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Linux Administration & CLI – Das Praxis-Handbuch¶

Linux ist das fundamentale Betriebssystem moderner Server-Infrastrukturen, Cloud-Plattformen, Container-Umgebungen und Entwickler-Workstations. Die Beherrschung der Linux-Kommandozeile (CLI), des Dateisystems, der Prozess- und Benutzerverwaltung, von systemd, Netzwerk-Tools, Shell-Skripten und Systemdiagnosen bildet das Rückgrat jeder erfolgreichen IT-Engineering-Arbeit.

Dieses Handbuch bietet eine strukturierte Übersicht über grundlegende Befehle, Textverarbeitung (grep, awk, sed), Rechteverwaltung, Disk- & LVM-Management, systemd, Netzwerkdiagnose und Shell-Scripting.

Der Filesystem Hierarchy Standard (FHS)¶

Unter Linux ist alles eine Datei ("Everything is a file"). Die Ordnerstruktur folgt einem festen Standard:

graph TD
    Root["/ Root Directory"] --> etc["/etc - Konfigurationsdateien"]
    Root --> var["/var - Logdateien & Variable Daten"]
    Root --> usr["/usr - Binaries & Bibliotheken"]
    Root --> home["/home - Benutzer-Heimatverzeichnisse"]
    Root --> dev["/dev - Gerätedateien Hardware"]
    Root --> proc["/proc - Virtuelles Prozess-Dateisystem"]
    Root --> sys["/sys - Virtuelles Kernel- & Hardware-System"]
    Root --> tmp["/tmp - Temporäre Dateien"]

Die wichtigsten Navigations-Befehle¶

Datei- & OrdnerverwaltungUmgebungsvariablen & Hilfe

# Navigation & Verzeichnisanzeige
pwd                        # Aktuelles Verzeichnis anzeigen
ls -la                     # Ausführliche Liste inkl. versteckter Dateien
cd /var/log                # Verzeichnis wechseln

# Erstellen & Löschen
mkdir -p projekt/src       # Verschachtelte Ordner erstellen
touch projekt/README.md    # Leere Datei anlegen / Zeitstempel aktualisieren
cp -r projekt/ projekt_bkp # Ordner rekursiv kopieren
mv projekt_bkp /tmp/       # Verschieben oder Umbenennen
rm -rf /tmp/projekt_bkp    # Rekursiv und erzwungen löschen

echo $PATH                 # Suchpfad für ausführbare Befehle
export MY_VAR="Wert"       # Umgebungs-Variable setzen
man systemctl              # Handbuch-Seite eines Befehls öffnen
which python3              # Pfad eines installierten Programms anzeigen

🔒 2. Rechteverwaltung, Links & Textverarbeitung¶

Dateirechte & Ownership (`chmod`, `chown`)¶

# Rechte im Detail: r (Read=4), w (Write=2), x (Execute=1)
# Beispiel: rwxr-xr-- (Owner: 7, Group: 5, Others: 4)
chmod 755 script.sh        # Owner: Full, Group/Others: Read+Execute
chmod +x script.sh         # Ausführrecht hinzufügen

# Eigentümer und Gruppe ändern
chown nginx:www-data /var/www/html -R

Soft Links (`symlink`) vs. Hard Links¶

Soft Link (ln -s target link): Ein Zeiger auf den Dateipfad. Funktioniert auch über Dateisystemgrenzen hinweg.
Hard Link (ln target link): Ein zweiter Inode-Eintrag, der direkt auf dieselben Datenblöcke auf der Festplatte zeigt.

Die Linux Textverarbeitungs-Pipeline (`pipe`)¶

graph LR
    Input["Input File / Log"] -->|"cat / tail"| Stream["stdout Stream"]
    Stream -->|grep 'ERROR'| Filter["Gefilterte Zeilen"]
    Filter -->|awk '{print $1, $4}'| Transform["Spalten-Extraktion"]
    Transform -->|"sort | uniq -c"| Count["Häufigkeits-Zählung"]

Praxisbeispiele Text-Tools

# grep: Nach Mustern suchen (case-insensitive & Zeilennummern)
grep -rnI "database_password" /etc/

# awk: Spaltenbasierte Extraktion (Zeige IP-Adresse aus Access-Logs)
awk '{print $1}' /var/log/nginx/access.log | sort | uniq -c | sort -nr | head -n 10

# sed: Suchen und Ersetzen in Dateien
sed -i 's/PORT=8080/PORT=9000/g' config.env

# tail & tee: Echtzeit-Logs verfolgen und gleichzeitig in Datei schreiben
journalctl -fu docker.service | tee /tmp/docker_debug.log

⚡ 3. Prozess- Management & Server-Review¶

Prozesskontrolle (`ps`, `top`, `kill`)¶

Jeder laufende Prozess besitzt eine eindeutige PID (Process ID):

# Prozesse finden und auflisten
ps aux | grep python3       # Alle laufenden Python-Prozesse anzeigen
htop                        # Interaktiver Prozess-Manager (CPU, RAM, Swap)
pgrep -l nginx              # PIDs eines bestimmten Prozesses finden

# Signale an Prozesse senden
kill -15 <PID>              # SIGTERM: Gefälliges Beenden (Sauberes Aufräumen)
kill -9 <PID>               # SIGKILL: Sofortiges hartes Beenden
pkill -f "node server.js"   # Alle Prozesse nach Namensmuster beenden

Server Review & Systemressourcen¶

uptime / w: Zeigt die Systemlaufzeit und die Load Average (1, 5, 15 Minuten) an.
free -h: Übersicht des belegten und freien Arbeitsspeichers (RAM & Swap).
df -h: Speicherauslastung aller gemounteten Dateisysteme.
du -sh /var/*: Speicherverbrauch einzelner Ordner ermitteln.

⚙️ 4. Service Management mit `systemd`¶

systemd ist das Standard-Init-System moderner Linux-Distributionen (Ubuntu, Debian, RHEL, Arch).

Erstellen eines benutzerdefinierten Systemd-Dienstes¶

Legen Sie eine Datei unter /etc/systemd/system/mein-dienst.service an:

[Unit]
Description=Mein Python Backend Service
After=network.target postgresql.service

[Service]
Type=simple
User=www-data
WorkingDirectory=/var/www/backend
ExecStart=/var/www/backend/.venv/bin/python main.py
Restart=always
RestartSec=5
Environment=PORT=8080

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Befehle zur Steuerung¶

sudo systemctl daemon-reload           # Neue Unit-Dateien einlesen
sudo systemctl enable --now mein-dienst # Dienst aktivieren & sofort starten
sudo systemctl status mein-dienst       # Status & letzte Logzeilen prüfen
sudo journalctl -u mein-dienst -f -n 100# Echtzeit-Logs verfolgen

💽 5. Speichermedien, Dateisysteme & LVM¶

LVM (Logical Volume Manager) Struktur¶

graph TD
    PV1["Physical Volume /dev/sda1"] --> VG["Volume Group: vg_data"]
    PV2["Physical Volume /dev/sdb1"] --> VG
    VG --> LV1["Logical Volume: lv_root"]
    VG --> LV2["Logical Volume: lv_var"]
    LV1 --> FS1["ext4 Dateisystem /"]
    LV2 --> FS2["xfs Dateisystem /var"]

Festplatten einbinden (`fdisk`, `mkfs`, `mount`)¶

# Partitionierung & Dateisystem erstellen
fdisk /dev/sdb             # Neue Partition anlegen
mkfs.ext4 /dev/sdb1        # ext4 Dateisystem formatieren

# Mounten und automatisieren via /etc/fstab
mkdir -p /mnt/data
mount /dev/sdb1 /mnt/data

# /etc/fstab Eintrag für dauerhaften Reboot-Schutz:
# UUID=xxxx-xxxx-xxxx-xxxx  /mnt/data  ext4  defaults  0  2

🌐 6. Netzwerk, Firewall & SSH¶

Netzwerkdiagnose & Routing¶

ip addr / ip route: IP-Adressen und Schnittstellen bzw. Routing-Tabelle anzeigen.
ss -tulnp: Alle lauschenden Ports und dazugehörigen Prozesse anzeigen.
dig domain.com / nslookup: DNS-Auflösung überprüfen.
ping & traceroute: Erreichbarkeit und Paketlaufzeiten im Netzwerk prüfen.

SSH & Sichere Dateiübertragung¶

# SSH-Schlüsselpaar generieren & auf Server kopieren
ssh-keygen -t ed25519 -C "admin@unternehmen.de"
ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_ed25519.pub user@server-ip

# Dateien sicher synchronisieren via rsync
rsync -avz --progress /lokaler/ordner/ user@remote-server:/remote/ziel/

📜 7. Shell-Skripting (Bash Automation)¶

Ein sauberes Bash-Skript erfordert Fehlerbehandlung und Variablen-Validierung:

#!/bin/bash
set -euo pipefail # Stoppt bei Fehlern (e), ungesetzten Variablen (u) & Pipe-Fehlern (pipefail)

LOG_FILE="/var/log/backup.log"
BACKUP_DIR="/var/backups/db"

log() {
    echo "[$(date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S')] $1" | tee -a "$LOG_FILE"
}

log "Starte Datenbanksicherung..."
mkdir -p "$BACKUP_DIR"

if pg_dumpall -U postgres > "$BACKUP_DIR/db_backup_$(date +%F).sql"; then
    log "Backup erfolgreich abgeschlossen."
else
    log "FEHLER: Backup fehlgeschlagen!" >&2
    exit 1
fi

🔗 8. Verwandte Themen & Weiterführende Links¶