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玩转Linux操作系统.md

玩转Linux操作系统.md 15 KB
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玩转Linux操作系统

操作系统发展史

只有硬件没有软件的计算机系统被称之为“裸机”，我们很难用“裸机”来完成计算机日常的工作（如存储和运算），所以必须用特定的软件来控制硬件的工作。最靠近计算机硬件的软件是“系统软件”，其中最为重要的就是“操作系统”。操作系统是控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，合理的分配资源和调配任务，为系统用户和其他软件提供接口和环境的程序集合。

手工操作阶段

人们先把程序纸带（或卡片）装上计算机，然后启动输入机把程序和送入计算机，接着通过控制台开关启动程序运行。计算完毕，打印机输出计算结果，用户卸下并取走纸带（或卡片）。第二个用户上机，重复同样的步骤。在整个过程中用户独占机器，CPU等待手工操作，资源利用率极低。

批处理系统

首先启动计算机上的一个监督程序，在监督程序的控制下，计算机能够自动的、成批的处理一个或多个用户的作业。完成一批作业后，监督程度又从输入机读取作业存入磁带机。按照上面的步骤重复处理任务。监督程序不停的处理各个作业，实现了作业的自动转接，减少了作业的建立时间和手工操作时间，提高了计算机资源的利用率。 

分时系统和实时系统

分时系统是把处理器的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。 若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算，则该作业暂时中断，把处理机让给另一作业使用，等待下一轮时再继续其运行。由于计算机速度很快，作业运行轮转得很快，给每个用户的印象是，好象他独占了一台计算机。而每个用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令，在充分的人机交互情况下，完成作业的运行。

实时系统能够及时响应随机发生的外部事件，并在严格的时间范围内完成对该事件的处理。

通用操作系统

  1. 1960s：IBM的System/360系列的机器有了统一的操作系统OS/360。

  2. 1965年：AT&T的贝尔实验室加入GE和MIT的合作计划开始开发MULTICS。

  3. 1969年：Ken Tompson为了玩“Space Travel”游戏用汇编语言开发了Unics。

  4. 1970年~1971年：Ken Tompson和Dennis Ritchie用B语言重写了Unics，并在Brian Kernighan的建议下将其更名为Unix。

  5. 1972年~1973年：Dennis Ritchie发明了C语言来取代可移植性较差的B语言，并开启了用C语言重写Unix的工作。

  6. 1974年：Unix推出了里程碑意义的第5版。

  7. 1979年：从Unix第7版开始，AT&T发布新的使用条款，将Unix私有化。

  8. 1987年：Andrew S. Tanenbaum教授为了能在课堂上教授学生操作系统运作的细节，决定在不使用任何AT&T的源代码前提下，自行开发与Unix兼容的操作系统，以避免版权上的争议并将其命名为Minix。

  9. 1991年：Linus Torvalds就读于芬兰赫尔辛基大学期间，尝试在Minix上做一些开发工作，但因为Minix只是作为教学用途的功能并不强，为了方便在学校的主机的新闻组和邮件系统中读写和下载文件，Linus编写了磁盘驱动程序和文件系统，这些成为了Linux系统内核的雏形。

Ken L. Thompson (ken)

Dennis M. Ritchie (DMR)

Andrew S. Tanenbaum (ast)

Linus B. Torvalds

IBM公司生产的80栏打孔卡。

传说中的PDP-7。

Ken和Dennis正在PDP-11上工作。

Unix操作系统家族图谱。

Linux概述

Linux是一个通用操作系统。一个操作系统要负责任务调度、内存分配、处理外围设备I/O等操作。操作系统通常由内核（运行其他程序，管理像磁盘、打印机等硬件设备的核心程序）和系统程序（设备驱动、底层库、shell、服务程序等）两部分组成。

Linux内核是芬兰人Linus Torvalds开发的，于1991年9月发布。而Linux操作系统作为Internet时代的产物，它是由全世界许多开发者共同合作开发的，是一个自由的操作系统（注意自由和免费并不是同一个概念，想了解二者的差别可以点击这里）。

Linux系统优点

  1. 通用操作系统，不跟特定的硬件绑定。
  2. 用C语言编写，有可移植性，有内核编程接口。
  3. 支持多用户和多任务，支持安全的分层文件系统。
  4. 大量的实用程序，完善的网络功能以及强大的支持文档。
  5. 可靠的安全性和良好的稳定性，对开发者更友好。

Linux系统发行版本

  1. Redhat
  2. Ubuntu
  3. CentOS
  4. Fedora
  5. Debian
  6. openSUSE

基础命令

Linux系统的命令通常都是如下所示的格式：


命令名称 [命名参数] [命令对象]

  1. 获取登录信息 - w / who / last。

       
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# w
23:31:16 up 12:16,  2 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
root     pts/0    182.139.66.250   23:03    4.00s  0.02s  0.00s w
jackfrue pts/1    182.139.66.250   23:26    3:56   0.00s  0.00s -bash
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# who
root     pts/0        2018-04-12 23:03 (182.139.66.250)
jackfrued pts/1        2018-04-12 23:26 (182.139.66.250)
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# who am i
root     pts/0        2018-04-12 23:03 (182.139.66.250)

  2. 查看自己使用的Shell - ps。

Shell也被称为“壳”，它是用户与内核交流的翻译官，简单的说就是人与计算机交互的接口。目前很多Linux系统默认的Shell都是bash（Bourne Again SHell），因为它可以使用Tab键进行命令补全、可以保存历史命令、可以方便的配置环境变量以及执行批处理操作等。

   
   [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# ps
     PID TTY          TIME CMD
    3531 pts/0    00:00:00 bash
    3553 pts/0    00:00:00 ps

  1. 查看命令的说明 - whatis。

       
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whatis ps
ps (1)        - report a snapshot of the current processes.
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whatis python
python (1)    - an interpreted, interactive, object-oriented programming language

  2. 查看命令的位置 - which / whereis。

       
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whereis ps
ps: /usr/bin/ps /usr/share/man/man1/ps.1.gz
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whereis python
python: /usr/bin/python /usr/bin/python2.7 /usr/lib/python2.7 /usr/lib64/python2.7 /etc/python /usr/include/python2.7 /usr/share/man/man1/python.1.gz
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# which ps
/usr/bin/ps
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# which python
/usr/bin/python

  3. 查看帮助文档 - man / info / apropos。

       
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# ps --help
Usage:
ps [options]
Try 'ps --help <simple|list|output|threads|misc|all>'
 or 'ps --help <s|l|o|t|m|a>'
for additional help text.
For more details see ps(1).
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# man ps
PS(1)                                User Commands                                PS(1)
NAME
      ps - report a snapshot of the current processes.
SYNOPSIS
      ps [options]
DESCRIPTION
...
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# info ps
...

  4. 切换用户 - su。

       
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# su hellokitty
[hellokitty@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z root]$

  5. 以管理员身份执行命令 - sudo。

       
[jackfrued@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]$ ls /root
ls: cannot open directory /root: Permission denied
[jackfrued@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]$ sudo ls /root
[sudo] password for jackfrued:
calendar.py  code  error.txt  hehe  hello.c  index.html  myconf  result.txt

说明：如果希望用户能够以管理员身份执行命令，用户必须被添加到sudoers名单中，该文件在 /etc目录下。

  1. 登入登出相关 - logout / exit / adduser / userdel / passwd / ssh。

       
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# adduser hellokitty
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# passwd hellokitty
Changing password for user jackfrued.
New password:
Retype new password:
passwd: all authentication tokens updated successfully.
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# ssh hellokitty@1.2.3.4
hellokitty@1.2.3.4's password:
Last login: Thu Apr 12 23:05:32 2018 from 10.12.14.16
[hellokitty@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]$ logout
Connection to 1.2.3.4 closed.
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]#

  2. 查看系统和主机名 - uname / hostname。

       
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# uname
Linux
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# hostname
izwz97tbgo9lkabnat2lo8z
[root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat /etc/centos-release
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)

  3. 重启和关机 - reboot / init 6 / shutdown / init 0。

  4. 查看历史命令 - history。

    说明：查看到历史命令之后，可以用!历史命令编号来重新执行该命令。

实用程序

文件和文件夹操作

  1. 创建/删除目录 - mkdir / rmdir。

  2. 创建/删除文件 - touch / rm。

    • touch命令用于创建空白文件或修改文件时间。在Linux系统中一个文件有三种时间：
      • 更改内容的时间（mtime）
      • 更改权限的时间（ctime）
      • 最后访问时间（atime）

  3. 切换和查看当前工作目录 - cd / pwd。

  4. 查看目录内容 - ls。

  5. 查看文件内容 - cat / head / tail / more / less。

  6. 拷贝/移动文件 - cp / mv。

  7. 查看文件及内容 - find / grep。

       
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find -name *.html
./index.html
./code/index.html
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find . -atime 7 -type f -print
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find . -type f -size +2k
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find . -type f -name "*.swp" -delete
[root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# grep "<script>" . -R -n
./index.html:15:                <script>
./code/index.html:2884: <script>
./code/foo.html:2:<!--STATUS OK--><html> <head><meta ...

  8. 符号链接 - ln。

  9. 压缩和归档 - gzip / gunzip / xz / tar。

  10. 其他工具 - sort / uniq / diff / tr / cut / paste / file / wc。

管道和重定向

  1. 管道的使用 - |。

例子：查找当前目录下文件个数。

   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# find ./ | wc -l
   6152

例子：列出当前路径下的文件和文件夹，给每一项加一个编号。

   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# ls | cat -n
        1  dump.rdb
        2  mongodb-3.6.5
        3  Python-3.6.5
        4  redis-3.2.11
        5  redis.conf

例子：查找record.log中包含AAA，但不包含BBB的记录的总数

   
   [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat record.log | grep AAA | grep -v BBB | wc -l

  1. 输出重定向和错误重定向 - > / 2>。

  2. 输入重定向 - <。

别名

  1. alias
  2. unalias

其他程序

  1. 时间和日期 - date / cal。
  2. 录制操作脚本 - script。
  3. 给用户发送消息 - mesg / write / wall / mail。

文件系统

文件和路径

  1. 命名规则
  2. 扩展名
  3. 隐藏文件
  4. 工作目录和主目录
  5. 绝对路径和相对路径

目录结构

  1. /bin - 基本命令的二进制文件
  2. /boot - 引导加载程序的静态文件
  3. /dev - 设备文件
  4. /etc - 配置文件
  5. /home - 用户主目录的父目录
  6. /lib - 共享库文件
  7. /lib64 - 共享64位库文件
  8. /lost+found - 存放未链接文件
  9. /media - 自动识别设备的挂载目录
  10. /mnt - 临时挂载文件系统的挂载点
  11. /opt - 可选插件软件包安装位置
  12. /proc - 内核和进程信息
  13. /root - root账户主目录
  14. /run - 存放系统运行时需要的东西
  15. /sbin - 超级用户的二进制文件
  16. /sys - 设备的伪文件系统
  17. /tmp - 临时文件夹
  18. /usr - 用户应用目录
  19. /var - 变量数据目录

访问权限

  1. chmod。
  2. chown。

磁盘管理

  1. 列出文件系统的磁盘使用状况 - df。
  2. 磁盘分区表操作 - fdisk。
  3. 格式化文件系统 - mkfs。
  4. 文件系统检查 - fsck。
  5. 挂载/卸载 - mount / umount。

编辑器vim

  1. 启动和退出

  2. 命令模式和编辑模式

  3. 光标操作

  4. 文本操作

  5. 查找和替换

/正则表达式

:1,$s/正则表达式/替换后的内容/gice

g - global

i - ignore case

c - confirm

e - error

  1. 参数设定

.vimrc

set ts=4

set nu

  1. 高级技巧

    • 映射快捷键
      • inoremap key:...
    • 录制宏
      • 在命令模式下输入qa开始录制宏（qa/qb/qc/qd）
      • 执行你的操作，这些操作都会被录制下来
      • 如果要录制的操作完成了，按q结束录制
      • @a播放宏（1000@a - 将宏播放1000次）

环境变量

  1. HOME
  2. SHELL
  3. HISTSIZE
  4. RANDOM
  5. PATH

软件安装和配置

yum

  • yum update
  • yum install / yum remove
  • yum list / yum search
  • yum makecache

rpm

  • rpm -ivh --force --nodeps
  • rpm -e
  • rpm -qa | grep

源代码构建安装

  • ...
  • make && make install

实例

  1. 安装MySQL。
  2. 安装Redis。
  3. 安装NginX。

进程和性能

  1. pmap
  2. sar
  3. free
  4. iostat
  5. gprof

配置服务

  1. systemctl start / stop / restart / status
  2. systemctl enable / disable
  3. 计划任务 - crontab。
  4. 开机自启。

网络访问和管理

  1. 通过网络获取资源 - wget。
    • -b 后台下载模式
    • -O 下载到指定的目录
    • -r 递归下载
  2. 显示/操作网络配置（旧） - ipconfig。
  3. 显示/操作网络配置（新） - ip。
  4. 网络可达性检查 - ping。
  5. 查看网络服务和端口 - netstat。
  6. 安全文件拷贝 - scp。
  7. 安全文件传输 - sftp。

Shell和Shell编程

  1. 通配符。
  2. 后台运行。

其他内容

  1. awk
  2. sed
  3. xargs