Linux基础介绍【第一篇】

2022-12-29 11:44:32

Linux简介

什么是操作系统？

操作系统，英文名称Operating System，简称OS，是计算机系统中必不可少的基础系统软件，它是应用程序运行以及用户操作必备的基础环境支撑，是计算机系统的核心。

操作系统的作用是管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源，例如，它负责直接管理计算机系统的各种硬件资源，如对CPU、内存、磁盘等的管理，同时对系统资源所需的优先次序进行管理。操作系统还可以控制设备的输入、输出以及操作网络与管理文件系统等事务。同时，它也负责对计算机系统中各类软件资源的管理。例如各类应用软件的安装、设置运行环境等。操作系统与计算机硬件软件关系图如下。

操作系统与计算机硬、软件关系示意图

操作系统是计算机系统中比不可少的基础系统软件，它的作用是负责管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源，合理组织计算机系统的工作流程，以便有效的利用这些资源为使用者提供一个功能强大、使用方便的操作及使用环境，从而在计算机系统（硬件）与使用者之间起到接口的作用。

操作系统就是处于用户与计算机系统硬件之间用于传递信息的系统程序软件。例如：操作系统会在接收到用户输入的信息后，将其传给计算机系统硬件核心进行处理，然后再把计算机系统硬件的处理结果返回给使用者。操作系统作用的示意图如下。

操作系统作用示意图

目前PC计算机（微机）上比较常见的操作系统由Windows、Linux、DOS、Unix。

什么是Linux？

和Windows操作系统软件一样，Linux也是一个操作系统软件。但是和Windows不同的是，Linux是一套开放源代码程序的、并可以*传播的类Unix操作系统软件（Unix系统是Linux系统的前身，具备很多优秀特性）。其在设计之初，就是基于Intel x86系列CPU架构的计算机的。它是一个基于POSIX的多用户、多任务并且支持多线程和多CPU的操作系统。

Linux是由世界各地成千上万的程序员设计和开发实现的。当初开发Linux系统的目的就是建立不受任何商业化软件版权制约的、全世界都能*使用的类Unix操作系统兼容产品。在过去的20年里，Linux系统主要应用于服务器端、嵌入式开发和个人PC桌面三大领域，其中服务器端领域是重中之重。

大型、超大型互联网企业（百度、Sina、淘宝等）都在使用Linux系统作为其服务器端的程序运行平台，全球及国内排名前十的网站使用的主流系统几乎都是Linux系统。

Linux操作系统之所以如此流行，是因为它具有如下一下特点：

开发源代码的程序，可*修改。
Unix系统兼容，具备Unix几乎所有优秀特性。
可*传播，无任何商业化版权制约。
适合Intel等x86 CPU系列架构的计算机。

Linux的起源

Unix的历史

Unix系统于1969年在AT&T的贝尔实验室诞生，20世纪70年代，它逐步盛行，这期间，又产生了一个比较重要的分支，就是大约1977年诞生的BSD（Berkeley Software Distribution）系统。从BSD系统开始，各大厂商及商业公司开始了根据自身公司的硬件架构，并以BSD系统为基础进行Unix系统的研发，从而产生了各种版本的Unix系统，如：SUN公司的solaris，IBM公司的AIX，HP公司的HP UNIX等。Unix系统诞生、发展的时间及版本分支如下图。

Unix诞生及版本分支发展图

Linux系统诞生于1991年左右，因此，可以说Linux是从Unix发展而来的。

Unix的五大优秀特性

技术成熟，可靠性高

使用Unix系统时，即时运行若干年也无需重启，它依然可以工作得非常好。毫不夸张地说，只要计算机硬件不坏，Unix就很难出问题。

极强的可伸缩性

Unix支持的CPU处理器体系架构非常多，包括Intel/AMD及HP-PA、MIPS、PowerPC、UltraSPARC、ALPHA等RISC芯片，以及SMP、MPP等技术。

强大的网络功能

Internet互联最重要的协议TCP/IP就是在Unix上开发和发展起来的。此外，Unix还支持非常多的常用网络通信协议，如NFS、DCE、IPX/SPX、SLIP、PPP等。

强大的数据库支持能力

Oracle、DB2、Sybase、Informix等大型数据库，都把Unix作为其主要的数据库开发和运行平台，一直到目前为止，依然如此。

强大的开发功能

正是Unix促使了C语言的诞生，并相互促进与发展，成为当时工程师的首选操作系统和开发环境。互联网早期有重大意义的软件新技术的出现几乎都在Unix上，例如：TCP/IP、WWW、JAVA、XML等。

Unix操作系统革命

70年代中后期，由于各厂商和商业公司开发的Unix及内置软件都是针对自己公司特定的硬件，因此在其他公司的硬件上基本无法直接运行，而且当时没有人对开发基于x86架构的CPU的系统感兴趣。另外，70年代末，Unix又面临了突如其来的被AT&T回收版权的重大问题，特别是要求禁止对学生群体提供Unix系统源代码，这样的问题一度引起了当时Unix业界的恐慌，也因此产生了商业纠纷。

由于Unix面临版权回收问题，以及代码不开源等的问题，这直接或间接的导致了新的类Unix系统的诞生以及*软件运动的建立和发展。

1984年，Richard Stallman发起了开发*软件的运动，并成立了*软件基金会（Free Software Foundation，FSF）和GNU项目。当时发起这个*软件运动和创建GNU项目的目的其实很简单，就是想开发一个类似Unix系统、并且是*软件的完整操作系统，也就是要解决70年代末Unix版权问题以及软件源代码面临闭源的问题，这个系统叫做GNU操作系统。

也是在80年代初期，同样是由于之前的Unix系统版权和源代码限制等问题，使得当时大学里教学Unix系统的束缚很大。因此，当时的一个大学的教授，名字为Andrw Tanenbaum（谭邦宁），于大概1984年开始着手编写新的用于教学的Unix系统，目标是开发新的Unix系统尽可能和原来的Unix系统兼容，并且可以运行与x86 PC平台，这个系统的名字为Minix。

Linux的诞生

Linux系统的诞生开始于芬兰赫尔辛基大学的一位计算机系的学生，名字为Linus Torvalds。在大学期间，他接触到了学校的Unix系统，但是当时的Unix系统仅为一台主机，且对应了多个终端，使用时存在操作等待时间很长等一些不爽的问题，无法满足年轻的Linus Torvalds的使用需求。因此他就萌生了自己开发一个Unix的想法，于是不久，他就找到了前文提到的谭邦宁教授开发的用于教学的Minix操作系统，他把Minix安装到了他的I386个人计算机上。此后，Torvalds又开始陆续阅读了Minix系统的源代码，从Minix系统中学到了很多重要的系统核心程序设计理念和设计思想，从而逐步开始了Linux系统雏形的设计和开发。

Linux的发展历程

linux的发展历程简介

1、1984年，Andrew S.Tanenbaum开发了用于教学的Unix系统，命名为MINIX。

2、1989年，Andrew S.Tanenbaum将MINIX系统运行与x86的PC计算机平台。

3、1990年，芬兰赫尔辛基大学学生Linus Torvalds首次接触MINIX系统。

4、1991年，Linus Torvalds开始在MINIX上编写各种驱动程序等操作系统内核组件。

5、1991年底，Linus Torvalds公开了Linux内核源代码00.2版（http://www.kernel.org）。

6、1993年，Linux1.0版发行，Linux转向GPL版权协议。

7、1994年，Linux的第一个商业发行版Slackware问世。

8、1996年，美国国家标准技术局的计算机系统实验室确认Linux版本1.2.13（由Open Linux公司打包）符合POSIX标准。

9、1999年，Linux的简体中文发行版问世。

10、2000年后，Linux系统日趋成熟，涌现大量基于Linux服务器平台的应用，并广泛应用于基于ARM技术的嵌入式系统中。

注意：Linux Torvalds公开的Linux内核源码并不是我们现在使用的Linux系统的全部，而仅仅是Linux内核kernel部分的代码。

Linux核心概念

*软件与FSF

*软件

简单地理解，*软件的核心就是没有商业化软件版权制约，源代码开放，可无约束*传播。

*软件基金会FSF

FSF（Free Software Foundation）的中文意思是*软件基金会，是Richard Stallman与1984年发起和创办的。FSF的主要项目是GNU项目。它的目标是建立*发布和可移植的类Unix操作系统产品。GNU项目本身产生的主要软件包括：Emacs编辑软件、gcc编译软件、bash命令解释程序和编程语言，以及gawk（GNU's awk）等。

GNU介绍

GNU的全称为GNU's not unix，意思是"GNU不是UNIX"，GNU计划，又称革奴计划，是由Richard Stallman在1984年公开发起的，是FSF的主要项目。这个项目的目标是建立一套完全*的和可移植的类Unix操作系统。

GNU类Unix操作系统是由一系列应用程序、系统库和开发工具构成的软件集合，例如：Emacs编辑软件、gcc编译软件、bash命令解释程序和编程语言，以及gawk（GNU's awk）等，并加上了用于资源分配和硬件管理的内核。

但是GNU自己的内核Hurd仍在开发中，离实用还有一定的距离。因此，这个GNU系统并没有流行起来。现在的GNU系统通常是使用Linux系统的内核、加上GNU项目贡献的一些组件，以及其他相关程序组成的，这样的组合被称为GNU/Linux操作系统。

到1991年Linux内核发布的时候，GNU项目已经完成了除系统内核之外的各种必备软件的开发。在Linux Torvalds和其他开发人员的努力下，GNU项目的部分组件又运行到了Linux内核之上，例如：GNU项目里的Emacs、gcc、bash、gawk等，至今都是Linux系统中很重要的基础软件。

GNU

GPL介绍

GPL全称为General Public License，中文名为通用公共许可，是一个最著名的开源许可协议，开源社区最著名的Linux内核就是在GPL许可下发布的。GPL许可是由*软件基金会（Free Software foundation）创建的。

1984年，Richard Stallman发起开发*软件的运动后不久，在其他人的协作下，他创立了通用公共许可证（GPL），这对推动*软件的发展起来至关重要的作用，那么，这个GPL到底是什么意思呢？

简单的理解，GPL许可的核心，是保证任何人有共享和修改*软件的*，任何人有权取得、修改和重新发布*软件的源代码权利，但都必须同时给出具体更改的源代码。

虽然这个Linux内核是基于GNU通用公共许可的，但是Linux内核并不是GNU计划的一部分。

Linux系统组成

Linux操作系统的核心为Linus Torvalds开发的Kernel，Linux内核之上的组件分为几部分：一部分是GNU的组件，如Emacs、gcc、bash、gawk等；另一些重要组成部分则来自加利福利亚大学Berkeley分校的BSD Unix项目和麻省理工学院的X Windows系统项目，以后在这之后成千上万的程序员开发的应用程序等（见表1-1）。正式Linux内核与GNU项目、BSD Unix以及MIT的X11（X Windows）的结合，才使得整个Linux操作系统得以很快形成，并得到了发展，进而组成了今天优秀的Linux系统。

表1-1Linux系统各组成部分的贡献人员

Linux内核	GNU组件（gcc、bash）	其他应用程序
开发者Linux Torvalds	项目发起人Richard Stallman	BSD Unix和X Windows以及成千上万的程序员

Linux的特点

Linux为什么受欢迎？

Linux系统之所以受到广大计算机爱好者的喜爱，主要原因有两个：

一、Linux属于*软件，用于不用支付任何费用就可以获得系统和系统的源代码，并且可以根据自己的需要对源代码进行必要的修改，无偿使用，无约束地*传播。

二、Linux具有Unix的全部优秀特性，任何使用Unix操作系统或想要学习Unix操作系统的人，都可以通过学习Linux来了解Unix，同样可以获得Unix中的几乎所有优秀功能，并且，Linux系统更开放，社区开发和全世界的使用者也更活跃。

Linux更多特点介绍

可以说Linux是Unix在PC计算机上的克隆版，仿Unix内核构建，同Unix指令集向下几乎完全兼容。
是一个完善的多用户、多任务，支持多进程、多CPU的系统。
具有很高的系统稳定性与可靠性。
具有很高的系统安全性。
有完善的网络服务，支持HTTP、FTP、SMTP、POP、SAMBA、SNMP、DNS、DHCP、SSH、TELNET等。
是基于GNU许可，*开放的系统。
有大量第三方免费应用程序。
得到了众多业界厂商支持，如IBM、ORACLE、INTEL、HP、MOTO、Google等。
有完善的大型数据库平台，包括Oracle、DB2、Sybase、MySQL、Postgres等。
有完善的图形用户界面，包括GNOME、KDE等。
有完善的开发平台，包括C/C++、Java、Perl等，支持各类图形界面API，如GTK+、QT等。

Linux的应用领域

嵌入式Linux系统应用领域
个人桌面Linux系统应用领域
IT服务器Linux系统应用领域（重要）

Linux版本的选择

想选择一个桌面系统，并且既不想用盗版，又不想华太多钱购买商业系统软件，那么可以选择Ubuntu桌面系统；如果需要服务端的Linux系统，想用一个比较稳定的服务器系统，建议选择CentOS或者Red Hat。在这两者当中又首选CentOS，因为它是国内互联网公司使用的首选，如果公司有钱且不在乎软件成本则可以选择RHEL，RHEL有版权有售后，CentOS则无版权无售后；如果对系统稳定性、安全性有更高的要求或者是特殊使用偏好的用户，可以考虑Debin或FreeBSD；如果特别痴迷于新技术体验和追求最新的软件版本，可以选择Fedora，但要容忍Fedora潜在的新技术软件的BUG和系统稳定性的问题；如果喜欢更好的中文环境支持，可以选择麒麟Linux…

搭建学习Linux运维环境

虚拟机软件介绍

虚拟机（Virtual Machina）软件就是一套特殊的软件，它可以作为系统独立运行，也可以运行与系统之上。若是运行与系统之上的虚拟机软件，在一台电脑（PC或笔记本等）上安装虚拟机软件后，就可以模拟出来若干*立的虚拟PC电脑设备，并且可以在每台虚拟的PC设备上安装运行操作系统，运行网络服务。

使用时，需要先在电脑上安装好虚拟机软件（例如：VMware Workstation），然后通过安装的虚拟机软件创建一个或多个虚拟机系统（即虚拟的电脑设备），最后在这些虚拟的电脑设备上安装操作系统并进行启动配置。最终实现在一台电脑上"同时"运行多个虚拟机设备系统。

另外，还可以将这些虚拟的系统连成局域网，用来部署网站集群架构等更深层次的运维技术。

虚拟机软件对硬件的要求

虚拟机软件的原理是利用宿主机物理硬件资源虚拟PC设备，因此对物理机硬件的要求比较高，其中最主要的是内存、硬盘和CPU资源。首先，宿主机物理内存要足够大，最好在4GB以上，因为在创建虚拟设备时，要为每个虚拟机分配一定的内存资源（一般最小为128MB，实际学习可以设置在128~1024MB之间）和硬盘空间（默认8GB即可），ssd固态盘最好，同样也要分配CPU资源，CPU最好是I5以上，例如：每个虚拟机分配一核CPU。

对VMware Workstation版本的建议

VMware Workstation版本选择建议

物理机（宿主机）系统版本	VMware Workstation版本
Windows xp	WMware Workstation5.5
Windows 7（推荐）	VMware Workstation8.0（推荐）
Windows 8	VMware Workstation9.0/10.0

下图为安装VMware Workstation虚拟机软件打开后的虚拟机软件界面。

创建一个新的虚拟机Ctrl+n快捷键

"为虚拟机选择网络类型"极其关键，VMware虚拟机常见的网络类型有bridged（桥接）、NAT（地址转换）、host-only（仅主机）三种。

NAT（地址转换）

NAT（Network Address Translation），网络地址转换，NAT模式是比较简单的实现虚拟机上网的方式，NAT模式的虚拟机就是通过宿主机（物理电脑）上网和交换数据的。

在NAT模式下，虚拟机的网卡连接到宿主机的VMnet8上。此时系统的VMware NAT Service服务就充当了路由器，负责将虚拟机发到VMnet8的包进行地址转换之后发到实际的网络上，再将实际网络上返回的包进行地址转换后通过VMnet8发送给虚拟机。VMware DHCP Service负责为虚拟机分配IP地址。NAT网络类型的原理逻辑图如下图所示。

NAT网络逻辑图

NAT网络特别适合于家庭里电脑直接连接网线的情况，办公室的局域网也适合的，优势就是不会和其他物理主机IP冲突，且在没有路由器的环境下也可以使用。推荐使用NAT模式。

Bridged（桥接模式）

桥接模式可以简单理解为通过物理主机网卡架设了一座桥，从而连入到了实际网络中。因此，虚拟机可以被分配与物理主机相同网段的独立IP，所有网络功能和网络中的真实机器几乎完全一样。桥接模式下的虚拟机和网内真实计算机所处的位置是一样的。

在Bridged模式下，电脑设备创建的虚拟机就像一台真正的计算机一样，它会直接连接到实际的网络上，上网与宿主机（电脑设备）没有联系。Bridged网络类型的原理逻辑图下图所示。

Bridged网络逻辑图

Bridged网络类型适合的场景：特别适合于局域网环境，优势就是虚拟机像一台真正的主机一样，缺点是可能会和其他物理主机IP冲突，并且在和宿主机交换数据时，都会经过实际的路由器。

Host-only（仅主机）

在Host-only模式下，虚拟机的网卡会连接到宿主的VMnet1上，但宿主系统并不为虚拟机提供任何路由服务，因此虚拟机只能和宿主机进行通信，不能连接到实际网络上，即无法上网。Host-only网络类型的原理逻辑图如下图所示。

Host-only网络逻辑图

综上，VMware虚拟机的三种网络类型的适用场景如下表所示。

VMware虚拟机的网络类型适用场景

VM虚拟机的三种网络类型	常规适用场景
NAT（地址转换）	适合无路由器上网的情况，例如家庭宽带上网，局域网的情况也可以
Bridged（桥接模式）	适合有路由器上网的情况，即局域网的情况
Host-only（仅主机）	此种模式的应用场景不多，适合主机不上网，仅和宿主机沟通的场景

此时硬件配置完成，下一步装系统。

CentOS6.6的五种引导方式

CentOS6.6的引导方式	解释说明
Install or upgrade an existing system	安装新系统或升级已经存在的系统
Install system with basic video driver	安装带有基本视频驱动程序的系统
Rescue installed system	救援已经安装的系统（故障修复）
Boot from local drive	从本地驱动器引导系统
Memory test	内存测试

CentOS6.6磁盘的分区方式有五种：

Use All Space：删除当前磁盘内的所有分区，包括其他系统创建的分区。
Replace Existing Linux System(s)：删除当前磁盘内的所有Linux分区，而不删除其他系统创建的分区，这是默认的选项。
Shrink Current System：利用（挤压）分区上存在的所有空闲空间，创建系统默认的分区布局。
Use Free Space：使用未使用的分区空间。
Create Custom Lavout：自定义分区方式。

这里选择最后一种分区方式Create Custom Lavout，即由管理员自行定制分区，因为它更灵活。

Linux系统磁盘分区

1、磁盘在使用前一般要先分区。

2、磁盘分区有主分区、扩展分区和逻辑分区之分。一块磁盘最多可以有4个主分区，其中一个主分区的位置可以用一个扩展分区替换，在这个扩展分区内可以划分多个逻辑分区。

3、如果规划的分区数量超过4个：则分区组合为3primary+1extend或2p+1e或1p+1e。

4、一块磁盘最多只能有一个扩展分区，扩展分区不能直接使用，必须在扩展分区上划分逻辑分区，然后格式化（创建文件系统），之后才能存数据或装系统。

磁盘分区命名及编号方式

1、以设备名命名

在Linux系统中，磁盘设备一般存放在"/dev"目录中，不同的设备对应的设备名称如下：

系统的第一块IDE接口的硬盘称为/dev/hda。
系统的第二块IDE接口的硬盘称为/dev/hdb。
系统的第一块SCSI接口的硬盘称为/dev/sda。
系统的第二块SCSI接口的硬盘称为/dev/sdb。

2、使用数字编号

为了表示不同的分区，通常会用数字进行编号。

系统的第一块IDE接口硬盘的第一个分区称为/dev/hda1 。
系统的第一块IDE接口硬盘的第五个分区称为/dev/hda5 。
系统的第二块SCSI接口硬盘的第一个分区称为/dev/sdb1 。
系统的第二块SCSI接口硬盘的第五个分区称为/dev/sdb5 。

分区的编号1—4，只能给P+E，L分区的编号只能从5开始。

Linux系统对分区的基本要求

1、至少要有一个跟（/）分区，用来存放系统文件及程序。其大小至少在5GB以上。

2、要有一个swap（交换）分区，它的作用相当于Windows里的虚拟内存，swap分区的大小一般为物理内存容量的1.5倍（内存<8GB）。但当系统物理内存大于8GB时，swap分区配置8—16GB即可，太大无用，浪费磁盘空间。swap分区不是必须的，但是大多数情况还是设置比较好，个别企业的数据库应用场景不分swap。

3、/boot分区，这是Linux系统的引导分区，用于存放系统引导文件，如Linux内核等。所有文件的总大小一般只有几十MB，并且以后也不会增大太多。因此，该分区可以设置为100—200MB，这个分区也不是必须的。

界面选项说明：

1、Mount Point：挂载点，这是Linux下访问磁盘分区的入口，即如果要往分区里写入数据，就必须通过/boot入口来写入，这一点和Windows是不同的。

2、File System Type：文件系统类型，就像Windows的fat/ntfs一样，只有在设置了文件系统并格式化挂载后，分区才能存放数据。

3、文件系统类型介绍

ext2/ext3/ext4：适合Linux的文件系统类型。由于ext3文件系统多了日志记录功能，因此系统恢复起来会更快速，ext4是ext3的升级，效率更加高，因此建议使用默认的ext4类型，而不要使用ext2/ext3 。
physical volume(LVM)：这是一种弹性调整文件系统大小的机制，即可以让文件系统变大或变小，而不改变原有文件数据的内容，功能不错，但性能不佳。
software RAID：利用Linux系统的特性，用软件仿真出磁盘阵列的功能。
swap：内存交换空间。由于swap并不会使用到目录树的挂载，因此用swap就不需要指定挂载点。
vfat：同时被Linux与Windows所支持的文件系统类型。如果主机硬盘同时存在Windows与Linux两种操作系统，为了进行数据交换，可以利用该文件系统。
xfs：也是一个文件系统的类型，在CentOS7中将被作为默认的文件系统类型而替换ext4 。

4、Force to be primary partition：强制主分区，是可选项。由于所有的分区未过4个，因此可勾选该项。

选择安装包时应该采用最小化原则，即不需要的或不确定是否需要的就不安装，这样就可以最大程度上确保系统安全。

如果安装过程落下部分包组，或者是其他伙伴安装时没有选，在安装后可以按如下方式补上安装时未安装的包组。

yum groupinstall "Compatibility libraries" "Base" "Development tools"
yum groupinstall "debugging Tools" "Dial-up Networking Support"

可以通过yum groupinfo包组查看具体安装的组件。

查看组件安装情况：yum grouplist。

注意：不要使用yum的删除功能删除软件，会删除相关依赖，导致意外问题。

如何区分已安装的系统是32位还是64位？

方法一，标准的查看方法。命令及输出如下：

[root@www ~]# uname -m
x86_64

上述输出结果中带有x86_64字样，说明该系统为64位。
[oldboy@web-001 ~]$ uname -a
Linux drbd2 2.6.18-164.e15 #1 SMP Thu Sep 3 03:33:65 EDT 2009 i686 i686 i386 GNU/Linux

上述输出结果中带有i386/i686字样，说明该系统为32位。
[root@www ~]# uname -r
2.6.32-504.el6.x86_64