linux系统初识

Posted 2023-03-05

服务器硬件与linux系统初识

服务器

• 服务器也是一种计算机。服务器，也称伺服器，服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件，为网络上用户提供信息资源和各种服务的一种高性能计算机，英文名叫做Server。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。所以服务器无论是在网络连接性能，还是在稳定性等其他各个方面都比PC机要高的多。 服务器的构成包括处理器、硬盘、内存，系统等，和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。
• 服务器的特性：

• 高速度的CPU运算能力
• 长时间的可靠运行
• 强大的I/O外部数据吞吐能力
• 服务器通常具有更高的性能，效率，高可靠，高可用性，以及更好的扩展性。

• 服务器的分类：服务器按外形分类

• 塔式服务器 塔式服务器（Tower Server），常见的立式和卧式机箱结构的服务器，可放置在普通的办公环境。机箱结构较大(类似于传统的台式电脑)。
  
  
  但这种类型服务器也有不少局限性，在需要采用多台服务器同时工作以满足较高的服务器应用需求时，由于其个体比较大，占用空间多，也不方便管理，便显得很不适合。
• 机架式服务器 机架服务器实际上是工业标准化下的产品，其外观按照统一标准来设计，配合机柜统一使用，以满足企业的服务器密集部署需求。机架服务器的主要作用是为节省空间，由于能够将多台服务器装到一个机柜上，不仅可以占用更小的空间，而且也便于统一管理。 机架服务器的宽度为19英寸（48.26cm），高度以U（Unit）为单位（1U=1.75英寸，即1.75X2.54=4.445cm），通常有1U，2U，3U，4U，5U，7U几种标准的服务器。机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。相对塔式服务器更节约空间，适合于大型专用机房统一部署和管理的服务器的场合，但是散热稍微差一点，因为空间紧凑。

• 刀片式服务器

  刀片服务器其主要结构为一大型主体机箱，内部可插上许多“刀片”，其中每一块刀片实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器，它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统。每一块刀片可以运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。而且，也可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的刀片可以连接起来提供高速的网络环境，共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的刀片，就可以提高整体性能。而由于每块刀片都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。

  刀片服务器比机架式服务器更节省空间，同时，散热问题也更突出，往往要在机箱内装上大型强力风扇来散热。此型服务器虽然空间较节省，但是其机柜与刀片价格都不低，一般应用于大型的数据中心或者需要大规模计算的领域，如银行电信金融行业以及互联网数据中心等。

• 补充知识： 电源保护：UPS(不间断电源，一般能维持30分钟-1小时左右）、双电源（AB双路）。 CPU：相当于人的大脑，常用品牌Intel（XEON志强，专门给服务器用的）、AMD。服务器里面的CPU的个数按路算（1个CPU叫1路，2个叫2路），注：服务器是几U与几路CPU没有关系。CPU与核心的关系：（CPU比如工厂，核心比如工人，而一个核心等于2个线程），早期的CPU只有一个核心，后来的新技术可以将多个核心封装在一个CPU芯片中，性能得到数倍的提升。 内存：是CPU和硬盘之间的缓冲设备，临时存储器，断电数据丢失 硬盘：永久存放数据的设备。也有缓存大小，如：7200转/64M （64M指缓存区大小） 阵列卡（RAID卡）的好处：1.把所有硬盘的容量加在一起，2.数据更安全，3.性能更好。是服务器的标配，连接到服务器的硬盘必须经过RAID卡。一般好点的RAID卡配有电池，可以单独供电。 远程管理卡（iDRAC）：利用它可以完成远程的服务器管理工作如:服务器开关机、配置Bios、配置 Raid卡，安装操作系统等操作。有独立，还有集成的。 程序、进程：程序，放在硬盘中的（静态执行的代码）；进程，运行起来的软件（动态执行的代码）

Linux系统的组成

• Linux系统一般有4个主要部分：内核、shell、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。
  

Linux内核

• Linux内核是linux系统的核心组成，用于实现CPU和内存分配、进程调节、设备驱动等核心操作，以面向硬件为主（包围在硬件之上，控制系统程序与硬件之间打交道）。对操作系统来说，内核就好像人的心脏一样重要，是构成整个Linux操作系统最关键的组成部分。Linux内核的官方网站是 ​​http://www.kernel.org/​​ 从该网站可以下载已发布的各个版本的内核文件的源代码，因为Linux内核是开源的，所以每个人都可以自己修改和编译Linux内核。
  Linux的标志便是这只名为Tux的小企鹅。
  
  
  Linux内核版本有两种：稳定版和开发版，Linux内核版本号由3组数字组成（x.yy.zz）：第一个组数字.第二组数字.第三组数字
  Linux内核的版本号命名是有一定规则的，版本号的格式通常为“主版本号.次版本号.修正号”。主版本号和次版本号标志着重要的功能变动，修正号表示较小的功能变更。
  第一个组数字：目前发布的内核主版本。
  第二个组数字：偶数表示稳定版本；奇数表示开发中版本。
  第三个组数字：错误修补的次数。
  以2.6.22版本为例，2代表主版本号，6代表次版本号，22代表修正号。其中次版本还有特定的意义：如果是偶数数字，就表示该内核是一个可以放心使用的稳定版；如果是奇数数字，则表示该内核加入了某些测试的新功能，是一个内部可能存在着BUG测试版。如2.5.74表示是一个测试版的内核，2.6.22表示是一个稳定版的内核。可以到Linux内核官方网站​​http://www.kernel.org/下载最新的内核代码。​​
  
  内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。

• linux位数： 我们知道目前的CPU主要分为32位与64位，其中32位又可以分为:i386、i586、i686、而64的CPU则称为x86_64,这是因为不同等级的CPU命令集不相同，因此你的某些软件可能会对你的CPU进行某些优化，所以软件就有了i386、i586、i686与x86_64之分，以目前的CPU市场上来说，大多数都是坚持64位的软件。

shell

shell是系统的用户界面，包裹在内核之上，作用是提供人机交互界面，用户与内核之间打交道的功能，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行，是一个命令解释器（类似于翻译官）。

Linux文件系统

文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。Linux系统能支持多种目前流行的文件系统，如EXT2、EXT3、EXT4、XFS、FAT、FAT32、VFAT和ISO9660等。

应用程序

构成Linux系统的应用程序大部分来自 GNU 项目或其他组织的开源软件，例如顶顶有名的C语言编译工具 GCC ，命令解析器程序 bash ，网站服务程序 httpd 等，因此Linux操作系统最确切的含义为 "GNU/Linux操作系统"GNU 的名称来源于 "GNU is Not UNIX" 的缩写（自由软件的通用许可协议）。其目标是编写大量兼容于 UNIX 操作系统的可自由传播、使用的软件，来替换 UNIX 系统的各种商业软件。GNU 的官方站点位于： ​​http://www.gnu.org/​​

熟悉常见的Linux发行版本

• 由于Linux的内核也是个开源软件，任何公司甚至个人都可以将Linux内核和自由软件打包成一个完整的Linux操作系统，因此出现了各种不同的Linux发行版本，他们采用的内核和软件包基本类似，只是具体操作和使用上略微不同。
• 主流的Linux分支有：

• Red Hat系列
• Suse系列
• Debian系列

• 其中比较著名的 Ubuntu 就是以 Debian 为原型的发行版，拥有着华丽的桌面。中国深度的Deepin Linux又是以 Ubuntu 为原型的发行版，大家感兴趣的话可以百度获取更多资料。由于 Red Hat 公司发布的红帽系列 Linux 发行版本具有更广泛的企业用户基础，也代表着 Linux 操作系统的事实标准，其中使用最广泛的包括以下几种 Linux 版本：

• Red Hat 企业版:是由 Red Hat 公司面向企业应用推出的官方版本
• Fedora 社区版:主要定位于个人桌面用户，由Fedora社区维护
• CentOS 社区版:社区企业操作系统，基于Red Hat 企业版的源码组件进行重构的社区版 Linux 系统，几乎原滋原味的保持了 Red Hat 企业版的所有功能。因为可以免费下载使用，因此成了大多网络公司服务器系统的首选。其官方网站为：​​http://www.centos.org/​​

熟悉Linux中的硬盘分区和文件系统

Linux中如何表示硬盘和分区：

• 硬盘分区包括主分区、扩展分区、逻辑分区三种类型，之所以会有这样的区分，是因为在硬盘的主引导扇区（MBR）中用来存放分区信息的空间只有64个字节（主引导扇区一共只有512字节空间），而每一个分区的信息都要占用16字节空间，因而理论上一块磁盘最多只能拥有4个分区，当然这4个分区都是主分区。这在计算机早期是没什么问题的，但后来随着硬盘空间越来越大，4个分区就远远不够了，所以才又引入了扩展分区的概念。扩展分区也是主分区，但是在扩展分区中可以再创建新的分区，这些分区就被称为逻辑分区，逻辑分区的数量就不再受主引导扇区空间大小的限制了，像IDE磁盘最多可以创建60个逻辑分区。 说明：MBR分区位于0扇区，他一共512字节，前446字节是grub引导程序，这个会在后面学习；中间64字节是分区表，每个分区需要16个字节表示，因此主分区和扩展分区一共只能有4个分区，超过4个的分区只能从扩展分区上再设置逻辑分区来表示。每个分区的大小无法超过2T。 MBR的最后2个字节是结束符号 在Linux系统中所有的磁盘以及磁盘中的每个分区都是用文件的形式来表示的。比如在你的电脑中有一块硬盘，硬盘上划分了3个分区，那么在Linux系统中就会有相应的4个设备文件，一个是硬盘的设备文件，另外每个分区也有一个设备文件，所有的设备文件都统一存放在/dev目录中。 不同类型的硬盘和分区的设备文件命名都有统一的规则，具体表述形式如下： 硬盘：对于IDE接口的硬盘设备，表示为“hdX”形式的文件名，对于SATA或SCSI、SAS、SSD（固态硬盘）接口的硬盘设备，则表示为“sdX”形式的文件名，其中“X”可以为a、b、c、d等字母序号。例如，将系统中的第1个IDE设备表示为“hda”，将第2个SATA设备表示为“sdb”。 分区：表示分区时，以硬盘设备的文件名作为基础，在后边添加该分区对应的数字序号即可。例如，第1个IDE硬盘中的第1个分区表示为“hda1”、第2个分区表示为“hda2”，第2个SATA硬盘中的第3个分区表示为“sdb3”，第4个分区表示为“sdb4”等。 需要注意的是，由于主分区的数目最多只有四个，因此主分区和扩展分区的序号也就限制在1~4之间，而逻辑分区的序号将始终从5开始。例如，即便第1个IDE硬盘中只划分了一个主分区、一个扩展分区，则新建的第1个逻辑分区的序号仍然是从5开始，应表示为“sda5”，第2个逻辑分区表示为“sda6”。
  
  
  
  
  另外，对于所有使用USB接口的移动存储设备，不论是移动硬盘、优盘，还是USB光驱，都一律使用/dev/sdxx的设备文件。光驱（光盘）的设备文件一般默认为/dev/cdrom（centos7，光驱设备文件/dev/sr0），这个就与光驱的接口无关了。

Linux使用的文件系统类型：

• 文件系统类型决定了向分区中存放、读取文件数据的方式和效率，在对分区进行格式化时需要选择所使用的文件系统类型。在Windows系统中，硬盘分区通常都是采用FAT32或NTFS文件系统，而在Linux系统中，硬盘分区则大都是采用EXT4、XFS文件系统。 EXT4：第4代扩展文件系统，是RHEL6中默认使用的文件系统类型，属于典型的日志型文件系统。其特点是保持有磁盘存取记录的日志数据，便于恢复，性能和稳定性更加出色。 除了EXT4文件系统之外，Linux中还有一个比较特殊的SWAP类型的文件系统，swap文件系统是专门给交换分区使用的。交换分区类似于Windows系统中的虚拟内存，能够在一定程度上缓解物理内存不足的问题。不同的是，在Windows系统中是采用一个名为pagefile.sys的系统文件作为虚拟内存使用，而在Linux系统中则是划分了一个单独的分区作为虚拟内存，这个分区就被称为交换分区。交换分区的大小通常设置为主机物理内存的2倍，如主机的物理内存大小为1GB，则交换分区大小设置为2GB即可。 XFS：RHEL7/CENTOS7中默认使用文件系统，并不是说原有的EXT文件系统不再使用，RHEL 7仍然是支持ext4的.而是面对未来爆炸式增长的数据量，ext文件系统已经显得原来越力不从心。XFS文件系统完全为大数据而生，单个文件系统最大可以支持到8EB大小，单个文件的大小最大可达到16T，并且提供了丰富的日志系统，是应对大数据存储的强大的文件系统。XFS是扩展性高、高性能的文件系统。