Linux运维基础知识

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一、Linux磁盘管理

1.磁盘管理命令

2.磁盘分区命令

3.SWAP 交换分区

二、shell脚本入门

1.Bash基础

2.条件判断、循环

3.常用命令

三、Linux日志管理简单介绍

四、文本处理三剑客

1.简介

2.awk基础

3.grep基础

4.sed基础

五、ftp文件共享

1.基础命令

2.samba资源共享

六、防火墙

1.iptables 基础

2.firewalld 基础

七、内核入门

1.简介

2.内核管理

3.内核优化

八、数据同步rsync

附：参考

一、Linux磁盘管理

1.磁盘管理命令

• 打开root权限：

sudo -i

• 磁盘管理命令：

使用 df 命令可以查看文件系统类型，空间大小，使用情况以及磁盘上可使用的磁盘空间。 几个重要参数：

-a: 显示全部的文件系统
-h: 以可读性较高的方式显示，采用KB,MB,GB,作为单位
-t: 显示文件系统的类型
-k: 将输出的空间大小缩小2^10倍，即将默认显示单位调整为MB

我们用以下命令来查看文件系统的信息：

df -kh

输出清单的第一列显示的是文件系统以及路径，第二列显示的是分区包含的数据的大小，用 -h 参数以 M 为单位显示会更符合我们的阅读习惯，第三列和第四列则分别显示已用以及可用的空间大小，同时，我们可以在最后一列中看出该文件系统的挂载点：

• 另外，我们还可以执行以下命令来查看当前文件夹下的信息：

du -h

2.磁盘分区命令

• 显示分区信息：

fdisk -l

可以看到，这个分区只有一个40GB的vda分区。

• 进入分区交互界面：

fdisk /dev/vda

• 使用p命令查看分区表：

另外，在此交互界面还有以下命令可使用：

n：创建新分区
  d：删除已有分区
  t：修改分区类型
  l：查看所有已经ID
  w：保存并退出
  q：不保存并退出
  m：查看帮助信息
  p：显示现有分区信息

• 如果在 fdisk 命令中修改了分区，还需要通过 Partprobe 命令让内核重新识别分区 /proc/partitions：

partprobe

3.SWAP 交换分区

在 Linux 系统中，Swap 分区是用来模拟内存的，简单的来说，就是当内存不太够的时候，将调用 SWAP 分区。这跟 Windows 系统的虚拟内存很像。两者的技术原理都是将磁盘当作内存条来读写，但是我们知道磁盘的读写速度要比内存条慢很多，所以 SWAP 分区只是一种替代手段，并不能达到实际内存的效果。

• 查看目前的内存以及 SWAP 分区大小：

free -m

Swap 分区设置为如下大小最合适：

内存  推荐分区大小
<2GB    内存的两倍
2GB-8GB 与内存一样大
8GB-64GB    最少 4GB
>64GB   最少 4GB

事实上，Swap 分区并不是越多越好，在性能越好的设备上，Swap 分区设置的越少。因为当内存足够多的时候，磁盘的读写速度反而会成为累赘。例如可能会出现内存还剩下很多，系统却在使用 Swap 分区的情况。

• 可以通过以下命令来修改swap配置，优化swap：

vi /etc/sysctl.conf

# 添加如下配置：
# vm.swapiness :60 改成 10
# vm.dirty_ratio:90 改成 10
# vm.dirty_background_ratio:60 改成 5
# vm.dirty_expire_centisecs:3000 改成500
# vm.vfs_cache_pressure:100 改成 500

解释：

vm.swapiness，swapiness 表示系统有多积极的使用 Swap 分区，取值从 0 到 100，当值为 0的时候，表示首先使用物理内存，其次 Swap 分区。

vm.dirty_ratio 这里规定了当写缓存达到了系统内存的多少的时候，开始向磁盘写出数据。也就是说我们的缓存数据积累的足够多的，这时候不得不开始清理缓存。

vm.dirty_background_ratio 该参数与 dirty_ratio 类似，但是区别在于，dirty_ratio规定的是缓存达到多少，我们开始阻塞进程并且写入到磁盘，但是 dirty_background_ratio规定的是缓存达到多少，我们开始写入到磁盘。

vm.dirty_expire_centises 这个参数声明 Linux内核中写缓存超时了之后，我们就开始写入到磁盘中，默认情况下，我们设置为 3000，这里的单位是 1/100s，所以缓存只能存在最多 30s。

vm.vfs_cache_pressure 它设置了 Swap 分区回收 VFS 缓存的倾向，在vfs_cache_pressure=100 的默认值下，内核将尝试以相对于页面缓存的“公平”速率回收 dentry 和 inode交换缓存回收。

二、shell脚本入门

Linux Shell 是一个比 Windows 强大的多的交互式命令系统，允许用户执行对文件的 CURD 操作以及对系统做出的修改。

Shell是用来用户和内核交互的程序，它提供一个与用户对话的环境，这个环境被称之为 CLI（Command Line Interface，命令行界面），我们能够在 CLI 中输入命令让系统执行。

目前使用较为广泛的 Shell 类型：

Bourne Shell
Cshell
Korn
Bash（Linux 系统上最流行的 Shell 版本）

• 查看当前操作系统安装的所有 Shell：

cat /etc/shells

在 Linux 系统中，Bash 文件是以 .sh 为后缀名的可执行文件，类似于 Windows 下面的 .bat 文件。通常情况下，编写 Bash 的工具使用 Vim 写好代码后即可直接运行。一个 Bash 文件就是一个 Bash 程序。

1.Bash基础

• 创建hello.sh程序：

vim hello.sh

• 在其中插入以下内容：

先按i然后回车，进入插入模式。第一行的注释用于声明这是一个使用Bash的程序，第二行是程序的内容。

#!/bin/bash
echo Hello World

插入后按Esc，再键入英文小写冒号，后面写wq，然后回车。

• 运行程序：

./hello.sh

遇到了权限不够的问题：

• 通过chmod增加权限：

chmod +x ./hello.sh

再次运行，成功！

2.条件判断、循环

• if语法：

#! /bin/bash
var="Linux"
if var==Linux
then
  echo "match"
else
  echo "do not match"
fi

• for循环：

#!/bin/bash
cd /
mkdir test_dir
cd test_dir

for ((counter=0; counter<5; counter++)) # 另一种写法for counter in 0,1,2,3,4
do
    touch test_$counter.txt
done

• while循环写法：

#!/bin/bash
cd /
mkdir test_dir2
cd test_dir2
counter=0

while (($counter<5))
do
    let "counter++"
    touch test_$counter.txt
done

无限循环：

while :
# 或者
while true

3.常用命令

• shopt命令：

shopt 内置命令用于设置和取消设置 shell 选项。

直接使用 shopt 命令可以查看各项参数以及他们的开闭状态：

如果要查找某项特定的参数，我们也可以在 shopt 后面接上参数名。

• readonly 命令：

通过 read only 命令，我们可以将变量等等内容的属性编辑为只读，无法做出任何修改。

var_read=1
readonly var_read
var_read=2

• trap 命令：

trap 命令可以在我们执行脚本的时候与用户进行交互，对于我们书写交互式代码非常有帮助。我们可以使用 -l 参数来查看所有的系统信号：

trap -l

trap 'rm -f "$test"' EXIT

脚本遇到 EXIT 信号时，就会执行 rm -f "$test"。

三、Linux日志管理简单介绍

rsyslog 是实现日志管理的一个工具。

几乎所有的系统日志都存储在 /var/log 目录下面，我们通过ll命令查看目录下的所有内容：

几个比较重要的日志文件：

/var/log/cron
/var/log/cups/
/var/log/dmesg
/var/log/secure
/var/log/btmp
/var/log/lastlog
/var/log/message

首先是 cron，你可能用到过 cron 来设置定时任务，它记录了和定时任务相关的日志。cups 文件则记录了打印信息的日志，而 dmesg 记录了开机时候内核自检的文件。此外，还有 btmp 以及 lastlog 文件，这两个文件是二进制的形式，我们不能直接打开，前者要用 lastb 命令来查看，后者要用 lastlog 命令来查看。

lastb 命令输出的是尝试登陆但失败的日志，如果你某一次忘记输入密码，那么你这一次登录的行为可能就被 btmp 文件记录了下来。lastlog 能够列出系统当中所有的用户，包括端口以及 IP。

具体怎么操作日志请自行学习。

四、文本处理三剑客

1.简介

linux文本处理三剑客：awk，grep 和 sed。他们功能不仅强大，而且和彼此相互配合，实现复杂的文本处理功能。

• awk：

awk 的功能和正则表达式有些类似，都是基于模式匹配，并且 awk 完美支持正则表达式。更重要的一点是 awk 支持函数以及类 C 语言的流程控制。它的操作逻辑是会依次处理文本文件的每一行。因此，awk 最适合处理像 CSV 之类的文本文件。

• grep：

grep 也是一种强大的文本搜索工具，最常用使用的例子是与 Linux 下面的各种命令结合，例如我们经常用到的查看进程的命令：

ps -ef | grep xx

查看grep工具可以使用的参数：

grep --help

• sed：

sed 主要是利用脚本来处理文本文件，通常情况下可以通过脚本来大规模的处理大量文件。

2.awk基础

• 基本语法格式：

awk [命令] [操作对象]

• 生成awk文件：

echo 'this is a test!' > awk.txt

其中内容为this is a test!

• 输出文件的文本内容：

awk '{print $0}' awk.txt

{print 0}为要执行的命令，print 为打印，0 代表的是当前行，因此执行上面的命令，就会把内容原样打印出来。

默认情况下，awk 中的分隔符为空格和制表符，如果想要指定其他符号为分隔符，也可以使用-F 参数来说明。分割后的第一部分用1 来表示，第二部分则用1来表示，第二部分则用2 表示，以此类推。

3.grep基础

• 语法格式：

grep [命令] [操作对象]

简单示例：

grep -i This awk.txt

忽略大小写匹配awk.txt文本中的This。

• 常用参数：

4.sed基础

• 基本语法：

sed [命令] [操作对象]

• 替换并打印：

sed -n 's/this/This/p' awk.txt

-n表示只显示匹配处理的行，s表示搜索后替换，this表示匹配的内容，This表示替换的内容，p表示替换后打印。

• 写入数据：

sed 's/this/This/' awk.txt > awk1.txt

• 删除：

sed 's/this//' awk.txt > awk2.txt

• 添加：

sed '/this/ a "The line after this line"' awk.txt > awk3.txt
sed '/this/ i "The line before this line"' awk.txt > awk4.txt

a 参数表示我们要将文本加到匹配行之后，i 参数表示我们要将文本加到匹配行之前。

五、ftp文件共享

1.基础命令

• 使用apt命令安装ftp服务器：

sudo apt update
sudo apt install vsftpd

• 设置 vsftp 每次开机启动：

systemctl enable vsftpd

• 启动vsftp：

systemctl start vsftpd

• 查看 ftp 服务器端口号：

netstat -antup | grep ftp

• 关闭防火墙对ftp默认端口20和21的限制：

sudo apt-get install ufw
sudo ufw allow 20/tcp
sudo ufw allow 21/tcp

2.samba资源共享

• 安装samba：

sudo apt update
sudo apt install samba

• 设置一个文件夹来供 samba 进行共享：

mkdir sambashare

• 告诉配置文件我们新设置的这个目录是 samba 的共享目录：

sudo vi /etc/samba/smb.conf

并添加如下内容：

[sambashare]
    comment = Samba on Ubuntu
    path = /usr/local/sambashare
    read only = no
    browsable = yes

• 重启samba：

/etc/init.d/samba  restart

• 打开防火墙允许 samba 流量通过：

sudo ufw allow samba

• 设置一个 samba 的共享账号：

//先在系统中新增专门用来使用samba的用户sambauser
adduser sambauser

//然后将此用户添加为samba的用户
sudo smbpasswd -a sambauser

• 给文件夹赋予权限：

sudo chmod 777 /usr/local/sambashare

• windows访问服务器共享文件夹：

\ip-address\sambashare

我的系统是win11，访问不了，可能和网络设置有关，至今还未解决。

六、防火墙

防火墙配置了一系列规则来规范流量，允许接受或者发送来自某个端口乃至协议的数据包。比如我们常说的，开放 80 端口，开放 443 端口之类的话语，这就是对防火墙进行配置。iptables 和 firewall 是我们常用的管理防火墙规则的工具。两者都是管理工具，都是对底层流量模块 netfilter 的封装。

1.iptables 基础

iptables 是 Linux 上一个强大且易用的防火墙工具，它不仅可以实现黑名单，白名单控制流量，端口开闭而且可以实现流量转发等等复杂的命令。需要注意的是，在 iptables 上可以设置针对流量的多条规则，这些规则甚至有可能互相违。在 iptables 表中位置越靠上的规则权重越高，权重高的规则可以抵消权重低的规则。

关于iptables这位老哥的博客将来龙去脉讲得很清楚了：www.zsythink.net/archives/11…，感兴趣的可以了解一下。

2.firewalld 基础

firewalld 也是对 Linux 内部模块 netfilter 模块的封装的另一种防火墙管理工具，它的最大的特点是简约，不需要像 iptables 一样了解很多命令。

• 查看版本号：

firewalld -v

• 安装命令：

sudo apt-get install firewalld

• 启动：

# 开机自启
systemctl enable firewalld
# 启动
systemctl start firewalld

• 配置文件：

# 在/usr/lib/firewalld/zones/目录下面，每个文件对应一个工作区
block.xml、dmz.xml、drop.xml、external.xml、 home.xml、internal.xml、public.xml、trusted.xml、work.xml

如果我们在使用 firewalld 的时候，不使用参数指定是哪个工作区，那么我们的操作将会默认对于 public 生效。

• 添加可访问端口：

firewall-cmd --permanent --add-port=80/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=443/tcp

• 添加smtp：

firewall-cmd --add-service=smtp

• 移除smtp：

firewall-cmd --add-service=smtp

• 端口转发：

firewall-cmd --add-forward-port=port=80:proto=tcp:toport=8080

• 允许防火墙伪装IP：

firewall-cmd --add-masquerade

• 禁止防火墙伪装IP：

firewall-cmd --remove-masquerade

七、内核入门

1.简介

Linux 系统采用经典的冯诺依曼架构，内核的作用是连接软件和硬件并且充当底层驱动。内核是操作系统的核心，一个内核的好坏直接决定了系统运行的效率以及稳定性。

内核的功能：

充当软件和硬件之间的中间件
管理系统的进程，内存，驱动以及文件
提供了一系列面向操作系统的命令
在应用开发的过程中抽象了相关细节

内核中提供了一系列基本的功能，例如时钟功能，进程调度功能，它就像在编写代码的时候引入的库文件，程序会调用库中的函数，而软件则会调用内核中实现的基本函数。

• 查看 CPU 的型号以及物理 ID：

cat /proc/cpuinfo | grep "model name" && cat /proc/cpuinfo | grep "physical id"

• 查看机器的内存信息：

cat /proc/meminfo | grep MemTotal

• 查看内核信息：

uname -a

• 查看内核版本：

head -n 1 /etc/issue

2.内核管理

• 进入内核伪目录：

cd /proc/sys

• 查看目录下的所有文件夹：

我们需要修改的只有 net 目录下面的内容，其他目录要么和硬件相关，要么和 Linux 系统的架构有关。

• 临时性修改：

# 设置 tcp_tw_recycle 的值为 0
echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/tcp_fastopen

• 永久性修改：

查看当前系统生效的所有参数：

sysctl -a

直接修改配置文件：

vi /etc/sysctl.conf

3.内核优化

• 以下这些设置告诉 Linux 内核不接收或发送 ICMP 重定向数据包。攻击者可以使用这些 ICMP 重定向来修改路由表。所以禁用它听起来很合理（设置为零/假/0)：

net.ipv4.conf.all.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.secure_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0

• 以下设置了 TCP 连接的最大套接字的值，当达到此阈值时，孤立连接会立即丢弃并发出警告。此阈值仅有助于防止简单的 DoS 攻击。最好不要降低阈值（而是增加以满足系统要求——例如，在增加内存之后）：

参数 tcp_fin_timeout 决定我们的 tcp 连接在多久之后关闭连接，fin 是 tcp 连接中用于确认对方收到消息的消息，如果我们不设置 timeout 的话，我们的服务器可能会一直保持 tcp 连接，这会占用我们的服务器资源。后面几条关于 keepalive 的则设置了关于断开连接的内容。

net.ipv4.tcp_max_orphans = 65536
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 10
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1800
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 15
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 5

• 以下设置了服务器保存在内存中允许的最大连接数，以及数据传输确认失败以后最多的确认信号重传次数：

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096
net.ipv4.tcp_synack_retries = 1

• retries 确定了重传次数，当我们的服务器荷载较高的时候，减少重传次数能够有效的降低资源占用：

net.ipv4.tcp_orphan_retries = 0

• 这些选项使得我们的服务器不会被虚假的 IP 地址欺骗：

net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.lo.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.eth0.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1

• 重启使配置生效：

/sbin/sysctl -p

八、数据同步rsync

作为一个增量备份的工具，rsync 在 Linux 中得到了广泛的应用，最终能够实现两机的文件同步。rsync 在同步过程中主要有两部分组成：第一部分是对需要同步的文件的检查，第二部分是文件同步模式的确定。默认情况下，会使用 quick check 模式进行检查。

• 安装rsync：

sudo apt install rsync

• 查看版本：

rsync -h

• 可用参数：

• 基本语法：

rsync -a [source] [destination]

举例：

# 把rsyncfile文件夹备份至/tmp目录下去，tmp下会出现一个叫rsyncfile的文件夹
rsync -a /opt/rsyncfile /tmp

也可以指定不同的命名：

rsync -a /opt/backup.zip /tmp/newbackup.zip

同步目录：

sudo rsync -a /home /opt/home

• 远程同步语法：

把本机的home目录同步至远程机器的backup目录：

rsync -a /home [remote_user]@[remote_host]:/opt/backup

把远程机器的backup目录同步至本地的home目录：

rsync -a [remote_user]@[remote_host]:/opt/backup /home

附：参考

www.lanqiao.cn/courses/483…