Linux 基础
笔者：YDSUPER
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零、课程介绍
- 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，夯实基础知知识
题外话：Linux 为什么选企鹅作为 Logo呢？
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。所以Linux选择🐧，寓意着开源的Linux，为全人类共同所有，任何公司无权将其私有。
一、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
基本运算流程：从输入设备输入，经过存储器、运算器和控制器，最后输出设备输出。
二、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，用户在用户与系统硬件之间传递信息
当今主流的操作系统：MacOS\Linux\Windows\Android\HarmonyOS ...
操作系统启动流程
- 基于BIOS的传统模式
- 基于UEFI的主流模式
简而言之：固化在主板上的一段程序，主要作用让计算机开机就能执行和解析到这段程序，执行后，进行初始化，然后找到Bootloader进行加载和运行相应的操作系统的程序。
区别：UEFI是BIOS的一种优化和升级的版本，优化了BIOS自检过程，提升了加载速度。
三、Linux 系统概览
Linux 发展简史
- 1969年，Unix 诞生于贝尔实验室
- 1984年，贝尔实验室将 Unix 商业化
- 1984年，Tanenbaum 开发 Minix 操作系统用于教学并开放源码
- 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
- 1991年，Linus Torvalds受 Minix 影响实现初版的 Linux 内核
- 1992年，Linux 内核以 GPL 协议发行 V1.0
Linux 版本
-
内核版本
Linux作者本人维护的版本，集合了进程管理、内存管理、文件系统管理等一系列的底层能力
-
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
# 方法一
uname -a
# 方法二
cat /proc/version
# 查看Linux系统的发行版本
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）
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嵌入式和智能设备
安卓手机的底层就是使用的Linux开发的
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个人办公桌面
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学术研究与软件研发
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
- 内核提供一组面向系统的命令
- Linux 体系结构 从大体结构上，主要分为用户空间和内核空间
- 用户空间主要包含应用程序和GNU C Library（glibc）
- 内核空间主要包含系统调用、内核模块和平台架构相关的代码
内核漫画
- 上层：命令行工具、命令行输入线交互使用，通过 TTY 交给进程
- 中层：进程管理
- 底层：文件管理系统
四、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
- 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
# 关闭指定进程
kill 93824
# 全部进程动态实时视图
top
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)，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：系统内核运行的空间
用户空间：应用程序运行的空间
文件系统
文件系统是操作系统中负责管理持久化数据的子系统，负责把用户的文件存到磁盘硬件中，持久化的保存文件。
Linux中一切皆文件
Linux 文件系统是采用树状的目录结构，最上层是 / (根) 目录
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
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
touch file.txt #创建空文件
cp file.tst file_bak.txt #复制内容
文件读取流程
用户权限
-
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
-
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
文件权限关于用户有3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
每个文件对于文件都有不同权限，包括读(R)、写(W)、执行(X)
查看用户信息
# 查看当前登录用户信息
w
# 查看当前用户所属的组
groups
# 查看用户的 uid 信息
id xxxx
用户权限操作
# 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 / && mkidr 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 文件夹的权限
sudo chmod o+r ./demo #demo文件夹写权限赋予其他人
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
五、Linux 系统软件包管理器
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 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
| 操作系统 | 格式 | 软件包管理系统 | 前端工具 |
|---|---|---|---|
| Debian | .deb | dpkg | apt, apt-get |
| Ubuntu | .deb | dpkg | apt, apt-get |
| Centos | .rpm | rpm | yum |
| Fedora | .rpm | rpm | dnf |
| openSUSE | .rpm | rpm | zypper |
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
- 安装多个软件包:apt install <package_1> <package_2> <package_3>
- 更新指定的软件命令：apt update
- 删除软件包命令：apt remove
- 查找软件包命令：apt search
- 列出所有已安装的包：apt list --installed
Debian 配置软件源
通常 Debian 系的 Linux 软件源配置文件: /etc/apt/sources.list
镜像地址：mirrors.aliyun.com/ /dists：查看系统代号 /pool：查看软件分支
nginx 安装
#更新包缓存
apt update
#安装nginx包
apt install nginx
#查找nginx路径，etc/nginx配置文件路径，usr/sbin/nginx可执行文件
whereis nginx
#访问nginx部署的默认站点
curl http://localhost:80
#关闭ng
sudo /usr/sbin/nginx -s stop
#启动ng
sudo /usr/sbin/nginx
nginx 配置修改
#进入nginx配置文件夹
cd /etc/nginx
#打开nginx配置文件nginx.conf，发现默认的站点配置位于/etc/nginxsites-enabled
cat nginx.conf
#进入sites-enabled文件夹，并对default文件进行配置，修改80端口为8080
cd sites-enabled && vim default
#重启nginx服务
sudo /usr/sbin/nginx -s reload
#访问nginx部署的默认站点
curl http://localhost:8080
