• Slide-uri curs
• Handout 4on1 and notes space
• Handout 8on1
• Cuvinte cheie: hardware, placă de bază, magistrală (bus), procesor, memorie (RAM), hard disk, \cmd{dd}, system on a chip, mașină virtuală, host, guest, hypervisor, VMware, VirtualBox, .vmdk, .vmx, .vdi, .vbox, vboxmanage, NAT, host-only, bridged, Open Virtualization Format
• Suport de curs
  • Introducere în sisteme de operare
    • Capitolul 7 - Analiza hardware a sistemului
  • Virtual Machines -- Versatile Platforms for Systems and Processes
    • Capitolul 1 – Introduction to Virtual Machines
    • Capitolul 8 – System Virtual Machines
• Alte resurse
  • http://www.binarytides.com/linux-commands-hardware-info/
  • http://www.binarytides.com/linux-command-check-disk-partitions/
  • http://www.cyberciti.biz/faq/linux-command-to-find-the-system-configuration-and-hardware-information/
  • https://www.virtualbox.org/manual/ch08.html

Pentru rularea demo-urilor de mai jos folosim mașina virtuală USO Demo. Mașina virtuală (în format OVA) poate fi importată în VirtualBox. Comenzile le vom rula în cadrul mașinii virtuale.

Mașina virtuală deține două interfețe de rețea:

• eth0 pentru accesul la Internet (interfață de tipul NAT)
• eth1 pentru comunicarea cu sistemul fizic (gazdă, host) (interfață de tipul Host-only Adapter)

Pentru a rula demo-ul avem două opțiuni:

1. Folosim direct consola mașinii virtuale.
2. Aflăm adresa IP de pe interfața eth1 a mașinii virtuale și ne conectăm prin SSH, de pe sistemul fizic, folosind comanda

   ssh student@<adresa-IP-vm-eth1>

   unde <adresa-IP-vm-eth1> este adresa IP a interfeței eth1 din cadrul mașinii virtuale.

Pentru conectarea la mașina virtuală folosim numele de utilizator student cu parola student. Contul student are permsiuni de sudo. Folosind comanda

sudo su -

obținem permisiuni privilegiate (de root) în shell.

sudo dhclient eth1

Placa de bază este suportul pentru alte componente hardware. Placa de bază dispune de socluri (socket, slot) unde pot fi adăugate alte componente hardware (precum procesor sau module de memorie) sau controllere care fac legătura cu alte componente (precum controller SCSI pentru hard disk).

Comenzi prin care putem afișa informații despre componentele hardware conectate la magistralele (bus) plăcii de bază sunt lspci și lsusb. Rularea acestor comenzi în mașina virtuală duce la afișarea componentelor hardware virtuale conectate la placa de bază:

student@uso-demo:~$ lspci
00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 440FX - 82441FX PMC [Natoma] (rev 02)
00:01.0 ISA bridge: Intel Corporation 82371SB PIIX3 ISA [Natoma/Triton II]
00:01.1 IDE interface: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 IDE (rev 01)
00:02.0 VGA compatible controller: InnoTek Systemberatung GmbH VirtualBox Graphics Adapter
00:03.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82540EM Gigabit Ethernet Controller (rev 02)
00:04.0 System peripheral: InnoTek Systemberatung GmbH VirtualBox Guest Service
00:05.0 Multimedia audio controller: Intel Corporation 82801AA AC'97 Audio Controller (rev 01)
00:06.0 USB controller: Apple Inc. KeyLargo/Intrepid USB
00:07.0 Bridge: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 ACPI (rev 08)
00:08.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82540EM Gigabit Ethernet Controller (rev 02)
00:0d.0 SATA controller: Intel Corporation 82801HM/HEM (ICH8M/ICH8M-E) SATA Controller [AHCI mode] (rev 02)

student@uso-demo:~$ lsusb
Bus 001 Device 002: ID 80ee:0021 VirtualBox USB Tablet
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub

În output-ul comenzii putem vedea informații despre hardware-ul expus de mașina virtuală, în special controllerele care se regăsesc pe placa de rețea. Observăm controllere pentru:

• placa video (VGA)
• plăcile de rețea (Ethernet) de 1 Gb (gigabit): sunt două plăci de rețea, expuse prin interfețele de rețea eth0 și eth1
• SATA (controller pentru hard disk)

Pentru a afișa informații extinse hardware despre componentele sistemului, cel mai bine este să folosim comanda lshw. Pentru început, pe mașina virtuală, trebuie să instalăm pachetul lshw:

student@uso-demo:~$ sudo apt-get install lshw

Printr-o simplă rulare a comenzii lshw vom afișa informații despre întreg hardware-ul sistemului

student@uso-demo:~$ sudo lshw 
uso-demo                  
    description: Computer
    width: 32 bits
    capabilities: smbios-2.5
  *-core
[...]

Pentru a afișa informații despre hardware în format tabelar, mai ușor de urmărit, folosim opțiunea -short la comanda lshw

student@uso-demo:~$ sudo lshw -short
H/W path        Device      Class       Description
===================================================
                            system      Computer
/0                          bus         Motherboard
/0/0                        memory      500MiB System memory
/0/1                        processor   Intel(R) Core(TM) i5-2520M CPU @ 2.50GHz
/0/100                      bridge      440FX - 82441FX PMC [Natoma]
/0/100/1                    bridge      82371SB PIIX3 ISA [Natoma/Triton II]
/0/100/1.1                  storage     82371AB/EB/MB PIIX4 IDE
/0/100/2                    display     VirtualBox Graphics Adapter
/0/100/3        eth0        network     82540EM Gigabit Ethernet Controller
/0/100/4                    generic     VirtualBox Guest Service
/0/100/5                    multimedia  82801AA AC'97 Audio Controller
/0/100/6                    bus         KeyLargo/Intrepid USB
/0/100/6/1      usb1        bus         OHCI PCI host controller
/0/100/6/1/1                input       USB Tablet
/0/100/7                    bridge      82371AB/EB/MB PIIX4 ACPI
/0/100/8        eth1        network     82540EM Gigabit Ethernet Controller
/0/100/d                    storage     82801HM/HEM (ICH8M/ICH8M-E) SATA Controller [AHCI mode]
/0/2            scsi0       storage     
/0/2/0.0.0      /dev/sda    disk        8589MB VBOX HARDDISK
/0/2/0.0.0/1    /dev/sda1   volume      7806MiB EXT4 volume
/0/2/0.0.0/2    /dev/sda2   volume      383MiB Extended partition
/0/2/0.0.0/2/5  /dev/sda5   volume      383MiB Linux swap / Solaris partition
/0/3            scsi2       storage     
/0/3/0.0.0      /dev/cdrom  disk        DVD reader

Ni se afișează informații despre componentele hardware ale sistemului: placă de bază, controllere, memorie RAM, hard disk. Putem afișa informații detaliate și despre fiecare componentă în parte, așa cum vom vedea mai jos.

sudo apt-get install dmidecode
sudo apt-get install inxi
sudo apt-get install hwinfo

Pentru a afișa informații despre procesorul sistemului putem folosi comanda lscpu

student@uso-demo:~$ lscpu
Architecture:          i686
CPU op-mode(s):        32-bit
Byte Order:            Little Endian
CPU(s):                1
On-line CPU(s) list:   0
Thread(s) per core:    1
Core(s) per socket:    1
Socket(s):             1
Vendor ID:             GenuineIntel
CPU family:            6
Model:                 42
Model name:            Intel(R) Core(TM) i5-2520M CPU @ 2.50GHz
Stepping:              7
CPU MHz:               2491.852
BogoMIPS:              4983.70
Hypervisor vendor:     KVM
Virtualization type:   full
L1d cache:             32K
L1i cache:             32K
L2 cache:              256K
L3 cache:              3072K

Comanda ne afișează tipul procesorului expus de mașina virtuală. Acesta este un procesor single core, și este mapat direct peste procesorul fizic (adică al sistemului fizic peste care rulează mașina virtuală). De aceea, output-ul acestei comenzi va diferi depinzând de sistemul fizic pe care rulează mașina virtuală.

În output-ul comenzii ne sunt afișate informații despre procesor, precum numărul de core-uri, numărul modelului, frecvența, dimensiunea memoriei cache.

Aceste informații pot fi afișate și cu ajutorul comenzii lshw

student@uso-demo:~$ sudo lshw -class cpu
  *-cpu                   
       product: Intel(R) Core(TM) i5-2520M CPU @ 2.50GHz
       vendor: Intel Corp.
       physical id: 1
       bus info: cpu@0
       version: 6.10.7
       serial: 0002-06A7-0000-0000-0000-0000
       size: 2500MHz
       width: 32 bits
       capabilities: fpu fpu_exception wp vme de pse tsc msr mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 rdtscp constant_tsc nonstop_tsc pni pclmulqdq monitor ssse3 cx16 sse4_1 sse4_2 popcnt aes xsave avx hypervisor lahf_lm

Informațiile despre procesor sunt accesibile, în mod tradițional, în sistemul de fișiere /proc, prin intermediul fișierului /proc/cpuinfo:

student@uso-demo:~$ cat /proc/cpuinfo 
processor	: 0
vendor_id	: GenuineIntel
cpu family	: 6
model		: 42
model name	: Intel(R) Core(TM) i5-2520M CPU @ 2.50GHz
[...]

Dacă ne interesează să aflăm pe scurt, numărul de core-uri/procesoare din sistem, respectiv arhitectura hardware a sistemului, folosim comenzile

student@uso-demo:~$ nproc
1

student@uso-demo:~$ arch
i686

Dacă dorim să vedem încărcarea sistemului și utilizarea procesorului, putem folosi comanda top sau htop. Aceste comenzi au avantajul că ne afișează și procesele sistemului și putem identifica procesele care consumă procesor și care afectează performanța sistemului (așa numitele CPU hogs).

Pentru a afișa sumar informații despre utilizarea procesorului putem folosi comanda mpstat:

student@uso-demo:~$ mpstat
Linux 3.16.0-4-586 (uso-demo) 	12/05/2015 	_i686_	(1 CPU)

06:02:14 PM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
06:02:14 PM  all    0.25    0.00    0.13    0.70    0.00    0.02    0.00    0.00    0.00   98.91

În output-ul de mai sus, mare parte din procesor este liberă (idle): 98.91% din timpul de procesor este marcat idle.

Pentru a afla informații despre memoria RAM a sistemului putem folosi comanda lshw:

student@uso-demo:~$ sudo lshw -class memory
  *-memory                
       description: System memory
       physical id: 0
       size: 500Mi

Din păcate comanda ne oferă informații minimale despre memoria RAM. Dacă ne interesează viteza de acces, numărul de module și alte informații, putem folosi comanda dmidecode. Din păcate, pe mașina virtuală nu afișează informații extinse, dar putem afla informații mai multe rulând comanda pe un sistem Linux instalat nativ:

razvan@einherjar:~$ sudo dmidecode --type memory
# dmidecode 3.0
Getting SMBIOS data from sysfs.
SMBIOS 2.6 present.

Handle 0x0005, DMI type 16, 15 bytes
Physical Memory Array
	Location: System Board Or Motherboard
	Use: System Memory
	Error Correction Type: None
	Maximum Capacity: 8 GB
	Error Information Handle: Not Provided
	Number Of Devices: 2

Handle 0x0006, DMI type 17, 28 bytes
Memory Device
	Array Handle: 0x0005
	Error Information Handle: Not Provided
	Total Width: 64 bits
	Data Width: 64 bits
	Size: 4096 MB
	Form Factor: SODIMM
	Set: None
	Locator: ChannelA-DIMM0
	Bank Locator: BANK 0
	Type: DDR3
	Type Detail: Synchronous
	Speed: 1333 MHz
	Manufacturer: Samsung
	Serial Number: 66313530
	Asset Tag: Unknown
	Part Number: M471B5273CH0-CH9  
	Rank: Unknown
[...]

În output-ul comenzii dmidecode putem afla numărul de sloturi (bank), fabricantul, viteza, tipul.

Tot cu ajutorul comenzii dmidecode putem afișa informații despre memoria cache a sistemului:

razvan@einherjar:~$ sudo dmidecode -t cache

Dacă ne interesează informații despre utilizarea memoriei sistemului, putem folosi comanda free:

student@uso-demo:~$ free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:           500        270        230          4         24        196
-/+ buffers/cache:         48        451
Swap:          382          0        382

Comanda afișează totalul de memorie RAM a sistemului și cât din acesta este folosit. În cazul nostru avem 500 de MB de memorie RAM, dintre care sunt folosiți 270 MB și sunt disponibili 230 MB.

Detalii despre utilizarea memoriei RAM găsim în fișierul /proc/meminfo:

student@uso-demo:~$ cat /proc/meminfo 
MemTotal:         512596 kB
MemFree:          236044 kB
MemAvailable:     468944 kB
Buffers:           25296 kB
Cached:           201248 kB
[...]

Informații despre utilizarea memoriei sistemului aflăm și prin folosirea comenzilor top sau htop. Aceste comenzi au avantajul că ne afișează și procesele sistemului și putem identifica procesele care consumă memorie și care afectează performanța sistemului (așa numitele memory hogs).

La fel ca mai sus pentru afișa informații detaliate despre discurile sistemului putem folosi comanda lshw:

student@uso-demo:~$ sudo lshw -class disk -class storage -class volume -short
H/W path        Device      Class       Description
===================================================
/0/100/1.1                  storage     82371AB/EB/MB PIIX4 IDE
/0/100/d                    storage     82801HM/HEM (ICH8M/ICH8M-E) SATA Controller [AHCI mode]
/0/2            scsi0       storage     
/0/2/0.0.0      /dev/sda    disk        8589MB VBOX HARDDISK
/0/2/0.0.0/1    /dev/sda1   volume      7806MiB EXT4 volume
/0/2/0.0.0/2    /dev/sda2   volume      383MiB Extended partition
/0/2/0.0.0/2/5  /dev/sda5   volume      383MiB Linux swap / Solaris partition
/0/3            scsi2       storage     
/0/3/0.0.0      /dev/cdrom  disk        DVD reader

Alte comenzi cu un output similar sunt:

student@uso-demo:~$ sudo fdisk -l

Disk /dev/sda: 8 GiB, 8589934592 bytes, 16777216 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x1aaa7728

Device     Boot    Start      End  Sectors  Size Id Type
/dev/sda1  *        2048 15988735 15986688  7.6G 83 Linux
/dev/sda2       15990782 16775167   784386  383M  5 Extended
/dev/sda5       15990784 16775167   784384  383M 82 Linux swap / Solaris

student@uso-demo:~$ sudo parted -l
Model: ATA VBOX HARDDISK (scsi)
Disk /dev/sda: 8590MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: 

Number  Start   End     Size    Type      File system     Flags
 1      1049kB  8186MB  8185MB  primary   ext4            boot
 2      8187MB  8589MB  402MB   extended
 5      8187MB  8589MB  402MB   logical   linux-swap(v1)


student@uso-demo:~$ sudo lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0    8G  0 disk 
├─sda1   8:1    0  7.6G  0 part /
├─sda2   8:2    0    1K  0 part 
└─sda5   8:5    0  383M  0 part [SWAP]
sr0     11:0    1 1024M  0 rom  

student@uso-demo:~$ sudo lsblk -f
NAME   FSTYPE LABEL UUID                                 MOUNTPOINT
sda                                                      
├─sda1 ext4         4c03932f-ebdc-4d7d-bf4e-aa65f3889d73 /
├─sda2                                                   
└─sda5 swap         709a57ff-ffc5-4cf2-bfd7-2850a842e41f [SWAP]
sr0                                                      

student@uso-demo:~$ sudo hwinfo --block --short
disk:                                                           
  /dev/sda             VBOX HARDDISK
partition:
  /dev/sda1            Partition
  /dev/sda2            Partition
  /dev/sda5            Partition
cdrom:
  /dev/sr0             VBOX CD-ROM

Comenzile de mai sus ne afișează partițiile sistemului, cu diverse informații precum numele lor, spațiul ocupat, tipul de sistem de fișiere cu care este formatată partiția.

Dacă dorim să afișăm informații despre utilizarea spațiului despre partițiile sistemului putem face acest lucru doar pentru partițiile montate folosim comanda df:

student@uso-demo:~$ df -hT
Filesystem     Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1      ext4      7.4G  1.6G  5.5G  23% /
udev           devtmpfs   10M     0   10M   0% /dev
tmpfs          tmpfs     101M  4.4M   96M   5% /run
tmpfs          tmpfs     251M     0  251M   0% /dev/shm
tmpfs          tmpfs     5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
tmpfs          tmpfs     251M     0  251M   0% /sys/fs/cgroup

O afișare ceva mai estetică obținem cu ajutorul comenzii pydf. Pentru aceasta instalăm în prealabil pachetul pydf:

student@uso-demo:~$ sudo apt-get install pydf
[...]

student@uso-demo:~$ pydf
Filesystem  Size  Used Avail Use%                                                    Mounted on
/dev/sda1  7555M 1589M 5560M 21.0 [##########......................................] / 

Comenzile df sau pydf ne afișează dimensiunea totală a unei partiții spațiul ocupat și spațiul disponibil, împreună cu un procent de utilizare a spațiului.

Pentru situații de testare putem avea nevoie de fișiere de diferite dimensiuni. Pentru a genera astfel de fișiere putem folosi comanda dd și intrările speciale /dev/urandom și /dev/zero.

De exemplu, dacă dorim să generăm un fișier de 10MB plin cu zero-uri, vom folosi comanda

student@uso-demo:~$ dd if=/dev/zero of=zero-1OMB bs=1M count=10
10+0 records in
10+0 records out
10485760 bytes (10 MB) copied, 0.0233232 s, 450 MB/s

student@uso-demo:~$ ls -lh zero-1OMB 
-rw-r--r-- 1 student student 10M Dec  5 18:09 zero-1OMB

Comanda dd citește din intrarea specială /dev/zero zero-uri și le scrie în fișierul zero-1OMB. Face acest lucru în 10 copieri de blocuri de câte 1M (bs înseamnă block size).

Dacă dorim să generăm un fișier de 5MB plin cu date aleatoare, vom folosi comanda

student@uso-demo:~$ dd if=/dev/urandom of=random-5MB bs=1M count=5
5+0 records in
5+0 records out
5242880 bytes (5.2 MB) copied, 0.56655 s, 9.3 MB/s

student@uso-demo:~$ ls -lh random-5MB 
-rw-r--r-- 1 student student 5.0M Dec  5 18:11 random-5MB

Comanda dd citește din intrarea specială /dev/urandom date aleatoare și le scrie în fișierul random-5MB. Face acest lucru în 5 copieri de blocuri de câte 1M (bs înseamnă block size).

Putem folosi comanda dd și pentru dispozitive fizice. De exemplu, dacă vrem să extragem sectorul 0 de pe un hard disc (adică primii 512 octeți) folosim comanda:

student@uso-demo:~$ sudo dd if=/dev/sda of=mbr count=1
1+0 records in
1+0 records out
512 bytes (512 B) copied, 0.00355612 s, 144 kB/s

student@uso-demo:~$ ls -lh mbr 
-rw-r--r-- 1 root root 512 Dec  5 18:13 mbr

Comanda dd citește din intrarea specială /dev/sda date și le scrie în fișierul random-5MB. Face acest lucru într-o singură copiere de bloc de date; dimensiunea blocului este în mod implicit 512 așa că se vor copia exact 512 octeți. A fost nevoie de permisiuni de root (prefixarea comenzii folosind sudo) pentru că doar cu permisiuni dedicate putem citi de pe dispozitivile ce identifică discul sistemului.

Putem valida că am extras sectorul 0 al hard discului folosind comanda xxd (care face dump în hexadecimal). Întrucât sectorul 0 este sectorul de boot acesta se va încheia cu semnătura de sector de boot, adică 0x55aa, lucru observabil în output-ul comenzii xxd:

student@uso-demo:~$ xxd mbr
[...]
00001f0: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 55aa  ..............U.

Tot folosind comanda dd un sistem ce posedă unitate de CD și are un CD în unitate poate crea o imagine de tip .iso a CD-ului. Pentru aceasta folosim comanda

dd if=/dev/cdrom of=myimage.iso

Cu această comandă creăm fișierul myimage.iso ca fișier imagine al CD-ului aflat în unitatea de CD.

Pentru crarea unei mașini virtuale în VirtualBox folosim, de regulă, interfața grafică a VirtualBox. Pentru aceasta urmăm ca pași principali:

• Crearea specificațiilor mașinii virtuale: memorie, hard disc, tip de sisteme de operare
• Alegerea unui mediu de boot, de obicei o imagine de CD bootabil în format .iso
• Pornirea mașinii virtuale (bootarea acesteia) și pornirea procesului de instalare

Acești pași sunt descriși în video-ul de tip screencast de mai jos, accesibil direct la adresa https://youtu.be/xFkkeVoOC_A.

În afara interfeței grafice în VirtualBox putem folosi comanda vboxmanage pentru a afișa informații și pentru a configura mașini virtuale VirtualBox.

De exemplu, pentru a afișa mașinile virtuale existente în VirtualBox, rulăm comanda

razvan@einherjar:~$ vboxmanage list vms
"Windows-7" {2a9b2719-2c6c-42df-9f19-5febff6172bf}
"Debian" {18565cc7-101d-4ac4-91b4-2ee317b7f9ae}
"Debian 32 bit" {562696b3-efb8-42e4-8a66-519a98aa5ac8}
"Xubuntu-14.04" {cd57aa75-82b0-4f07-8236-81517f2ee87d}
"SSS - Debian 32bit" {fa9dd108-fe13-4d12-adcd-84e29bcc3232}
"SSS - Windows 7 32bit" {4f27ec11-33a8-400d-a898-d252169ab52f}
"Training - Linux Kernel Dev" {3645e7b4-482e-4bd2-aa73-f29e8b15288f}
"GSR Debian" {409a6ad1-3998-443b-9297-e46aa1d944e5}
"USO Demo" {e04f00a6-7530-45d0-95e6-56ba46d6810a}
"IOCLA Linux" {5ee0048a-6bd1-4dc6-bf1b-daffc1729066}
"USO Linux" {845446cb-0210-4f3b-8df0-91cd1c67b5e2}

Comanda afișează mașinile virtuale existente în sistemul gazdă împreună cu un identificator unic al acestora (numit UUID – Universally Unique Identifier).

Dacă vrem să afisăm doar mașinile virtuale care rulează, folosim comanda

razvan@einherjar:!$ vboxmanage list runningvms
"USO Demo" {e04f00a6-7530-45d0-95e6-56ba46d6810a}
<code>

Dacă ne interesează să aflăm informații detaliate despre o mașină virtuală rulăm comanda<code>
razvan@einherjar:~$ vboxmanage showvminfo "USO Demo"
Name:            USO Demo
Groups:          /
Guest OS:        Debian (32-bit)
UUID:            e04f00a6-7530-45d0-95e6-56ba46d6810a
Config file:     /home/razvan/vm/vbox/USO Demo/USO Demo.vbox
Snapshot folder: /home/razvan/vm/vbox/USO Demo/Snapshots
Log folder:      /home/razvan/vm/vbox/USO Demo/Logs
Hardware UUID:   e04f00a6-7530-45d0-95e6-56ba46d6810a
Memory size:     512MB
[...]

Comanda afișează o multitudine de informații despre mașina virtuală, practic tot ceea ce o definește.

vboxmanage --help

man vboxmanage

Mai jos este un sumar al comenzilor Linux folosite pentru inspectarea componentelor harware ale sistemului. Sunt indicate comenzile pe tipuri de componente.