入门 Linux 的 30天自学计划番外: Shell 大作战

背景

书接上回 入门 Linux 的 30天自学计划，编写完第一版的 30 天自学计划之后，总觉得还不够，还不够有趣，学过习的大家都知道，肯教材，动手找文献总是无趣的，怎么能让学习的过程寓教于乐，轻松又持久呢？

答案的就是游戏。将学习、复习变成一个游戏，通过手脑并用的过程，加强记忆，相信我的学员能出色完成教学大纲的学习。

进度

借助 AI 的 神力，目前已经完成了部分游戏内容，在线体验地址点击 Shell Wizard

游戏策划

我：依据上面的全部内容，设计一个有趣的网页小游戏，帮助学习者首先记住这些命令，然后理解每一个命令的使用。

我举个例子，学习命令单调，但是学习参数，可能就会有不一样的体验。以 “-a” 参数为例，有哪些命令可以使用 "-a" 参数，差异是什么，可以通过互动让使用者补全命令。

接下来你开始策划

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太棒了！这是一个非常有创意和实际意义的想法。将学习融入到游戏中，特别是针对枯燥的命令记忆，效果会事半功倍。

我将为你设计一个名为 “Shell Wizard: Red Hat Edition” 的网页小游戏。这个游戏将包含多个模式，旨在帮助学习者在 Red Hat/CentOS/Rocky Linux 环境下，通过互动和实践，掌握核心的运维命令和参数。

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游戏名称：Shell Wizard: Red Hat Edition

游戏理念：

你是一个初出茅庐的“Shell 小巫师”，你的任务是掌握强大的 Linux 命令行魔法，成为一名合格的 Red Hat 系统管理员。通过一系列挑战和谜题，你将逐步解锁命令的奥秘。

游戏风格：

• 视觉： 模仿命令行界面 (CLI) 风格，深色背景，绿色/蓝色/白色等亮色字体。使用等宽字体，模拟终端输出。
• 音效： 简单的敲击键盘声、正确/错误提示音效。
• 氛围： 学习与挑战并存，强调动手实践。

游戏模块：

游戏将分为四个核心模块，每个模块针对不同的学习目标：

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模块一：命令速记挑战 (Command Recall Race)

• 目标： 快速记忆和输入常用命令。
• 玩法：
  1. 任务显示： 屏幕上方会显示一个具体、简短的运维任务描述（例如：“查看当前工作目录的完整路径。”，“更新系统所有软件包。”）。
  2. 计时输入： 下方有一个终端模拟的输入框，玩家需要在限定时间内（例如：10-15 秒）输入完成任务所需的命令。
  3. 即时反馈：
     • 正确： 屏幕显示 [正确！]，并简要解释命令的作用，然后进入下一题。
     • 错误： 屏幕显示 [错误！]，并给出正确命令和解释，然后进入下一题。
     • 超时： 屏幕显示 [超时！]，并给出正确命令和解释，然后进入下一题。
  4. 积分与进度： 每答对一题加分，答错或超时扣分。显示当前题数/总题数。
• Red Hat 命令示例：
  • ls (列出目录内容)
  • cd (切换目录)
  • pwd (显示当前路径)
  • mkdir (创建目录)
  • rm (删除文件)
  • cat (查看文件内容)
  • less (分页查看文件)
  • grep (搜索文本)
  • sudo dnf update (更新系统)
  • sudo dnf install httpd (安装软件包)
  • systemctl status sshd (查看服务状态)
  • ip addr (查看网络信息)
  • ping (测试网络连通性)
  • ssh (远程连接)
  • ps aux (查看所有进程)
  • top (实时监控进程)
  • df -h (查看磁盘空间)

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模块二：参数迷宫 (Parameter Puzzle)

• 目标： 深入理解命令参数的含义，以及同一参数在不同命令中的差异。

• 玩法：

  1. 参数提示： 屏幕中央显示一个命令参数（例如：-a）。
  2. 场景挑战： 接着下方会出现几个不同的场景描述，每个场景对应一个不完整的命令，玩家需要补全缺失的命令或选择正确的解释。
  3. 互动方式：
     • 填空题： 在 ___ -a ... 这样的结构中，填入正确的命令。
     • 选择题： 针对某个参数，提供多个解释选项，玩家选择正确项。
  4. 详细反馈： 无论对错，都会给出详细的解释，对比该参数在不同命令中的具体作用和潜在注意事项。

• Red Hat 命令及参数示例 (以 -a 为例):

  • 场景 1 (填空)：

    • 问题： "我需要列出当前目录下所有的文件，包括隐藏文件。我会使用哪个命令？请补全命令：___ -a"
    • 正确答案： ls
    • 解释： "ls -a：在 ls 命令中，-a (all) 参数用于显示所有文件和目录，包括以 . 开头的隐藏文件。这是最常用的 ls 参数之一。"

  • 场景 2 (填空)：

    • 问题： "我想将用户 john 添加到 developers 这个附加组。我会使用哪个命令？请补全命令：___ -aG developers john"
    • 正确答案： usermod
    • 解释： "usermod -aG：在 usermod 命令中，-a (append) 参数必须与 -G 参数一起使用，用于将用户追加到指定的附加组中，而不是覆盖原有的附加组。这在用户组管理中非常重要，避免误操作删除现有组。"

  • 场景 3 (填空)：

    • 问题： "我想查看所有已安装的 RPM 软件包列表。我会使用哪个 rpm 命令？请补全命令：rpm ___a"
    • 正确答案： -q (或 q)
    • 解释： "rpm -qa：在 rpm 命令中，-q (query) 表示查询，而 -a (all) 表示所有。组合起来 rpm -qa 用于查询系统上所有已安装的 RPM 软件包。如果你只输入 rpm -qa，它会列出所有已安装的包，例如：bash-4.4.20-1.el8.x86_64。"

  • 场景 4 (选择题 - 以 -r 为例)：

    • 问题： "在 grep 命令中，-r 参数有什么作用？"
    • 选项：
      • A. 忽略大小写
      • B. 递归地搜索子目录
      • C. 只显示匹配行数
      • D. 反向匹配
    • 正确答案： B
    • 解释： "grep -r：在 grep 命令中，-r (recursive) 用于递归地搜索指定目录下的所有文件。例如：grep -r "error" /var/log 会在 /var/log 及其子目录中所有文件中搜索 'error' 字符串。"
    • 对比： "rm -r 则表示递归删除，cp -r 表示递归复制目录。同一个 -r 参数在不同命令中都表示“递归”，但应用场景不同，务必根据命令功能理解其具体行为。"

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模块三：命令串联挑战 (Command Builder Challenge)

• 目标： 锻炼玩家构建多步骤复杂命令和使用管道的能力。
• 玩法：
  1. 任务描述： 屏幕上方显示一个详细的运维任务（例如：“查找 /var/log 目录下所有以 .log 结尾且大小超过 1MB 的文件，并将其内容通过分页方式显示出来。”）。
  2. 命令/参数库： 下方提供一个可拖拽的命令和参数块库（例如：find, grep, |, less, tail, -name, -size, -f, -exec, xargs 等）。
  3. 构建区域： 玩家将命令和参数块拖拽到中间的构建区域，按照正确的顺序拼接成一个完整的命令。
  4. 执行与反馈： 玩家点击“执行”按钮。
     • 正确： 游戏模拟执行结果，显示 [任务完成！]，并给出标准的解决方案，详细解释每一步的作用和命令的逻辑。
     • 错误： 游戏会高亮显示命令中语法错误或逻辑不通的部分，并提供提示或分步解释。
• Red Hat 场景示例：
  • 场景 1： "在 /etc 目录下查找所有名称中包含 conf 字符串的文件，并只显示文件名。"
    • 期望命令： find /etc -name '*conf*' -type f -printf "%f\n" (或 find /etc -name '*conf*' -type f | xargs -n 1 basename)
  • 场景 2： "实时查看 messages 日志文件，并只显示包含 'fail' 或 'error' 关键字的行。"
    • 期望命令： tail -f /var/log/messages | grep -E 'fail|error'
  • 场景 3： "找到系统中所有由 nginx 用户拥有的文件，并将它们的权限修改为只有所有者可读写（600）。"
    • 期望命令： find / -user nginx -exec chmod 600 {} \;

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模块四：运维故障演练 (Troubleshooting Simulation)

• 目标： 模拟初级运维故障场景，培养系统排查和解决问题的思维。
• 玩法：
  1. 故障现象： 屏幕显示一个简单的“故障现象”描述（例如：“网站无法访问。”，“服务器负载异常高。”）。
  2. 排查选项： 游戏提供几个可能的排查步骤作为多项选择。
  3. 分支决策： 玩家选择最合理的第一步。根据玩家的选择，游戏会：
     • 正确选择： 进入下一个逻辑排查步骤，或直接判定解决。
     • 错误选择： 提供反馈，解释为什么这个选择不妥，并引导回正确方向或直接给出解决方案。
  4. 最终解决方案： 玩家成功排查并“修复”故障后，游戏会总结完整的排查思路和解决方案。
• Red Hat 场景示例：
  • 故障 1： "用户反馈无法 SSH 连接到服务器。"
    • 排查选项：
      • A. ping 服务器 IP
      • B. systemctl status sshd
      • C. firewall-cmd --list-all
      • D. 重启服务器
    • 理想路径： ping (确认网络) -> systemctl status sshd (确认服务运行) -> firewall-cmd --list-all (确认防火墙未阻止端口) -> 检查 auth.log 或 secure 日志 (/var/log/secure)。
  • 故障 2： "Web 服务 (Nginx) 无法启动。"
    • 排查选项：
      • A. systemctl status nginx
      • B. journalctl -xeu nginx
      • C. 检查 Nginx 配置文件 (/etc/nginx/nginx.conf)
      • D. 检查 80 端口是否被占用 (ss -tulnp | grep :80)
    • 理想路径： systemctl status nginx (看状态及错误信息) -> journalctl -xeu nginx (查看详细日志) -> ss -tulnp | grep :80 (端口冲突) -> 检查配置文件语法。
  • 故障 3： "服务器磁盘空间不足，导致新文件无法写入。"
    • 排查选项：
      • A. df -h
      • B. du -sh /*
      • C. 清理 /tmp 目录
      • D. 重启服务器
    • 理想路径： df -h (定位哪个分区满了) -> du -sh /* (定位哪个目录大) -> 清理大文件或旧日志。

技术实现设想：

• 前端： HTML、CSS、JavaScript。
  • 使用 CSS 实现命令行风格的 UI。
  • JavaScript 负责游戏逻辑（计时、问题加载、答案判断、交互反馈、分数计算）。
• 数据： 所有题目、答案、解释等数据以 JSON 格式存储，纯前端加载和处理，无需后端服务器，方便部署为静态网页。

未来扩展：

• 成就系统： 完成特定挑战或达到高分，解锁“Shell 大师”等成就。
• 排行榜： 记录玩家分数，增加竞争性。
• 自定义挑战： 允许玩家根据自己的薄弱环节，自定义练习内容。
• 更多模块： 例如，文件权限迷阵（专门针对 chmod, chown）、进程信号发射（模拟 kill 命令发送信号）。

这个游戏设计兼顾了趣味性、互动性和学习效率，特别是加入了 Red Hat 特有的命令和故障排查思路，能更好地帮助初学者从零开始，在实践中快速成长为合格的初级 IT 运维人员。