1. Linux简介
1.操作系统概念
Linux 也是众多操作系统之一,要想知道 Linux 是什么,首先得说一说什么是操作系统。
计算机是一台机器,它按照用户的要求接收信息、存储数据、处理数据,然后再将处理结果输出(文字、图片、音频、视频等)。计算机由硬件和软件组成:
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硬件是计算机赖以工作的实体,包括显示器、键盘、鼠标、硬盘、CPU、主板等;
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软件会按照用户的要求协调整台计算机的工作,比如 Windows、Linux、Mac OS、Android 等操作系统,以及 Office、QQ、迅雷、微信等应用程序。
操作系统(Operating System,OS)是软件的一部分,它是硬件基础上的第一层软件,是硬件和其它软件沟通的桥梁(或者说接口、中间人、中介等)。
操作系统会控制其他程序运行,管理系统资源,提供最基本的计算功能,如管理及配置内存、决定系统资源供需的优先次序等,同时还提供一些基本的服务程序,例如:
1) 文件系统
提供计算机存储信息的结构,信息存储在文件中,文件主要存储在计算机的内部硬盘里,在目录的分层结构中组织文件。文件系统为操作系统提供了组织管理数据的方式。
2) 设备驱动程序
提供连接计算机的每个硬件设备的接口,设备驱动器使程序能够写入设备,而不需要了解执行每个硬件的细节。简单来说,就是让你能吃到鸡蛋,但不用养一只鸡。
3) 用户接口
操作系统需要为用户提供一种运行程序和访问文件系统的方法。如常用的 Windows 图形界面,可以理解为一种用户与操作系统交互的方式;智能手机的 Android 或 iOS 系统,也是一种操作系统的交互方式。
4) 系统服务程序
当计算机启动时,会自启动许多系统服务程序,执行安装文件系统、启动网络服务、运行预定任务等操作。
打个比方,操作系统就好像是一个政府,其它软件都会被它管控;操作系统在给其他软件提供各种便利的同时,还会约束其他软件不能为所欲为。
目前流行的服务器和 PC 端操作系统有 Linux、Windows、UNIX 等,手机操作系统有 Android、iOS、Windows Phone(简称 WP),嵌入式操作系统有 Windows CE、PalmOS、eCos、uClinux 等。
2.Linux
与大家熟知的 Windows 操作系统软件一样,Linux 也是一个操作系统软件,其 logo 是一只企鹅(如图 1 所示)。与 Windows 不同之处在于,Linux 是一套开放源代码程序的、可以自由传播的类 Unix 操作系统软件。
图 1 Linux 操作系统图标
Linux 在设计之初,就是基于 Intel x86 系列 CPU 架构计算机的,它是一个基于 POSIX 的多用户、多任务并且支持多线程和多 CPU 的操作系统,它是由世界各地成千上万的程序员设计和开发实现的,当初开发 Linux 系统的目的就是建立不受任何商业化软件版权制约的、全世界都能自由使用的类 Unix 操作系统兼容产品。
在过去的 20 年里,Linux 系统主要被应用于服务器端、嵌入式开发和 PC 桌面 3 大领域,其中服务器端领域是重中之重。例如,我们熟知的大型、超大型互联网企业(百度、腾讯、Sina、阿里等)都在使用 Linux 系统作为其服务器端的程序运行平台,全球及国内排名前 1000 的 90% 以上的网站使用的主流系统都是 Linux 系统。
从上面的内容可以看出,Linux操作系统之所以如此流行,是因为它具备如下这些优秀的特点:
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Linux 不仅是免费的,更是开源的,这意味着任何人都可以获得其代码并根据自己的需求进行修改。事实上,这已经孵化出专属 Linux 各发行版的巨大生态系统,我们将在《常见Linux发行版本》一节中展开探讨。
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Linux 与 c系统兼容,该系统的构建采用了一些与 UNIX 操作系统相同的技术,具备 Unix 几乎所有的优秀特性(系统的稳定性和安全性尤为突出)。
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和其他操作系统相比,Linux 更容易安装,且不会收到任何商业化版本的制约。
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Linux 让开展各种实际有用且具有创造性的事情成为可能。例如,我们可以在一个U盘上装载 Linux 的自生系统引导映像(live boot image),启动一台硬盘已经崩溃的计算机,之后查找并解决该问题。或者,因为 Linux 是一个真正的多用户操作系统,它具有非常好的私密性和稳定性,整个团队可 以同时从本地或远程登录进行工作。
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Linux 提供了复杂的软件包管理系统,可以放心地安装和维护每一个在线资源库中的软件应用。
3.Linux和UNIX的关系及区别
UNIX 与 Linux 之间的关系是一个很有意思的话题。在目前主流的服务器端操作系统中,UNIX 诞生于 20 世纪 60 年代末,Windows 诞生于 20 世纪 80 年代中期,Linux 诞生于 20 世纪 90 年代初,可以说 UNIX 是操作系统中的"老大哥",后来的 Windows 和 Linux 都参考了 UNIX。
现代的 Windows 系统已经朝着“图形界面”的方向发展了,和 UNIX 系统有了巨大的差异,从表面上甚至看不出两者的关联。
UNIX 的坎坷历史
UNIX 操作系统由肯•汤普森(Ken Thompson)和丹尼斯•里奇(Dennis Ritchie)发明。它的部分技术来源可追溯到从 1965 年开始的 Multics 工程计划,该计划由贝尔实验室、美国麻省理工学院和通用电气公司联合发起,目标是开发一种交互式的、具有多道程序处理能力的分时操作系统,以取代当时广泛使用的批处理操作系统。
说明:分时操作系统使一台计算机可以同时为多个用户服务,连接计算机的终端用户交互式发出命令,操作系统采用时间片轮转的方式处理用户的服务请求并在终端上显示结果(操作系统将CPU的时间划分成若干个片段,称为时间片)。操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端用户服务,每次服务一个时间片。
可惜,由于 Multics 工程计划所追求的目标太庞大、太复杂,以至于它的开发人员都不知道要做成什么样子,最终以失败收场。
以肯•汤普森为首的贝尔实验室研究人员吸取了 Multics 工程计划失败的经验教训,于 1969 年实现了一种分时操作系统的雏形,1970 年该系统正式取名为 UNIX。
想一下英文中的前缀 Multi 和 Uni,就明白了 UNIX 的隐意。Multi 是大的意思,大而且繁;而 Uni 是小的意思,小而且巧。这是 UNIX 开发者的设计初衷,这个理念一直影响至今。
有意思的是,肯•汤普森当年开发 UNIX 的初衷是运行他编写的一款计算机游戏 Space Travel,这款游戏模拟太阳系天体运动,由玩家驾驶飞船,观赏景色并尝试在各种行星和月亮上登陆。他先后在多个系统上试验,但运行效果不甚理想,于是决定自己开发操作系统,就这样,UNIX 诞生了。
自 1970 年后,UNIX 系统在贝尔实验室内部的程序员之间逐渐流行起来。1971-1972 年,肯•汤普森的同事丹尼斯•里奇发明了传说中的C语言,这是一种适合编写系统软件的高级语言,它的诞生是 UNIX 系统发展过程中的一个重要里程碑,它宣告了在操作系统的开发中,汇编语言不再是主宰。
到了 1973 年,UNIX 系统的绝大部分源代码都用C语言进行了重写,这为提高 UNIX 系统的可移植性打下了基础(之前操作系统多采用汇编语言,对硬件依赖性强),也为提高系统软件的开发效率创造了条件。可以说,UNIX 系统与C语言是一对孪生兄弟,具有密不可分的关系。
20 世纪 70 年代初,计算机界还有一项伟大的发明——TCP/IP 协议,这是当年美国国防部接手 ARPAnet 后所开发的网络协议。美国国防部把 TCP/IP 协议与 UNIX 系统、C语言捆绑在一起,由 AT&T 发行给美国各个大学非商业的许可证,这为 UNIX 系统、C语言、TCP/IP 协议的发展拉开了序幕,它们分别在操作系统、编程语言、网络协议这三个领域影响至今。肯•汤普森和丹尼斯•里奇因在计算机领域做出的杰出贡献,于 1983 年获得了计算机科学的最高奖——图灵奖。
图 1 为肯•汤普森与丹尼斯•里奇的合影,天才都是不修边幅的……
随后出现了各种版本的 UNIX 系统,目前常见的有 Sun Solaris、FreeBSD、IBM AIX、HP-UX 等。
Solaris 和 FreeBSD
我们重点介绍一下 Solaris,它是 UNIX 系统的一个重要分支。Solaris 除可以运行在 SPARC CPU 平台上外,还可以运行在 x86 CPU 平台上。在服务器市场上,Sun 的硬件平台具有高可用性和高可靠性,是市场上处于支配地位的 UNIX 系统。
对于难以接触到 Sun SPARC 架构计算机的用户来说,可以通过使用 Solaris x86 来体验世界知名大厂的商业 UNIX 风采。当然,Solaris x86 也可以用于实际生产应用的服务器,在遵守 Sun 的有关许可条款的情况下,Solaris x86 可以免费用于学习研究或商业应用。
FreeBSD 源于美国加利福尼亚大学伯克利分校开发的 UNIX 版本,它由来自世界各地的志愿者开发和维护,为不同架构的计算机系统提供了不同程度的支持。FreeBSD 在 BSD 许可协议下发布,允许任何人在保留版权和许可协议信息的前提下随意使用和发行,并不限制将 FreeBSD 的代码在另一协议下发行,因此商业公司可以自由地将 FreeBSD 代码融入它们的产品中。苹果公司的 OS X 就是基于 FreeBSD 的操作系统。
FreeBSD 与 Linux 的用户群有相当一部分是重合的,二者支持的硬件环境也比较一致,所采用的软件也比较类似。FreeBSD 的最大特点就是稳定和高效,是作为服务器操作系统的不错选择;但其对硬件的支持没有 Linux 完备,所以并不适合作为桌面系统。
其他 UNIX 版本因应用范围相对有限,在此不做过多介绍。
Linux 的那些往事
Linux 内核最初是由李纳斯•托瓦兹(Linus Torvalds)在赫尔辛基大学读书时出于个人爱好而编写的,当时他觉得教学用的迷你版 UNIX 操作系统 Minix 太难用了,于是决定自己开发一个操作系统。第 1 版本于 1991 年 9 月发布,当时仅有 10 000 行代码。
李纳斯•托瓦兹没有保留 Linux 源代码的版权,公开了代码,并邀请他人一起完善 Linux。与 Windows 及其他有专利权的操作系统不同,Linux 开放源代码,任何人都可以免费使用它。
据估计,现在只有 2% 的 Linux 核心代码是由李纳斯•托瓦兹自己编写的,虽然他仍然拥有 Linux 内核(操作系统的核心部分),并且保留了选择新代码和需要合并的新方法的最终裁定权。现在大家所使用的 Linux,我更倾向于说是由李纳斯•托瓦兹和后来陆续加入的众多 Linux 好者共同开发完成的。
李纳斯•托瓦兹无疑是这个世界上最伟大的程序员之一,何况,他还搞出了全世界最大的程序员交友社区 GitHub (开源代码库及版本控制系统)。
关于 Linux Logo 的由来是一个很有意思的话题,它是一只企鹅。
为什么选择企鹅,而不是选择狮子、老虎或者小白兔?有人说因为李纳斯•托瓦兹是芬兰人,所以选择企鹅,有人说因为其他动物图案都被用光了,李纳斯•托瓦兹只好选择企鹅。
我更愿意相信以下说法,企鹅是南极洲的标志性动物,根据国际公约,南极洲为全人类共同所有,不属于世界上的任何国家,可国家都无权将南极洲纳入其版图。Linux 选择企鹅图案作为 Logo,其含义是:开放源代码的 Linux 为全人类共同所有,可公司无权将其私有。
UNIX与Linux的亲密关系
二者的关系,不是大哥和小弟,"UNIX 是 Linux 的父亲"这个说法更怡当。之所以要介绍它们的关系,是因为要告诉读者,在学习的时候,其实 Linux 与 UNIX 有很多的共通之处,简单地说,如果你已经熟练掌握了 Linux,那么再上手使用 UNIX 会非常容易。
二者也有两个大的区别:
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UNIX 系统大多是与硬件配套的,也就是说,大多数 UNIX 系统如 AIX、HP-UX 等是无法安装在 x86 服务器和个人计算机上的,而 Linux 则可以运行在多种硬件平台上;
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UNIX 是商业软件,而 Linux 是开源软件,是免费、公开源代码的。
Linux 受至旷大计算机爱好者的喜爱,主要原因也有两个:
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它属于开源软件,用户不用支付可费用就可以获得它和它的源代码,并且可以根据自己的需要对它进行必要的修改,无偿使用,无约束地继续传播;
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它具有 UNIX 的全部功能,任何使用 UNIX 操作系统或想要学习 UNIX 操作系统的人都可以从 Linux 中获益。
开源软件是不同于商业软件的一种模式,从字面上理解,就是开放源代码,大家不用担心里面会搞什么猫腻,这会带来软件的革新和安全。
另外,开源其实并不等同于免费,而是一种新的软件盈利模式。目前很多软件都是开源软件,对计算机行业与互联网影响深远。
开源软件本身的模式、概念比较晦涩.
近年来,Linux 已经青出于蓝而胜于蓝,以超常的速度发展,从一个丑小鸭变成了一个拥有庞大用户群的真正优秀的、值得信赖的操作系统。历史的车轮让 Linux 成为 UNIX 最优秀的传承者。
总结一下 Linux 和 UNIX 的关系/区别
Linux 是一个类似 Unix 的操作系统,Unix 要早于 Linux,Linux 的初衷就是要替代 UNIX,并在功能和用户体验上进行优化,所以 Linux 模仿了 UNIX(但并没有抄袭 UNIX 的源码),使得 Linux 在外观和交互上与 UNIX 非常类似。
说模仿可能会被人喷,你也可以说微创新或者改进。
相比于 UNIX,Linux 最大的创新是开源免费,这是它能够蓬勃发展的最重要原因;而目前的 UNIX 大部分都是收费的,小公司和个人都难以承受。
正是由于 Linux 和 UNIX 有着千丝万缕的联系,所以人们把 Linux 叫做“类UNIX系统”,下节我们将会着重讲解。
UNIX/Linux系统结构
UNIX/Linux 系统可以粗糙地抽象为 3 个层次(所谓粗糙,就是不够细致、精准,但是便于初学者抓住重点理解),如图 3 所示。底层是 UNIX/Linux 操作系统,即系统内核(Kernel);中间层是 Shell 层,即命令解释层;高层则是应用层。
图 3 UNIX/Linux 系统结掏层次概要
1) 内核层
内核层是 UNIX/Linux 系统的核心和基础,它直接附着在硬件平台之上,控制和管理系统内各种资源(硬件资源和软件资源),有效地组织进程的运行,从而扩展硬件的功能,提高资源的利用效率,为用户提供方便、高效、安全、可靠的应用环境。
2) Shell层
Shell 层是与用户直接交互的界面。用户可以在提示符下输入命令行,由 Shell 解释执行并输出相应结果或者有关信息,所以我们也把 Shell 称作命令解释器,利用系统提供的丰富命令可以快捷而简便地完成许多工作。
3) 应用层
应用层提供基于 X Window 协议的图形环境。X Window 协议定义了一个系统所必须具备的功能(就如同 TCP/IP 是一个协议,定义软件所应具备的功能),可系统能满足此协议及符合 X 协会其他的规范,便可称为 X Window。
现在大多数的 UNIX 系统上(包括 Solaris、HP-UX、AIX 等)都可以运行 CDE (Common Desktop Environment,通用桌面环境,是运行于 UNIX 的商业桌面环境)的用户界面;而在 Linux 上广泛应用的有 Gnome(见图 4)、KDE 等。
图 4 Gnome图形界面
X Window 与微软的 Windows 图形环境有很大的区别:
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UNIX/Linux 系统与 X Window 没有必然捆绑的关系,也就是说,UNIX/Linux 可以安装 X Window,也可以不安装;而微软的 Windows 图形环境与内核捆绑密切。
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UNIX/Linux 系统不依赖图形环境,依然可以通过命令行完成 100% 的功能,而且因为不使用图形环境还会节省大量的系统资源。
4.Linux的优缺点
前面章节提到,相比 Windows 系统,Linux 系统有更好的稳定性,那么除此之外,Linux 系统还有那些优点(或者不足)呢?
1) 大量的可用软件及免费软件
Linux 系统上有着大量的可用软件,且绝大多数是免费的,比如声名赫赫的 Apache、Samba、PHP、MySQL 等,构建成本低廉,是 Linux 被众多企业青睐的原因之一。当然,这和 Linux 出色的性能是分不开的,否则,节约成本就没有任何意义。
但不可否认的是,Linux 在办公应用和游戏娱乐方面的软件相比 Windows 系统还很匮乏,所以,即便打游戏、看影片用的也是 Windows,至于 Linux,就把它用在擅长的服务器领域吧。
2) 良好的可移植性及灵活性
Linux 系统有良好的可移植性,它几乎支持所有的 CPU 平台,这使得它便于裁剪和定制。我们可以把 Linux 放在 U 盘、光盘等存储介质中,也可以在嵌入式领域广泛应用。
如果读者希望不进行安装就体验 Linux 系统,则可以在网上下载一个 Live DVD 版的 Linux 镜像,刻成光盘放入光驱或者用虚拟机软件直接载入镜像文件,设置 CMOS/BIOS 为光盘启动,系统就会自动载入光盘文件,启动进入 Linux 系统。
3) 优良的稳定性和安全性
著名的黑客埃里克•雷蒙德(EricS.Raymond)有一句名言:“足够多的眼睛,就可让所有问题浮现”。举个例子,假如笔者在演讲,台下人山人海,明哥中午吃饭不小心,有几个饭粒粘在衣领上了,分分钟就会被大家发现,因为看的人太多了;如果台下就稀稀落落两三个人且离得很远,那就算明哥衣领上有一大块油渍也不会被发现。
Linux 开放源代码,将所有代码放在网上,全世界的程序员都看得到,有什么缺陷和漏洞,很快就会被发现,从而成就了它的稳定性和安全注。
提到 Linux 的安全性,我们可以做一个实验:在一台计算机上,在安装了 Windows 系统后不安装杀毒软件联网一个月,看看会有什么情况;同样,在安装了 Linux 系统后不安装杀毒软件联网一个月,我们比较一下,大家就明白了什么是 Linux 的安全性。Windows 系统不安装杀毒软件,相信大家都知道会有什么下场吧……
4) 支持几乎所有的网络协议及开发语言
经常有初学的朋友问我,Linux 是不是对 TCP/IP 协议支持不好、是不是 Java开发环境不灵之类的问题。前面在 UNIX 发展史中已经介绍了,UNIX 系统是与 C 语言、TCP/IP 协议一同发展起来的,而 Linux 是 UNIX 的一种,C 语言又衍生出了现今主流的语言 PHP、Java、C++ 等,而哪一个网络协议与 TCP/IP 无关呢?所以,Linux 对网络协议和开发语言的支持很好。
5.常见Linux发行版本
从技术上来说,李纳斯•托瓦兹开发的 Linux 只是一个内核。内核指的是一个提供设备驱动、文件系统、进程管理、网络通信等功能的系统软件,内核并不是一套完整的操作系统,它只是操作系统的核心。一些组织或厂商将 Linux 内核与各种软件和文档包装起来,并提供系统安装界面和系统配置、设定与管理工具,就构成了 Linux 的发行版本。
在 Linux 内核的发展过程中,各种 Linux 发行版本起了巨大的作用,正是它们推动了 Linux 的应用,从而让更多的人开始关注 Linux。因此,把 Red Hat、Ubuntu、SUSE 等直接说成 Linux 其实是不确切的,它们是 Linux 的发行版本,更确切地说,应该叫作“以Linux为核心的操作系统软件包”。
Linux 的各个发行版本使用的是同一个 Linux 内核,因此在内核层不存在什么兼容性问题,每个版本有不一样的感觉,只是在发行版本的最外层(由发行商整合开发的应用)才有所体现。
Linux 的发行版本可以大体分为两类:
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商业公司维护的发行版本,以著名的 Red Hat 为代表;
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社区组织维护的发行版本,以 Debian 为代表。
很难说大量 Linux 版本中哪一款更好,每个版本都有自己的特点。下面为大家介绍几款常用的 Linux 发行版本。
1) Red Hat Linux
Red Hat(红帽公司)创建于 1993 年,是目前世界上资深的 Linux 厂商,也是最获认可的 Linux 品牌。
Red Hat 公司的产品主要包括 RHEL(Red Hat Enterprise Linux,收费版本)和 CentOS(RHEL 的社区克隆版本,免费版本)、Fedora Core(由 Red Hat 桌面版发展而来,免费版本)。
Red Hat 是在我国国内使用人群最多的 Linux 版本,资料丰富,如果你有什么不明白的地方,则容易找到人来请教,而且大多数 Linux 教程是以 Red Hat 为例来讲解的。
本教程以我国国内互联网公司常用的 Linux 发行版本 CentOS 为例讲解,它是基于 Red Hat Enterprise Linux 源代码重新编译、去除 Red Hat 商标的产物,各种操作使用和付费版本没有区别,且完全免费。缺点是不向用户提供技术支持,也不负任何商业责任。有实力的公司可以选择付费版本。
2) Ubuntu Linux
Ubuntu 基于知名的 Debian Linux 发展而来,界面友好,容易上手,对硬件的支持非常全面,是目前最适合做桌面系统的 Linux 发行版本,而且 Ubuntu 的所有发行版本都免费提供。
Ubuntu 的创始人 Mark Shuttleworth 是非常具有传奇色彩的人物。他在大学毕业后创建了一家安全咨询公司,1999 年以 5.75 亿美元被收购,由此一跃成为南非最年轻有为的本土富翁。作为一名狂热的天文爱好者,Mark Shuttleworth 于 2002 年自费乘坐俄罗斯联盟号飞船,在国际空间站中度过了 8 天的时光。之后,Mark Shuttleworth 创立了 Ubuntu 社区,2005 年 7 月 1 日建立了 Ubuntu 基金会,并为该基金会投资 1000 万美元。他说,太空的所见正是他创立 Ubuntu 的精神之所在。如今,他最热衷的事情就是到处为自由开源的 Ubuntu 进行宣传演讲。
3) SuSE Linux
SuSE Linux 以 Slackware Linux 为基础,原来是德国的 SuSE Linux AG 公司发布的 Linux 版本,1994 年发行了第一版,早期只有商业版本,2004 年被 Novell 公司收购后,成立了 OpenSUSE 社区,推出了自己的社区版本 OpenSUSE。
SuSE Linux 在欧洲较为流行,在我国国内也有较多应用。值得一提的是,它吸取了 Red Hat Linux 的很多特质。
SuSE Linux 可以非常方便地实现与 Windows 的交互,硬件检测非常优秀,拥有界面友好的安装过程、图形管理工具,对于终端用户和管理员来说使用非常方便。
4) Gentoo Linux
Gentoo 最初由 Daniel Robbins(FreeBSD 的开发者之一)创建,首个稳定版本发布于 2002 年。Gentoo 是所有 Linux 发行版本里安装最复杂的,到目前为止仍采用源码包编译安装操作系统。
不过,它是安装完成后最便于管理的版本,也是在相同硬件环境下运行最快的版本。自从 Gentoo 1.0 面世后,它就像一场风暴,给 Linux 世界带来了巨大的惊喜,同时也吸引了大量的用户和开发者投入 Gentoo Linux 的怀抱。
有人这样评价 Gentoo:快速、设计干净而有弹性,它的出名是因为其高度的自定制性(基于源代码的发行版)。尽管安装时可以选择预先编译好的软件包,但是大部分使用 Gentoo 的用户都选择自己手动编译。这也是为什么 Gentoo 适合比较有 Linux 使用经验的老手使用。
要注意的是,由于编译软件需要消耗大量的时间,所以,如果你所有的软件都由自己编译,并安装 KDE 桌面系统等比较大的软件包,则可能需要花费很长时间。
5)Linux其他版本
6)Linux 发行版本的选择
Linux 的发行版本众多,在此不逐一介绍,下面给选择 Linux 发行版本犯愁的朋友一点建议:
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如果你需要的是一个服务器系统,而且已经厌烦了各种 Linux 的配置,只是想要一个比较稳定的服务器系统,那么建议你选择 CentOS 或 RHEL。
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如果你只是需要一个桌面系统,而且既不想使用盗版,又不想花大价钱购买商业软件,不想自己定制,也不想在系统上浪费太多时间,则可以选择 Ubuntu。
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如果你想深入摸索一下 Linux 各个方面的知识,而且还想非常灵活地定制自己的 Linux 系统,那就选择 Gentoo 吧,尽情享受 Gentoo 带来的自由快感。
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如果你对系统稳定性要求很高,则可以考虑 FreeBSD。
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如果你需要使用数据库高级服务和电子邮件网络应用,则可以选择 SuSE。
二、Linux安装
简单地说,虚拟机(Virtual Machine)就是允许我们在当前操作系统中运行其他操作系统的软件,本质上和 VS、QQ 这些应用程序一样。
所以,只要我们在电脑(PC 或笔记本等)上安装好虚拟机软件,就可以模拟出来若干台相互独立的虚拟 PC 设备,每一个都如何一台真实的计算机。在此基础上,我们可以给每台虚拟的 PC 设备安装指定的操作系统,这样就可以实现在一台电脑上同时运行多个操作系统。
绝大多数初学者使用的是 Windows,所以本节只讲解在 Windows 下安装 VMware 和 Linux。
VMware 有两个版本,分别是 VMware Workstation Pro 和 VMware Workstation Player。
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Player 是免费版本,只能用于非商业用途,适合个人学习。
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Pro 是商业版本,功能最强大,付费以后才能使用。
我们从互联网上找到了一个带密钥的 Pro 版本,并放在了百度网盘,大家可以无限制的使用:
VMware Workstation Pro 下载地址:链接:百度网盘 请输入提取码 提取码:wvp7 (下载得到的压缩包中含有 VMware 安装所需的秘钥,亲测有效,可放心使用)
VMware 对计算机的硬件配置要求比较高,配置低了虚拟机会很慢,甚至不能运行。理论上,配置越高越好,现在主流的计算机配置都可以达到运行 VMware 的要求。千万不要用多年珍藏的老古董来运行 VMware,我保证你将会失去耐心。
由于 VMware 的安装过程比较简单,与安装普通软件无异,因此不再过多阐述。这里假设读者已经下载并已安装好 VMware,接下来直接开始使用 VMware 安装 Linux 系统。
1.安装VMWare
按部就班的安装就行
2.安装ubuntu
VMware 提供的网络连接有 5 种,分别是"桥接模式"、"NAT 模式"、"仅主机模式"、"自定义"和"LAN 区段":
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桥接模式:相当于虚拟机的网卡和宿主机的物理网卡均连接到虚拟机软件所提供的 VMnet0 虚拟交换机上,因此虚拟机和宿主机是平等的,相当于一个网络中的两台计算机。这种设置既可以保证虚拟机和宿主机通信,也可以和局域网内的其他主机通信,还可以连接 Internet,是限制最少的连接方式,推荐新手使用。
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NAT 模式:相当于虚拟机的网卡和宿主机的虚拟网卡 VMnet8 连接到虚拟机软件所提供的 VMnet8 虚拟交换机上,因此本机是通过 VMnet8 虚拟网卡通信的。在这种网络结构中,VMware 为虚拟机提供了一个虚拟的 NAT 服务器和一个虚拟的 DHCP 服务器,虚拟机利用这两个服务器可以连接到 Intemet。所以,在正常情况下,虚拟机系统只要设定自动获取 IP 地址,就能既和宿主机通信,又能连接到 Internet了。但是这种设置不能连接局域网内的其他主机。
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仅主机模式:宿主机和虚拟机通信使用的是 VMware 的虚拟网卡 VMnet1,但是这种连接没有 NAT 服务器为虚拟机提供路由功能,所以仅主机网络只能连接宿主机,不能连接局域网,也不能连接 Internet 网络。
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自定义网络:可以手工选择使用哪块虚拟机网卡。如果选择 Vmnet1,就相当于桥接网络;如果选择 VMnet8,就相当于 NAT 网络。
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LAN 区段:这是新版 VMware 新增的功能,类似于交换机中的 VLAN(虚拟局域网),可以在多台虚拟机中划分不同的虚拟网络。
以上对于 VMware 网络的描述,读者看完了可能会有点困惑。简单总结—下,在 VMware 安装好后,会生成两个虚拟网卡 VMnet1 和 VMnet8 (在 Windows 系统的"网络连接"中可以査看到),如图 所示。
其中常用设置有以下 2 种:
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需要宿主机的 Windows 和虚拟机的 Linux 能够进行网络连接,使用"桥接模式"(桥接时,Linux 也可以访问互联网,只是虚拟机需要配置和宿主机 Windows 同样的联网环境);
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需要宿主机的 Windows 和虚拟机的 Linux 能够进行网络连接,同时虚拟机的 Linux 可以通过宿主机的 Windows 连入互联网,使用"NAT模式"。
3.选择在虚拟机下安装Linux操作系统的原因
1) 利用虚拟机软件搭建 Linux 学习环境简单,容易上手,最重要的是利用虚拟机模拟出来的 Linux 与真实的 Linux 几乎没有区别,而购买服务器动则就要一两万元人民币,不是一般的初学者所能承受的,且声音很大,也很费电。
如果用 PC 和笔记本搭建 Linux(包括双系统共存方式),那就完全是 Linux 环境了,这样做不但加大了你的学习难度(例如,没法用 Word 等记笔记,以及正常浏览网页),也与实际的工作环境相差很远,而用虚拟机软件来搭建环境是最接近企业工作环境的。
企业里运维人员的工作环境绝大多数都是在 Windows 桌面系统下通过 SSH 工具(SecureCRT/Xshell)远程连接千百里之外的 Linux 服务器进行管理和维护的。
2) 搭建 Linux 集群等大规模环境,有时需要同时开启几台虚拟机(每台虚拟机仅需 256~512MB 内存、6~8GB 的硬盘空间即可),此时如果是用服务器或者自己的电脑安装 Linux,则很难满足学习要求,购买多台服务器就更不现实了。
事实上,仅仅利用价值四五千元人民币的个人笔记本电脑,就可以轻松实现搭建中小规模 Linux 集群架构的学习需求了。这里所谓的集群,简单理解,就是将多个计算机做为一个整体,向用户提供服务。
3) 用虚拟机学习,如果电脑配置高一点,那么可以同时开启多个 Linux 虚拟机学习,上班、回家的路上,带着笔记本电脑即可随时学习,如果是多台真实电脑和服务器设备,就没法移动了。当然有读者会说可以放机房里,但这个代价也太大了。大多数学习者很难有这样的资源。
4) 使用虚拟机系统环境,我们可以对虚拟系统随意进行任何的设置和更改操作,甚至可以格式化虚拟机系统硬盘,进行重新分区等操作,而且完全不用担心会丢掉有用的数据,因为虚拟机是系统上运行的一个虚拟软件,对虚拟机系统的任何操作都相当于是在操作虚拟机的虚拟机设备和系统,不会影响电脑上的真实数据。
综上所述,笔者给大家的建议就是,踏实地用虚拟机学习就足够了,不要为自己设置太多的限制和门槛,否则可能会影响学习 Linux 的进度,从而丧失学习 Linux 的兴趣。
4.Linux远程管理软件
基于以上 4 种远程管理协议,Linux 远程管理服务器的软件可分为以下 3 种:
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类似于 VNC(基于 RFB 协议)的图形远程管理软件,如 Xmanager、VNC VIEWER 以及 TightVNC 等;
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基于 SSH 协议的命令行操作管理;
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类似 Webmin 的基于浏览器的远程管理,此种管理方式只提供简单的管理窗口,可用的管理功能有限;
介于安全性和稳定性的考虑,大部分的服务器都舍弃图形管理界面而选择命令行界面,因此远程管理 Linux 服务器常使用基于 SSH 协议的命令行管理方式。
目前,基于 SSH 协议常用的远程管理工具有 PuTTY、SecureCRT、WinSCP等等。
5.Linux文件系统层次结构
在 Linux 操作系统中,所有的文件和目录都被组织成以一个根节点“/”开始的倒置的树状结构,如图 1 所示。
其中,目录就相当于 Windows 中的文件夹,目录中存放的既可以是文件,也可以是其他的子目录,而文件中存储的是真正的信息。
文件系统的最顶层是由根目录开始的,系统使用“/”来表示根目录,在根目录之下的既可以是目录,也可以是文件,而每一个目录中又可以包含(子)目录或文件。如此反复就可以构成一个庞大的文件系统。
其实,使用这种树状、具有层次的文件结构主要目的是方便文件系统的管理和维护,想象一下,如果所有的文件都放在一个目录下,其文件系统的管理和维护将变成一场噩梦。
现实中也有许多类似的例子,例如在整个行政管理体制中,村民就相当于文件,他们住在一个村庄中,村庄就是存储村民的目录。许多村又组成了个乡,这个乡就相当于存储村的目录,依此类推,最终就构建出了一个庞大的行政区域管理结构图。
注意,目录名或文件名都是区分大小写的,如 dog、DOG 和 Dog 为 3 个不同的目录或文件。完整的目录或文件路径是由一连串的目录名所组成的,其中每一个目录由“/”来分隔。如 cat 的完整路径是 /home/cat。
在文件系统中,有两个特殊的目录,一个是用户所在的工作目录,即当前目录,可用一个点“.”表示;另一个是当前目录的上一层目录,也叫父目录,用两个点“..”表示。
如果一个目录或文件名是以一个点开始,就表示这个目录或文件是一个隐藏目录或文件。即以默认方式査找(后续会讲查找命令)时,不显示该目录或文件。