三、Linux入门之标准I/O重定向、管道、用户管理
标准I/O重定向
标准输入/输出
程序：指令+数据
读入数据：Input
输出数据：Output
打开的文件都有一个fd: file descriptor(文件描述符)。
Linux给程序提供三种 I/O 设备
标准输入（STDIN）－0 默认接受来自键盘的输入
标准输出（STDOUT）－1 默认输出到终端窗口
标准错误（STDERR）－2 默认输出到终端窗口
标准输出重定向
即改变默认输入/输出位置
把输出和错误重新定向到文件
STDOUT和STDERR可以被重定向到文件
命令 操作符号 文件名
支持的操作符号包括：
把STDOUT重定向到文件
2> 把STDERR重定向到文件
&> 把所有输出重定向到文件
> 文件内容会被覆盖
set -C 禁止将内容覆盖已有文件,但可追加
> >| file 强制覆盖
set +C 允许覆盖
>> 把输出追加到文件
2> 覆盖重定向错误输出数据流
2>> 追加重定向错误输出数据流
标准输出和错误输出各自定向至不同位置
COMMAND > /path/to/file.out 2> /path/to/error.out
如：skfsfj > f1.txt 2 > f2.txt 正确的信息输出到f1.txt，错误信息输出到f2.txt
echo aa > f1.txt > 2>f2.txt 会将aa输出到f1.txt文件中 合并标准输出、标准错误进行重定向输出到同一个文件中
&> 覆盖重定向
COMMAND > /path/to/file.out 2>&1 （顺序很重要）
&>> 追加重定向
COMMAND >> /path/to/file.out 2>&1
()：合并多个程序的STDOUT
( cal 2007 ; cal 2008 ) > all.txt
输入重定向
使用 "<" 来重定向标准输入
某些命令能够接受从文件中导入的STDIN
tr ‘a-z’ ‘A-Z’< /etc/issue 该命令会把/etc/issue中的小写字符都转换成大写字符
tr –d abc < /etc/fstab 删除fstab文件中的所有abc中任意字符
cat > file
>mage
>wangxiaochun
按ctrl+d离开，可以使用文件来代替键盘的输入
cat < file1 > file2
cat < file1 >> file1
使用“<< 终止词”命令从键盘把多行重导向给STDIN，直到终止词位置的所有文本都发送给STDIN
有时被称为就地文本(here documents)
mail -s "Please Call" admin@magedu.com <<END
> Hi Wang
>
>Please give me a call when you get in. We may need
> to do some maintenance on server1.
>
>Details when you're on-site
> Zhang
> END
tr命令
字符替换或删除
tr [OPTION]... SET1 [SET2]
选项：
-c -C --complement：取字符集的补集
-d --delete：删除所有属于第一字符集的字符
-s --squeeze-repeats：把连续重复的字符以单独一个字符表示
-t --truncate-set1：将第一个字符集对应字符转化为第二字符集对应的字符
示例：
tr abc 123 回车进入交互输入模式，输入的字符遇到a、b、c会被1、2、3对应替换掉
tr -d ‘abc’ < /data/f1.txt 重定向输入读取文件内容，将读取到的内容中的“abc”字符串删除
tr -dc ‘abc’ < /data/f1.txt 重定向输入读取文件内容，将读取到的内容中不是“abc”字符串删除，
tr [[:lower:]] [[:upper:]] < /etc/issue > /tmp/issue.out 通过重定向输入读取文件内容并将所有小写字母转成大写母，重定向输出存放到/tmp/issue.out文件
[:alnum:]：字母和数字 [:alpha:]：字母
[:cntrl:]：控制（非打印）字符 [:digit:]：数字
[:graph:]：图形字符 [:lower:]：小写字母
[:print:]：可打印字符 [:punct:]：标点符号
[:space:]：空白字符 [:upper:]：大写字母
[:xdigit:]：十六进制字符
管道
管道（使用符号“|”表示）用来连接命令
格式：命令1 | 命令2 | 命令3 | …
将命令1的STDOUT发送给命令2的STDIN，命令2的STDOUT发送到命令3的STDIN
STDERR默认不能通过管道转发，可利用2>&1 或 |& 实现
最后一个命令会在当前shell进程的子shell进程中执行
组合多种工具的功能
示例：
ls | tr ‘a-z’ ‘A-Z’
less ：一页一页地查看输入
ls -l /etc | less
mail： 通过电子邮件发送输入
echo "test email" | mail -s "test" wang@example.com
bc：算术运算
echo "2^3" |bc
管道中“-”符号
示例：将 /home 里面的文件打包，但打包的数据不是记录到文件，而是传送到 stdout，经过管道后，将 tar -cvf - /home 传送给后面的 tar -xvf - , 后面的这个 - 则是取前一个命令的 stdout， 因此，就不需要使用临时file了
如：tar -cvf - /home | tar -xvf –
重定向到多个目标（tee）
命令1 | tee [-a ] 文件名 | 命令2
把命令1的STDOUT保存在文件中，并做为命令2的输入
如：hostname |tee /data/f2.log 将结果输出到终端并保存到文件中
-a 追加
如：hostname |tee -a /data/f2.log 将结果输出到终端并追加到文件中
使用：
保存不同阶段的输出
复杂管道的故障排除
同时查看和记录输出
练习
1、 将/etc/issue文件中的内容转换为大写后保存至/tmp/issue.out文件中
答：tr ‘[[:lower:]]’ ‘[[:upper:]]’ < /etc/issue > /tmp/issue.out
2、 将当前系统登录用户的信息转换为大写后保存至/tmp/who.out文件中
答：whoami | tr [[:lower:]] [[:upper:]] > /tmp/who.out
3、一个linux用户给root发邮件，要求邮件标题为”help” ，邮件正文如下：
Hello, I am 用户名,
The system version is here,please help me to check it ,thanks!
操作系统版本信息
答：mail -s “help” root << END
> Hello, I am ·whoami`,
> The system version is here,please help me to check it ,thanks!
>`uname -a`
>END
4、将/root/下文件列表，显示成一行，并文件名之间用空格隔开
答：ls -al /root/ | tr ‘\n’ ‘ ‘
5、计算1+2+3+...+99+100的总和
答： echo {1..100} | tr ‘ ‘ ‘+’ | bc 或 seq -s+ 100 | bc
6、删除Windows文本文件中的回车字符 ，即“\r”
答：tr -d “\r” < f1.txt
7、处理字符串“xt.,l 1 jr#!$mn 2 c*/fe 3 uz 4”，只保留其中的数字和空格
答：echo “xt.,l 1 jr#!$mn 2 c*/fe 3 uz 4” | tr -d ‘[[:alpha:][:punct:]]’
8、将PATH变量每个目录显示在独立的一行
答：echo $PATH | tr ‘:’ ‘\n’
9、 将指定文件中0-9分别替代成a-j
答：tr “[[:digit:]]” “[a-j]” < f1.txt
10、将文件/etc/centos-release中每个单词（由字母组成）显示在独立一行，并无空行
答：tr -s ‘[ ()]’ ‘\n’ < /etc/centos-release
安全3A
资源分派：
Authentication：认证
Authorization：授权
Accouting|Audition：审计
安全上下文
运行中的程序：进程 (process)，以进程发起者的身份运行：
root: /bin/cat
mage: /bin/cat
进程所能够访问资源的权限取决于进程的运行者的身份
用户管理
令牌token,identity
Linux用户：Username/UID
类型：
管理员：root, 0
普通用户：1-60000 自动分配
系统用户：1-499(CentOS6), 1-999 (CentOS7)
对守护进程获取资源进行权限分配
登录用户：500+(CentOS6), 1000+(CentOS7)交互式登录
用户管理的相关配置文件
/etc/passwd：用户及其属性信息(名称、 UID、主组ID等)
/etc/shadow：用户密码及其相关属性
passwd文件格式：
login name：登录用名（wang）
passwd：密码 (x)
UID：用户身份编号 (1000)
GID：登录默认所在组编号 (1000)
GECOS：用户全名或注释
home directory：用户主目录 (/home/wang)
shell：用户默认使用shell (/bin/bash)
shadow文件格式
登录用名
用户密码:一般用sha512加密
从1970年1月1日起到密码最近一次被更改的时间
密码再过几天可以被变更（0表示随时可被变更）
密码再过几天必须被变更（99999表示永不过期）
密码过期前几天系统提醒用户（默认为一周）
密码过期几天后帐号会被锁定
从1970年1月1日算起，多少天后帐号失效
配置文件管理命令：
vipw ：打开并编辑passwd文件
pwck：检测passwd文件格式
密码期限： 
密码加密
加密机制：
加密：明文--> 密文
解密：密文--> 明文
单向加密：哈希算法，原文不同，密文必不同
相同算法定长输出，获得密文不可逆推出原始数据
雪崩效应：初始条件的微小改变，引起结果的巨大改变
md5: message digest, 128bits
sha1: secure hash algorithm, 160bits
sha224: 224bits
sha256: 256bits
sha384: 384bits
sha512: 512bits
更改加密算法：
authconfig --passalgo=sha256 –update
密码的复杂性策略
使用足够长的字符串
使用数字、大写字母、小写字母及特殊字符中至少3种
使用随机密码
定期更换,不要使用最近曾经使用过的密码
用户管理命令
用户创建：useradd
useradd [options] LOGIN
选项：
-u：指定UID
-o：配合-u 选项，不检查UID的唯一性
-g：GID，指明用户所属基本组，可为组名，也可以GID
-c："COMMENT“ 用户的注释信息
-d：HOME_DIR 以指定的路径(不存在)为家目录
-s：SHELL 指明用户的默认shell程序，可用列表在/etc/shells文件中
-G：GROUP1[,GROUP2,...] 为用户指明附加组，组须事先存在
-N：不创建私用组做主组，使用users组做主组
-r：创建系统用户 CentOS 6: ID<500，CentOS 7: ID<1000
-m：创建家目录，用于系统用户
-M：不创建家目录，用于非系统用户
默认值设定：/etc/default/useradd
显示或更改默认设置
useradd -D
useradd –D -s SHELL
useradd –D –b BASE_DIR
useradd –D –g GROUP
新建用户的相关文件和命令
/etc/default/useradd
/etc/skel/*
/etc/login.defs
newusers passwd格式文件 批量创建用户
chpasswd 批量修改用户口令
修改用户信息：usermod
usermod [OPTION] login
选项：
-u UID：修改用户的UID
-g GID：修改用户的新主组
-G GROUP1[,GROUP2,...[,GROUPN]]]：新附加组，原来的附加组将会被覆盖；若保留原有，则要同时使用-a选项
-s SHELL：新的默认SHELL
-c 'COMMENT'：新的注释信息
-d HOME: 新家目录不会自动创建；若要创建新家目录并移动原家数据，同时使用-m选项
-l login_name：新的名字
-L: lock指定用户,在/etc/shadow 密码栏的增加 !
-U: unlock指定用户,将 /etc/shadow 密码栏的 ! 拿掉
-e YYYY-MM-DD: 指明用户账号过期日期
-f INACTIVE: 设定非活动期限
删除用户userdel
userdel [OPTION]... login
选项：
-r: 删除用户家目录
查看用户相关的ID信息
id [OPTION]... [USER]
-u: 显示UID
-g: 显示GID
-G: 显示用户所属的组的ID
-n: 显示名称，需配合ugG使用
切换用户或以其他用户身份执行命令
su [options...] [-] [user [args...]]
切换用户的方式：
su UserName：非登录式切换，即不会读取目标用户的配置文件，不改变当前工作目录
su - UserName：登录式切换，会读取目标用户的配置文件，切换至家目录，完全切换
root su至其他用户无须密码；非root用户切换时需要密码
换个身份执行命令：
su [-] UserName -c 'COMMAND'
选项：
-l --login
su -l UserName 相当于 su – UserName
设置密码：
passwd [OPTIONS] UserName: 修改指定用户的密码
常用选项：
-d：删除指定用户密码
-l：锁定指定用户
-u：解锁指定用户
-e：强制用户下次登录修改密码
-f：强制操作
-n mindays：指定最短使用期限，即超过这个时间才允许修改密码
-x maxdays：最大使用期限，即密码过期时间
-w warndays：提前多少天开始警告
-i inactivedays：非活动期限
--stdin：从标准输入接收用户密码
示例：echo "PASSWORD" | passwd --stdin USERNAME
修改用户密码策略
chage [OPTION]... LOGIN
选项：
-d LAST_DAY
-E --expiredate EXPIRE_DATE
-I --inactive INACTIVE
-m --mindays MIN_DAYS
-M --maxdays MAX_DAYS
-W --warndays WARN_DAYS
-l 显示密码策略
示例：
chage -d 0 tom 下一次登录强制重设密码
chage -m 0 –M 42 –W 14 –I 7 tom
chage -E 2016-09-10 tom
用户相关的其它命令
chfn 指定个人信息
chsh 指定shell
finger
组group管理
Linux组：Groupname/GID
管理员组：root, 0
普通组：
系统组：1-499, 1-999(CENTOS7)
普通组：500+, 1000+(CENTOS7)
Linux组的类别
用户的主要组(primary group)，用户必须属于一个且只有一个主组，组名与用户名相同，且仅包含一个用户，私有组
用户的附加组(supplementary group)，一个用户可以属于零个或多个辅助组
组的相关配置文件
/etc/group：组及其属性信息
/etc/gshadow：组密码及其相关属性
group文件格式:
群组名称：就是群组名称
群组密码：通常不需要设定，密码是被记录在 /etc/gshadow
GID：就是群组的 ID
以当前组为附加组的用户列表(分隔符为逗号)
gshdow文件格式
群组名称：就是群的名称
群组密码：
组管理员列表：组管理员的列表，更改组密码和成员
以当前组为附加组的用户列表：多个用户间用逗号分隔
配置文件管理命令：
vigr：编辑group文件
grpck：检查group文件格式
创建组：groupadd
groupadd [OPTION]... group_name
选项：
-g GID：指明GID号；[GID_MIN, GID_MAX]
-r：创建系统组，CentOS 6: ID<500，CentOS 7: ID<1000
修改组：groupmod
组属性修改：groupmod
groupmod [OPTION]... group
选项：
-n group_name: 新名字
-g GID: 新的GID
删除组：groupdel
groupdel GROUP
更改组密码：gpasswd
gpasswd [OPTION] GROUP
选项：
-a user 将user添加至指定组中
-d user 从指定组中移除用户user
-A user1,user2,... 设置有管理权限的用户列表
newgrp命令：
临时切换主组，如果用户本不属于此组，则需要组密码
更改组成员
groupmems [options] [action]
选项：
-g, --group groupname 更改为指定组 (只有root)
-a, --add username 指定用户加入组
-d, --delete username 从组中删除用户
-p, --purge 从组中清除所有成员
-l, --list 显示组成员列表
查看组成员
groups [OPTION].[USERNAME]... 查看用户所属组列表
示例：groups admin #查看admin加入的所有组