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用CentOS 7打造合适的科研环境

时间:2015-02-26 00:11来源:linux.it.net.cn 作者:IT
CentOS 7搭建地震学科研环境的过程,供我个人在未来重装系统时参考。对于其他地震学科研人员,也许有借鉴意义。

阅读须知:

1.不推荐刚接触Linux的人使用CentOS发行版;
2.本文尽量写的浅显易懂,但要求读者掌握Linux基础知识;
3.本文所有操作均在CentOS 7下完成,其他发行版或多或少与CentOS 7不同,因而仅供参考;
4.本文所安装的软件纯粹出于个人习惯及喜好,读者应自己判断,按需安装;
安装CentOS
CentOS 7的安装与其他Linux发行版的安装差不多,个别地方稍有不同。

准备工作
1.准备材料
◦U盘:容量700M以上,用于制作U盘启动盘,因为在制作启动盘时会格式化U盘,所以U盘内不要包含重要资料
◦CentOS 7.0 LiveCD ISO镜像文件
◦Universal USB installer:Windows下的U盘启动盘制作工具
◦一个已安装Windows的电脑:用于制作U盘启动盘
2.运行Universal USB installer并制作U盘启动盘
3.将U盘插入计算机,重启,进入BIOS选择从U盘启动,即可进入CentOS的LiveCD
4.进入LiveCD后,点击桌面的“Install to Hard Drive”即可安装
注:

1.Linux下可以通过dd命令制作启动盘,但由于对原理不够了解,偶尔会导致制作失败,或制作成功后U盘容量有问题,还是用Windows下的Universal USB installer比较靠谱。
安装过程
1.选择安装过程中使用的语言:用默认的英文即可
2.选择区域和城市:Asia和Shanghai
3.键盘使用English(US)而不是English(UK)
4.Hostname随便改,我用saturn.geolab
5.安装的目的地,选择要使用的硬盘,在“Other Storage Options”处选择“I will configure partioning”,即手动分区
分区
CentOS 7的分区似乎比较特别,自认为经验很丰富的我在第一次安装CentOS7时还是在分区上耽误了很多时间。后来找到比较合适的分区方法,如下:

•点击“Click here to create them automatically”,即让安装程序帮忙分区
•默认的分区方案是使用LVM,其好处在于“当机器有多块硬盘时,在使用的时候看上去只有一块”
•默认的文件系统为XFS而不是以前常用的EXT4;
•自动分区完成后,再根据自己的需求,手动修改分区细节
◦/boot:CentOS自动分配,一定不要乱改;
◦/:根目录,理论上15G就够了,不过现在硬盘不值钱,多分一些以防万一;
◦swap:与物理内存大小一致即可
◦/opt:个人习惯是将第三方软件都安装在/opt下,所以分了70G
◦/home:余下的全部空间
•点击“Begin to Install”开始安装
真正的安装
1.设置root密码
2.创建一般用户
3.等待安装完成
4.安装完成,重启
5.重启后,同意License即可
对系统的若干修改
若干原则
为了搭建一个稳定的系统,尽量避免因为各种瞎折腾而导致的系统问题,特订立了一些软件安装的原则。具体参见《CentOS 7下的软件安装方法与策略》。

给一般账号root权限
默认情况下,一般账号是没有root权限的。为什么不直接用root账号,而是要给一般账号root权限呢?

•日常工作中使用root账号,是非常糟糕且危险的习惯!无论是服务器还是个人电脑都是如此。
•安装软件时需要root权限,只能su切换到root账户再安装。对于习惯使用sudo的人来说,还是有些麻烦。
假设账户名为seisman,要授予他root权限,则要修改配置文件/etc/sudoers

$ su
# echo 'seisman ALL=(ALL) ALL' >> /etc/sudoers # 向配置文件中加入语句
# tail -1 /etc/sudoers  # 检查一下是否正确
seisman ALL=(ALL) ALL
其中seisman为当前用户名。

添加第三方源
CentOS有很多第三方源,比如EPEL、ATrpms、ELRepo、Nux Dextop、RepoForge等。根据上面提到的软件安装原则,为了尽可能保证系统的稳定性,此处大型第三方源只添加EPEL源和ELRepo源。

EPEL
EPEL即Extra Packages for Enterprise Linux,为CentOS提供了额外的10000多个软件包,而且在不替换系统组件方面下了很多功夫,因而可以放心使用。

1 sudo yum install epel-release


执行完该命令后,在/etc/yum.repo.d目录下会多一个epel.repo文件。

ELRepo
ELRepo包含了一些硬件相关的驱动程序,比如显卡、声卡驱动。

sudo rpm --import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org
sudo rpm -Uvh http://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-2.el7.elrepo.noarch.rpm
完成该命令后,在/etc/yum.repo.d目录下会多一个elrepo.repo文件。

安装yum-axelget
yum-axelget是EPEL提供的一个yum插件。使用该插件后用yum安装软件时可以并行下载,大大提高了软件的下载速度,减少了下载的等待时间:

sudo yum install yum-axelget
安装该插件的同时会安装另一个软件axel。axel是一个并行下载工具,在下载http、ftp等简单协议的文件时非常好用。

第一次全面更新
在进一步操作之前,先把已经安装的软件包都升级到最新版:

sudo yum update
要更新的软件包有些多,可能需要一段时间。不过有了yum-axelget插件,速度已经快了很多啦。

重启
此处建议重启。

删除多余的kernel
在前面的yum update执行之后,可能会将kernel也一起更新,则在启动CentOS时启动项中会有很多项。

确认当前使用的kernel版本号:

$ uname -r
3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
查找当前系统安装的所有kernel:

$ rpm -qa | grep kernel
kernel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64
kernel-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
kernel-devel-3.10.0-123.9.2.el7.x86_64
kernel-tools-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
kernel-headers-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
kernel-3.10.0-123.9.2.el7.x86_64
kernel-tools-libs-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
kernel-devel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64
kernel-devel-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
可以看出有三个版本的kernel,123.8.1、123.9.2和123.9.3。除了最新的kernel外,建议多保留一个旧kernel,以免新kernel出现问题时可以通过旧kernel进入系统。因而此处删除123.8.1版本的kernel:

sudo yum remove kernel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64
sudo yum remove kernel-devel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64
基础开发环境
GCC系列
sudo yum install gcc                     # C编译器
sudo yum install gcc-c++                 # C++编译器
sudo yum install gcc-gfortran            # Fortran编译器
sudo yum install compat-gcc-44           # 兼容gcc 4.4
sudo yum install compat-gcc-44-c++       # 兼容gcc-c++ 4.4
sudo yum install compat-gcc-44-gfortran  # 兼容gcc-fortran 4.4
sudo yum install compat-libf2c-34        # g77 3.4.x兼容库
软件开发辅助工具
sudo yum install make
sudo yum install gdb     # 代码调试器
sudo yum install cmake   # Cmake
sudo yum install git     # 版本控制
驱动程序
显卡驱动
Linux默认只使用开源的显卡驱动,就目前的情况来看,开源驱动的效果还是不错的,但跟官方的闭源驱动相比还是有一定差距。最明显的区别是,在使用SAC的ppk功能放大波形时,使用开源驱动会出现延迟,而使用官方闭源则整个过程非常顺畅。

安装显卡检测程序:

sudo yum install nvidia-detect
检测显卡型号以及对应的驱动:

$ nvidia-detect
Probing for supported NVIDIA devices...
[10de:06dd] NVIDIA Corporation GF100GL [Quadro 4000]
This device requires the current 340.58 NVIDIA driver kmod-nvidia
此处提示需要安装340.58版的显卡驱动。安装显卡驱动:

sudo yum install nvidia-x11-drv nvidia-x11-drv-32bit
sudo yum remove xorg-x11-glamor
重启。

NTFS驱动
CentOS下默认无法挂载NTFS格式的硬盘。需安装nfts-3g即可实现即插即用:

sudo yum install ntfs-3g
进阶开发环境
Java环境
Java的一大特色在于跨平台,只有安装了Java运行环境,即可运行Java程序:

sudo yum install java                        # java运行环境
Clang系列
Clang可以认为是GCC的替代品,可以用于编译C、C++、Objective-C和Objective-C++。其提供了更友好的报错信息,在有些方面比GCC更友好,同时其提供了一个代码静态分析器,可以用于分析代码中可能出现的bug和内存溢出问题。

sudo yum install clang             # clang编译器
sudo yum install clang-analyzer    # clang静态分析器
Intel系列
Intel的大部分软件都是非开源且收费的,但同时部分软件也提供了Linux下的非商业免费版。比如icc、ifort、mkl数学库以及代码性能分析工具等。

Intel软件的申请以及安装参考《Intel非商业免费开发工具》。

还有一点需要注意的是,Intel也提供了并行相关的几个命令,比如mpicc、mpirun。所以openmpi、mpich和intel三者,在并行时只能用其中一个。

并行计算
并行可以用openmpi,也可以用mpich,二者应该是并列的。但是由于二者提供了几乎一样的命令,所以二者可以同时安装,但是不可以同时处于使用状态。

openmpi
安装openmpi:

sudo yum install openmpi openmpi-devel
安装后,二进制文件位于/usr/lib64/openmpi/bin下,动态库文件位于/usr/lib64/openmpi/lib下,因而实际使用的话还需要额外的配置,在.bashrc中加入如下语句:

export PATH=/usr/lib64/openmpi/bin/:${PATH}
module load mpi/openmpi-x86_64
mpich
安装mpich:

sudo yum install mpich mpich-devel
安装后,二进制文件位于/usr/lib64/mpich/bin下,动态库文件位于/usr/lib64/mpich/lib下,因而实际使用的话还需要额外的配置,在.bashrc中加入如下语句:

export PATH=/usr/lib64/mpich/bin/:${PATH}
module load mpi/mpich-x86_64
脚本语言环境
Perl
CentOS 7.0自带了Perl 5.16.3(2013年03月11日发布),目前的最新版本为5.20.1(2014年09月14日发布)。

系统自带Perl
系统自带Perl,就目前来看,版本不算老,基本够用。官方源和EPEL源中提供了1000多个模块,可以直接用yum安装:

sudo yum install perl-Parallel-ForkManager  # 并行模块
若源中没有已打包好的模块,也可以使用perl自带的cpan来安装模块。

优先级:yum > cpan。

plenv管理新版本
若需要使用最新版本的perl,可以使用plenv安装新版本的perl,并使用plenv提供的cpanm命令安装模块:

cpanm install Parallel::ForkManager # 并行模块
Python
CentOS 7.0自带Python 2.7.5,目前Python 2的最新版本为2.7.8,Python 3的最新版本为3.4.2。

系统自带Python
系统自带的Python 2.7.5,基本已经够用,Python 2常用的模块在官方源或EPEL源中也有有编译好的包,因而直接通过yum安装即可:

sudo yum install python-matplotlib  # 2D绘图库
sudo yum install PyQt4  # Qt4的Python绑定
sudo yum install numpy  # 数组操作库
sudo yum install scipy  # 科学计算库
sudo yum install python-requests  # 网页请求
sudo yum install python-docopt  # 命令行参数分析器
sudo yum install gdal-python    # gdal的Python绑定
pyenv管理Python3
Python2与Python3之间是不完全兼容的,而我以Python3为主,所以需要安装一个Python3。

首先,安装pyenv来管理多个Python版本,然后利用pyenv安装anaconda3(即Python 3.4)。anaconda自带了众多科学计算所需的包,免去了安装的麻烦,对于其他包,则可以利用Python自带的pip安装:

pip install requests
pip install docopt
日常软件
Office套件
LibreOffice
大多数Linux发行版都自带LibreOffice:

sudo yum install libreoffice
LibreOffice与Microsoft Office的兼容性不太好,操作界面与MS Office也有较大差异,让人不太习惯。

WPS Office
若在Linux下对于文档处理有更高一些的要求,可以尝试目前还处于测试版的WPS Office for Linux。WPS Office的兼容性以及界面都比LibreOffice要好很多,值得期待,当然还是不能做到完全兼容MS Office。

安装过程参考CentOS下安装WPS Office一文。

TeXLive 2014
系统是自带了TeXLive,版本较老,还是安装最新版比较好。

根据Linux下安装TeXLive一文,从ISO文件中安装TeXLive。

安装完成后,更新所有模块:

tlmgr update --all
Mendeley
Mendeley是一个跨平台的文献管理软件,其内部自带了一个可以添加注释的PDF阅读器。

下载Generic Linux (64 bits) :http://www.mendeley.com/download-mendeley-desktop

安装:

tar -xvf mendeleydesktop-1.12.3-linux-x86_64.tar.bz2  # 解压
sudo mv mendeleydesktop /opt  # 复制到/opt下
cd /opt/mendeleydesktop/bin   # cd进去
./install-mendeley-link-handler.sh /opt/mendeleydesktop/bin/mendeleydesktop
sudo yum install qtwebkit  # 安装依赖包
注销重新登陆,在Application->Education下即可看到mendeley的相关项目。不过是没有软件的图标的,强迫症不能忍,用下面的命令解决:

cp /opt/mendeleydesktop/share/icons/hicolor/128x128/apps/mendeleydesktop.png ~/.local/share/icons/
Google Chrome浏览器
默认的浏览器是Firefox,还是更喜欢Chrome浏览器。

在/etc/yum.repo.d/目录下新建文件google-chrome.repo,向其中添加如下内容:

[google-chrome]
name=google-chrome
baseurl=http://dl.google.com/linux/chrome/rpm/stable/$basearch
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://dl-ssl.google.com/linux/linux_signing_key.pub
安装:

sudo yum install google-chrome-stable
由于某些大家都懂的原因,Google的官方源在国内可能无法正常访问,导致无法安装Chrome或者安装之后无法更新。某人自己托管了一份源镜像,解决了此问题,google-chrome.repo的内容改为:

[google-chrome]
name=google-chrome
#baseurl=http://dl.google.com/linux/chrome/rpm/stable/$basearch
#gpgkey=https://dl-ssl.google.com/linux/linux_signing_key.pub
mirrorlist=http://1dot75cm.tk/mirrorlist
gpgkey=http://1dot75cm.tk/src/linux_signing_key.pub
gpgcheck=1
enabled=1
Opera浏览器
也可以选择Opera浏览器。

下载地址:http://www.opera.com/download/guide/?os=linux

选择CentOS RPM package进行下载。下载完成后,执行:

sudo yum localinstall opera-12.16-1860.x86_64.rpm
想要卸载的话,就执行:

sudo yum remove opera
Flash插件
Flash插件主要是看在线视频的时候要用。Google浏览器自带了Flash插件,所以这里安装的flash插件主要是为了firefox。

sudo rpm -ivh http://linuxdownload.adobe.com/adobe-release/adobe-release-x86_64-1.0-1.noarch.rpm
sudo rpm --import /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-adobe-linux
sudo yum install flash-plugin
解压软件
解压7z或zip格式需要p7zip,由EPEL提供:

sudo yum install p7zip
解压rar格式需要unrar,该软件由Nux Dextop提供,但该源与EPEL源有冲突,所以直接下载该rpm进行安装:

sudo yum localinstall http://li.nux.ro/download/nux/dextop/el7/x86_64/unrar-5.0.12-2.el7.nux.x86_64.rpm
效率类软件
这一类工具能够在不同方面提高科研的效率,也提高了使用者的体验。

终端模拟器
Gnome自带的终端模拟器是gnome-terminal。经常会需要开十几个终端,切换和管理起来比较麻烦。

terminator
terminator有很多功能,我只用到了终端分割的功能。Ctrl+Shift+O对终端水平分隔,Ctrl+Shift+E对终端垂直分隔,Alt+上下左右可以在各子终端中切换。

sudo yum localinstall http://li.nux.ro/download/nux/dextop/el7/x86_64/terminator-0.97-6.el7.nux.noarch.rpm
guake
有些时候需要临时执行一两个命令,但是又不想额外启动一个终端的情况下,guake是个不错的选择。

sudo yum localinstall http://li.nux.ro/download/nux/dextop/el7/x86_64/guake-0.4.4-11.el7.nux.x86_64.rpm
安装完成后,在Application->System Tools里找到guake Terminal即可启动。按下F12即可呼出guake,再次按下F12即可隐藏。也可在终端执行guake-prefs对gauke进行配置。

zsh与oh my zsh
Linux下有很多shell,比如最常见的bash,除此之外还有csh、ksh。zsh也是一个shell。

zsh的特点在于:

•语法基本完全兼容于bash,一般用户完全体会不到其区别
•zsh提供命令补全特性,比bash的补全要更好用
•可配置性强
完全不经配置的zsh已经很好用了,一般用户也没必要花时间研究配置。oh my zsh是一群人一起维护的一套zsh配置文件。直接用这个配置文件,稍稍了解一点会有更好的体验。

安装zsh:

sudo yum install zsh
安装oh my zsh:

curl -L http://install.ohmyz.sh | sh
上面的命令,做了如下几件事情:

•下载oh my zsh到~/.oh-my-zsh
•备份已有的zsh配置文件~/.zshrc,并复制新的.zshrc文件
•将当前用户的默认shell由bash改成zsh
第三步中,会报错如下:chsh: "/usr/bin/zsh" is not listed in /etc/shells.,需要手动修改默认shell:

chsh -s /bin/zsh
chsh命令修改的是login shell,因而需要退出当前用户并重新登陆,以后用户的默认shell就从bash变成了zsh,所有的配置都不用写到.bashrc而要写到.zshrc中。

在.zshrc中可以选择喜欢的主题,以及适当数量的插件。下面列出我在用的插件:

1.git

该插件为git的众多常用命令提供了更简单的别名,比如git status的别名是gst,大大简写了击键数。但该插件中git mergetool --no-prompt的别名是gmt,与GMT软件冲突,需要将该插件的目录git复制到custom/plugins下,然后删除其中的gmt别名;

2.命令补全插件: pip, pyenv

3.sudo:按两下ESC即可在当前命令前加上sudo

4.yum:为常见的yum命令提供别名

autojump
autojump是一个非常智能的目录快速切换的工具。简单演示如下:

$ pwd
/home/seisman
$ cd Desktop
$ cd /opt
$ cd /usr/local

# 用j命令迅速从/usr/local跳转到与des匹配的目录,这里只有Desktop可以匹配
$ j des
$ pwd
/home/seisman/Desktop
用法差不多就这样,具体看项目主页。

安装:

sudo yum install autojump
sudo yum install autojump-zsh
中文输入法
刚安装的系统可能是没有中文输入法的,源中带的中文输入法应该是ibus,使用效果一般。fcitx是更好的选择,基于fcitx框架的搜狗输入法或许是更更好的选择。

参考CentOS7安装搜狗输入法。

HostTool
科学上网几乎已经成为每个搞科研的人的必备技能。

科学上网的方式有很多,这里只说HostTool:https://hosts.huhamhire.com/

HostTool科学上网本质上就是用最新的host文件替代了系统自带的host文件。

下载解压后,进入目录,直接sudo python2 hoststool.py即可运行,具体的用法自己研究一下。

VirtualBox虚拟机
有时候可能需要在Windows下做一些操作,如果机器允许的话,可以安装VirtualBox虚拟机。

wget http://download.virtualbox.org/virtualbox/rpm/rhel/virtualbox.repo
sudo mv virtualbox.repo /etc/yum.repo.d/
sudo yum install VirtualBox-4.3
这样就可以在Linux下虚拟一个Windows啦,好开心。

等宽字体
编程要用等宽字体,这点是常识了。一款适合编程的等宽字体,至少要满足如下几个要求:

1.易于区分“1”、“i”和“l”
2.易于区分“0”、“o”和“O”
3.易于区分中文下的左引号和右引号
4.美观
目前选择的Source Code Pro。将解压后的字体文件放在~/.fonts目录下,并修改终端、gedit以及其他编辑器、IDE等的默认字体。

同步网盘
网盘根据功能大概可以分为两类:同步网盘和备份网盘。既然是同步网盘,Linux下的客户端必不可少。就目前已知的情况来看,CentOS下能使用的同步网盘只有两个:Dropbox和坚果云。

我主要用同步网盘将Linux机器上的PDF文献同步到iPad上。

Dropbox
又是一个被墙的工具,熟练掌握科学上网技巧的人可以使用,一般人还是不要用了。

wget https://www.dropbox.com/download?dl=packages/fedora/nautilus-dropbox-1.6.2-1.fedora.x86_64.rpm
sudo rpm -i nautilus-dropbox-1.6.2-1.fedora.x86_64.rpm
坚果云
国内的全平台同步网盘,不限空间,但限制每月上传流量1G,下载流量3G。

# 坚果云依赖于notify-python,该包位于Nux Dextop源中
sudo yum localinstall http://li.nux.ro/download/nux/dextop/el7/x86_64/notify-python-0.1.1-25.el7.nux.x86_64.rpm
# 下载
wget https://jianguoyun.com/static/exe/installer/fedora/nautilus_nutstore_amd64.rpm
sudo rpm -i nautilus_nutstore_amd64.rpm
工具软件
视频下载工具
you-get和youtube-dl <https://github.com/rg3/youtube-dl>是两个用于从视频网站上下载视频文件的工具。其中,后者支持的网站更多,但前者对国内的视频网站支持更好。

pip install you-get
pip install youtube-dl
PDF处理工具
cpdf是一个跨平台的PDF处理工具,可以完成常见的PDF合并、切割、加密解密、书签、水印等功能。

下载已编译好的二进制包,解压,并将与自己的平台对应的二进制文件复制到${HOME}/bin目录下即可使用。

其他工具
sudo yum install nfs-utils     # 挂载NFS文件系统所必须
sudo yum install xclip         # 终端的文本复制工具
sudo yum install ImageMagick   # 其中的import和convert命令很有用
sudo yum install dos2unix unix2dos
地球物理相关
1.SAC

参考《SAC参考手册》中的相关章节。

2.GMT

◦安装GMT4
◦安装GMT5
3.TauP:走时计算工具

4.rdseed:SEED转SAC的工具

5.win32tools:Hinet自定义的win32格式转SAC格式

6.pssac:用GMT绘制SAC文件

7.distaz:根据两点经纬度计算震中距和方位角

娱乐
sudo yum install 2048-cli   # 2048命令行版
未完成
Google Earth
理论上Google Earth应该可以跟Google Chrome用类似的方法来安装的,但是由于Google Earth的rpm包存在bug,导致无法通过上面的方法安装。

$ cd -
$ wget https://dl.google.com/dl/earth/client/current/google-earth-stable_current_x86_64.rpm
$ rpm2cpio google-earth-stable_current_x86_64.rpm | cpio -div
$ sudo cp -r opt/google/earth /opt/google/
$ sudo cp etc/cron.daily/google-earth /etc/cron.daily/
$ rm -rf usr opt etc
$ sudo ln -s /opt/google/earth/free/googleearth /usr/bin/google-earth
安装完成后,启动后奔溃。。

参考
1.ElRepo kmod-nvidia
2.PointDownload
修订历史
•2014-07-15:初稿;
•2014-09-05:EPEL已经发布正式版;修改了epel-release的下载链接;修订了import步骤的错误;
•2014-09-20:将小小输入法改为搜狗输入法;
•2014-11-20:使用zsh;
•2014-11-24:加入了VirtualBox虚拟机;
•2014-12-01:从ELRepo源中安装显卡驱动;
•2014-12-02:新增Opera浏览器和unrar;
•2014-12-27:新增pointdownload下载工具;google chrome采用非官方源镜像;
•2014-12-28:修订unrar的rpm文件链接;
•2015-01-03:新增同步网盘Dropbox和坚果云;删除pointdownload;
•2015-01-05:autojump直接从epel中安装;新增youtube-dl、you-get和2048-cli;
•2015-01-07:新增terminator和guake;
•2015-01-27:新增cpdf;
(责任编辑:IT)
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