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文章摘要

介绍 ​

Linux 是由内核(kernel)、 shell(命令解释器)、文件系统和应用程序等组成的操作系统。它提供了丰富的工具和命令行界面,使用户能够轻松地管理和控制计算机系统。

Linux 具有稳定性高、安全性强、灵活性好、可靠性高等优点,同时还支持多任务处理和多用户操作,可以满足各种不同需求的用户。

Linux 操作系统被广泛应用于服务器、超级计算机、移动设备和嵌入式设备等领域,并且也逐渐普及到个人电脑的市场。

学习价值 ​

  1. Linux 是现代化应用程序交付的首选平台,无论是部署在裸机、虚拟化还是容器化环境。
  2. 公司内部服务(TCE、FaaS、SCM)统一使用 Debian Linux 系统。
  3. 熟悉 Linux 基础指令,熟练运维前端常用服务(Nginx、Node.js)。
  4. 加深对操作系统概念和实现的理解,夯实基础知识。
  1. 企鹅是南极洲的标志性动物,根据国际公约,南极洲为全人类共同所有,不属于当今世界上的任何国家。
  2. Linux 选择企鹅图案作标志,其含意也是表明:开源的 Linux 为全人类共同所有,任何公司无权将其私有。

计算机组成 ​

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  1. 控制器
  2. 运算器
  3. 存储器单元
  4. 输入单元
  5. 输出单元

操作系统(Operating System,OS) ​

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管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源,用于在用户与系统硬件之间传递信息。操作系统是用于管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源,用于在用户与系统硬件之间传递信息。操作系统主要提供了两个方面的能力,一个是管理计算机资源,包括处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理等,另外一个能力是提供格种的用户接口,包括命令接口、图形用户接口、程序调用接口,实现外部程序与操作系统内核的交互。目前主流的计算机操作系统包括 mac 系统、linux 系统、windows、手机端安卓系统。

操作系统启动流程 ​

程序启动必须有操作系统来执行,那操作系统本身也是一个程序,那是如何在开机时被执行的呢?

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发展简史 ​

  1. 1969年,Unix 诞生于贝尔实验室
  2. 1984年,贝尔实验室将 Unix 商业化
  3. 1984年,Tanenbaum 开发 Minix 操作系统用于教学并开放源码
  4. 1984年,Richard M.Stallman 发起自由软件(FSF)与 GNU 项目,起草 GPL(通用公共许可) 协议
  5. 1991年,Linus Torvalds 受 Minix 影响实现初版的 Linux 内核
  6. 1992年,Linux 内核以 GPL 协议发行V1.0

Linux 版本 ​

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查看内核版本:

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查看系统版本:

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应用领域 ​

  1. 服务器(操作系统、虚拟化和云计算)
  2. 嵌入式和智能设备
  3. 个人办公桌面
  4. 学术研究与软件研发

基本组成 ​

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  1. 内核
  2. shell
  3. 文件系统
  4. 应用程序

内核 ​

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  1. 内核是硬件与软件之间的中间层
  2. 内核是一个资源管理程序
  3. 内核提供一组面向系统的命令

文件系统 ​

文件系统负责管理持久化数的子系统,负责把用户的文件存到磁盘硬件中。

Linux 中一切皆文件: image.png

Liux文件系统是采用树状的目录结构,最上层是/(根)目录。

/bin: bin 是 Binaries (二进制文件) 的缩写, 这个目录存放着最经常使用的命令。

/boot: 这里存放的是启动 Linux 时使用的一些核心文件,包括一些连接文件以及镜像文件。

/dev : dev 是 Device(设备) 的缩写, 该目录下存放的是 Linux 的外部设备,在 Linux 中访问设备的方式和访问文件的方式是相同的。

/etc: etc 是 Etcetera(等等) 的缩写,这个目录用来存放所有的系统管理所需要的配置文件和子目录。

/home: 用户的主目录,在 Linux 中,每个用户都有一个自己的目录,一般该目录名是以用户的账号命名的。

/lib: lib 是 Library(库) 的缩写这个目录里存放着系统最基本的动态连接共享库,其作用类似于 Windows 里的 DLL 文件。几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库。

/mnt: 系统提供该目录是为了让用户临时挂载别的文件系统的,我们可以将光驱挂载在 /mnt/ 上,然后进入该目录就可以查看光驱里的内容了。

/opt: opt 是 optional(可选) 的缩写,这是给主机额外安装软件所摆放的目录。比如你安装一个ORACLE数据库则就可以放到这个目录下。默认是空的。

/proc: proc 是 Processes(进程) 的缩写,/proc 是一种伪文件系统(也即虚拟文件系统),存储的是当前内核运行状态的一系列特殊文件,这个目录是一个虚拟的目录,它是系统内存的映射,我们可以通过直接访问这个目录来获取系统信息。

/root: 该目录为系统管理员,也称作超级权限者的用户主目录。

/sbin: s 就是 Super User 的意思,是 Superuser Binaries (超级用户的二进制文件) 的缩写,这里存放的是系统管理员使用的系统管理程序。

/usr: usr 是 unix shared resources(共享资源) 的缩写,这是一个非常重要的目录,用户的很多应用程序和文件都放在这个目录下,类似于 windows 下的 program files 目录。

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Linux 有这么多不同的文件系统,如何实现对用户提供统一调用接口的? ​

虚拟文件系统 (VFS) ​

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  1. 对应用层提供一个标准的文件操作接口
  2. 对文件系统提供一个标准的文件接入接口

虚拟文件系统使得Linux可以存在多个“实际的文件系统”,比如分区1是ext2,分区2是ext3,分区3是fat32。那么每个“实际的文件系统”的结构和操作方式是不一样的。如果是这样的话用户怎么去操作它们呢?总不能每种不同的文件系统都采用不同的方法吧,那么这个时候就需要VFS作为中间层!用户直接控制VFS,VFS再去控制各个文件系统。虚拟文件系统使得Linux可以存在多个“实际的文件系统”,比如分区1是ext2,分区2是ext3,分区3是fat32。那么每个“实际的文件系统”的结构和操作方式是不一样的。如果是这样的话用户怎么去操作它们呢?总不能每种不同的文件系统都采用不同的方法吧,那么这个时候就需要VFS作为中间层!用户直接控制VFS,VFS再去控制各个文件系统。

查看文件系统类型:

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文件基本操作:

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文件读取流程:

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进程管理 ​

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  1. 进程是正在执行的一个程序或命令
  2. 进程有自己的地址空间,占用一定的系统资源
  3. 一个 CPU 核同一时间只能运行一个进程
  4. 进程由它的进程 ID(PID)和它父进程的进程 ID(PPID)唯一识别

查看进程信息:

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进程调度是指操作系统按某种策略或规则选择进程占用CPU进行运行的过程。

  1. R(TASK RUNNING),可执行状态
  2. S(TASK INTERRUPTIBLE),可中断的睡民状态
  3. D(TASK UNINTERRUPTIBLE),不可中断的睡眠状态
  4. T(TASK STOPPED or TASK TRACED),暂停状态或跟踪状态
  5. Z(TASK DEAD-EXIT ZOMBIE),退出状态,进程成为厘尸进程
  6. X(TASK_DEAD-EXIT DEAD),退出状态,进程即将被销毁

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进程调度原则:

  1. 一个 CPU 核同一时间只能运行一个进程
  2. 每个进程有近乎相等的执行时间
  3. 对于逻辑 CPU 而言进程调度使用轮询的方式执行,当轮间完成侧回到第一个进程反复
  4. 进程执行消耗时间和进程量成正比

进程的系统调用:

  1. 内核空间 (Kernal Space) : 系统内核运行的空间
  2. 用户空间 (User Space) : 应用程序运行的空间

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当进程运行在内核空间时就处于内核态,而进程运行在用户空间时则处于用户态。

用户 ​

Linux 是一个多用户的系统,我们可以多个用户同时登陆 Linux。

  1. 用户账户

    • 普通用户账户:在系统中进行营通作业
    • 超级用户账户:在系统中对普通用户和整个系统进行管理
  2. 用户组

    • 标准组:可以容纳多个用户
    • 私有组:只有用户自己

文件权限关于用户有三个概念:

  1. 所有者:文件的所有者
  2. 所在组:文件的所有者所在的组
  3. 其他人:除文件所有者及所在组外的其他人

每个用户对于文件都有不同权限,包括读(R)、写(W)、执行(X)。

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查看用户信息:

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用户权限操作:

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软件包 ​

  1. 软件包

    通常指的是一个应用程序,它可以是一个 GUI 应用程、命令行工具或(其他软件程序需要的) 软件库

  2. 软件包管理

    底层工具: 主要用来处理安装和删除软件包文件等任务,DPKG,RPM

    • RPM(Red Hat Package Manager),为Red hat操作系统的包管理系统
    • DPKG(Debian package),为Debian操作系统的包管理系统

    上层工具: 主要用于数据的搜索任务和依赖解析任务,APT,YUM,DNF

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APT 常用命令 ​

  1. 列出所有可更新的软件清单命令:apt update
  2. 安装指定的软件命令:apt install<package_name>
  3. 安装多个软件包:apt install<package_1><package_2><package_3>
  4. 更新指定的软件命令:apt update<package_name>
  5. 删除软件包命令:apt remove<package_name>
  6. 查找软件包命令:apt search<keyword>
  7. 列出所有已安装的包:apt list-installed

通常 Debian 系的 Linux 软件源配置文件: /etc/apt/sources.list。

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  1. 镜像地址: https://mirrors.aliyun.com/
  2. /dists: 查看系统代号
  3. /pool: 查看软件分支

nginx 安装:

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nginx 配置修改:

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