3.1.2 基于Linux方案的选择
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
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——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
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
极好——所有的东西都是定制化编译
Portage
好——桌面版本更好
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
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 优秀——基于Gentoo
Portage
好
好
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
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 一般
无
无
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
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 未知
无
无
无
差——项目才刚起步
没有标准工具
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
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 一般
Red Hat 包管理器（RPM）
未知
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
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 一般
dpkg——Debian包管理器
好
差——桌面版本更好
非常好配置
标准工具
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
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——支持ARMv7的硬件浮点
Aptitude/dpkg
非常好
非常好
极好
标准工具
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。