附录A4｜练习清单：10个真实场景迷你任务

大家好，我是小林。

学完Linux命令后，你可能会问："这些命令我都懂了，但怎么在实际工作中运用呢？"这个问题问得很好！就像学游泳一样，看再多的教程也不如下水练习。

这份练习清单设计了10个真实的工作场景，每个场景都是一个迷你项目。通过完成这些任务，你将真正掌握Linux命令的实战技能。每个任务都模拟了实际工作中可能遇到的情况，让你在练习中建立信心。

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任务清单概览

任务编号	任务名称	涉及章节	预计时间	难度
01	项目文件整理与权限设置	第3-4章	15分钟	⭐⭐
02	Web服务器日志分析	第5、7章	20分钟	⭐⭐⭐
03	系统资源监控报告	第9章	15分钟	⭐⭐
04	批量文件重命名与整理	第3、7章	25分钟	⭐⭐⭐
05	网络连接诊断与排查	第10章	20分钟	⭐⭐⭐
06	用户权限管理与配置	第4章	20分钟	⭐⭐⭐
07	数据备份与压缩打包	第3章	15分钟	⭐⭐
08	进程管理与服务控制	第8章	20分钟	⭐⭐⭐
09	配置文件批量修改	第5、7章	25分钟	⭐⭐⭐⭐
10	系统安全审计脚本	第4、9章	30分钟	⭐⭐⭐⭐

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任务01：项目文件整理与权限设置

场景描述：你刚接手一个混乱的项目目录，需要整理文件结构并设置合适的权限。

任务要求：

1. 在家目录创建 project_cleanup 目录
2. 创建以下文件结构：
   • src/ 目录：包含3个 .py 文件
   • config/ 目录：包含1个配置文件
   • logs/ 目录：空目录
   • README.md 文件
3. 设置正确的权限：
   • 所有 .py 文件：755权限
   • 配置文件：600权限
   • 目录：755权限
   • README文件：644权限

验证命令：

# 检查目录结构
$ find project_cleanup -type f | sort
# 检查权限
$ find project_cleanup -name "*.py" -exec ls -la {} \;
$ find project_cleanup -name "config*" -exec ls -la {} \;

学习目标：

• 熟练使用 mkdir 创建目录结构
• 掌握 touch 创建文件
• 熟练使用 chmod 设置不同类型文件的权限
• 学会用 find 命令验证结果

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任务02：Web服务器日志分析

场景描述：你需要分析Web服务器的访问日志，找出最热门的页面和异常访问。

准备数据：

# 创建模拟日志文件
$ cat > access.log << 'EOF'
192.168.1.100 - - [02/Sep/2025:10:30:15 +0800] "GET /index.html HTTP/1.1" 200 1024
192.168.1.101 - - [02/Sep/2025:10:31:20 +0800] "GET /about.html HTTP/1.1" 200 2048
192.168.1.102 - - [02/Sep/2025:10:32:25 +0800] "GET /admin/login.php HTTP/1.1" 403 512
192.168.1.100 - - [02/Sep/2025:10:33:30 +0800] "GET /index.html HTTP/1.1" 200 1024
192.168.1.103 - - [02/Sep/2025:10:34:35 +0800] "GET /products.html HTTP/1.1" 200 3072
192.168.1.101 - - [02/Sep/2025:10:35:40 +0800] "GET /contact.html HTTP/1.1" 200 1536
EOF

任务要求：

1. 统计每个页面的访问次数
2. 找出所有403错误的访问
3. 计算总访问量
4. 找出访问最频繁的IP地址

参考命令：

# 统计页面访问次数
$ awk '{print $7}' access.log | sort | uniq -c | sort -nr

# 找出403错误
$ grep " 403 " access.log

# 计算总访问量
$ wc -l access.log

# 找出最频繁的IP
$ awk '{print $1}' access.log | sort | uniq -c | sort -nr | head -1

学习目标：

• 掌握 grep 过滤日志内容
• 学会用 awk 提取特定字段
• 熟练使用 sort 和 uniq 进行统计
• 理解管道命令的组合使用

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任务03：系统资源监控报告

场景描述：你需要生成一个系统资源使用情况的报告，帮助管理员了解系统状态。

任务要求：

1. 检查磁盘使用情况，找出使用率超过80%的分区
2. 查看内存使用情况
3. 检查CPU负载
4. 找出占用内存最多的前5个进程
5. 将所有信息保存到 system_report.txt 文件

参考命令：

# 创建系统报告
$ {
    echo "=== 系统资源监控报告 ==="
    echo "生成时间：$(date)"
    echo ""
    echo "=== 磁盘使用情况 ==="
    df -h | awk '$5+0 > 80 {print $0}'
    echo ""
    echo "=== 内存使用情况 ==="
    free -h
    echo ""
    echo "=== CPU负载 ==="
    uptime
    echo ""
    echo "=== 内存占用最多的进程 ==="
    ps aux --sort=-%mem | head -6
} > system_report.txt

验证命令：

$ cat system_report.txt

学习目标：

• 掌握 df 查看磁盘使用情况
• 学会用 free 查看内存状态
• 理解 uptime 的输出含义
• 熟练使用 ps 查看进程信息
• 学会使用重定向和命令组

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任务04：批量文件重命名与整理

场景描述：你有一个包含大量照片的文件夹，需要按照日期重新组织。

准备数据：

# 创建模拟照片文件
$ mkdir photos
$ cd photos
$ touch IMG_20240901_001.jpg IMG_20240901_002.jpg IMG_20240902_001.jpg
$ touch IMG_20240903_001.jpg IMG_20240903_002.jpg IMG_20240903_003.jpg
$ touch vacation_beach.jpg vacation_mountain.jpg family_dinner.jpg

任务要求：

1. 按日期创建子目录：2024-09-01、2024-09-02、2024-09-03
2. 将 IMG_* 文件移动到对应的日期目录
3. 将其他照片移动到 misc 目录
4. 重命名所有文件，添加序号前缀

参考脚本：

#!/bin/bash
# 照片整理脚本

# 创建日期目录
for date in 2024-09-01 2024-09-02 2024-09-03; do
    mkdir -p "$date"
done

# 移动IMG文件到对应目录
for file in IMG_*.jpg; do
    if [[ $file =~ IMG_([0-9]{4})([0-9]{2})([0-9]{2})_ ]]; then
        year=${BASH_REMATCH[1]}
        month=${BASH_REMATCH[2]}
        day=${BASH_REMATCH[3]}
        dest_dir="$year-$month-$day"
        mv "$file" "$dest_dir/"
    fi
done

# 创建misc目录并移动其他文件
mkdir -p misc
mv *.jpg misc/ 2>/dev/null || true

# 添加序号前缀
cd misc
count=1
for file in *.jpg; do
    mv "$file" "$(printf "%03d_%s" $count "$file")"
    ((count++))
done

学习目标：

• 掌握文件批量操作技巧
• 学会使用正则表达式处理文件名
• 理解循环和条件判断在脚本中的应用
• 熟练使用 mv 命令整理文件

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任务05：网络连接诊断与排查

场景描述：用户报告无法访问某个网站，你需要诊断网络问题。

任务要求：

1. 检查网络连接状态
2. 测试DNS解析
3. 追踪路由路径
4. 检查端口连通性
5. 生成诊断报告

参考命令：

# 网络诊断脚本
$ cat > network_diag.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
TARGET="google.com"

echo "=== 网络诊断报告 ==="
echo "目标：$TARGET"
echo "检测时间：$(date)"
echo ""

# 检查网络接口
echo "=== 网络接口状态 ==="
ip addr show | grep -E "inet|UP"
echo ""

# 测试DNS解析
echo "=== DNS解析测试 ==="
nslookup $TARGET
echo ""

# 测试连通性
echo "=== 连通性测试 ==="
ping -c 4 $TARGET
echo ""

# 追踪路由
echo "=== 路由追踪 ==="
traceroute $TARGET
echo ""

# 检查端口
echo "=== 端口检查 ==="
nc -zv $TARGET 80 2>&1 | head -3
EOF

$ chmod +x network_diag.sh
$ ./network_diag.sh

学习目标：

• 掌握基本网络诊断命令
• 学会使用 ping 测试连通性
• 理解 traceroute 的路由追踪
• 学会用 nslookup 检查DNS解析

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任务06：用户权限管理与配置

场景描述：你需要为新入职的开发者配置系统权限，确保他们能够正常工作。

任务要求：

1. 创建新用户 developer1
2. 创建开发组 devteam
3. 将用户添加到开发组和其他必要组（docker, sudo）
4. 创建共享开发目录 /opt/projects
5. 设置合适的权限和SGID位

参考命令：

#!/bin/bash
# 开发者环境配置脚本

USERNAME="developer1"
GROUP="devteam"
PROJECT_DIR="/opt/projects"

# 创建用户和组
sudo useradd -m -s /bin/bash $USERNAME
sudo groupadd $GROUP

# 设置密码
echo "请为用户 $USERNAME 设置密码："
sudo passwd $USERNAME

# 添加用户到组
sudo usermod -aG $GROUP $USERNAME
sudo usermod -aG docker $USERNAME
sudo usermod -aG sudo $USERNAME

# 创建项目目录
sudo mkdir -p $PROJECT_DIR
sudo chown root:$GROUP $PROJECT_DIR
sudo chmod 775 $PROJECT_DIR
sudo chmod g+s $PROJECT_DIR

# 验证设置
echo "=== 用户信息 ==="
id $USERNAME
echo ""
echo "=== 目录权限 ==="
ls -ld $PROJECT_DIR

学习目标：

• 掌握用户和组管理命令
• 理解权限和所有权设置
• 学会配置SGID位
• 了解开发环境的权限配置

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任务07：数据备份与压缩打包

场景描述：你需要定期备份重要的项目数据，创建增量备份和完整备份。

任务要求：

1. 创建备份目录结构
2. 备份 /etc 目录（完整备份）
3. 备份用户主目录（排除缓存文件）
4. 创建压缩包并添加时间戳
5. 验证备份完整性

参考脚本：

#!/bin/bash
# 备份脚本

BACKUP_DIR="/backup/$(date +%Y%m%d)"
mkdir -p $BACKUP_DIR

# 完整备份 /etc 目录
echo "备份 /etc 目录..."
sudo tar -czf $BACKUP_DIR/etc_backup_$(date +%H%M).tar.gz /etc

# 备份用户主目录（排除缓存）
echo "备份用户目录..."
tar -czf $BACKUP_DIR/home_backup_$(date +%H%M).tar.gz \
    --exclude=.cache \
    --exclude=.local/share/Trash \
    /home/$USER

# 创建备份清单
echo "创建备份清单..."
cat > $BACKUP_DIR/backup_manifest.txt << EOF
备份时间：$(date)
备份内容：
- etc_backup_*.tar.gz: 系统配置文件完整备份
- home_backup_*.tar.gz: 用户主目录备份（排除缓存）
EOF

# 验证备份
echo "验证备份完整性..."
for file in $BACKUP_DIR/*.tar.gz; do
    echo "检查 $file"
    tar -tzf $file > /dev/null 2>&1
    if [ $? -eq 0 ]; then
        echo "✓ 备份完整"
    else
        echo "✗ 备份损坏"
    fi
done

echo "备份完成：$BACKUP_DIR"

学习目标：

• 掌握 tar 命令的各种选项
• 学会创建压缩包和排除文件
• 理解备份策略和验证方法
• 熟练使用时间戳和变量

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任务08：进程管理与服务控制

场景描述：系统运行缓慢，你需要找出占用资源过多的进程并管理系统服务。

任务要求：

1. 找出占用CPU最多的前5个进程
2. 找出占用内存最多的前5个进程
3. 检查系统服务状态
4. 重启指定的系统服务
5. 生成进程监控报告

参考命令：

#!/bin/bash
# 进程监控脚本

REPORT_FILE="process_report_$(date +%Y%m%d_%H%M).txt"

{
    echo "=== 进程监控报告 ==="
    echo "生成时间：$(date)"
    echo ""

    # CPU占用最多的进程
    echo "=== CPU占用最多的进程 ==="
    ps aux --sort=-%cpu | head -6
    echo ""

    # 内存占用最多的进程
    echo "=== 内存占用最多的进程 ==="
    ps aux --sort=-%mem | head -6
    echo ""

    # 系统服务状态
    echo "=== 系统服务状态 ==="
    systemctl list-units --type=service --state=running | head -10
    echo ""

    # 检查特定服务
    echo "=== 关键服务状态 ==="
    for service in sshd nginx apache2; do
        if systemctl is-active --quiet $service; then
            echo "✓ $service 运行中"
        else
            echo "✗ $service 已停止"
        fi
    done
    echo ""

    # 系统负载
    echo "=== 系统负载 ==="
    uptime
    echo ""

    # 建议操作
    echo "=== 建议操作 ==="
    echo "1. 检查CPU占用过高的进程是否正常"
    echo "2. 监控内存使用趋势"
    echo "3. 确保关键服务正常运行"

} > $REPORT_FILE

echo "监控报告已生成：$REPORT_FILE"

学习目标：

• 掌握 ps 命令的各种用法
• 学会使用 systemctl 管理服务
• 理解系统负载和进程监控
• 学会生成和管理监控报告

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任务09：配置文件批量修改

场景描述：服务器迁移后，需要批量修改配置文件中的IP地址和路径。

准备数据：

# 创建模拟配置文件
$ mkdir config_backup
$ cat > app.conf << 'EOF
# 应用配置文件
server_ip = 192.168.1.100
database_host = 192.168.1.100
log_path = /var/log/app/
temp_dir = /tmp/app/
max_connections = 100
EOF

$ cat > database.conf << 'EOF
# 数据库配置文件
host = 192.168.1.100
port = 3306
data_dir = /var/lib/mysql/
log_file = /var/log/mysql/mysql.log
EOF

任务要求：

1. 备份所有配置文件
2. 将所有 192.168.1.100 替换为 10.0.0.100
3. 将所有 /var/log 路径改为 /opt/logs
4. 验证修改结果
5. 生成修改报告

参考脚本：

#!/bin/bash
# 配置文件批量修改脚本

OLD_IP="192.168.1.100"
NEW_IP="10.0.0.100"
OLD_LOG_PATH="/var/log"
NEW_LOG_PATH="/opt/logs"
BACKUP_DIR="config_backup_$(date +%Y%m%d)"

# 创建备份目录
mkdir -p $BACKUP_DIR

echo "=== 配置文件修改报告 ==="
echo "修改时间：$(date)"
echo ""

# 处理所有.conf文件
for config_file in *.conf; do
    if [ -f "$config_file" ]; then
        echo "处理文件：$config_file"
        
        # 备份原文件
        cp "$config_file" "$BACKUP_DIR/"
        
        # 显示修改前的内容
        echo "修改前IP地址："
        grep -n "$OLD_IP" "$config_file" || echo "未找到"
        
        # 执行替换
        sed -i "s/$OLD_IP/$NEW_IP/g" "$config_file"
        sed -i "s|$OLD_LOG_PATH|$NEW_LOG_PATH|g" "$config_file"
        
        # 显示修改后的内容
        echo "修改后IP地址："
        grep -n "$NEW_IP" "$config_file" || echo "未找到"
        
        echo "---"
    fi
done

# 生成汇总报告
echo "=== 修改汇总 ==="
echo "处理的配置文件："
ls -la *.conf 2>/dev/null || echo "无.conf文件"
echo ""
echo "备份位置：$BACKUP_DIR"
echo ""
echo "修改内容："
echo "- IP地址：$OLD_IP → $NEW_IP"
echo "- 日志路径：$OLD_LOG_PATH → $NEW_LOG_PATH"

学习目标：

• 掌握 sed 批量替换文本
• 学会处理配置文件的备份和恢复
• 理解正则表达式在文件修改中的应用
• 学会生成修改报告和验证结果

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任务10：系统安全审计脚本

场景描述：作为系统管理员，你需要定期进行安全审计，检查系统的安全状况。

任务要求：

1. 检查具有sudo权限的用户
2. 找出所有UID为0的用户
3. 检查空密码用户
4. 检查重要文件权限
5. 检查开放的端口
6. 生成安全审计报告

参考脚本：

#!/bin/bash
# 系统安全审计脚本

REPORT_FILE="security_audit_$(date +%Y%m%d).txt"

{
    echo "=== 系统安全审计报告 ==="
    echo "审计时间：$(date)"
    echo "审计主机：$(hostname)"
    echo ""

    # 检查sudo用户
    echo "=== 具有sudo权限的用户 ==="
    grep -E "^sudo:" /etc/group | cut -d: -f4 | tr ',' '\n' | grep -v "^$"
    echo ""

    # 检查UID为0的用户
    echo "=== UID为0的用户 ==="
    awk -F: '$3 == 0 {print $1}' /etc/passwd
    echo ""

    # 检查空密码用户（需要root权限）
    echo "=== 空密码用户检查 ==="
    if [ "$EUID" -eq 0 ]; then
        awk -F: '($2 == "") {print $1}' /etc/shadow
    else
        echo "需要root权限执行此检查"
    fi
    echo ""

    # 检查重要文件权限
    echo "=== 重要文件权限检查 ==="
    important_files=("/etc/passwd" "/etc/shadow" "/etc/sudoers")
    for file in "${important_files[@]}"; do
        if [ -f "$file" ]; then
            perms=$(ls -la "$file" | awk '{print $1}')
            echo "$file: $perms"
        fi
    done
    echo ""

    # 检查开放端口
    echo "=== 开放端口 ==="
    ss -tuln | grep LISTEN
    echo ""

    # 检查最近登录
    echo "=== 最近登录用户 ==="
    last -n 10 | head -10
    echo ""

    # 安全建议
    echo "=== 安全建议 ==="
    echo "1. 定期检查用户权限和sudo访问"
    echo "2. 确保只有必要的用户具有管理员权限"
    echo "3. 监控异常登录活动"
    echo "4. 保持系统和软件包更新"
    echo "5. 定期审查开放端口和服务"

} > $REPORT_FILE

echo "安全审计报告已生成：$REPORT_FILE"
echo "请仔细检查报告中的安全风险"

学习目标：

• 掌握系统安全检查的基本方法
• 学会检查用户权限和文件权限
• 理解端口和服务监控
• 学会生成专业的安全审计报告

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练习建议

如何有效使用这些练习

1. 循序渐进：按顺序完成练习，每个练习都是在前一个基础上的提升
2. 理解原理：不要只是复制粘贴命令，要理解每个命令的作用
3. 实践验证：完成每个任务后，用不同的方法验证结果
4. 扩展思考：思考如何改进这些脚本，或者应用到其他场景

学习路径建议

初学者：

• 先完成任务01、03、07（基础文件操作）
• 然后尝试任务02、04（文本处理）
• 最后练习任务05、10（系统管理）

进阶用户：

• 重点练习任务06、08、09（系统配置）
• 挑战任务10（安全审计）
• 尝试优化和扩展示例脚本

常见问题解决

遇到错误时：

1. 仔细阅读错误信息
2. 检查命令语法和文件路径
3. 使用 man 命令查看帮助文档
4. 在测试环境中反复试验

提高效率：

1. 使用 history 查看命令历史
2. 创建常用命令的别名
3. 编写自己的函数库
4. 建立个人笔记和速查表

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进阶挑战

完成所有基础练习后，可以尝试以下进阶挑战：

1. 自动化运维：将这些练习组合成一个完整的系统管理脚本
2. 监控告警：创建实时监控系统，在异常情况发生时发送告警
3. 批量部署：编写脚本在多台服务器上批量执行配置
4. 性能优化：分析系统瓶颈并优化性能

记住，真正的技能来自于不断的练习和实际应用。这些练习为你提供了一个良好的起点，但真正的掌握需要在日常工作中不断实践和总结。

祝你练习愉快，成为Linux命令行高手！🚀