Linux基础

学习Linux的价值

• 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
• 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

计算机硬件

• 计算机由五大基本单元组成
• 控制器
• 运算器
• 存储器单元
• 输入单元
• 输出单元

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

Linux系统梗概

Linux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

• 内核版本
• 发行版本
• Linux内核-->常用软件-->Linux 发行版本

查看Linux 系统内核版本

• 方法1 uname-a
• 方法2 cat/proc/version

查看Linux 系统版本

• cat /etc/os-release

Linux 系统应用领域

• IT服务器（操作系统、虚拟化和云计算）
• 嵌入式和智能设备
• 个人办公桌面
• 学术研究和软件研发

Linux基本组成

• Linux 系统一般有4个主要部分
• 内核
• shell(指令解释)
• 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
• 内核提供一组面向系统的命令

Linux系统结构--进程管理

进程管理

• 进程是一个正在执行的程序或命令
• 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
• 进程由他的进度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

进程调度

• 指的是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--可执行状态
• S--可中断的睡眠状态
• D--不可中断的睡眠状态
• T--暂停状态或跟踪状态
• Z--退出状态，进程成为僵尸进程
• X--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(执行时间统一)
• 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:系统内核运行的空间
• 用户空间:应用程序运行的空间

Linux系统结构--文件系统

文件系统

• 文件系统是操作系统中负责管理持久数据的子系统，负责把用户文件存到磁盘硬件中，持久化的保存文件
• 采用树状的目录结构，最上层是根目录

如何统一调用接口？

虚拟文件系统(VFS)

• 对应用层提供一个标准的文件操作接口
• 对文件系统提供一个标准的文件接入接口
• 虚拟文件系统有效解决了统一调用接口的问题

查看文件系统类型

• 命令报告文件系统磁盘空间利用率：df -T
• mount命令挂载文件系统用的，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

文件读取流程

• (硬件空间)磁盘-->(内核空间)内核缓冲区-->(用户空间)[用户进程]用户缓冲区-->(内核空间)Socket缓冲区-->(硬件空间)网卡
• 读取流程清晰流畅

Linux系统结构--用户权限

用户账户

用户账户

• 普通用户账户：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(私密)

查看用户信息

• 查看当前用户登录信息：w
• 查看当前用户所属的组：groups
• 查看用户的uid信息：id xxxx

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)

用户操作权限

• 在根目录创建一个文件夹，查看当前用户拥有文件夹的权限：cd / && mkdir demo && ls -id demo
• sudo useradd ceshi-创建一个用户，并赋予可写操作
• sudo passwd ceshi-设置用户密码
• su ceshi-切换ceshi用户登录
• cd demo-进入demo文件夹
• touch index.js-创建index.js文件，提示无权限，需要给ceshi用户demo权限
• sudo chown -R ceshi:ceshi ./demo-demo文件夹权限给ceshi用户
• su ceshi-切换ceshi用户登录
• cd demo-进入demo文件夹
• touch index.js-创建index.js文件成功

Linux软件包管理

软件包

软件包

• 通常指的是一个应用程序，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

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(需要自行处理更多的程序)
• 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(更方便地执行命令)

软件包管理工具

• RPM，为Red hat操作系统的包管理系统
• DPKG，为Debian操作系统的包管理系统

Debian APT常用命令

• 列出所有可更新的软件清单命令：apt update
• 安装指定的软件命令：apt install<package_name>
• 安装多个软件包：apt update<package_1><package_2><package_3>
• 更新指定的软件命令：apt update<package_name>
• 删除软件包命令：apt remove<package_name>
• 查找软件包命令：apt search<keyword_>
• 列出所有已安装的包：apt list --Installed

Debian配置软件源

• 通常Debain系的Linux软件源配置文件：/etc/apt/sources.list
• deb(二进制可执行软件源) mirrors.aliyun.com/debian (镜像地址) buster(系统代号) main contrib non-free(软件分支/垂直划分)
• /dists:查看系统代号
• /pool:查看软件分支