お昼にサクッと学んで午後からすぐ活かす Linux基礎 ~権限からパッケージ管理まで~

実務でなんとなく使ってるlinuxコマンドについてちゃんと理解していますか？

AIエージェントの利活用が進む中、AIが打つコマンドや生成したシェルスクリプトの意味を理解しないまま使うことは重大なリスクになります。

この勉強会では、そんな基礎的だけど重要なLinuxの基礎について、ランチタイムでサクッと理解(おさらい)して午後の業務から早速使ってもらえるような内容を目指します。

Transcript

1. お昼に学んで午後から
 すぐ活かす Linux基礎 
 ~権限からパッケージ管理まで~ サクッと

2. 名前 : 梅原 隆一 仕事: 自動運転系のソフトウェア開発、副業ではWeb開発(フロ ント: TypeScript, React、バックエンド: Python, NodeJS, Go、 インフラ: Terraform, aws cdk)
3. 過去の勉強会
 • 8月から月1ペースで勉強会に登壇
 
 • 今回で3回目になりますがまだまだ不慣れなと ころも多いのでご容赦ください🙏
 
 • 過去資料含め勉強会の資料はSpeakerDeck にアップロードしています
 (質疑で対応しきれなかったものに関しては後 日XとSpeakerDeckで対応します)
 

4. 本日の目標 1. Linuxでよく登場する「権限・プロセス・標準入出力・パッケー ジ管理・ユーザー管理」の概念をざっくり理解できる 2. 午後の実務ですぐに使えるコマンドや操作の勘どころを身に つける ⚠Linuxと言いましたが Ubuntu22をベースに解説します
5. アジェンダ 1. Linuxにおけるユーザーとグループ 2. Linuxにおける権限管理 3. プロセスとジョブ 4. シェル(リダイレクト、パイプ、etc…) 5. package管理
6. アジェンダ 1. Linuxにおけるユーザーとグループ 2. Linuxにおける権限管理 3. プロセスとジョブ 4. シェル(リダイレクト、パイプ、etc…) 5. package管理
7. Linuxにおけるユーザーとグループについて
 • Linux → マルチユーザーシステム(loginが必要)
 • ユーザーは主に3種類
 ◦ 一般ユーザー
 ◦ root(特権ユーザー) 
 ◦ システムユーザー
 • ユーザーをまとめるグループ
 • 各ユーザーは必ず1つのプライマリグループに属する必要がある。
 ユーザー
 グループ

8. sudoコマンド
 • sudo → 「superuser do」、「switch user do」、「substantial user do」
 ◦ 他のユーザー(特権ユーザー)として実行するコマンド 
 • /etc/sudoersファイルで管理
 ◦ sudoersファイルに設定が記載されていないとsudoコマンドが使えない。 
 ◦ 例えば下の例だとadminとsudoグループのユーザー以外はsudoでroot権限(もちろん別のユーザーやグルー プにもなれない)が使えない 

9. sudoersファイル
 /etc/sudoersファイルで管理
 ◦ who　　where　　　=　　(as_whom)　　　what 
 ◦ 誰が どこで = (誰として:どのグループとして) 何を実行できるか 
 ◦ 例: rootユーザーは全てのホストで全てのグループに属する全てのユーザーとして全てのコマンドを実行できる 

10. sudoersファイルは取り扱い注意
 • sudoersファイルを編集し文法ミスがある状態で保存すると 誰もsudoコマンドを使えなくなる 
 • root権限が必要な操作は、rootしかできない。 
 ◦ どこかでrootとしてログインしている端末がないと復旧はほぼ不可能 
 • もしも編集したい場合は、 visudoなどの文法チェックが標準装備されているエディタを使うこと 

11. アジェンダ 1. Linuxにおけるユーザーとグループ 2. Linuxにおける権限管理 3. プロセスとジョブ 4. シェル(リダイレクト、パイプ、etc…) 5. package管理
12. ファイル
 • Linuxでは様々なものがファイルとして表現される
 ◦ 普通のtxt, バイナリファイル 
 ◦ ディレクトリ
 ◦ デバイス
 • それぞれのファイルには権限(permissionが付与されている)

13. ファイルの権限管理
 • linuxの各ファイルには権限が割り当てられている = mode
 ◦ r: 読み取り
 ◦ w: 書き込み
 ◦ x: 実行
 • 権限は、所有者、所有者と同じグループのユーザー、その他のユーザー それぞれに定義されている。
 種類
 d: ディレクトリ
 -: 通常のファイル
 l: リンク
 所有者
 グループの ユーザー
 その他の ユーザー

14. • modeは2進数表記と8進数表記
 • ls -lで表示されるていたのは2進数表記のモード
 • モードは3*桁で表されるので8進数表記で1つの数字にまとめられる。
 ◦ 2進数 → rwx (= 111) 
 ◦ 8進数 → 7 (2^2 × 1 + 2 × 1 + 1) 
 
 modeの表記
 所有者
 グループの ユーザー
 その他の ユーザー
 7
 5
 5

15. クイズ
 Q: 「読み込み・実行だけを許可」の2進数、8進数表記はそれぞれ何？

16. クイズ
 Q: 「読み込み・実行だけを許可」の2進数、8進数表記はそれぞれ何？
 A: 2進数: r-x, 8進数: 5
 r = 2^2 × 1 = 4
 w = 2 × 0 = 0
 x = 1 × 1 = 1
 足し合わせて、8進数表記は5になります。

17. クイズ２
 Q: 「所有者に読み込み・書き込み・実行を許可し、 グループのメンバに読み込み ・実行を許可し、 他者に読み込み・実行を許可」8進数表記は？
 

18. クイズ２
 Q: 「所有者に読み込み・書き込み・実行を許可し、 グループのメンバに読み込み ・実行を許可し、 他者に読み込み・実行を許可」8進数表記は？
 A: 755
 所有者: 全許可なので4+2+1=7
 グループ: 読み込み、実行だけなので 4+0+1=5
 他者: 同様に5
 

19. chmod 777
 • chmod = change mode
 • 777の意味は、「オーナー」、「グループ」、「他者」全員に読み取り、書き込 み、実行まで行わせてしまう
 • 特に共有サーバーだと他のユーザーが書き込みや実行をできてしまうので 危険

20. アジェンダ 1. Linuxにおけるユーザーとグループ 2. Linuxにおける権限管理 3. プロセスとシグナル 4. シェル(リダイレクト、パイプ、etc…) 5. package管理
21. プロセス
 • プロセス = 動作中のプログラム。
 • psコマンドで見ることができる。
 ◦ もちろんshellも動作中のプログラムなのでプロセスの1つ。 

22. 各項目
 実効ユーザー
 : 同じ権限を持つ
 メモリ使用量
 (仮想 | 実際)
 状態
 端末

23. 復習: modeと実効ユーザー
 • 実は8進数のファイルのmodeは3桁ではなく4桁
 • 普通のファイルの権限, 775, 777は正確には0775, 0777である。
 • では4桁目は何を表すか？
 ◦ 4桁目は特殊パーミッション と呼ばれる
 • 特殊パーミッション の設定は
 ◦ 4 setuid　実効プロセスを所有者として実行 
 ◦ 2 setgid　実効プロセスを所有グループとして実行 
 ◦ 1 sticky　ディレクトリの中身を消せるのは所有者(グループ)かrootのみ 

24. 特殊パーミッションの例: passwd
 • 自分のパスワードを変更するpasswd(usr/bin/passwd)
 • パスワードを保存しているファイル(etc/shadow)はもちろんrootしか書き込みでき ない。
 • setidフラグがあるので、/usr/bin/passwdの実効ユーザーはrootとなり、 /etc/shadowを変更できる

25. 特殊パーミッションの例: passwd
 • su ubuntuでubuntuユーザーに切り替え
 • passwdコマンドをバックグラウンドで実行👉実行ユーザーはroot!

26. プロセスの状態
 コード 意味 説明 R Running (実行中) CPUを現在使用しているか、実行を待っている状態 S Interruptible Sleep (スリープ中) 何らかのイベント（入力待ちなど）が発生するのを待機する状態 T Stopped (停止中) Ctrl+Z などで一時停止させられた状態 s Session Leader (セッションリーダー ) 他のプロセスグループを管理するプロセス + Foreground (フォアグラウンド ) ターミナルの手前で実行されている、直接操作可能なプロセスグループ
27. kill コマンド
 • kill ≠ processを⚪すコマンド
 • 正確にはシグナルを送るコマンド
 • シグナル = プロセスにイベントを通知するための信号
 ◦ CTRL + Cなど
 • シグナルの一覧はkill -lで見れる

28. プロセスの親子関係
 • プロセスは別のプロセスを作ることができる(親子関係)
 ◦ 今回はtmuxを動かした。 
 ◦ tmuxで新しいシェルに入ったのでこのようにtmuxプロセスからbashのプロセスが入っている 

29. プロセスの親子関係
 • fork()によってプロセスをコピー、execでプロセスで実行
 
 • exit()でプロセスの終了。親はwaitで子プロセスの終了を待つ。
 
 • 全てのプロセスの親はinit (pid = 1)
 例えばsystemdなど。プロセス管理を担当
 引用: ふつうのLinuxプログラミング 第2版　Linuxの仕組みから学べるgccプログラミングの王道
 
 fork
 fork
 init

30. ゾンビプロセス
 • ゾンビプロセスとは
 ◦ 本当はもう終了して( ⚪んで)いるのに生きていることになっているプロセス 
 
 • ゾンビプロセスが引き起こす問題: プロセステーブルの枯渇
 
 • Linuxカーネルはプロセステーブルを使って起動中のプロセスを管理
 
 • 起動できるプロセス数には上限があり、ゾンビプロセス
 だらけになると新たにプロセスが作れなくなる
 

31. ゾンビプロセスの発生原因
 • 終了したPIDがプロセステーブルから削除されないことが原因
 • プロセステーブルから削除するためにはwaitを呼ぶ必要がある。
 • →つまり親プロセスがwaitを呼ばない(呼べなかった)ことが原因
 ◦ 親プロセスがwaitを呼ばない or 呼ぶ前に異常終了 
 wait
 wait

32. ゾンビプロセスなんてほとんど見ないけど..?
 • 親プロセスがwaitを呼ぶ前に異常終了すると子プロセスの親は、親の親になる。
 wait

33. ゾンビプロセスなんてほとんど見ないけど..?
 • systemdなどのinitは定期的にwaitを実行してゾンビを刈り取っています。
 wait

34. ゾンビプロセスが問題になるとき
 • ここまでの発表スライドには矛盾があります。どこでしょうか...?

35. ゾンビプロセスが問題になるとき
 • ここまでの発表スライドには矛盾があります。どこでしょうか...?

36. ゾンビプロセスが問題になるとき
 • PID=1が/bin/bashになってる！(systemdではない！)
 
 • なぜならDockerコンテナを使っていたから！
 
 • Dockerでは起動コマンドで指定したコマンドがPID=1となる
 
 • docker run --rm -it ubuntu:latest /bin/bash 
 • Dockerで複数プロセス立ち上げるとゾンビプロセスが発生した時に刈り取られず問 題になることがある
37. アジェンダ 1. Linuxにおけるユーザーとグループ 2. Linuxにおける権限管理 3. プロセスとシグナル 4. シェル(リダイレクト、パイプ、etc…) 5. package管理
38. シェル(リダイレクト、パイプ)
 • > : リダイレクト
 ◦ 出力先を指定する。 
 ◦ 例: echo hoge > hoge.txt (hoge.txtにhogeを記入) 
 ◦ > は上書き、>>は追記 
 • | : パイプ
 ◦ 標準出力を次のコマンドの標準入力に付け替える。 
 ◦ history | grep docker (コマンド履歴(history)の中からdockerという文字列でフィルタ) 

39. シェル(リダイレクト、パイプ)
 • >とか2>&1とか何やってるの？
 • 数字の意味 = ファイル識別子(ファイルを指すポインタのようなもの)
 ◦ 0: 標準入力(シェルからの入力) 
 ◦ 1: 標準出力 → 端末に繋がっておりシェルで見れる 
 ◦ 2: 標準エラー出力 → 端末に繋がっておりシェルで見れる 
 • 標準出力と標準エラー出力の違い
 ◦ 標準出力 → (|)を使って次のコマンドに渡される可能性。エラーが起きても人がわからない 
 ◦ 標準エラー出力 → 確実に人が読む。 
 • エラーメッセージはprintしない方が良い

40. クイズ！
 標準入力だけではなく、標準エラー出力もパイプで渡すには？

41. クイズ！
 標準入力だけではなく、標準エラー出力もパイプで渡すには？
 答え:以下のように 標準エラー出力を標準出力にリダイレクトしてからパイプで繋ぐ。
 python -c “print(‘hello’);hoge” 2>&1 | cat python -c “print(‘hello’);hoge” |& cat
42. アジェンダ 1. Linuxにおけるユーザーとグループ 2. Linuxにおける権限管理 3. プロセスとシグナル 4. シェル(リダイレクト、パイプ、etc…) 5. package管理
43. package管理 (apt)
 • apt = advanced package tool
 ◦ よく似たコマンドにapt-getがあるが、実はaptの方が新しく使える便利なコマンドも多い 
 • リポジトリ: 各パッケージが保管されているサーバー
 • /etc/apt/sources.listにリポジトリの情報が記載されている
 ◦ リポジトリにはデフォルトで設定されているものの他にミラーサーバーといった公式のコピーサー バーや独自のサーバーを追加できる 
 • /var/lib/apt/lists/以下にリポジトリに登録されているpackageの情報が保存され ている

44. package管理 (apt)
 リポジトリ
 apt update
 PC
 パッケージリストの更新
 リポジトリ
 PC
 パッケージのインストール
 apt install
 パッケージの確認

45. 例: (一昔前の)cudaのインストール方法
 (最近までcudaはaptの公式リポジトリに登録されていなかったため、nvidiaのリポジトリを 登録してそこからインストールする必要があった。)
 • wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/cuda-ubuntu2004.pin
 • sudo mv cuda-ubuntu2004.pin /etc/apt/preferences.d/cuda-repository-pin-600
 • sudo apt-key adv --fetch-keys https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/7fa2af80.pub
 • sudo add-apt-repository "deb https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/ /"
 • sudo apt-get update
 • sudo apt-get -y install cuda
 
 

46. aptリポジトリやパッケージの優先順位付け
 wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/cuda-ubuntu2004.pin
 sudo mv cuda-ubuntu2004.pin /etc/apt/preferences.d/cuda-repository-pin-600
 を実行すると以下のファイルが、 /etc/apt/preferences.dに配置される。
 
 
 nsight-computeとnsight-systems パッケージはubuntu.comからは絶対に インストールしない(Pin-Priority:-1)
 全てのパッケージは優先度600で NVIDIA CUDAラベルのリポジトリか らインストールする (デフォルトの優 先度は500)

47. 公開鍵を信頼できるリポジトリリストに追加
 sudo apt-key adv --fetch-keys https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/7fa2af80.pub
 公開鍵を信頼できるリポジトリリストに追加して、nvidiaリポジトリからダウンロードしたパッケージが第三者ではなくnvidiaリポジトリ自 身からダウンロードされたものであることを確認する。
 ちなみにapt-keyは最近削除された。
 代替としてapt installのsigned-byオプションで公開鍵を指定する方法がある。

48. リポジトリを追加
 sudo add-apt-repository "deb https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/ /"
 /etc/apt/sources.listにリポジトリの情報を追加 
 👉 ubuntu.com以外のリポジトリからパッケージを取得できるようになる！ 

49. 参考資料
 • 普通のLinuxプログラミング第2版
 
 
 • まんがでわかるLinux シス管系女子

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