Introduzione

Questa guida spiega cosa sono le console virtuali in Ubuntu e illustra alcuni possibili utilizzi e configurazioni.

Le console virtuali - in poche parole - non sono altro che dei dispositivi astratti attraverso i quali uno o più utenti possono interagire con la macchina: fornire input e ricevere output (usando righe di comando o anche sessioni grafiche).
Il sottosistema TTY è centrale per GNU/Linux, come anche per i sistemi UNIX in generale.

Concetti fondamentali

Cenni storici

Per comprendere alcuni concetti e la terminologia, sono necessari alcuni approfondimenti di tipo storico.
Il termine TTY fa riferimento alle telescriventi (in inglese teleprinter, teletypewriter o teletype abbreviato quindi in TTY).
I primi sistemi informatici (approssimativamente negli anni '50 - '70) consistevano di grandi mainframe o computer centrali; non erano dotati di interfacce hardware/software di I/O paragonabili a quelle attuali (mouse, tastiere e schermi) e gli utenti di solito non vi lavoravano direttamente. I dati venivano compilati da remoto su supporti fisici (spesso schede perforate); poi una volta raccolti, caricati e processati, venivano infine restituiti agli utenti sotto forma di stampe cartacee.
Per semplificare il flusso di lavoro, fu pensato di collegare i computer a delle telescriventi connesse tramite cablaggio. In questo modo si potevano impartire istruzioni direttamente al calcolatore tramite una tastiera. Furono poi introdotti degli schermi video che non rendevano più necessaria la stampa.
Nascono così alcuni termini ed espressioni utilizzate ancora oggi, tra cui:

• prompt: era un simbolo stampato che fungeva come segnale con cui la telescrivente notificava di essere pronta all'utilizzo.

• console: nel senso di quadro di comando dotato di pulsanti e tasti.

• stampare a schermo: far comparire un output su un monitor anziché stamparlo su carta (si pensi al comando print in alcuni linguaggi di programmazione).

• terminale: rappresenta il termine (l'estremità finale) della connessione fisica fra la macchina e l'operatore.
  

Si arrivò quindi ad un punto in cui fu possibile collegare più terminali ad un calcolatore centrale con sistema multi-utente. Anche nei primi personal computer (come l'Apple I) era presente una TTY all'interno dei circuiti.

Successivamente, con il progresso tecnologico, le telescriventi furono virtualizzate grazie all'elettronica. In questo modo non era più necessario un dispositivo TTY meccanico collegato fisicamente. Le TTY delle moderne distribuzioni GNU/Linux sono infatti virtuali; pur collegandosi a tastiere e schermi, nel loro core simulano una classica macchina telescrivente.

Descrizione

L'implementazione delle TTY in GNU/Linux serve principalmente per permettere agli utenti di avere sempre almeno un'interfaccia con cui operare.
È infatti disponibile un terminale TTY quando si utilizza un sistema senza GUI (come su sistema Arch, Debian o Ubuntu minimali) oppure quando il sistema non riesce a caricare la sessione grafica in seguito a problemi.

Per Unix fu implementato getty (get tty), un programma che gestisce terminali fisici o virtuali per permettere l'accesso multi-utente su sistemi host (per GNU/Linux sono stati implementati l'equivalente agetty ed altri).
Inoltre nei sistemi basati su Unix, TTY è un dispositivo astratto. Può riferirsi ad un dispositivo di input fisico come una porta seriale, oppure a una TTY virtuale che consente agli utenti di interagire con il sistema. Consiste anche di un sottosistema che consente la gestione dei processi, la gestione delle sessioni a livello di kernel tramite driver TTY.
Ogni volta che si avvia un emulatore di terminale o si utilizza qualsiasi tipo di shell nel sistema, questo interagisce con TTY virtuali, detti anche pseudo-TTY o PTY.
Tuttavia per questi aspetti si rimanda agli approfondimenti.

Solitamente i moderni sistemi GNU/Linux offrono fino a sette console virtuali TTY, di cui una riservata all'utilizzo grafico (tradizionalmente tty7 in molte distribuzioni).

Utilizzo

Da un sistema Ubuntu desktop è possibile passare ad un'altra console per utilizzare il sistema con la sola riga di comando, senza sessione grafica. Non saranno presenti finestre, ma soltanto una schermata con sfondo scuro dalla quale digitare le istruzioni. A tale scopo è sufficiente premere una combinazione di tasti.

Di seguito sono riportate le combinazioni di tasti necessarie per Ubuntu (versione standard con desktop GNOME):

Di seguito sono riportate le combinazioni di tasti tradizionali per accedere alle tty, valide per alcune derivate (es.: Xubuntu), oppure per versioni precedenti di Ubuntu o anche altre distribuzioni GNU/Linux:

Sarà così possibile eseguire il login con il proprio utente, inserire la password e quindi impartire i comandi.
Per ritornare alla sessione grafica premere la relativa combinazione di tasti (es: Ctrl+Alt+F2 o Ctrl+Alt+F7).
Da notare che, una volta passati da una console di tipo grafico ad una testuale, sarà possibile ritornare poi sulla prima senza che la sessione desktop venga interrotta; non sarà quindi necessario rieseguire il login.

Comandi utili

Di seguito una lista di comandi utilizzabili in un qualsiasi terminale.

• Controllo del dispositivo in uso: digitare il comando:

  tty

  Verrà restituito un output simile al seguente:

  /dev/pts/0

  che indica che è in uso lo pseudo terminale /dev/pts/0 come dispositivo di input corrente.

• Versione: digitare il comando:

  tty --version

• Elencare dispositivi tty: digitare il comando:

  ls -l /dev | grep 'tty'

  L'output sarà simile al seguente:

  crw-rw-rw-  1 root tty         5,     2 feb 20 12:44 ptmx
  crw-rw-rw-  1 root tty         5,     0 feb 20 12:27 tty
  crw--w----  1 root tty         4,     0 feb 20 11:23 tty0
  crw--w----  1 root tty         4,     1 feb 20 12:19 tty1
  [...]
  crw-------  1 root root        5,     3 feb 20 11:23 ttyprintk
  crw-rw----  1 root dialout     4,    64 feb 20 11:23 ttyS0
  crw-rw----  1 root dialout     4,    65 feb 20 11:23 ttyS1
  crw-rw----  1 root dialout     4,    74 feb 20 11:23 ttyS10
  [...]
  crw-rw----  1 root tty         7,     0 feb 20 11:23 vcs
  crw-rw----  1 root tty         7,     1 feb 20 11:23 vcs1
  crw-rw----  1 root tty         7,     2 feb 20 11:23 vcs2

• Visionare i dispositivi tty attivi: digitare il comando:

  cat /proc/tty/drivers

  L'output sarà simile al seguente:

  cat /proc/tty/drivers
  /dev/tty             /dev/tty        5       0 system:/dev/tty
  /dev/console         /dev/console    5       1 system:console
  /dev/ptmx            /dev/ptmx       5       2 system
  /dev/vc/0            /dev/vc/0       4       0 system:vtmaster
  serial               /dev/ttyS       4 64-95 serial
  pty_slave            /dev/pts      136 0-1048575 pty:slave
  pty_master           /dev/ptm      128 0-1048575 pty:master
  unknown              /dev/tty        4 1-63 console

• Elencare utenti loggati: È possibile individuare quali utenti stanno utilizzando il sistema, e tramite quale console, con il comando:

  w

  L'output sarà simile al seguente:

   13:01:28 up  1:37,  2 users,  load average: 0,58, 0,86, 0,87
  UTENTE   TTY      DA               LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU  WHAT
  mario    tty2     -                12:19   42:14   0.17s  0.08s -bash
  mario    tty7     -                11:23    1:37m  6:09   0.07s lightdm --session-

  che mostra l'utente mario, che ha eseguito il login su un PC desktop sia su tty2 (con shell bash) sia su tty7 (sessione desktop). Mentre il seguente output:

   12:27:59 up 11 days,  1:08,  1 user,  load average: 0,21, 0,10, 0,03
  USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
  maria    pts/0    192.168.1.44     12:10    3.00s  0.06s  0.02s w

  mostra l'utente maria che ha eseguito il login su un server da computer collegato a rete locale.
  In alternativa, per elencare i soli utenti e le console senza informazioni aggiuntive, digitare:

  who

  I precedenti comandi potrebbero essere utili per individuare eventuali accessi non autorizzati.

Disabilitare console inutilizzate

In sistemi server e/o multi-utente potrebbe convenire ridurre il numero delle console virtuali oppure disabilitare quelle non utilizzate. Ciò potrebbe talvolta avere dei vantaggi, come ad esempio:

• Sicurezza: limitare il numero di console disponibili può restringere le occasioni per accessi non autorizzati.

• Ridurre l'utilizzo delle risorse: sebbene il carico di risorse di una o più console virtuali tty inattive possa sembrare trascurabile, ridurne il numero vuol dire meno servizi precaricati all'avvio e/o meno potenziali sessioni aperte. Ciò significa un utilizzo più efficiente delle risorse di sistema, in particolare in ambienti o hardware limitati.

• Semplificazione: concentrarsi solo sulle console utilizzate frequentemente (es: tty1, tty2, tty3) potrebbe migliorare l'efficienza operativa. Meno dispositivi TTY vuol dire anche avere meno interfacce attive da gestire e su cui operare, come anche meno utenti da monitorare (es: meno attività amministrative come l'analisi dei log ecc.).

Nel seguente esempio verranno disabilitate le console tty4 e tty5.

1. Aprire con i privilegi di amministrazione e con un editor di testo il file /etc/systemd/logind.conf.

2. Individuare la seguente riga:

   #NAutoVTs=

3. Modificarla con:

   NAutoVTs=3

4. Salvare il file.
5. Riavviare il sistema e verificare.

Ulteriori risorse

• Pagina enciclopedica

• The TTY demystified (articolo con aspetti storici e tecnici)

• Securing Your Linux Server: Disabling Unused TTYs for Enhanced Safety

• Pseudo-terminali

• Voce TTY su kernel.org

• howto - usare e comprendere i getty terminals

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