецкий Р. М.
К66 	 Raspberry Pi OS: Системное администрирование с systemd и Python / пер. 
с англ. Ю. В. Ревича. – М.: ДМК Пресс, 2024. – 314 с.: ил. 
ISBN 978-5-93700-284-6
Книга посвящена основам администрирования операционной системы 
Raspberry Pi OS с особым акцентом на Python 3. Главной идеей является применение подсистемы systemd для гарантирования эффективной и действенной работы 
ядра Linux при обеспечении всех трех краеугольных камней работы современного 
компьютера: параллелизма, виртуализации и устойчивости. Благодаря множеству 
практических примеров, проектов и упражнений книгу можно использовать как 
дополнительный материал для расширения знаний  об операционной системе 
Linux.
Издание предназначено широкому кругу поклонников Raspberry Pi, стремящихся максимально эффективно использовать Raspberry Pi OS.
УДК  004.896, 
004.438Python, 
004.451Linux
ББК  32.973.26
All Rights Reserved. Authorised translation from the English language edition published by 
CRC Press, a member of the Taylor & Francis Group LLC.
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения 
владельцев авторских прав.
ISBN 978-1-032-59689-1 (англ.) 	
©  2024 Robert M. Koretsky
ISBN 978-5-93700-284-6 (рус.) 	
©  Перевод, оформление, издание,  
ДМК Пресс, 2024

Моей семье.
Боб Корецкий

Содержание
От издательства.......................................................................................................10
Предисловие.............................................................................................................12
Глава 1. «Быстрый старт» системного администратора  
Raspberry Pi OS.........................................................................................................16
1.0	
Цели....................................................................................................................16
1.1	
Введение.............................................................................................................16
1.2	
Команды обслуживания файлов и справка по использованию команд- 
Raspberry Pi OS...................................................................................................18
1.2.1	
Структура файлов и каталогов.............................................................18
1.2.2	
Управление содержимым файлов........................................................20
1.2.3	
Управление файлами............................................................................21
1.2.4	
Создание, удаление и управление каталогами...................................26
1.2.5	
Получение помощи с по-мощью коман-ды man...................................31
1.2.6	
Другие способы вызова справки..........................................................34
1.3	
Служебные коман-ды..........................................................................................35
1.3.1	
Проверка настроек системы.................................................................35
1.4	
Команды печати.................................................................................................37
1.5	
Итоги...................................................................................................................39
Глава 2. Основы администрирования Raspberry Pi OS..............................41
2.0	
Цели....................................................................................................................41
2.1	
Введение.............................................................................................................42
2.1.1	
Простое системное администрирование............................................44
2.2	
Установка Raspberry Pi OS на различные носители и предварительная 
настройка  системы............................................................................................44
2.2.1	
Загрузка Raspberry Pi Imager и установка 64-битной версии 
Raspberry Pi OS на карту microSD.........................................................45
2.2.2	
Установка настольной операционной системы Raspberry Pi  
на старый ПК с архитектурой x86........................................................46
2.2.3	
Как загрузить и запустить Raspberry Pi OS с SSD,  
подключенного через USB3..................................................................47
2.2.4	
Как установить Ubuntu Desktop на оборудование Raspberry Pi.........49
2.3	
Рекомендации и варианты до и после установки...........................................50
2.3.1	
Рекомендации перед установкой.........................................................51
2.3.2	
Варианты действий после установки..................................................54
2.4	
Администрирование системных служб, процедуры запуска  
и завершения работы........................................................................................60
2.4.1	
Процессы загрузки и запуска...............................................................60

Содержание	
7
2.4.2	
Подсистема systemd и традиционная перезагрузка  
или завершение работы системы........................................................62
2.4.3	
Предварительные соображения при управлении системными 
службами с помощью systemd..............................................................63
2.4.4	
Дополнительные ссылки по управлению системными службами 
с по-мощью systemd...............................................................................64
2.5	
Администрирование пользователей................................................................64
2.5.1	
Добавление пользователя и группы в текстовом интерфейсе..........66
2.5.2	
Добавление и ведение групп в текстовом интерфейсе......................69
2.5.3	
Изменение и удаление учетной записи пользователя и группы  
из командной строки............................................................................71
2.5.4	
Метод создания пользователей и групп на втором носителе  
данных...................................................................................................72
2.6	
Базовое управление паролями.........................................................................75
2.7	
Определение и изменение прав доступа к файлам.........................................77
2.7.1	
Как раскрыть права доступа к файлам................................................77
2.7.2	
Изменение прав доступа к файлам......................................................79
2.7.3	
Права доступа к каталогам...................................................................84
2.8	
Файловые системы, подключение к постоянным носителям   
и добавление носителей в вашу систему.........................................................85
2.8.1	
Типы файловой системы и ext4...........................................................88
2.8.2	
Постоянные носители и устройства....................................................89
2.8.3	
Предварительные соображения при добавлении новых  
носителей..............................................................................................91
2.8.4	
Пять быстрых и простых способов узнать имена логических 
устройств носителя...............................................................................92
2.8.5	
Добавление новых носителей в систему.............................................95
2.8.6	
Добавление дисков с по-мощью fdisk...................................................98
2.9	
Установка ZFS и синтаксис команд- zpool и zfs..............................................101
2.9.1	
Установка ZFS в системе Ubuntu на оборудовании Raspberry Pi.....102
2.9.2	
Синтаксис команд- zpool и zfs.............................................................102
2.9.3	
Терминология ZFS...............................................................................103
2.9.4	
Как работает ZFS.................................................................................105
2.9.5	
Важные концепции ZFS......................................................................105
2.9.6	
Базовый пример ZFS...........................................................................106
2.10	
Настройка принтера........................................................................................116
2.10.1	 Возможности общей системы печати UNIX (CUPS)..........................117
2.10.2	 Локальное управление CUPS с по-мощью systemd............................117
2.11	
Резервное копирование и восстановление файловой системы...................119
2.11.1	 Стратегический обзор средств резервного копирования файлов.....120
2.11.2	 Linux GNU tar.......................................................................................121
2.12	
Другие средства архивирования и резервного копирования  
Raspberry Pi OS.................................................................................................127
2.12.1	 Коман-да rsync......................................................................................127
2.12.2	 Файлы сценариев для резервного копирования  
и восстановления................................................................................131
2.12.3	 Программное обеспечение для резервного копирования 
и восстановления: Filezilla, SD Card Copier и git...............................133

Содержание
2.13	
Обновления программного обеспечения и операционной системы..........137
2.13.1	 Предложения по предварительной модели хранения.....................139
2.13.2	 Использование инструмента упаковки Advanced Packaging  
Tool (APT).............................................................................................141
2.13.3	 Обновление операционной системы.................................................144
2.14	
Мониторинг и настройка производительности системы   
и программного обеспечения.........................................................................145
2.14.1	 Управление ресурсами процессов и потоков на уровне  
приложения.........................................................................................146
2.14.2	 Управление памятью..........................................................................154
2.14.3	 Оценка использования системного диска........................................155
2.14.4	 Настройка сети с по-мощью коман-ды ip............................................156
2.15	
Безопасность системы.....................................................................................161
2.15.1	 Аутентификация на основе пароля...................................................163
2.15.2	 Модели управления доступом: дискреционная (DAC), 
принудительная (MAC) и ролевая (RBAC)..........................................164
2.15.3	 Коман-да sudo.......................................................................................168
2.15.4	 Системы обнаружения и предотвращения вторжений....................169
2.15.5	 Программное обеспечение безопасности Linux...............................171
2.15.6	 Безопасность постоянных носителей................................................175
2.15.7	 Учетные данные процесса..................................................................176
2.15.8	 Шифрование диска.............................................................................178
2.16	
Методологии виртуализации..........................................................................179
2.16.1	 Приложения виртуализации..............................................................182
2.17	
Итоги.................................................................................................................183
Глава 3. Python........................................................................................................184
3.0	
Цели..................................................................................................................184
3.1	
Введение...........................................................................................................184
3.2	
Быстрый старт в Python 3 с IDE Thonny..........................................................185
3.2.1	
Запуск и окно Thonny ........................................................................186
3.2.2	
Создание и запуск простой программы Python из Thonny..............187
3.3	
Обзор языка Python 3......................................................................................189
3.3.1	
Объекты и классы................................................................................191
3.3.2	
Модель данных программы Python...................................................194
3.3.3	
Релизы Python и ссылки на ресурсы..................................................195
3.3.4	
Иерархия стандартных типов Python 3.............................................196
3.3.5	
Основные предположения.................................................................198
3.3.6	
Запуск Python 3 стандартными способами.......................................200
3.3.7	
Использование Python 3.....................................................................204
3.3.8	
Информация об установке Python.....................................................205
3.4	
Синтаксис Python 3..........................................................................................209
3.4.1	
Ввод текста, комментариев, чисел, групповых операторов 
и выражений........................................................................................209
3.4.2	
Переменные и соглашения об именах...............................................212
3.4.3	
Функции...............................................................................................214
3.4.4	
Условное выполнение.........................................................................216
3.4.5	
Определенные и неопределенные структуры цикла и рекурсия....218

Содержание	
9
3.4.6	
Загрузка и выгрузка файлов...............................................................221
3.4.7	
Списки и функции списков................................................................224
3.4.8	
Строки, форматирование строк и операции  
с последовательностями.....................................................................225
3.4.9	
Кортежи................................................................................................231
3.4.10	 Множества...........................................................................................232
3.4.11	 Словари................................................................................................233
3.4.12	 Генераторы..........................................................................................234
3.4.13	 Сопрограммы......................................................................................237
3.4.14	 Исключения.........................................................................................240
3.4.15	 Модули, глобальная и локальная области действия в функциях.....242
3.5	
Практические примеры...................................................................................243
3.5.1	
Альтернативный способ написания файлов сценариев  
оболочки..............................................................................................244
3.5.2	
Базовый веб-сервер и обслуживание пользовательских файлов....249
3.5.3	
Графические пользовательские интерфейсы Python 3  
с виджетами tkinter.............................................................................256
3.5.4	
Многопоточный параллелизм с Python.............................................269
3.5.5	
Общение между потоками: проблема поставщик–потребитель 
с использованием модуля очереди....................................................277
3.6	
Итоги.................................................................................................................284
3.7	
Сокращенный справочный глоссарий............................................................284
Приложение 3A  Синтаксис Python и сводка команд-.............................................286
Вопросы, проблемы и проекты........................................................................291
Предметный указатель........................................................................................309

От издательства
Отзывы и пожелания
Мы всегда рады отзывам наших читателей. Расскажите нам, что вы ду-маете 
об этой книге – что понравилось или, может быть, не понравилось. Отзывы 
важны для нас, чтобы выпускать книги, которые будут для вас максимально 
полезны.
Вы можете написать отзыв на нашем сайте www.dmkpress.com, зайдя на 
страницу книги и оставив комментарий в разделе «Отзывы и рецензии». 
Также можно послать письмо главному редактору по адресу dmkpress@gmail.
com; при этом укажите название книги в теме письма. 
Если вы являетесь экспертом в какой-либо области и заинтересованы в написании новой книги, заполните форму на нашем сайте по адресу http://
dmkpress.com/authors/publish_book/ или напишите в издательство по адресу 
dmkpress@gmail.com.
Список опечаток
Хотя мы приняли все возможные меры для того, чтобы обеспечить высокое качество наших текстов, ошибки все равно случаются. Если вы найдете 
ошибку в одной из наших книг, мы будем очень благодарны, если вы сообщите о ней главному редактору по адресу dmkpress@gmail.com. Сделав это, 
вы избавите других читателей от недопонимания и поможете нам улучшить 
последующие издания этой книги. 
Нарушение авторских прав
Пиратство в интернете по-прежнему остается насущной проблемой. Издательство «ДМК Пресс» очень серьезно относится к вопросам защиты авторских прав 
и лицензирования. Если вы столкнетесь в интернете с незаконной публикацией 
какой-либо из наших книг, пожалуйста, пришлите нам ссылку на интернет-ресурс, чтобы мы могли применить санкции.
Ссылку на подозрительные материалы можно прислать по адресу электронной почты dmkpress@gmail.com.
Мы высоко ценим любую помощь по защите наших авторов, благодаря 
которой мы можем предоставлять вам качественные материалы.