课程介绍
学习Linux的价值
- Liux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
- 公司内部服务(TCE、FaaS、SCM)统一使用Debian Linux系统
- 熟悉Linux基础指令，熟练运维前端常用服务(Nginx,Node.js）
- 加深对操作系统概念和实现的理解，夯实基础知识
课前准备
一台安装Debian Linux系统的计算机
Linux为什么选企鹅作为logo
01 计算机硬件
计算机由五大基本单元组成
- 控制器（协调指挥）
- 运算器（算术和逻辑运算）
- 存储器单元（内存和外存）
- 输入单元（鼠标键盘）
- 输出单元（显示器，音箱）
下图是工作原理图
02 计算机操作系统
操作系统（Operating System,OS）
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
问题思考
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？
操作系统启动流程
启动流程分为两类
03 Linux系统概览
linux发展简史
linux版本
- 内核版本（作者本人维护，提供了进程管理，内存管理，文件系统管理和硬件资源管理一系列底层）
- 发行版本（linux内核+常用软件=linux发行版本）
linux发行版本（乌班图，centos,Debian...）
查看linux系统内核版本
方法1:uname -a
方法2：cat /proc/version
方法3：cat /etc/os-release
Linux系统应用领域
- IT服务器
- 嵌入式和智能桌面
- 个人办公桌面
- 学术研究与软件开发
04 Linux系统结构
linux基本组成
linux系统一般有4个主要部分
- 内核
- shell
- 文件系统
- 应用程序
linux体系结构
- 内核是硬件与软件之间的中间层
- 内核是一个资源管理程序
- 内核提供了一组面向系统的命令
内核漫画
linux系统结构
进程管理
-
进程是正在执行的一个程序或命令
-
进程有自己的地址空间，占用一定的系统资源
-
一个CPU核同一时间只能运行一个进程
-
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
查看启动的nginx进程ps -ef|grep nginx
查看某个进程top -p 93824
关闭指定的进程kill 93824
全部进程动态实时视图top
问题思考
系统中运行的程序远远大于CPU的核数，那Liux系统是如何实现同时运行这么多程序的？
进程调度
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。
- R(TASK RUNNING),可执行状态
- S(TASK_INTERRUPTIBLE目)，可中断的睡眠状态
- D(TASK_UNINTERRUPTIBLE),不可中断的睡眠状态
- T (TASK_STOPPED or TASK_TRACED),暂停状态或跟踪状态
- Z(TASK_DEAD-EXIT_ZOMBIE),退出状态，进程成为僵尸进程
- X(TASK_DEAD-EXIT_DEAD),退出状态，进程即将被销毁
进程调度原则
- 一个CPU核同一时间只能运行一个进程
- 每个进程有近乎相等的执行时间
- 对于逻辑CPU而言进程调度使用轮询的方式执行，当轮询完成则回到第一个进程反复
- 进程执行消耗时间和进程量成正比
进程的系统调用
内核空间（Kernal Space）：系统内核运行的空间 用户空间（User Space）：应用程序运行的空间
文件系统
linux中一切皆文件
这样做最明显的好处是开发者仅需要使用一套API和开发工具即可调取linux系统中绝大部分的资源。举个简单的例子，Linux中几乎所有读（读文件，读系统状态，读socket,读PIPE)的操作都可以用read函数来进行；几乎所有更改（更改文件，更改系统参数，写socket,写PIPE)的操作都可以用write函数来进行。使用任何硬件设备都必须与根目录下某一目录执行挂载操作
linux文件结构
Linux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t/上，然后进入该目录就可以查看光的驱里的内容了。
- /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DRACLE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泉，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。
问题思考
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
df命令报告文件系统磁盘空间利用率：df -T
mount命令是挂载文件系统用的，不带任何参数运行，会打印包含文件系统类型在内的磁盘分区的信息：mount
文件基本操作
ls：查看文件夹下的内容
mkdir demo:创建文件夹
mv demo /home:移动demo文件夹到/home
rm -r demo：删除demo文件夹
touch file.txt:创建空文件
cp file.txt file_bak.txt:复制文件
完整的文件读取流程
用户权限
用户权限
linux是一个多用户的系统，我们可以多个用户同时登陆linux
-
用户账户
- 普通用户账号：在系统中进行普通作业
- 超级用户账户：在系统中对普通用户和整个系统进行管理
-
组账户
- 标准组：可以容纳多个用户
- 私有组：只有用户自己
查看用户信息
w：查看当前登录用户信息
groups：查看当前用户所属的组
id xxx：查看用户的uid信息
文件权限
文件权限关于用户有三个概念：
所有者：文件的所有者
所在组：文件的所有者所在的组
其他人：除文件所有者及所有组外的其他人
每个用户对于文件都有不同权限，包括读（R），写（W），执行（X）
用户权限操作
05 Linux系统软件包管理器
-
软件包：通常是一个应用程序，它可以是一个GUI应用程序、命令行工具或（其他软件程序需要的）软件库
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软件包管理
- 底层工具：主要来处理安装和删除软件包文件等任务。DPKG,RPM
- 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
软件包管理工具
- 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
Debian APT常用命令
Debian配置软件源
镜像地址:mirrors.aliyun.com/
/dists:查看系统代号
/pool:查看软件分支
课程总结
最后加深理解，强化记忆点
