<b>3.1.2 基于linux方案的选择</b>
毫不奇怪，作为最受欢迎的开源操作系统，linux中的一些版本可用于beagle系列的开放硬件。linux被认为是一个由程序员为程序员设计的操作系统。linux以充分发挥硬件性能而闻名，尤其是对于比较低端或者比较老旧的计算机硬件。当然，这并不是说linux在高端硬件上运行得不够好。windows用户不久前才脱离32位兼容模式运行应用程序的禁锢，而linux系统的用户早在2001年就已经可以使用64位操作系统了。事实上，64位的linux内核在amd首款amd64架构处理器发布的2年前就已经就绪了。
你可能会惊讶地发现，有那么多你使用的设备在默默地运行着linux系统。许多网络设备运行linux系统，一些定制化的linux版本（如openwrt）专门被设计出来，用于替代商业产品出厂内置的linux。众所周知，许多智能电视和其他现代化家电都在运行着linux。在支持的平台种类数量方面，没有任何其他操作系统能与linux相匹敌。
linux在黑客用户群体里也是显而易见的赢家。linux系统上有大量的安全工具。支持多平台的工具都是先在linux系统上实现，然后才移植到其他操作系统平台上。协作式的开源环境滋养了那些不可或缺的安全工具的成长，例如支持监视模式和数据包注入的全功能的无线网卡驱动。linux提供给用户很多选择：linux有各种各样的脚本可用；用户可以从众多图形环境中自由选择，甚至可以完全放弃图形界面使用纯命令行；像文本编辑这样的常见任务，不同喜好的用户都有多个程序可用。
?ngstr?m
听到?ngstr?m这个词的时候，你也许会想到度量单位（10-10m），?ngstr?m是用来描述光的波长（颜色）和像原子、分子这样小东西的尺寸的。?ngstr?m发行版本也是一个不为人知的嵌入式linux发行版（http://angstrom-distribution.org）。这个linux发行版的开发者强调说它被叫作?ngstr?m发行版，而不是?ngstr?m linux。?ngstr?m发行版本的特点总结如表3.1所示。
表3.1 ?ngstr?m发行版的特点
性能
包管理器
桌面应用仓库支持
hacking应用仓库支持
社区支持
配置
备注 好——为beagle板子优化编译
opkg（和debian上的dpkg类似）
一般
差——主要面向嵌入式
一般——少量用户形成的社区
用了专用工具
beagle系列板子原厂内置，但不为普通用户所知
?ngstr?m发行版本预装在beagleboard.org出厂的每个设备上，从最开始的beagleboard到beaglebone black（在本书编写时，beagleboard.org刚刚宣布，未来发布的产品上可能预装debian linux）。如果了解beagleboard设计者的背景，以及在2008年最原始版本的beagleboard发布时arm设备的支持情况，你就不会惊讶为什么选择?ngstr?m发行版本作为默认预装的系统了。多数linux桌面用户可能不熟悉这个发行版本。虽然?ngstr?m发行版预装在所有的beagle上，为了让读者能更好地了解这个发行版的风格，这里还是简要地说一下构建?ngstr?m发行版的步骤吧。
通常嵌入式系统软件（包括操作系统）是在一台更为强大的桌面系统下构建的。这个过程被称为交叉编译（更多细节将在下一章讨论）。采用交叉编译的最主要原因是：嵌入式设备缺少足够的运算能力，无法在合理的时间内完成软件或者系统的构建。?ngstr?m发行版是由openembedded软件框架构建的（http://openembedded.org）。openembeded构建过程中使用bitbake构建工具（http://developer.berlios.de/projects/bitbake）。bitbake允许用户创建自己的“菜谱”，来精确描述软件包的“烹饪”过程，并自动把成功构建所依赖的软件组件包括进来。
构建?ngstr?m的过程非常简单。首先要下载openembedded bitbake安装设置脚本，根据?ngstr?m发行版官网所述，这些脚本可以从项目的git仓库获得，命令如下：git
clone git://git.angstrom-distribution.org/setup-scripts。?ngstr?m的服务器似乎不是最快最可靠的，如果下载遇到了困难，可以用github代替它。相应的命令是：git clone https://github.com/angstrom-distribution/setup-scripts 。
脚本下载完，第二步就是构建内核。所有的软件都使用oebb.sh脚本构建。该脚本使用machine环境变量来指定目标架构。这个可以在启动脚本程序中设置，也可以在shell中手动设置。显然在命令行上执行脚本前设置变量更方便些。可以通过在命令前加上variable=value（变量=值）的形式使环境变量作用于特定的命令（我打赌，linux新手肯定不知道）。下列命令将配置环境，编译beagles的软件，更新文件，并构建内核：
上述的命令将会执行很长时间。由于脚本的写法问题，openembedded层也会被下载，尽管它和beagles没什么关系。一旦内核构建好，最终步骤就是用选择的bitbake“菜谱”去构建文件系统了。例如：machine=beagleboard bash ./oebb.sh bitbake console-image将会构建一个只有命令行的根文件系统。如果用ubuntu系统作为构建主机，聪明的检查器将会向你“抱怨”找不到makeinfo，这个命令工具包含在texinfo包里。
德州仪器为?ngstr?m做了一些优化调整，以便能在beagles上获得更好的性能。有一些可以用来构建基于?ngstr?m的嵌入式系统的工具，德州仪器的jason krinder创建的bonescript，是一个可用来方便操作gpio的node.js库，集成在beagles标准?ngstr?m 发行版本中。虽然?ngstr?m允许用户轻松创建嵌入式设备，但它的仓库缺少很多必需品，特别是很多标准桌面应用和渗透测试工具。图3.5所示是一个运行?ngstr?m的beaglebone black开发板。
图3.5 运行?ngstr?m的beaglebone black开发板
arch linux
arch linux是以简单、轻量、灵活为目标而创建的（http://archlinux.org）。arch linux原本是为intel架构平台开发的，但是目前已经被移植到了armv5、armv6和armv7上（http://archlinuxarm.org）。arch持续更新并且针对硬件优化，例如，arch充分利用beagles上集成在armv7 cortex-a8里的“硬件浮点”数学处理器。arch的设计理念是让有经验的linux和unix用户用得得心应手。arch的特点总结如表3.2所示。
表3.2 arch linux的特点性能
备注 好——非常轻量
pacman
非常好
差——支持arm的工具非常少
好——活跃的社区，尤其是桌面版本
简单直接
支持armv5、armv6和armv7
http://archlinuxarm.org/platforms/armv7/ti/beaglebone-black上可找到关于将arch linux安装到beaglebone black的详细介绍。安装包括几个步骤。首先，用fdisk在microsd卡上分2个区。第一个分区保存bootloader，必须是一个至少64mb的fat16格式的分区。第二个分区格式化为ext4格式，包含根文件系统。第二步，使用mkfs在microsd卡分区上创建文件系统。第三步，从archlinuxarm.org上下载bootloader和根文件系统镜像。第四步，将镜像文件解压到microsd卡上，如果你的系统足够小，以至于可以存放到beagleboard或者beaglebone black的emmc上，可以先从microsd卡启动，再向emmc上安装。这个方案并不适合我们的渗透测试根系统，它占用的空间大于6gb。图3.6所示的是一个beaglebone black上运行的arc linux屏幕截图。
图3.6 beaglebone black上运行的arc linux
gentoo
gentoo是一个强大并且高度定制化的linux发行版本。一个最与众不同的特点就是几乎所有的东西都是从源码构建而来。因此它能提供高度的定制能力以及相当大的性能改进潜力。从源码构建能充分利用处理器特有功能；通过去除不需要的功能，可执行文件可以更小，更小的可执行文件可以加载得更快，占用更少的内存。gentoo的特点总结如表3.3所示。
表3.3 gentoo linux的特点
备注
极好——所有的东西都是定制化编译
portage
好——桌面版本更好
好
不同于其他流行的发行版本，但是相当容易
默认情况，所有东西都需要从源码构建，可以提供极好的性能，但是包安装通常是很耗时间的
安装gentoo是一个非常增长见识，但有时可能令人受挫的工作。如果你有一些linux方面的经验，并且想要学习到更多关于linux的知识，我强烈推荐你至少安装一次gentoo，甚至可以在一些老的、不用的硬件上安装。gentoo通常是分阶段安装的。首先，安装一个非常基础的系统；第二步，安装标准的构建工具。除了编译器和make，gentoo使用一个强大的包管理工具——portage；第三步， portage用来安装构成完整的gentoo系统的各种软件包。如果一个包在仓库里，可以通过portage很容易地构建，使用命令emerge <package-name>。如果一个包无法从gentoo仓库里获取，事情就变得更有趣一些了。
在beagles上安装gentoo的过程和安装桌面版是有所不同的。对于新手，在beagle上安装gentoo之前，需要一个支持microsd读卡器的桌面gentoo系统。桌面版的gentoo电脑用来创建在beagle上使用的gentoo系统microsd卡。详细的安装过程可以在http://dev.gentoo.org/armin76/arm/beagleboneblack/install.xml上找到。如同安装桌面版本一样，在beagles上安装gentoo比其他linux发行版本稍微复杂一些。
首先，安装所需的构建工具。第二步，构建交叉编译器。第三步，下载u-boot bootloader（包含补丁的完整版）的副本并构建。第四步，配置并构建内核（包括固件）。第五步，格式化microsd卡，幸运的是有脚本可以完成这个任务。第六步，下载一个基本的根文件系统并写到microsd卡上。第七步，下载portage快照，并复制到microsd卡的根文件系统里。第八步，配置一系列的选项（root密码、网络、文件系统、hostname、系统服务等）。第九步，将内核和u-boot复制到microsd卡的fat16格式分区上，最后，beagle可以从microsd卡启动，后续的其他包就可以安装了。
构建一个gentoo系统可能会花上几天的时间。对于这种额外付出的回报是获得一个高度优化调校过的系统，也许还能够获得一些在周围技术圈炫耀的资本。大多数常用桌面应用程序可以在gentoo的仓库里找到，但或许它在渗透测试应用程序方面还略逊于其他的发行版。因为构建应用可能是个费时的过程。鉴于这些原因，gentoo可能并不是我们打造渗透测试linux发行版的首选方案。
sabayon
在现实世界里，sabayon是一道意大利甜点。sabayon linux是gentoo的衍生版，sabayon的一个目标是为用户提供一个开箱即用的soho服务器功能（nfs、samba、bittorrent、apache等）系统。它还提供了很多解码器，允许用户把电脑作为家庭影院电脑（htpc）使用。sabayon的特点如表3.4所示。
表3.4 sabayon linux的特点
备注 优秀——基于gentoo
差——目前还没有太多用户
同gentoo
是一个为soho和家庭影院定制的gentoo
如同它的基础gentoo一样，sabayon使用滚动更新，这意味着基于sabayon的系统可以持续更新而不用等待下一个版本的发布。不同于gentoo的是，sabayon提供系统快照，以便于用户可以安装大量软件包而不用从源码构建它们。beaglebone安装sabayon的详细说明可以在https://wiki.sabayon.org/index.php?title=hitchhikers_guide_to_the_beaglebone_（and_armv7a）找到。不难想到，它的安装过程和gentoo很像。
buildroot
buildroot本质上并不是一个linux发行版本，而是一套编译完整嵌入式linux系统的工具系统（http://buildroot.uclibc.org/）。因为它是为了构建嵌入式linux系统而打造的，所以没有包含完整的软件仓库。这显然不是作为渗透测试系统基础的最佳选择。buildroot的特点如表3.5所示。
表3.5 buildroot的特点
备注 一般
无
差
没有标准工具
一个用于构建嵌入式linux系统的工具系统，非传统意义上的发行版本
使用erlang/otp的nerves项目
erlang是一种使用otp库来构建可扩展的软实时系统的编程语言，nerves项目使用buildroot构建的linux内核，并使用erlang交叉编译工具创建用于beaglebone black的固件镜像。虽然nerves也许能用于创建渗透测试设备，但它似乎并不是一个构建渗透测试操作系统基础的最佳方案。nerves项目的特点如表3.6所示。
表3.6 nerves项目的特点
备注 未知
差——项目才刚起步
用于创建软实时系统的系统
fedora
red hat linux是仍在被广泛使用的最老的发行版本之一，在2003年，red hat终止了red hat linux的支持，并且从那时开始只支持red hat enterprise linux（rhel）。fedora（原来被叫作fedora core）是一个red hat的社区版本，它被创建来替代red hat linux满足非企业用户的需要。fedora项目得到了red hat公司部分赞助支持，事实上，rhel是基于fedora代码为基础的分支。社区开发fedora，然后red hat选择将其中稳定的功能特性加入到rhel中。顺便一提，gnu许可要求red hat提供rhel的源代码，即产生了另一个发行版本（没有商业支持）centos（http://www.centos.org/）。fedora的特点如表3.7
所示。
表3.7 fedora的特点
red hat 包管理器（rpm）
未知
差——beagle镜像被发布出来了，然后被撤回了
标准工具
不像桌面版本fedora支持得那么好
fedora是一个主要面向桌面的linux发行版本，但是后来出现了其他架构的移植版本，如arm版（http://fedoraproject.org/en/get-fedora-options#2nd_arches）。如同rhel和一些其他发行版本一样，fedora使用red hat包管理器（rpm）管理软件包。仓库支持很完善。安装fedora简单明了。从http://fedoraproject.org/en/get-fedoraoptions#2nd_arches下载镜像文件，写入到microsd卡上，然后就完成了。有一个beaglebone black专用镜像，但是在写本书时，因为使用?ngstr?m内核和fedora根文件系统是一个有问题的组合，所以镜像被撤回了。运行fedora的beaglebone black的截屏如图3.7所示。
图3.7 beaglebone black上运行的fedora
debian
debian由ian murdock在1993年创建（http://www.debian.org/doc/manuals/project-history/）。debian以ian和他当时的女友，现在的妻子debra命名。debian已经被移植到了大量的架构上，它使用debian包管理器（dpkg）进行软件包管理。仓库支持很不错，但是很多从它衍生的发行版（如ubuntu）有着更好的支持。debian有着大量的衍生版本，这些衍生版本中，ubuntu是最受欢迎的。debian的特点如表3.8所示。
表3.8 debian的特点
dpkg——debian包管理器
差——桌面版本更好
非常好配置
良好的社区支持，大部分归功于一些个人付出努力的结果
常听到的关于debian的抱怨是，它不像其他linux发行版更新得那么频繁。奇怪的是衍生版本通常是持续更新的。debian对beagle的支持很好，安装debian的详细说明可以在http://elinux.org/beagleboarddebian上找到。由于它的流行，beagle上安装debian很简单，可以通过互联网安装一个最新的镜像，或者安装demo镜像到beagle上。
为了执行网络安装，首先使用git clone git://github.com/robertcnelson/netinstall.git下载脚本，然后使用下面的命令下载软件，复制到microsd卡（至少1gb大小）上。
安装demo镜像的过程类似，下载demo镜像、解压、校验，然后使用脚本安装到microsd卡上。下列的命令将会执行demo镜像的安装（注意：本书写作时，这是最新的版本；读者也许希望到网上找最新的版本）：
这个系统是命令行版本，如果想安装桌面环境，需要在安装后增加合适的软件包。一个好处是这个的根文件系统足够小，可以安装到beaglebone black的emmc上，并且还有剩余空间容纳一些工具。
ubuntu
ubuntu和其衍生版极其受欢迎，ubuntu已经占领distrowatch排行榜前列几年了（http://distrowatch.com）。ubuntu初次发布是在2004年，由mark
shuttleworth的公司canonical维护（http://ubuntu.com）。canonical声称ubuntu是这个世界上最受欢迎的开源操作系统。ubuntu是来自南非一个富有哲理的词汇，其含义鼓励人们像一个社区一样在一起工作劳动。与它所基于的debian不同，ubuntu每6个月发布一个新版本。很多人认为ubuntu是初学者最容易使用的linux发行版本之一。ubuntu的特点如表3.9所示。
表3.9 ubuntu的特点
备注 好——支持armv7的硬件浮点
aptitude/dpkg
极好
根据canonical所说，ubuntu是世界上最受欢迎的linux发行版本。由于某些个人的努力，能够很好地支持beagles
由于它太受欢迎了，ubuntu有极好的软件仓库支持。ubuntu包管理器apt（advanced packing
tool），是一个极其简单易用的工具。安装一个新的软件包只需要在shell中输入sudo apt-get
install <package name>。更新系统的所有软件包也一件极其简单的事情，使用sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade更新本地仓库信息，然后安装可用更新。如果不确定软件包的名称，或者认为一个工具可能被包含在另一个软件包里，可以通过执行apt-cache search <package or utility name>来找到正确的软件包名。还有图形化或基于文本的前端界面让软件包管理更容易。
虽然linux系统有许多图形窗口化的桌面环境，但多年来两个被广泛使用的、最主要的桌面环境是gnome和kde。两个桌面环境都有着自己的追随者。canonical还开发了它们自己的名为unity的图形化窗口的桌面环境。毫无意外地，一些kde和gnome的“信徒”并不喜欢unity。kubuntu提供给喜欢kde并想使用ubuntu的用户（http://kubuntu.org）。本书就是在运行libreoffice和其他一些开源工具的kubuntu系统上完成的。ubuntu gnome则是为那些喜欢gnome桌面环境的用户（http://ubuntugnome.org）准备的。
unity、kde和gnome对于beagle那有限的ram来说都有点太大了。beagles和低性能桌面电脑通常会使用一个轻量级的窗口系统。当一个轻量级桌面环境被用于一个桌面电脑时，这个发行版本名字是有变化的。如xubuntu 是一个使用xfce桌面环境的ubuntu版本。当在基于arm架构的硬件系统上运行它的时候，我们会说硬件上跑的是ubuntu系统，即使使用的不是unity桌面环境。
在beagles上运行ubuntu有多种选择。可以选择主版本、这个版本的变体和某个特定的内核。由于ubuntu和内核最近的变化，这些选择比初听起来的要麻烦。新的设备，例如beaglebone black只支持较新版本的ubuntu和kernel，这些版本与从前的有些不兼容。在我们讨论完一个优秀的渗透测试linux发行版的必备要素之后，再深入讨论这个问题。
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