《Linux从入门到精通》笔记

第一篇 基础篇

 

第1章 Linux概述

1.1 Linux的起源

1991年芬兰学生Linus Torvalds写的磁盘驱动和文件系统开源发布，Linux即“Linus的Minix”。

1994年内核1.0版发布，最新内核版本4.14.11。

 

1.2 追溯到Unix

1969年AT&T贝尔实验室的一个研究项目。

1977年加州大学伯克利分校基于源码发布了Berkeley Unix，发行版通称为BSD（伯克利软件发行版）。

1979年免费提供给各大学，但获取源代码需要缴纳许可费。

1989年彻底移除AT&T代码的BSD发布。

1995年 4.4BSD-Lite发行，团队解散，目前大多数BSD如FreeBSD，OpenBSD都从该版本发展而来。同时沿用AT&T代码的Unix系统有HP-UX、Solaris等。

 

Linux由全球开发社区对Unix借鉴后重新实现，不属于BSD和AT&T任何一种。

 

1.3 开源许可证协议

BSD、MIT、Apache 用户可以修改并保留修改部分的源代码版权。

GPL linux所遵守，更严格，要求用户将所做的一切修改回馈社区，变成自由软件。

上世纪80年代初期，Richard Stallman发起GNU计划，即GNU's NOT Unix的缩写。

GPL即GNU公共许可证（GNU Public License），包括四点内容：

A、软件最初的作者保留版权。

B、其他人可以修改、销售该软件，也可以此为基础开发新软件。但必须保证开源。

C、经过修改的软件仍然受GPL约束。

D、软件使用中引起的损失，开发人员不承担责任。

 

1.4 Linux的发行版

Linux实际上只定义了一个操作系统内核，这个内核由kernel.org负责维护。不同企业和组织在此基础上开发了一系列辅助软件，打包发布自己的“发行版本”。

 

 

第2章 Linux安装

2.1 Grub

Grub是linux默认的操作系统引导加载器，可以引导windows，linux、FreeBSD等多种操作系统。

安装linux后再安装windows会覆盖原有的Grub引导程序。

Grub硬盘编号格式hd#（不区分硬盘类型），从数字0开始，如：hd0、hd1。

Grub硬盘分区格式（hd#，#），也从数字0开始，主分区为0-3，逻辑分区为4开始，如：（hd0，0）。

 

2.2 Linux硬盘分区

hd：IDE硬盘；sd：SCSI硬盘、SATA硬盘。

第一块硬盘编号从小写字母a开始，如：sda、sdb。

每块硬盘只能存在4个主分区，即数字1-4，如：sda1、sda2、sda3、sda4。数字5开始的为逻辑分区，没有个数限制，如sdb5。

操作系统主体可以安装在主分区或逻辑分区，但引导程序必须安装在主分区。

swap交换分区不需要挂载点，容量应该大于实际物理内存容量。

 

 

第3章 桌面环境

3.1 X窗口系统

X系统基于一种独特的服务器/客户机架构。

X服务器：实际控制输入和输出设备，并定义设备的抽象接口给X客户端程序使用。设计意义：与平台无关，让用户自由选择来定制桌面。配置文件为 /etc/X11/xorg.conf 。

X客户端程序：需要向X服务器请求服务的程序，包括窗口管理器。

窗口管理器：负责控制应用程序窗口的各种行为。

显示管理器：一个验证用户身份的登录界面，并由它启动包括X服务器的所有图形界面。若关闭，则只能startx命令启动X服务器。

widget库：定义一套图形用户界面的编程接口。应用程序开发人员调用它来与X服务器交互。

桌面环境：分为KDE（C++语言实现，基于Qt库，华丽）和Gnome（C语言实现，基于GTK+widget库，简洁，自由，后诞生）两大类，它将除X服务器以外的上述所有与X有关的东西打包成大杂烩。但最后处理图形输出的仍然是X服务器。

 

3.2 X系统启动过程

X系统启动由显示管理器来完成，显示管理器启动后依次完成如下操作：

A、启动X服务器。

B、提供登录界面，等待验证用户身份。

C、执行用户引导脚本Xsession，窗口管理器是Xsession启动的唯一前台程序。Xsession一直运行直到用户退出。

 

3.3 启动X程序

X服务器接受来自多个应用程序（含远程网络主机）的请求，并在本地显示。

环境变量DISPLAY格式：DISPLAY=servername:X服务器编号（从0开始）. 屏幕编号（从0开始）。如：host:3.2，:0.0，:0 。

 

 

第二篇 系统管理篇

 

第4章 Shell基本命令

4.1 Shell简介

Shell是一个命令解释器程序，在用户和操作系统之间提供一个面向行的可交互接口。

Shell种类有BASH、TCSH Shell、Z-Shell等，BASH是Linux默认安装的，并默认有7个控制台，分别是Ctrl+Alt+F1~F7进入，第7个留给X服务器。

Shell通配符为“ * ”，“？”，" [ ] "。其中*匹配文件名中任意长度字符串，？匹配一个字符，[ ] 匹配所有出现在方括号中的字符，可以用“-”指定一个字符集范围。

 

4.2 常用命令

第一批：cd，ls，pwd，cat，more，head，tail，less，[ez]grep，find，location，whereis，who，whoami，uname，man，whatis，apropos，date，hostname，env。

第二批：groupadd，useradd，passwd，mkdir，touch，chown，chgrp，chmod，mv，cp，echo，rm，rmdir，ls，>，>>，<，<< EOF\n 。。。\nEOF，| 。

第三批：rpm，yum，apt，dpkg，./configure脚本生成makefile文件，make，make install。

第四批：mount，umount，df，fsck，mkfs，lsusb，gzip，gunzip，bzip2，bunzip2，rar，tar，dd，[r]dump，[r]restore，fdisk，mkswap 。

第五批：history，userdel，usermod，id，su，sudo。

第六批：ps，kill，top，lsof，nice，renice。

第七批：ifconfig，netstat，route。

第八批：cut，diff，sort，uniq，tr，wc，substr，seq，source，export。

第九批：exportfs，showmount，at，atq，atrm，iptables，nmap。

 

4.3 find命令

格式：find [路径] [选项]

-name 文件名，可含通配符。

-type 文件类型，取值：bcdfpl 。b块设备文件，c字符设备文件，d目录文件，f普通文件，p命名管道，l符号链接。

-atime n 最后一次使用在n天前；+n 大于等于n天前； -n 小于n天前。

-mtime n 最后一次修改在n天前。

-print 将结果输出到标准输出（屏幕）。

 

#查找当前目录最后一天内修改过的名字后缀zip的普通文件

$ find . -type f -name *zip -mtime -1 -print

 

location命令查找文件数据库，速度很快，使用updatedb命令更新数据库。如：location *.doc 。

 

4.4 uname命令

$uname -r #查看内核版本。

$uname -a #查看操作系统所有有用信息。

 

4.5 ln命令

格式：ln [-s] TARGET LINKNAME #默认建立硬链接，-s选项为符号链接。

两者区别：硬链接是直接引用，符号链接通过名称进行引用。

 

 

第5章 磁盘管理

5.1 ext3fs文件系统

ext3fs比ext2fs增加了日志功能，用于灾难恢复，提高文件系统可靠性。原理：文件写操作时，先记录写前日志文件，并将日志保存到一块专门区域。

swap交换分区，目的是通过操作系统的调度，程序实际可使用的内存空间远远超过物理内存。原理：当内存不足时，将暂时不用的数据取出，放到交换分区里，来为当前程序腾出内存空间。

 

5.2 设备文件

Linux中每个设备都映射为一个设备文件，使用时需先挂载到文件系统的一个目录下。启动时挂载 /etc/fstab 。

块设备文件可以随机读写，如磁盘。

字符设备文件只能按顺序接收字符流，如打印机。

 

5.3 硬盘管理

RAID：独立磁盘冗余阵列。

LVM：逻辑卷管理器。

 

 

第6章 用户管理

6.1 ID和文件

UID：用户唯一标识，32位无符号整数，root用户uid为0。

GID：用户组唯一标识，32位无符号整数，root用户组gid为0。

用户信息文件为/etc/passwd，用户口令文件为/etc/shadow。

用户组文件为/etc/group。

 

 

第7章 进程管理

7.1 ID和文件

PID：进程唯一标识。

PPID：父进程的PID。

UID：只有进程的创建者和root用户才能操作进程。

EUID：进程的有效用户ID，用来确定进程对某些资源和文件的访问权限。场景：setuid类的程序passwd，当普通用户修改只有root才能操作的shadow文件，临时提高权限。

GID：进程的组ID，场景：当进程需要创建一个新文件时，将采用该进程的GID。

EGID：进程的有效组ID。

谦让度：与优先级相反。

/PROC：一个特殊的“文件系统”目录，存放内核有关系统状态的各种有意义信息。

 

 

第8章 网络管理

8.1 文件

本地dns信息保存到/etc/hosts 。

 

 

第9章 传输文件

9.1 NFS

NFS目前只用于Linux和UNIX主机间共享文件系统，首先要求对方主机开启NFS服务器，就可以挂载到本地 。

#挂载NFS共享目录

mount -o rw,hard,intr,bg IP或host@path localpath/

#查看服务器共享目录

showmount -e IP或主机

#卸载NFS共享目录

umount localpath/

 

9.2 Samba

SMB：Server Message Block ，服务器消息块协议。微软和英特尔共同研发的windows的共享文件系统协议。

CIFS：Common Internet File System ， 公共Internet文件系统协议，是SMB的升级版本。

Samba：1991年澳大利亚人用逆向工程实行的CIFS协议。

 

Samba包含一个服务端程序和多个客户端程序。安装在Linux的服务端向windows提供共享，windows不用安装任何工具。客户端程序用于获取windows的共享内容。

命令：smbtree，nmblookup，smbclient，smbmount，mount.cifs 。

 

9.3 FTP

ftp：linux自带的一个命令行的FTP工具，采用不加密传输方式，格式：ftp host|ip [port] 。

ftp>? 登录后，用？列出所有ftp命令。

put 上传文件，get 下载文件，cd，ls，pwd，mkdir，rm，quit等。

 

9.4 sftp和scp

sftp：基于SSH的文件传输，首先确保远程主机开启了SSH守护进程，格式：sftp user@host|ip [port] 。

scp：基于SSH的文件复制，格式：scp user@host|ip:path localpath/ 。

 

 

第10章 远程登录

10.1 SSH

telnet：采用明文口令，已废弃。

SSH：secure shell，安全的shell。SSH会对用户身份进行验证，并加密两台主机的通信。商业版本为SSH2。开源社区版本是OpenSSH，由FreeBSD负责维护。启动SSH服务器命令 /etc/init.d/ssh start 。

ssh -l user -p 22 ip|host #ssh登录。

exit #ssh退出。

 

使用SSH秘钥，客户端使用rsa私钥，服务端用公钥验签。

ssh-keygen -t rsa #生成rsa密钥对，id_rsa和id_rsa_pub两个文件自动放到~/.ssh/目录下。

ssh -l user2 host|ip #登录到user2

mkdir .ssh

chmod 700 .ssh

exit

scp ~/.ssh/id_rsa_pub user@host|ip:/home/user2/.ssh/authorized_keys #拷贝公钥到服务器登录用户名下。

 

10.2 VNC

VNC：Virtual Network Computing，虚拟网络计算，用于图形化的远程登录。要求服务器端运行有X窗口系统，需要先用vncserver命令配置远程访问密码。。

vncviewer是一款跨平台的VNC客户端工具，

 

10.3 跨平台登录

windows登录linux：命令行用putty，图形化用vncviewer。

linux登录windows：命令行用rdesktop，图形化用vnc（windows需装vnsserver）。

 

 

第11章 Linux编程

11.1 编辑器

vim：vi的增强版本。分为插入和命令两种模式。格式：vim file。

emacs：类似快捷方式，几乎等价于一个操作系统，可以打开后完成所有工作，直到关机离开。

图形化编辑器：gedit在gnome下，kate在KDE下。

 

11.2 gcc和gdb

gcc：GUN Compiler Collection，可以编译C、C++、OC、Java等语言。

g++：编译C++时，可以完成编译和连接，而gcc不能自动和cpp使用的库连接。

gdb：程序调试工具。

 

11.3 常用shell命令

cut -c3-6 file #提取每一行的第3~6位置的字符，首字符位置从1开始。

cut -d" " -f2 file #提取每一行按空格分割的第2个字段，没有d，则默认TAB为分隔符。

sort -k2 -r file #按第2个字段倒序排序。

uniq #从已排好序的输入中删除重复行，必须在输入已排序时才能正确工作。

source file #强行让一个脚本文件影响其父shell环境。

export key=value #让脚本可以影响其子shell环境。

 

11.4 个性化设置

alias ll='ls -l' #创建命令的别名。

~/.bashrc文件是一个shell脚本，用户登录后自动执行。修改后$source .bashrc 立即生效。

/etc/bash.bashrc文件是全局定制shell。

 

 

第三篇 服务器配置篇

 

第12章 服务器基础知识

12.1 系统引导

按下电源后启动过程如下：

①执行存储在ROM中的BIOS代码，目的：根据BIOS设置来获取引导设备位置。

②加载引导设备开头512个字节段的MBR（Master Boot Record，主引导记录），目的：根据MBR内容来获取“引导加载程序”的位置，即Boot Loader，linux最著名的引导加载程序就是Grub。

③加载并执行引导加载程序Grub，Grub负责加载操作系统内核。

④Grub加载并初始化Linux内核，

⑤内核配置并检测硬件设备。

⑥内核创建自发进程。该进程只执行最基本的硬件操作和调度。

⑦由用户决定是否进入手工引导模式

⑧由init进程执行系统启动脚本。创建用户级操作的进程最后都被内核下放给init进程完成。

⑨进入多用户模式。

 

12.2 init进程和运行级

几乎所有的进程都是由init创建的。init的配置文件为/etc/inittab。

init有7个运行级，默认是5，服务器设置为3。

0 系统关闭，1或S 单用户模式，2 功能受限的多用户模式，3 完整的多用户模式，4 保留自定义，5 多用户模式，运行X窗口系统，6 重新启动。

telinit 6 #强制系统进入某个运行级，此处为重启。

/etc/init.d/rc脚本，根据传入运行级参数查找对应目录，执行其中的脚本。

/etc/rc[0-6S].d目录，保存各运行级脚本。

/etc/init.d，服务器守护进程的启动脚本全部位于该目录下。

 

12.3 守护进程

守护进程daemon是一类在后台运行的特殊进程。init是系统第一个启动、也是最重要的守护进程。

守护进程两种运行方式：standalone模式和inetd/xinetd模式。

standalone模式：随系统启动而启动，并持续在后台监听连接请求，缺点：“没有事做”的守护进程会大量消耗系统资源。

inetd/xinetd模式：接管其他守护进程使用的网络端口，在监听到连接请求后启动相应守护进程，建立到指定端口的IO通道，完成任务后再关闭守护进程。缺点：对于高并发的连接请求，频繁启动关闭守护进程会很糟糕。

/etc/xinetd.conf 配置文件，/etc/xinetd.d目录保存要添加的守护进程服务。

 

 

第13章 服务器搭建

13.1 FTP服务器

vsftpd：一款安全性较高的FTP服务器程序，ftp服务器应尽量使用inetd/xinetd方式运行。缺点：使用明文口令。

FTP两种连接模式

主动连接：默认21和20端口，21端口处理客户端的命令，20端口文件传输。

被动连接：21端口和大于1024的非特权端口，21端口处理命令，另一个文件传输。

 

/etc/init.d/vsftpd start|stop|restart #启动ftp服务

 

13.2 NFS

NFS：Network File System，网络文件系统，基于服务器/客户机架构，需要安装nfs-common，nfs-kernel-server软件包。NFSv3协议增加异步写操作功能，但为无状态不支持文件上锁功能。NFSv4协议有状态，增加锁、支持windows客户机、更高性能。

/etc/exports：NFS配置文件，用来设置NFS服务器的共享文件列表。用exportfs -a使改动生效。showmount查看挂载情况。

NFS使用基于TCP协议的RPC作为传输协议。应该使用防火墙、压制root和匿名映射等方法增加NFS服务器安全性。

nfsstat -s #监视NFS服务器相关信息。

nfsstat -c #监视NFS客户机相关信息。

 

 

第三篇 系统安全篇

 

第14章 任务计划cron

14.1 crontab

/etc/crontab：全局任务计划配置文件，格式为：分钟 小时 日 月 星期 执行用户 (执行命令) 。“*”为不限，“-”为连续整数区间，“，”为离散整数。

/etc/init.d/cron restart|start|stop：cron守护进程的启动脚本。

/var/spool/cron/username.cron：用户个性化cron配置文件。

 

 

第15章 防火墙iptables

15.1 iptables

iptables是一种典型的包过滤防火墙。通过检测到达的数据包头中的信息，如：目的地址，端口，协议号等，来确定哪些数据包可以通过。

chain：链，一条防火墙规则。

table：表，一组功能相似的chain的集合。iptables默认表是filter（过滤器），其中默认包含3条链：FORWARD（转发），INPUT（发入本机），OUTPUT（本机发出）。其他表还有nat和mangle两个表。nat表用于网络地址转换NAT，mangle则用于修改除了NAT和包过滤之外的网络包。

 

15.2 nmap

nmap用于扫描一组主机的网络端口。