Shell Script編程在國產(chǎn)操作系統(tǒng)運(yùn)維工作中的應(yīng)用探析

曾海蘋

關(guān)鍵詞：Shell Script編程；計算機(jī)運(yùn)維；國產(chǎn)操作系統(tǒng)

1 背景與概述

隨著國家對加快發(fā)展自主可控戰(zhàn)略高新技術(shù)和重要領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)決策的提出，中國涌現(xiàn)出了像深度系統(tǒng)、中標(biāo)麒麟、紅旗、UOS 操作系統(tǒng)等一大批優(yōu)秀的國產(chǎn)操作系統(tǒng)[1]?；谥腥A民族偉大復(fù)興的戰(zhàn)略全局和世界百年未有之大變局“兩個大局”，立足“兩個一百年”奮斗目標(biāo)的歷史交匯期，國際形勢日益復(fù)雜，為了規(guī)避在科學(xué)技術(shù)上被“卡脖子”，甚至“捅刀子”的安全風(fēng)險，我國教育、金融等關(guān)系到國計民生的行業(yè)正在逐步推進(jìn)使用自主可控的國芯電腦取代以往使用的“Windows + Intel”架構(gòu)電腦。電腦運(yùn)維部門看重國芯電腦的穩(wěn)定性、安全性，以及維護(hù)上的靈活性，讓轄內(nèi)用戶多年來在“Windows + Intel”架構(gòu)電腦上形成的使用習(xí)慣可以平穩(wěn)過渡到國芯電腦上。

2 統(tǒng)信UOS 系統(tǒng)與Shell Script

Linux 作為高效、安全的操作系統(tǒng)，主要以服務(wù)器為服務(wù)平臺，屬于現(xiàn)階段服務(wù)器應(yīng)用的主流[2]。近年來，聯(lián)想、華為、方正等國內(nèi)廠商陸續(xù)推出使用Linux 內(nèi)核操作系統(tǒng)的電腦，例如，國芯電腦中頗受用戶歡迎的聯(lián)想昭陽N4620Z系列筆記本電腦，采用國產(chǎn)的兆芯開先KX-6000CPU 芯片[3]，其操作系統(tǒng)為統(tǒng)信UOS 系統(tǒng)。統(tǒng)信操作系統(tǒng)UOS（Unity Operating Sys?tem，簡稱統(tǒng)信UOS /UOS 操作系統(tǒng)）是一款流暢方便、安全可靠、軟件生態(tài)相對完善的中文國產(chǎn)操作系統(tǒng)[4]。它是統(tǒng)信軟件技術(shù)有限公司、深之度科技等聯(lián)合開發(fā)的一款基于Linux內(nèi)核的國產(chǎn)操作系統(tǒng)。Shell是該操作系統(tǒng)的用戶界面，作為用戶和內(nèi)核間接口的程序，它允許用戶向操作系統(tǒng)輸入需要執(zhí)行的命令，并把命令送入內(nèi)核去執(zhí)行。

Shell 有自己的編程語言——Shell Script[5]（Script 是“腳本”的意思），它有點(diǎn)像早期MS-DOS年代的批處理文件（.bat） ，把一系列命令以一定的語法表達(dá)出來，成為運(yùn)維工程師自動化管理的好幫手。ShellScript大多是簡明的文本，語法也相當(dāng)親和，不但簡單易學(xué)，而且支持跨平臺使用，通用于各種基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)，如同為國產(chǎn)操作系統(tǒng)的銀河麒麟（KylinOS） 。

3 運(yùn)維工作中遇到的問題與解決方法

統(tǒng)信操作系統(tǒng)提供了美觀簡潔的人機(jī)交互圖像界面，相對于已有數(shù)十年歷史的Windows系統(tǒng)來說，用戶遇到的問題是使用上的不習(xí)慣，運(yùn)維部門則缺少唾手可得的解決用戶問題的工具。在實(shí)際工作中遇到的問題，通過運(yùn)維工程師的思考與探索，均可通過Shell Script編程，為用戶提供高效便捷的解決方案。

3.1 如何快速獲取本機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息

當(dāng)運(yùn)維工程師接到用戶報障電話的時候，一般都要詢問用戶電腦的本機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息（如主機(jī)名和IP地址），通過這些信息去查閱用戶電腦軟硬件配置和安全控制軟件相關(guān)狀態(tài)等，然后根據(jù)這些信息去定位故障原因，給出解決方案，或者通過遠(yuǎn)程工具軟件登錄到使用該IP地址的電腦上，查看故障現(xiàn)象，解決用戶問題。如果用戶本身是IT相關(guān)的技術(shù)人員，可以進(jìn)入操作系統(tǒng)的終端模式，通過輸入ifconfig命令獲取網(wǎng)絡(luò)信息，但對大多數(shù)普通用戶而言，這個方法過于復(fù)雜。工程師可在ifconfig命令的基礎(chǔ)上，用Shell Script編程來獲取所需要的信息，形成一個專門顯示主機(jī)名和IP 地址的腳本給用戶運(yùn)行，如：圖1的腳本，用grep令去查找過濾ifconfig 命令輸出的文本，得到ip 地址，用hostname命令得到主機(jī)名，然后用notify命令在屏幕上彈出窗口顯示二者的信息。

3.2 清理瀏覽器緩存

辦公自動化（Office Automation，簡稱OA） 等各類管理系統(tǒng)，多采用B/S架構(gòu)（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器模式），其Browser就是指用戶電腦中的瀏覽器。瀏覽器作為用戶日常工作中使用頻率最高的電腦軟件，其數(shù)據(jù)緩存模式大大加快了系統(tǒng)的瀏覽速度，優(yōu)化了使用者的感受。但是，在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)堵塞、通信開銷無法滿足等輕微故障，且應(yīng)用程序的防呆性設(shè)計有所欠缺的時候，在緩存中的不完整或出錯的文件會導(dǎo)致瀏覽器端出現(xiàn)系統(tǒng)顯示錯亂、點(diǎn)擊按鈕無反應(yīng)等故障，讓用戶無法繼續(xù)工作。

此時，一般通過手工清理瀏覽器緩存后重啟瀏覽器即可解決問題。但是，正如上述第一點(diǎn)那樣，讓非IT用戶去操作清理緩存步驟較為復(fù)雜。而通過編寫一個Shell Script，能讓用戶一鍵運(yùn)行，快速解決問題。如圖2所示，先用grep命令對報告當(dāng)前所有進(jìn)程狀態(tài)的ps -ef命令輸出的文本做查找過濾，得到瀏覽器的進(jìn)程號后，關(guān)閉瀏覽器；然后以刪除目錄文件的方式清理瀏覽器緩存；最后彈出窗口告知用戶“清理完畢”并重新打開瀏覽器，讓用戶繼續(xù)工作。

3.3 筆記本電腦的無線Wi-Fi 無法啟動

相對于臺式機(jī)，筆記本電腦具有功耗低、內(nèi)置電池、輕巧便攜等優(yōu)點(diǎn)，在移動辦公方面有需求的用戶通常會選擇筆記本電腦。無論是Windows系統(tǒng)的筆記本電腦還是統(tǒng)信UOS系統(tǒng)的筆記本電腦，在有線網(wǎng)絡(luò)切換到無線網(wǎng)絡(luò)的時候，會偶發(fā)無線網(wǎng)絡(luò)無法啟動的情況，具體表現(xiàn)為屏幕右下角的Wi-Fi圖標(biāo)不出現(xiàn)。

同理，此時運(yùn)維工程師指導(dǎo)用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)管理畫面，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊重啟無線網(wǎng)卡，就可以解決問題，但這樣會耗費(fèi)用戶和運(yùn)維工程師的時間。通過編寫一個能讓用戶一鍵運(yùn)行的Shell Script，可使無線網(wǎng)絡(luò)快速恢復(fù)正常工作。如圖3，腳本調(diào)用網(wǎng)絡(luò)管理命令nmcli 修復(fù)無線網(wǎng)絡(luò)，之后判斷該命令是否運(yùn)行成功，并彈出窗口告知用戶。

3.4 桌面圖標(biāo)失效

統(tǒng)信UOS系統(tǒng)的應(yīng)用程序在安裝成功后，一般會在硬盤的用戶主目錄下建立存放本地應(yīng)用配置數(shù)據(jù)和緩存的子目錄，并在用戶打開使用應(yīng)用程序的時候，實(shí)時修改這些子目錄里面的文件。如“.cache”和“.local/share”。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸堵塞等原因造成這些文件出錯的時候，應(yīng)用程序就可能運(yùn)行不起來，通常故障表現(xiàn)為“用戶雙擊桌面圖標(biāo)失效”。解決這個故障的辦法就是手動清空這兩個子目錄，讓應(yīng)用程序在下次打開的時候再次建立正確的文件。如圖4的腳本，以郵箱應(yīng)用軟件為例，通過“rm -rf”命令，清空“.cache”和“.local/share”里面郵箱子目錄的內(nèi)容，修復(fù)桌面郵箱圖標(biāo)無法正常打開的故障。

4 進(jìn)階探討

4.1 Shell Script 的整合

在用戶遇到問題的時候，通過各種途徑聯(lián)系上運(yùn)維工程師，工程師診斷問題后為用戶提供解決方案，最后問題得到解決，用戶恢復(fù)正常工作。這個過程是被動且耗時的。

為了進(jìn)一步提高工作效率，可以把若干常見問題的解決腳本整合在一起，命名為“IT工具集”。在初始安裝系統(tǒng)的時候推送到用戶桌面，并向用戶宣導(dǎo)：“遇到電腦問題先嘗試使用桌面的‘IT工具集”。當(dāng)用戶遇到問題時，打開它查看有無解決方法，如果有，則用戶可自行修復(fù)，無須聯(lián)系運(yùn)維工程師，可節(jié)省溝通和診斷時間。

將上述3.1至3.4四個例子的Shell Script整合在一起，建立目錄和交互方式。供用戶查看、選擇、運(yùn)行。圖5是集成后的腳本頭部，完成用戶交互界面及目錄列表功能，下面的四個子功能腳本與上文腳本基本相同，不再一一羅列。

4.2 運(yùn)行權(quán)限的提升

上面討論了使用Shell Script快速解決運(yùn)維工作中常見問題的四個例子，它們均可在普通用戶的權(quán)限下正常運(yùn)行、解決問題。在統(tǒng)信UOS系統(tǒng)中，有些命令需要超級用戶權(quán)限才可以執(zhí)行，如：安裝、升級、卸裝軟件的命令apt。如果用戶直接運(yùn)行此命令，則會報錯“權(quán)限不足”。此處，就需要為Shell Script 提升權(quán)限。

以上述整合后的Shell Script（文件名為it_tools） 為例說明，步驟如下：

1） 運(yùn)維工程師用su命令切換為超級用戶root；

2） 將此Shell Script文件放在常用的用戶可執(zhí)行文件存放目錄usr/local/bin下；

3） 來到可讓普通用戶以超級用戶權(quán)限運(yùn)行可執(zhí)行文件的etc/sudoers.d目錄下，在此新建一個文本文件it_tools，里面只有一句“%domain＼ users ALL=（ALL）NOPASSWD： /usr/local/bin/it_tools”；

4） 在桌面創(chuàng)建“.desktop”快捷方式，如圖6所示，指定快捷方式的名稱為“it工具集”，指定快捷方式的顯示圖標(biāo)為usr/share/icons/first-aid.png，指定快捷方式指向的可執(zhí)行文件的完整路徑為/usr/local/bin/it_tools等。

這樣，普通用戶就可以通過雙擊桌面的“it工具集”圖標(biāo)，用超級用戶權(quán)限來運(yùn)行這個腳本。

5 結(jié)束語

在日常運(yùn)維工作中，運(yùn)維人員不但要熟悉各種常見問題的解決方法，還要不斷積累、溫故知新，力求用創(chuàng)新的手段去提高工作效率、提升用戶體驗(yàn)。

Shell Script編程提供了快速便捷解決問題的途徑，而且由于其易學(xué)、易用、有趣，能起到拋磚引玉的作用，激發(fā)一線運(yùn)維人員甚至是普通用戶的創(chuàng)作興趣，在各自的權(quán)限范圍內(nèi)編寫腳本來解決問題和完成工作，共同助力國產(chǎn)操作系統(tǒng)和國芯電腦的推廣。在市場占有率日益提升后，使相關(guān)企業(yè)在市場利潤“反哺”下不斷壯大并加大科研經(jīng)費(fèi)再投入，早日擺脫電腦操作系統(tǒng)等信息化關(guān)鍵核心技術(shù)受制于人的不利局面。