Linux成长之路-基础篇

Posted 2021-01-27

一、计算机组成及功能
1、计算机的组成
计算机组成指的是系统结构的逻辑实现，包括机器机内的数据流和控制流的 组成及逻辑设计等。
主要分为五个部分：控制器，运算器，存储器，输入设备，输出设备。
2、各组成部分的功能
（1）运算器：运算器的主要功能是对数据进行各种运算。这些运算除了常规的加、减、乘、除等基本的算术运算之外，还包括能进行“逻辑判断”的逻辑处理能力，即“与”、“或”、“非”这样的基本逻辑运算以及数据的比较、移位等操作。
（2）控制器：由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。
（3）存储器：存储器分为内存和外存。内存是电脑的记忆部件，用于存放电脑运行中的原始数据、中间结果以及指示电脑工作的程序。内存可以分为随机访问存储器和只 读存储器，前者允许数据的读取与写入，磁盘中的程序必须被调入内存后才能运行，中央处理器可直接访问内存，与内存交换数据。
（4）输入设备：输入设备是向计算机输入数据和信息的设备。
（5）输出设备：是计算机硬件系统的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。
二、Linux的发行版本与各版本间的联系和区别
Linux发行版主要有三个分支：Debian、Slackware、Redhat，如图：

1、Debian系列
（1）Debian系列包括Mint和Ubuntu等。Debian是社区类Linux的典范，是迄今为止最遵循GNU规范的Linux系统。Debian最早由Ian Murdock于1993年创建，分为三个版本分支（branch）： stable, testing 和 unstable。其中，unstable为最新的测试版本，其中包括最新的软件包，但是也有相对较多的bug，适合桌面用户。testing的版本都经 过unstable中的测试，相对较为稳定，也支持了不少新技术（比如SMP等）。而stable一般只用于服务器，上面的软件包大部分都比较过时，但是 稳定和安全性都非常的高。Debian最具特色的是apt-get / dpkg包管理方式，其实Redhat的YUM也是在模仿Debian的APT方式，但在二进制文件发行方式中，APT应该是最好的了。Debian的资 料也很丰富，有很多支持的社区，有问题求教也有地方可去:)
1> Ubuntu:基于Debian开发的开源Linux操作系统，主要针对桌面和服务器；严格来说不能算一个独立的发行版本，Ubuntu是基于Debian的unstable版本加强而来，可以这么说，Ubuntu就是 一个拥有Debian所有的优点，以及自己所加强的优点的近乎完美的 Linux桌面系统。根据选择的桌面系统不同，有三个版本可供选择，基于Gnome的Ubuntu，基于KDE的Kubuntu以及基于Xfc的 Xubuntu。特点是界面非常友好，容易上手，对硬件的支持非常全面，是最适合做桌面系统的Linux发行版本。
2> Linux Mint:基于Debian和Ubuntu的Linux发行版，致力于桌面系统对个人用户每天的工作更易用，更高效，且目标是提供一种更完整的即刻可用体验。
2、Slackware系列
是由Patrick Volkerding开发的GNU/Linux发行版。与很多其他的发行版不同，它坚持KISS（Keep It Simple Stupid）的原则，就是说没有任何配置系统的图形界面工具。一开始，配置系统会有一些困难，但是更有经验的用户会喜欢这种方式的透明性和灵活性。 Slackware Linux的另一个突出的特性也符合KISS原则：Slackware没有如RPM之类的成熟的软件包管理器。Slackware的软件包都是通常的tgz(tar/gzip)格式文件再加上安装脚本。Tgz对于有经验的用户来说，比RPM更为强大，并避免了RPM之类管理器的依赖性问题。Slackware与其他的发行版本（Red Hat、Debian、Gentoo、SuSE、 Mandriva、Ubuntu等）不同的道路，它力图成为“UNIX风格”的Linux发行版本。只吸收稳定版本的应用程序，并且缺少其他linux版本中那些为发行版本定制的配置工具。
1> suse：基于Slackware二次开发的一款Linux,主要用于商业桌面、服务器。
2> SLES(SUSE Linux Enterprise Server(SLES):企业服务器操作系统，是唯一与微软系统兼容的Linux操作系统。
3> OpenSUSE:由suse发展而来，旨在推进linux的广泛使用，主要用于桌面环境，用户界面非常华丽，而且性能良好。
3、RedHat系列
Redhat系列，包括RHEL(Redhat Enterprise Linux，也就是所谓的Redhat Advance Server，收费版本)、Fedora Core(由原来的Redhat桌面版本发展而来，免费版本)、CentOS(RHEL的社区克隆版本，免费)。Redhat应该说是在国内使用人群最多的Linux版本，甚至有人将Redhat等同于Linux，而有些老鸟更是只用这一个版本的Linux。所以这个版本的特点就是使用人群数量大，资料非常多，言下之意就是如果你有什么不明白的地方，很容易找到人来问，而且网上的一般Linux教程都是以Redhat为例来讲解的。Redhat系列的包管理方式采用的是基于RPM包的YUM包管理方式，包分发方式是编译好的二进制文件。稳定性方面RHEL和CentOS的稳定性非常好，适合于服务器使用，但是Fedora Core的稳定性较差，最好只用于桌面应用。

1> rhel(red hat enterprise Linux):Red Hat公司发布的面向企业用户的Linux操作系统。早起版本主要用于桌面环境，免费：

2> Fedora:基于Red Hat Linux终止发行后，红帽公司计划以Fedora来取代Red Hat Linux在个人领域的应用，而另外发行的Red Hat Enterprise Linux取代Red Hat Linux在商业应用的领域。Fedora的功能对于用户而言，它是一套功能完备、更新快速的免费操作系统，而对赞助者Red Hat公司而言，它是许多新技术的测试平台，被认为可用的技术最终会加入到Red Hat Enterprise Linux中。Fedora大约每六个月发布新版本。

3> Centos:基于Red hat Linux提供的可自由使用源代码的企业级Linux发行版本。每个版本的Centos都会获得十年的支持（通过安全更新的方式）。新版本的Centos大约每两年发行一次，而每个版本的Centos会定期（大概6个月）更新一次，以支持新的硬件。这样，建立一个安全、低维护、稳定、高预测性、高重复性的Linux环境。

(4)其他发行版本：
1、 Gentoo:基于linux的自由操作系统，基于Linux的自由操作系统，它能为几乎任何应用程序或需求自动地作出优化和定制。追求极限的配置、性能，以及顶尖的用户和开发者社区，都是Gentoo体验的标志特点， Gentoo的哲学是自由和选择。得益于一种称为Portage的技术，Gentoo能成为理想的安全服务器、开发工作站、专业桌面、游戏系统、嵌入式解决方案或者别的东西--你想让它成为什么，它就可以成为什么。由于它近乎无限的适应性，可把Gentoo称作元发行版。
2、 Aech Linux(或称Arch):以轻量简洁为设计理念的Linux发行版。其开发团队秉承简洁、优雅和代码最小化的设计宗旨。

不通发行版之间的联系和区别：
联系：所有发行版都是使用Linux内核；都需要遵循GNU的GPL协定；所有的发行版都有自己的版本号，版本格式约定基本一样（主版本号.次版本号.发行号.修正号）。
区别：发行版的本质区别，在于继承不同版本的内核，库、程序的组成。不同发行版几乎采用了不同包管理器（SLES、Fedora、openSUSE、centos、RHEL使用rmp包管理系统，包文件以RPM为扩展名；Ubuntu系列，Debian系列使用基于DPKG包管理系统，包文件以deb为扩展名。)

三、Linux的哲学思想

1、一切皆文件：是Unix/Linux的重要哲学思想之一，不仅将文件、目录、字符设备、块设备、 套接字等在 Unix/Linux
中都是以文件被对待；它们虽然类型不同，但是对其提供的却是同一套操作界面，作用就是提高资源的管理效率。
2、由众多功能单一的小程序组成：一个程序只做一件事，并且能组合好完成复杂的任务，作用是分工明确，方便进程管理，好处是小程序易于理解，维护，
占用系统资源少。
3、避免令人困扰的图形界面：使用命令行接口执行效率更高，易于以编程的方式实现自动化任务。
4、配置数据存储在文本中：linux所有的配置文件都存放在文本配置文件当中，无论什么配置修改都只需修改其配置文件即可，易于阅读和编辑。
5、提供机制而非策略：从笼统意义上讲，所谓机制就是“提供什么功能”；策略就是“实现什么功能”。其实，机制就是将整个系统看作是一个资源的集合，当
任务来临时能够提供多少资源供其使用，却不介入任务的运行过程，任凭用户自己分配。

四、说明Linux命令的使用格式

1、ifconfig
1．命令格式：
ifconfig [网络设备] [参数]
2．命令功能：
ifconfig 命令用来查看和配置网络设备。当网络环境发生改变时可通过此命令对网络进行相应的配置。
3．命令参数：
up 启动指定网络设备/网卡。
down 关闭指定网络设备/网卡。该参数可以有效地阻止通过指定接口的IP信息流，如果想永久地关闭一个接口，我们还需要从核心路由表中将该接口的路由信息全部删除。
arp 设置指定网卡是否支持ARP协议。
-promisc 设置是否支持网卡的promiscuous模式，如果选择此参数，网卡将接收网络中发给它所有的数据包
-allmulti 设置是否支持多播模式，如果选择此参数，网卡将接收网络中所有的多播数据包
-a 显示全部接口信息
-s 显示摘要信息（类似于 netstat -i）
add 给指定网卡配置IP地址
del 删除指定网卡的IP地址
<硬件地址> 配置网卡最大的传输单元
mtu<字节数> 设置网卡的最大传输单元 (bytes)
netmask<子网掩码> 设置网卡的子网掩码。掩码可以是有前缀0x的32位十六进制数，也可以是用点分开的4个十进制数。如果不打算将网络分成子网，可以不管这一选项；如果要使用子网，那么请记住，网络中每一个系统必须有相同子网掩码。
tunel 建立隧道
dstaddr 设定一个远端地址，建立点对点通信
-broadcast<地址> 为指定网卡设置广播协议
-pointtopoint<地址> 为网卡设置点对点通讯协议
multicast 为网卡设置组播标志
address 为网卡设置IPv4地址
txqueuelen<长度> 为网卡设置传输列队的长度
4．使用实例：
实例1：查看网络接口状态，不加任何参数，会输出当前网络接口的情况。

实例2：启动关闭指定网卡
ifconfig ens33 up

ifconfig ens33 down

实例3：为网卡配置IP

说明：
ifconfig eth0 192.168.60.129
给eth0网卡配置IP地：192.168.60.129
ifconfig eth0 192.168.60.129 netmask 255.255.255.0
给eth0网卡配置IP地址：192.168.60.192，并加上子掩码：255.255.255.0
ifconfig eth0 192.168.60.129 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.60.255
/给eth0网卡配置IP地址：192.168.60.129，加上子掩码：255.255.255.0，加上个广播地址： 192.168.60.129
实例4：启用和关闭ARP协议
命令：
ifconfig eth0 arp
ifconfig eth0 -arp
输出：

实例5：设置最大传输单元
命令：
ifconfig eth0 mtu 1480
输出：

说明：
设置能通过的最大数据包大小为 1480 bytes

2、echo
echo命令的功能是在显示器上显示一段文字，一般起到一个提示的作用。
语 　 法：echo [-ne][字符串]或 echo [--help][--version]
补充说明：echo会将输入的字符串送往标准输出。输出的字符串间以空白字符隔开, 并在最后加上换行号。
选项：
-n 不要在最后自动换行
-e 若字符串中出现以下字符，则特别加以处理，而不会将它当成一般文字输出：
a 发出警告声；
 删除前一个字符；
c 最后不加上换行符号；
f 换行但光标仍旧停留在原来的位置；
换行且光标移至行首；
光标移至行首，但不换行；
插入tab；
v 与f相同；
插入字符；
nn 插入nnn（八进制）所代表的ASCII字符；
–help 显示帮助
–version 显示版本信息
实例1：显示系统定义的变量的值
[[email protected] ~]# echo $USER
root
[[email protected] ~]# echo $HOME
/root
实例2：显示用户自定义的变量的值
[[email protected] ~]# var1=date
[[email protected] ~]# echo "Today‘s date time is : $var1"
Today‘s date time is : Sat Dec 15 17:43:24 CST 2018
实例3：在echo命令中使用反斜线
[[email protected] ~]# echo -e "Ubuntu is the best Desktop OS"
UbuntuisthebestDesktopOS
实例4：显示文本字符串
[[email protected] ~]# echo " Hi this echo command testing"
Hi this echo command testing
实例5：在echo命令中使用制表符空格和垂直制表符
[[email protected] ~]# echo -e "Ubuntu is the best Desktop OS"
Ubuntu is the best Desktop OS
[[email protected] ~]# echo -e "Ubuntu vis vthe vbest vDesktop vOS"
Ubuntu
is
the
best
Desktop
OS
实例6：设置echo命令彩色输出
echo命令可以修改字体类型，字体背景色以及字体颜色，转义序列33可以用于改变字体属性。要使转义序列生效，必须使用-e选项。下面列出了部分转义代码：
[0m: 正常
[1m: 粗体
[4m: 字体加上下划线
[7m: 逆转前景和背景色
[8m: 不可见字符
[9m: 跨行字体
[30m: 灰色字体
[31m: 红色字体
[32m: 绿色字体
[33m: 棕色字体
[34m: 蓝色字体
[35m: 紫色字体
[36m: 浅蓝色字体
[37m: 浅灰字体
[38m: 黑色字体
[40m: 黑色背景
[41m: 红色背景
[42m: 绿色背景
[43m: 棕色背景
[44m: 蓝色背景
[45m: 紫色背景
[46m: 浅蓝色背景
[47m: 浅灰色背景
用紫色加粗字体打印输出My Linux。
[[email protected] ~]# echo -e "33[1m33[35mMy Linux33[0m"
用红色字体黑色背景色打印输出My Linux。
[[email protected] ~]# echo -e "33[31m33[40mMy Linux33[0m"

3、tty
tty命令用于显示终端机连接标准输入设备的文件名称。
在Linux操作系统中，所有外围设备都有其名称与代号，这些名称代号以特殊文件的类型存放于/dev目录下。你可以执行tty(teletypewriter)指令查询目前使用的终端机的文件名称。
语法
tty [-s][--help][--version]
参数说明：
-s或--silent或--quiet 不显示任何信息，只回传状态代码。
--help 在线帮助。
--version 显示版本信息。
实例1：显示当前终端
[[email protected] ~]# tty
/dev/pts/3

4、startx
当我们在终端下想启动图形界面时，我们都会通过输入startx来实现，该命令可以启动一个Xserver，而且可以启动一个漂亮的图形界面。
startx [ [ client ] options ... ] [ -- [ server ] options ... ]。startx其实就是一个脚本，它启动X server就是通过调用xinit命令实现的，startx的参数将全部传给xinit。因此，这些参数的意义和xinit的参数是一样的。

5、export
功能说明：
　　设置或显示环境变量。
语法：export [-fnp][变量名称]=[变量设置值]
参数：
-f 　代表[变量名称]中为函数名称。
-n 　删除指定的变量。变量实际上并未删除，只是不会输出到后续指令的执行环境中。
-p 　列出所有的shell赋予程序的环境变量。
实例1：显示当前系统上所有环境变量
直接使用export不加任何选项

实例2：设置环境变量
[[email protected] ~]# export PATH="$PATH:/home/Python"
[[email protected] ~]# echo $PATH
/usr/lib64/qt-3.3/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin:/home/Python
实例3：定义环境变量赋值

6、pwd
pwd命令用于显示当前工作目录。
语法
pwd [--help][--version]
参数说明:
--help 在线帮助。
--version 显示版本信息。
实例：查看当前所在目录
[[email protected] network-scripts]# pwd
/etc/sysconfig/network-scripts

7、history
用于显示历史记录和执行过的指令命令。history命令是被保存在内存中的，当退出或者登录shell时，会自动保存或读取。在内存中，历史命令仅能够存储1000条历史命令，该数量是由环境变量 HISTSIZE进行控制。
语法：
history [选项] [参数]
-c: 清空命令历史；
-d offset：删除指定命令历史
-r: 从文件读取命令历史至历史列表中；
-w：把历史列表中的命令追加至历史文件中；
history #：显示最近的#条命令
环境变量：
1> HISTSIZE:命令历史的条数
2> HISTFILE:默认为~/.bash_history
3> HISTFILESIZE:HISTFILE文件记录历史的条数
调用历史命令：
1> !# 重复执行第#条命令
2> !! 重复执行上一条命令
3> !str 执行指定str开头的命令（最后一个）
4> !? 获得最后执行的状态码
控制命令历史的记录方式：
1> ignoredups 忽略重复
2> ignorespace 忽略空白开头
3> ignoreboth 上面2个都启用
实例1：显示已记录的历史命令

实例2：删除历史命令中某条历史命令
[[email protected] ~]# history -d 391
实例3：显示最近10条历史命令
[[email protected] ~]# history 10
实例4：清空所有历史命令
[[email protected] ~]# history -c

8、shutdown、poweroff、reboot
1> shutdown 会给系统计划一个时间关机。它可以被用于停止、关机、重启机器。
命令示例：
[[email protected] ~]# shutdown
[[email protected] ~]# shutdown now
[[email protected] ~]# shutdown 13:20
[[email protected] ~]# shutdown -p now ##关闭机器
[[email protected] ~]# shutdown -H now ##停止机器
[[email protected] ~]# shutdown -r09:35 ##在 09:35am 重启机器
[[email protected] ~]# shutdown -c ##取消
2> poweroff
会发送一个 ACPI 信号来通知系统关机。
命令示例：
[[email protected] ~]# poweroff 关闭机器
[[email protected] ~]# poweroff --halt 停止机器
[[email protected] ~]# poweroff --reboot 重启机器
3> reboot
通知系统重启
[[email protected] ~]# reboot 重启机器
[[email protected] ~]# reboot --halt 停止机器
[[email protected] ~]# reboot -p 关闭机器

9、hwclock、date
1> date
date 可以用来显示或设定系统的日期与时间。
语法：
date [OPTION]... [+FORMAT]
FORMAT
%H 小时(以00-23来表示)。
%I 小时(以01-12来表示)。
%K 小时(以0-23来表示)。
%l 小时(以0-12来表示)。
%M 分钟(以00-59来表示)。
%P AM或PM。
%r 时间(含时分秒，小时以12小时AM/PM来表示)。
%s 总秒数。起算时间为1970-01-01 00:00:00 UTC。
%S 秒(以本地的惯用法来表示)。
%T 时间(含时分秒，小时以24小时制来表示)。
%A 星期的完整名称。
%D 日期(含年月日)。
%Y 年份(以四位数来表示)。
MM 月份(必要)
DD 日期(必要)
hh 小时(必要)
mm 分钟(必要)
ss 秒(选择性)
实例1：显示当前系统时间
[[email protected] ~]# date
Sat Dec 15 19:40:33 CST 2018
实例2：格式化输出时间
[[email protected] ~]# date +"%Y-%m-%d %H:%M:%S"
2018-12-15 19:45:49
实例3：修改系统时间
[[[email protected] ~]# date -s "2012-12-12 12:12:12"
Wed Dec 12 12:12:12 CST 2012

2> hwclock、clock
命令可以用来显示/设置硬件时钟命令。
-s, --hctosys：以硬件为准，把系统调整为与硬件时间相同；
-w, --systohc：以系统为准，把硬件时间调整为与系统时钟相同；

五、获取Linux系统帮助信息
获取命令的使用帮助：
内部命令：
help COMMAND
外部命令：
(1) 命令自带简要格式的使用帮助
~]# COMMAND --help
(2) 使用手册：manual
位置：/usr/share/man
~]# man COMMAND

                SECTION：
                    NAME：功能性说明
                    SYNOPSIS：语法格式
                    DESCRIPTION：描述
                    OPTIONS：选项
                    EXAMPLES：使用示例
                    AUTHOR: 作者
                    BUGS: 报告程序bug的方式
                    SEE ALSO: 参考
                    ...

                SYNOPSIS: 
                    []：可选内容；
                    <>：必须提供的内容；
                    a|b|c：多选一；
                    ...：同类内容可出现多个；

            使用手册：压缩格式的文件，有章节之分；
                /usr/share/man
                    man1, man2, ...

                    1：用户命令；
                    2：系统调用；
                    3：C库调用；
                    4：设备文件及特殊文件；
                    5：文件格式；（配置文件格式）
                    6：游戏使用帮助；
                    7：杂项；
                    8：管理工具及守护进行；

                ~]# man CHAPTER COMMAND

                    注意：并非每个COMMAND在所有章节下都有手册；
                        查看：
                            ~]# whatis COMMAND

                            注意：其执行过程是查询数据库进行的；
                                手动更新数据库：
                                    ~]# makewhatis

            man命令打开手册以后的操作方法：
                翻屏：
                    空格键：向文件尾翻一屏；
                    b: 向文件首部翻一屏；
                    Ctrl+d：向文件尾部翻半屏；
                    Ctrl+u：向文件首部翻半屏；
                    回车键：向文件尾部翻一行；
                    k: 向文件首部翻一行；
                    G：跳转至最后一行；
                    #G: 跳转至指定行；
                    1G：跳转至文件首部；

                文本搜索：
                    /keyword：从文件首部向文件尾部依次查找；不区分字符大小写；
                    ?keyword：从文件尾部向文件首部依次查找；    
                        n: 与查找命令方向相同；
                        N: 与查找命令方向相反；

                退出：
                    q: quit

六、Linux发行版的基础目录名称命名法则及功用规定
linux文件命名法则：
1.文件名严格区分大小写
2.文件可以使用除/以外任意字符
3.文件名长度不能超过255字符
4.以.开头的文件为隐藏文件
在各种版本的linux发行版中，文件系统必要遵循FHS（Filesystem Hierarchy Standard，文件系统结构标准），它定义了一个发行版所必须有的文件目录和可选的文件目录。
FHS：
Filesystem Hierarchy Standard
/bin：所有用户可用的基本命令程序文件；
/sbin：供系统管理使用的工具程序；
/boot：引导加载器必须用到的各静态文件：kernel, initramfs(initrd), grub等；
/dev：存储特殊文件或设备文件；
设备有两种类型：字符设备(线性设备)、块设备(随机设备)；
/etc：系统程序的配置文件，只能为静态；
/home：普通的家目录的集中位置；一般每个普通用户的家目录默认为此目录下与用户名同名的子目录，/home/USERNAME；
/root：管理员的家目录；可选；
/lib：为系统启动或根文件系统上的应用程序(/bin, /sbin等)提供共享库，以及为内核提供内核模块
libc.so.：动态链接的C库；
ld：运行时链接器/加载器；
modules：用于存储内核模块的目录；
/lib64：64位系统特有的存放64位共享库的路径；
/media：便携式设备挂载点，cdrom, floppy等；
/mnt：其它文件系统的临时挂载点；
/opt：附加应用程序的安装位置；可选路径；
/srv：当前主机为服务提供的数据；
/tmp：为那些会产生临时文件的程序提供的用于存储临时文件的目录；可供所用户执行写入操作；有特殊权限；
/usr：usr Hierarchy，全局共享的只读数据路径；
bin, sbin
lib, lib64
include：C程序头文件；
share：命令手册页和自带文档等架构特有的文件的存储位置
local：另一个层级目录；
X11R6：X-Window程序的安装位置
src：程序源码文件的存储位置
/usr/local：Local hierarchy，让系统管理员安装本地应用程序；也通常用于安装第三方程序；
/var：/var Hierarchy，存储常发生变化的数据的目录；
cache Application cache data
lib Variable state information
local Variable data for /usr/local
lock Lock files
log Log files and directories
opt Variable data for /opt
run Data relevant to running processes
spool Application spool data
tmp Temporary files preserved between system reboots

        /proc：基于内存的虚拟文件系统，用于为内核及进程存储其相关信息；它们多为内核参数，例如net.ipv4.ip_forward, 虚拟为net/ipv4/ip_forward, 存储于/proc/sys/, 因此其完整路径为/proc/sys/net/ipv4/ip_forward；
        /sys：sysfs虚拟文件系统提供了一种比proc更为理想的访问内核数据的途径；其主要作用在于为管理Linux设备提供一种统一模型的的接口；