《linux操作系统-中科大剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《linux操作系统-中科大剖析（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Linux系统管理与应用,中国科学技术大学 暑期课程,主讲人：谢兴生 xshxie,专题一 Linux及其安装简介,UNIX简介,诞生于1970年，是现代操作系统代表，具有极好的安全性、可靠性以及强大的计算能力。 获得成功的三大因素 全部用C语言编写，具有可移植性； 其源代码结构非常灵活、高效，易适应任何特殊的需求； 是一个通用的、多用户、多任务的分时操作系统。 是现代操作系统研究/教学的主体对象。伴随UNIX逐步标准化，形成了操作系统标准POSIX。,操作系统标准POSIX,可移植操作系统接口（POSIX） Portable Operating System Interface 目标：提高U
2、NIX环境下应用程序的可移植性 IEEE制定，国际标准组织接受 是伴随UNIX标准化过程而出现的产物。 是一个涵盖范围很广的标准体系，已颁布了二十多个标准。 其中，POSIX1003.1定义了一个最小的OS函数接口集。 任何OS只要实现了1003.1标准，就可运行UNIX程序。,遗憾：UNIX最终演变成了商业操作系统。 好在Linux的出现，完全改变了这一现状。,Linux起源,诞生于1991，原创作者芬兰青年Linux Torvalds 最初借鉴著名教学系统MINIX。 代码公诸于世，借助广大爱好者集体力量。 改变纯自由软件对普及和发展不利局面，转向GNU.GPL阵营。 遵循POSIX标准，
3、成为UNIX家族一员。 受到广大计算机爱好者喜爱的主因 属于自由软件。 具有 UNIX 的全部功能，任何想使用或要学习 UNIX的人都可从 Linux 获益。,GNU计划,由自由软件基金会(Free Software Foundation, FSF) 董事长Richard M. Stallman于1984年发起 初衷：希望发展出一套完整的开放源代码操作系统来取代UNIX。 GNU缩写由来： (a General OS that) Not UNIX 。 GNU的几个重要标志节点： 1985年，发表GNU宣言。 1989年，发表GNU通用公共许可证协议（GPL）。GNU项目中的其他部份，如编辑器、
4、编译器、shell等都已经完成，独缺操作系统核心。 1991年，Linux出现，补缺了操作系统核心部分，同时，Linux也成为了GNU计划软件的运行平台。,GPLGeneral Public License 所有GNU软件和派生软件均使用GPL，允许软件作者拥有版权，并授予其他任何人复制、发行和修改软件的权利。,Linux系统,由“Linux内核+GNU工具+其他自由软件”构成的系统。 符合POSIX标准的内核及shell。 C/C+语言编译器GCC(GNU C Compiler)、开发工具和函数库； X Window窗口系统； 各种应用软件，包括字处理、图像处理软件； 各种Internet软
5、件，包括FTP,WWW服务器和客户端工具。,Linux凭借优秀的设计，不凡的性能，世界范围众多爱好者的集体创作，加上IBM、INTEL、CA、ORACLE等国际知名企业的大力支持，市场份额逐步扩大，逐渐成为主流操作系统之一。,Linux内核,Linux的操作系统主体部分只是一个内核，采用单内核结构模式，支持动态加载内核模块（驱动）。 单内核模式 整个内核作为一个大Project来实现，OS的主要模块进程管理、内存管理、设备管理，都是其中的一个个模块函数，可以直接相互调用。-高效、实用。 微内核模式 混合内核模式,Linux内核,Linux系统主体部分只是一个内核，采用单内核结构模式，支持动态加
6、载内核模块（驱动）。 单内核模式 微内核模式 内核层微小化，仅包括贴近硬件I/O操作、中断管理、同步原语、进程间通讯机制，以提高可扩展性和可移植性； 进程管理、内存管理、设备驱动、文件管理等作为服务层软件，运行在用户态。但内核层与服务层之间通讯开销大。 混合内核微内核把部分核心服务移到内核态运行。,Linux内核体系结构（1）,Linux内核体系结构（2）,通过三个核心概念实现操作系统抽象,Linux内核体系结构（3）,内核子系统 主要模块及 相互调用关系,Linux命令解释器-shell,几个有效的Shell Korn Bourne C 缺省的Shell - bash bash 佔用资源较少
7、，且来自 GNU，与 Linux kernel 相容性高； Bash scripts 能直接设计program ，便于高效管理 Linux主机； 而X Window 占用资源较多，会使系统运行变慢。,Linux多用户,root的重要性。 系统管理、安全管理、套件管理. 允许多人维护的主机，注意 root 身份变换： 即使是 root，也建议尽量用一般身份去完成一些常规操作 su, sudo,Linux技术特点（1）,是符合POSIX标准的系统，具有良好的开放性、可移植性和跨平台性。 真正的多用户、多任务操作系统。不仅继承了UNIX特征，而且在许多方面超过了UNIX。 运行高效、稳定，可靠性好、
8、安全性高 提供内置安全措施的文件系统，包括读/写控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，也为网络多用户环境提供了必要的安全保障。,Linux技术特点（2）,具有良好的用户界面，并提供了良好的内核编程接口。 向用户提供了：用户界面(命令/图形)和系统调用。 设备独立性 把所有外部设备统一当作成文件来看待，是具有设备独立性和高度适应能力的操作系统。 提供了丰富的网络功能 完善的内置网络是Linux一大特点。,Linux内核版本,版本号码,稳定版本 开发版本2.4.32 2.6.19-6,主版本号.稳定(偶）/开发版本（奇）.发布号-patch号,http:/www.kernel.org/pub
9、/linux/kernel/,当前较新版本linux-2.6.23.tar.gz,Linux发行版本,Linux学习（1）,主要学习内容 熟悉系统安装与配置、了解系统引导； 从实用角度，掌握bash各类基本命令、简易的文字编辑器vi操作，及用bash脚本编写基本系统管理程序； 熟练掌握正则表达式(Regular Expression)； 熟悉Linux文件系统、账号等基本概念及基本操作； 熟悉网络基础概念、网络配置和连网调试。 ,Linux学习（2）,主要学习内容 Linux缺点：入门门槛高，中文化不够彻底。 几点技巧 还是要习惯读英文提示与解释帮助； 上网搜索搜寻技巧； 懂得使唤男人( ma
10、n )； 注重实用、反复应用、逐步深入。,Linux系统安装前的准备,Linux安装前须知 安装前要了解机器的硬件配置情况，包括磁盘控制器型号、网卡型号、内存大小及CPU类型等，以便进行更有针对性的选项配置。在安装前先了解Linux的一些基础知识。 服务器硬盘分区要求 根据需要，硬盘的分区可以自己定义，建议最少安装三个分区：/根分区、/swap 交换分区、/boot引导分区。 多操作系统安装 若在硬盘上安装一个以上的OS，不同OS必须有自己的分区，安装Windows及Linux双系统时，应先安装Windows再安装Linux。,Linux系统安装方式的选择,通过光盘介质引导安装 CD、DVD
11、通过网络引导安装 NFS，HTTP，FTP 通过其他系统引导安装 需将操作系统拷贝到硬盘某个分区 通过网络传输镜像文件iso安装,磁盘结构,磁盘接口 IDE/SCSI 磁盘抽象 磁盘分区,磁盘分区方案,主分区：最多4个主分区，其中1个作为主分区和1个作为扩展分区。主分区必须标志为“活动的”，其第1扇区（512字节）包含主引导记录(MBR)。 扩展分区是各级逻辑分区的“容器”，每级扩展分区总是进一步递归划分为最多3个、最少1个的“主”逻辑分区和1个下级扩展分区； 每个物理驱动器上最多只能有11个逻辑分区； 不可将目录安装在扩展分区上，只有主分区和逻辑分区才能存储数据。,磁盘分区表,Linux系统
12、磁盘分区标识,IDE接口硬盘 使用/dev/hda-z x来标识，其中a-z代表硬盘号，x代表硬盘内的分区号。 第一块IDE磁盘，hda1/2/3/4主分区,hda5/6逻辑分区； 第二块IDE磁盘，hdb1/2/3/4主分区,hdb5/6逻辑分区； SCSI接口硬盘 使用/dev/sd a-z x来标识。,Linux系统的引导分区/boot,/boot引导分区 该目录放置系统内核及驱动模块引导程序，需要独立分区： 独立有利于避免文件系统损坏造成的无法启动问题，如果独立出来，而/根文件系统因为别的原因损坏了，仍可以正常引导进入linux内核，并有可能进入一个可用的shell来修复系统；如果不独
13、立，则很可能因根文件系统损坏导致找不到/boot下的内核镜像，从而无法引导内核。 若安装多操作系统，/boot分区独立,给多系统引导管理带来便利。 因使用简单的BIOS驱动，分区大小受限。,系统引导区损坏但grub可用，可尝试利用/boot进行修复 进入grub模式 grub find /boot/grub/stage1 /找到/boot分区位置 (hd0,0) /说明/boot分区在第一块硬盘的第一个分区 grubroot (hd0,0) /这是/boot所在的分区； grubsetup (hd0) /把GRUB写到MBR上；,Linux系统交换分区/swap（1）,Swap空间的作用 作为
14、虚拟内存使用的一段磁盘空间，设为物理磁盘的2-3倍。 当系统中物理内存不够用时，就需要将占用物理内存中的一部分暂时不用的程序或数据空间交换到外存swap区，以便释放所占用的物理内存；等到需要用时，再将它们从Swap区调入物理内存中。 Swap space 比内存要慢5-6个数量级。,Linux系统交换分区/swap（2）,创建Swap文件 以超级用户（root）身份登陆，执行如下操作， $dd if=/dev/zero of=swapfile bs=1024 count=32000 创建一个有连续空间的交换文件。大小为1024*32000=32G 激活Swap文件 $/usr/sbin/swa
15、pon swapfile swapfile指的是上一步创建的交换文件。 在/etc/fstab 中添加如下配置行， /swapfile none Swap default 0 0 检验Swap文件是否加上 /usr/sbin/swapon -s,Linux系统交换分区/swap（3）,创建swap文件 删除swap文件 以超级用户（root）身份登陆，执行如下操作， 使用Swapoff命令收回Swap空间 $/usr/sbin/swapoff swapfile 编辑/etc/fstab文件，去掉此Swap文件的实体。 从文件系统中删除swap文件，回收此文件磁盘空间。 $ rm swapfil
16、e,在系统安装之后创建swap分区（4）,示例1 $ mkswap /dev/sda1 $ swapon p /dev/sda1 在执行swapon命令前后，执行cat /proc/swaps，观察效果变化。 $ swapoff /dev/sda1 示例2 （使用文件） $ dd f=/dev/zdro of=/tmp/swap bs=1024k count=256 $ mkswap /tmp/swap $ swapon /tmp/swap,Linux系统根分区/,/根目录 /root 超级用户主目录 /bin基本命令 /bootkernel 和boot配置文件 /etc各种配置文件 /usr用户程序 /opt- 附加的应用软件包 /home用户目录 /mnt- 设备/文件系统挂载点 /tmp临时文件 /var可变信息区（fi
