<b>3.1.2 基于linux方案的選擇</b>
毫不奇怪，作為最受歡迎的開源作業系統，linux中的一些版本可用于beagle系列的開放硬體。linux被認為是一個由程式員為程式員設計的作業系統。linux以充分發揮硬體性能而聞名，尤其是對于比較低端或者比較老舊的計算機硬體。當然，這并不是說linux在高端硬體上運作得不夠好。windows使用者不久前才脫離32位相容模式運作應用程式的禁锢，而linux系統的使用者早在2001年就已經可以使用64位作業系統了。事實上，64位的linux核心在amd首款amd64架構處理器釋出的2年前就已經就緒了。
你可能會驚訝地發現，有那麼多你使用的裝置在默默地運作着linux系統。許多網絡裝置運作linux系統，一些定制化的linux版本（如openwrt）專門被設計出來，用于替代商業産品出廠内置的linux。衆所周知，許多智能電視和其他現代化家電都在運作着linux。在支援的平台種類數量方面，沒有任何其他作業系統能與linux相匹敵。
linux在黑客使用者群體裡也是顯而易見的赢家。linux系統上有大量的安全工具。支援多平台的工具都是先在linux系統上實作，然後才移植到其他作業系統平台上。協作式的開源環境滋養了那些不可或缺的安全工具的成長，例如支援監視模式和資料包注入的全功能的無線網卡驅動。linux提供給使用者很多選擇：linux有各種各樣的腳本可用；使用者可以從衆多圖形環境中自由選擇，甚至可以完全放棄圖形界面使用純指令行；像文本編輯這樣的常見任務，不同喜好的使用者都有多個程式可用。
?ngstr?m
聽到?ngstr?m這個詞的時候，你也許會想到度量機關（10-10m），?ngstr?m是用來描述光的波長（顔色）和像原子、分子這樣小東西的尺寸的。?ngstr?m發行版本也是一個不為人知的嵌入式linux發行版（http://angstrom-distribution.org）。這個linux發行版的開發者強調說它被叫作?ngstr?m發行版，而不是?ngstr?m linux。?ngstr?m發行版本的特點總結如表3.1所示。
表3.1 ?ngstr?m發行版的特點
性能
包管理器
桌面應用倉庫支援
hacking應用倉庫支援
社群支援
配置
備注 好——為beagle闆子優化編譯
opkg（和debian上的dpkg類似）
一般
差——主要面向嵌入式
一般——少量使用者形成的社群
用了專用工具
beagle系列闆子原廠内置，但不為普通使用者所知
?ngstr?m發行版本預裝在beagleboard.org出廠的每個裝置上，從最開始的beagleboard到beaglebone black（在本書編寫時，beagleboard.org剛剛宣布，未來釋出的産品上可能預裝debian linux）。如果了解beagleboard設計者的背景，以及在2008年最原始版本的beagleboard釋出時arm裝置的支援情況，你就不會驚訝為什麼選擇?ngstr?m發行版本作為預設預裝的系統了。多數linux桌面使用者可能不熟悉這個發行版本。雖然?ngstr?m發行版預裝在所有的beagle上，為了讓讀者能更好地了解這個發行版的風格，這裡還是簡要地說一下建構?ngstr?m發行版的步驟吧。
通常嵌入式系統軟體（包括作業系統）是在一台更為強大的桌面系統下建構的。這個過程被稱為交叉編譯（更多細節将在下一章讨論）。采用交叉編譯的最主要原因是：嵌入式裝置缺少足夠的運算能力，無法在合理的時間内完成軟體或者系統的建構。?ngstr?m發行版是由openembedded軟體架構建構的（http://openembedded.org）。openembeded建構過程中使用bitbake建構工具（http://developer.berlios.de/projects/bitbake）。bitbake允許使用者建立自己的“菜單”，來精确描述軟體包的“烹饪”過程，并自動把成功建構所依賴的軟體元件包括進來。
建構?ngstr?m的過程非常簡單。首先要下載下傳openembedded bitbake安裝設定腳本，根據?ngstr?m發行版官網所述，這些腳本可以從項目的git倉庫獲得，指令如下：git
clone git://git.angstrom-distribution.org/setup-scripts。?ngstr?m的伺服器似乎不是最快最可靠的，如果下載下傳遇到了困難，可以用github代替它。相應的指令是：git clone https://github.com/angstrom-distribution/setup-scripts 。
腳本下載下傳完，第二步就是建構核心。所有的軟體都使用oebb.sh腳本建構。該腳本使用machine環境變量來指定目标架構。這個可以在啟動腳本程式中設定，也可以在shell中手動設定。顯然在指令行上執行腳本前設定變量更友善些。可以通過在指令前加上variable=value（變量=值）的形式使環境變量作用于特定的指令（我打賭，linux新手肯定不知道）。下列指令将配置環境，編譯beagles的軟體，更新檔案，并建構核心：
上述的指令将會執行很長時間。由于腳本的寫法問題，openembedded層也會被下載下傳，盡管它和beagles沒什麼關系。一旦核心建構好，最終步驟就是用選擇的bitbake“菜單”去建構檔案系統了。例如：machine=beagleboard bash ./oebb.sh bitbake console-image将會建構一個隻有指令行的根檔案系統。如果用ubuntu系統作為建構主機，聰明的檢查器将會向你“抱怨”找不到makeinfo，這個指令工具包含在texinfo包裡。
德州儀器為?ngstr?m做了一些優化調整，以便能在beagles上獲得更好的性能。有一些可以用來建構基于?ngstr?m的嵌入式系統的工具，德州儀器的jason krinder建立的bonescript，是一個可用來友善操作gpio的node.js庫，內建在beagles标準?ngstr?m 發行版本中。雖然?ngstr?m允許使用者輕松建立嵌入式裝置，但它的倉庫缺少很多必需品，特别是很多标準桌面應用和滲透測試工具。圖3.5所示是一個運作?ngstr?m的beaglebone black開發闆。
圖3.5 運作?ngstr?m的beaglebone black開發闆
arch linux
arch linux是以簡單、輕量、靈活為目标而建立的（http://archlinux.org）。arch linux原本是為intel架構平台開發的，但是目前已經被移植到了armv5、armv6和armv7上（http://archlinuxarm.org）。arch持續更新并且針對硬體優化，例如，arch充分利用beagles上內建在armv7 cortex-a8裡的“硬體浮點”數學處理器。arch的設計理念是讓有經驗的linux和unix使用者用得得心應手。arch的特點總結如表3.2所示。
表3.2 arch linux的特點性能
備注 好——非常輕量
pacman
非常好
差——支援arm的工具非常少
好——活躍的社群，尤其是桌面版本
簡單直接
支援armv5、armv6和armv7
http://archlinuxarm.org/platforms/armv7/ti/beaglebone-black上可找到關于将arch linux安裝到beaglebone black的詳細介紹。安裝包括幾個步驟。首先，用fdisk在microsd卡上分2個區。第一個分區儲存bootloader，必須是一個至少64mb的fat16格式的分區。第二個分區格式化為ext4格式，包含根檔案系統。第二步，使用mkfs在microsd卡分區上建立檔案系統。第三步，從archlinuxarm.org上下載下傳bootloader和根檔案系統鏡像。第四步，将鏡像檔案解壓到microsd卡上，如果你的系統足夠小，以至于可以存放到beagleboard或者beaglebone black的emmc上，可以先從microsd卡啟動，再向emmc上安裝。這個方案并不适合我們的滲透測試根系統，它占用的空間大于6gb。圖3.6所示的是一個beaglebone black上運作的arc linux螢幕截圖。
圖3.6 beaglebone black上運作的arc linux
gentoo
gentoo是一個強大并且高度定制化的linux發行版本。一個最與衆不同的特點就是幾乎所有的東西都是從源碼建構而來。是以它能提供高度的定制能力以及相當大的性能改進潛力。從源碼建構能充分利用處理器特有功能；通過去除不需要的功能，可執行檔案可以更小，更小的可執行檔案可以加載得更快，占用更少的記憶體。gentoo的特點總結如表3.3所示。
表3.3 gentoo linux的特點
備注
極好——所有的東西都是定制化編譯
portage
好——桌面版本更好
好
不同于其他流行的發行版本，但是相當容易
預設情況，所有東西都需要從源碼建構，可以提供極好的性能，但是包安裝通常是很耗時間的
安裝gentoo是一個非常增長見識，但有時可能令人受挫的工作。如果你有一些linux方面的經驗，并且想要學習到更多關于linux的知識，我強烈推薦你至少安裝一次gentoo，甚至可以在一些老的、不用的硬體上安裝。gentoo通常是分階段安裝的。首先，安裝一個非常基礎的系統；第二步，安裝标準的建構工具。除了編譯器和make，gentoo使用一個強大的包管理工具——portage；第三步， portage用來安裝構成完整的gentoo系統的各種軟體包。如果一個包在倉庫裡，可以通過portage很容易地建構，使用指令emerge <package-name>。如果一個包無法從gentoo倉庫裡擷取，事情就變得更有趣一些了。
在beagles上安裝gentoo的過程和安裝桌面版是有所不同的。對于新手，在beagle上安裝gentoo之前，需要一個支援microsd讀卡器的桌面gentoo系統。桌面版的gentoo電腦用來建立在beagle上使用的gentoo系統microsd卡。詳細的安裝過程可以在http://dev.gentoo.org/armin76/arm/beagleboneblack/install.xml上找到。如同安裝桌面版本一樣，在beagles上安裝gentoo比其他linux發行版本稍微複雜一些。
首先，安裝所需的建構工具。第二步，建構交叉編譯器。第三步，下載下傳u-boot bootloader（包含更新檔的完整版）的副本并建構。第四步，配置并建構核心（包括固件）。第五步，格式化microsd卡，幸運的是有腳本可以完成這個任務。第六步，下載下傳一個基本的根檔案系統并寫到microsd卡上。第七步，下載下傳portage快照，并複制到microsd卡的根檔案系統裡。第八步，配置一系列的選項（root密碼、網絡、檔案系統、hostname、系統服務等）。第九步，将核心和u-boot複制到microsd卡的fat16格式分區上，最後，beagle可以從microsd卡啟動，後續的其他包就可以安裝了。
建構一個gentoo系統可能會花上幾天的時間。對于這種額外付出的回報是獲得一個高度優化調校過的系統，也許還能夠獲得一些在周圍技術圈炫耀的資本。大多數常用桌面應用程式可以在gentoo的倉庫裡找到，但或許它在滲透測試應用程式方面還略遜于其他的發行版。因為建構應用可能是個費時的過程。鑒于這些原因，gentoo可能并不是我們打造滲透測試linux發行版的首選方案。
sabayon
在現實世界裡，sabayon是一道意大利甜點。sabayon linux是gentoo的衍生版，sabayon的一個目标是為使用者提供一個開箱即用的soho伺服器功能（nfs、samba、bittorrent、apache等）系統。它還提供了很多解碼器，允許使用者把電腦作為家庭影院電腦（htpc）使用。sabayon的特點如表3.4所示。
表3.4 sabayon linux的特點
備注 優秀——基于gentoo
差——目前還沒有太多使用者
同gentoo
是一個為soho和家庭影院定制的gentoo
如同它的基礎gentoo一樣，sabayon使用滾動更新，這意味着基于sabayon的系統可以持續更新而不用等待下一個版本的釋出。不同于gentoo的是，sabayon提供系統快照，以便于使用者可以安裝大量軟體包而不用從源碼建構它們。beaglebone安裝sabayon的詳細說明可以在https://wiki.sabayon.org/index.php?title=hitchhikers_guide_to_the_beaglebone_（and_armv7a）找到。不難想到，它的安裝過程和gentoo很像。
buildroot
buildroot本質上并不是一個linux發行版本，而是一套編譯完整嵌入式linux系統的工具系統（http://buildroot.uclibc.org/）。因為它是為了建構嵌入式linux系統而打造的，是以沒有包含完整的軟體倉庫。這顯然不是作為滲透測試系統基礎的最佳選擇。buildroot的特點如表3.5所示。
表3.5 buildroot的特點
備注 一般
無
差
沒有标準工具
一個用于建構嵌入式linux系統的工具系統，非傳統意義上的發行版本
使用erlang/otp的nerves項目
erlang是一種使用otp庫來建構可擴充的軟實時系統的程式設計語言，nerves項目使用buildroot建構的linux核心，并使用erlang交叉編譯工具建立用于beaglebone black的固件鏡像。雖然nerves也許能用于建立滲透測試裝置，但它似乎并不是一個建構滲透測試作業系統基礎的最佳方案。nerves項目的特點如表3.6所示。
表3.6 nerves項目的特點
備注 未知
差——項目才剛起步
用于建立軟實時系統的系統
fedora
red hat linux是仍在被廣泛使用的最老的發行版本之一，在2003年，red hat終止了red hat linux的支援，并且從那時開始隻支援red hat enterprise linux（rhel）。fedora（原來被叫作fedora core）是一個red hat的社群版本，它被建立來替代red hat linux滿足非企業使用者的需要。fedora項目得到了red hat公司部分贊助支援，事實上，rhel是基于fedora代碼為基礎的分支。社群開發fedora，然後red hat選擇将其中穩定的功能特性加入到rhel中。順便一提，gnu許可要求red hat提供rhel的源代碼，即産生了另一個發行版本（沒有商業支援）centos（http://www.centos.org/）。fedora的特點如表3.7
所示。
表3.7 fedora的特點
red hat 包管理器（rpm）
未知
差——beagle鏡像被釋出出來了，然後被撤回了
标準工具
不像桌面版本fedora支援得那麼好
fedora是一個主要面向桌面的linux發行版本，但是後來出現了其他架構的移植版本，如arm版（http://fedoraproject.org/en/get-fedora-options#2nd_arches）。如同rhel和一些其他發行版本一樣，fedora使用red hat包管理器（rpm）管理軟體包。倉庫支援很完善。安裝fedora簡單明了。從http://fedoraproject.org/en/get-fedoraoptions#2nd_arches下載下傳鏡像檔案，寫入到microsd卡上，然後就完成了。有一個beaglebone black專用鏡像，但是在寫本書時，因為使用?ngstr?m核心和fedora根檔案系統是一個有問題的組合，是以鏡像被撤回了。運作fedora的beaglebone black的截屏如圖3.7所示。
圖3.7 beaglebone black上運作的fedora
debian
debian由ian murdock在1993年建立（http://www.debian.org/doc/manuals/project-history/）。debian以ian和他當時的女友，現在的妻子debra命名。debian已經被移植到了大量的架構上，它使用debian包管理器（dpkg）進行軟體包管理。倉庫支援很不錯，但是很多從它衍生的發行版（如ubuntu）有着更好的支援。debian有着大量的衍生版本，這些衍生版本中，ubuntu是最受歡迎的。debian的特點如表3.8所示。
表3.8 debian的特點
dpkg——debian包管理器
差——桌面版本更好
非常好配置
良好的社群支援，大部分歸功于一些個人付出努力的結果
常聽到的關于debian的抱怨是，它不像其他linux發行版更新得那麼頻繁。奇怪的是衍生版本通常是持續更新的。debian對beagle的支援很好，安裝debian的詳細說明可以在http://elinux.org/beagleboarddebian上找到。由于它的流行，beagle上安裝debian很簡單，可以通過網際網路安裝一個最新的鏡像，或者安裝demo鏡像到beagle上。
為了執行網絡安裝，首先使用git clone git://github.com/robertcnelson/netinstall.git下載下傳腳本，然後使用下面的指令下載下傳軟體，複制到microsd卡（至少1gb大小）上。
安裝demo鏡像的過程類似，下載下傳demo鏡像、解壓、校驗，然後使用腳本安裝到microsd卡上。下列的指令将會執行demo鏡像的安裝（注意：本書寫作時，這是最新的版本；讀者也許希望到網上找最新的版本）：
這個系統是指令行版本，如果想安裝桌面環境，需要在安裝後增加合适的軟體包。一個好處是這個的根檔案系統足夠小，可以安裝到beaglebone black的emmc上，并且還有剩餘空間容納一些工具。
ubuntu
ubuntu和其衍生版極其受歡迎，ubuntu已經占領distrowatch排行榜前列幾年了（http://distrowatch.com）。ubuntu初次釋出是在2004年，由mark
shuttleworth的公司canonical維護（http://ubuntu.com）。canonical聲稱ubuntu是這個世界上最受歡迎的開源作業系統。ubuntu是來自南非一個富有哲理的詞彙，其含義鼓勵人們像一個社群一樣在一起工作勞動。與它所基于的debian不同，ubuntu每6個月釋出一個新版本。很多人認為ubuntu是初學者最容易使用的linux發行版本之一。ubuntu的特點如表3.9所示。
表3.9 ubuntu的特點
備注 好——支援armv7的硬體浮點
aptitude/dpkg
極好
根據canonical所說，ubuntu是世界上最受歡迎的linux發行版本。由于某些個人的努力，能夠很好地支援beagles
由于它太受歡迎了，ubuntu有極好的軟體倉庫支援。ubuntu包管理器apt（advanced packing
tool），是一個極其簡單易用的工具。安裝一個新的軟體包隻需要在shell中輸入sudo apt-get
install <package name>。更新系統的所有軟體包也一件極其簡單的事情，使用sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade更新本地倉庫資訊，然後安裝可用更新。如果不确定軟體包的名稱，或者認為一個工具可能被包含在另一個軟體包裡，可以通過執行apt-cache search <package or utility name>來找到正确的軟體包名。還有圖形化或基于文本的前端界面讓軟體包管理更容易。
雖然linux系統有許多圖形視窗化的桌面環境，但多年來兩個被廣泛使用的、最主要的桌面環境是gnome和kde。兩個桌面環境都有着自己的追随者。canonical還開發了它們自己的名為unity的圖形化視窗的桌面環境。毫無意外地，一些kde和gnome的“信徒”并不喜歡unity。kubuntu提供給喜歡kde并想使用ubuntu的使用者（http://kubuntu.org）。本書就是在運作libreoffice和其他一些開源工具的kubuntu系統上完成的。ubuntu gnome則是為那些喜歡gnome桌面環境的使用者（http://ubuntugnome.org）準備的。
unity、kde和gnome對于beagle那有限的ram來說都有點太大了。beagles和低性能桌面電腦通常會使用一個輕量級的視窗系統。當一個輕量級桌面環境被用于一個桌面電腦時，這個發行版本名字是有變化的。如xubuntu 是一個使用xfce桌面環境的ubuntu版本。當在基于arm架構的硬體系統上運作它的時候，我們會說硬體上跑的是ubuntu系統，即使使用的不是unity桌面環境。
在beagles上運作ubuntu有多種選擇。可以選擇主版本、這個版本的變體和某個特定的核心。由于ubuntu和核心最近的變化，這些選擇比初聽起來的要麻煩。新的裝置，例如beaglebone black隻支援較新版本的ubuntu和kernel，這些版本與從前的有些不相容。在我們讨論完一個優秀的滲透測試linux發行版的必備要素之後，再深入讨論這個問題。
![ubuntu 16.04 源碼安裝httpd和php[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)