"Linux 基础：从入门到实践"

Linux 基础：从入门到实践1. 引言1.1 什么是 Linux 操作系统？Linux 是一种自由和开放源码的类 Unix 操作系统。它以其稳定性、安全性、灵活性和强大的命令行工具而闻名，广泛应用于服务器、嵌入式设备、超级计算机以及个人桌面。1.2 Linux 的发展历程与特点Linux 最初由 Linus Torvalds 于 1991 年创建。其特点包括：开源免费：任何人都可以自由使用、修改和分发。高度可定制：用户可以根据需求定制系统。多用户多任务：支持同时运行多个用户和多个程序。安全性高：完善的用户权限管理和社区支持。稳定性强：适合长时间运行，不易崩溃。1.3 Linux 发行版介绍Linux 有众多发行版，常见的包括：Ubuntu：用户友好，社区活跃，适合桌面和服务器。CentOS/RHEL：企业级应用，稳定性高，常用于服务器。Debian：稳定且免费，是 Ubuntu 的上游。Fedora：Red Hat 的社区版，提供最新技术。Arch Linux：滚动更新，高度定制，适合高级用户。2. Linux 安装与首次设置2.1 系统要求根据不同的 Linux 发行版，系统要求会有所不同。通常需要至少 2GB 内存、20GB 硬盘空间和双核处理器。2.2 制作启动盘下载 Linux 发行版的 ISO 镜像文件，使用工具 (如 Rufus, Etcher) 将其写入 USB 启动盘。2.3 安装过程详解从启动盘启动电脑。选择“安装”或“Try Ubuntu” (以 Ubuntu 为例)。选择语言、键盘布局。选择安装类型 (如“清除整个磁盘并安装 Ubuntu”或“其他选项”进行手动分区)。设置时区、创建用户账户和密码。等待安装完成，重启电脑。2.4 首次启动与基本配置安装完成后，首次登录系统，可以进行以下基本配置：更新系统：`sudo apt update && sudo apt upgrade` (Ubuntu/Debian)安装常用软件：浏览器、文本编辑器等。配置网络：确保网络连接正常。3. Linux 命令行基础3.1 终端与 Shell终端 (Terminal)：一个输入和输出文本的界面。Shell：一个命令行解释器，接收用户命令并执行 (如 Bash, Zsh)。3.2 常用命令介绍`ls`：列出目录内容 (`ls -l` 显示详细信息，`ls -a` 显示隐藏文件)。`cd`：改变目录 (`cd ..` 返回上一级，`cd ~` 返回家目录)。`pwd`：显示当前工作目录。`mkdir`：创建目录 (`mkdir -p a/b/c` 创建多级目录)。`rm`：删除文件或目录 (`rm file.txt`, `rm -r dir/` 删除目录)。`cp`：复制文件或目录 (`cp file.txt newfile.txt`, `cp -r dir/ newdir/` 复制目录)。`mv`：移动或重命名文件或目录 (`mv file.txt /tmp/`, `mv oldname.txt newname.txt`)。3.3 文件查看命令`cat`：连接文件并打印到标准输出 (`cat file.txt`)。`more`：逐页显示文件内容。`less`：与 `more` 类似，但可以向前或向后滚动。`head`：显示文件开头几行 (`head -n 5 file.txt`)。`tail`：显示文件末尾几行 (`tail -n 5 file.txt`, `tail -f file.log` 实时查看日志)。3.4 管道与重定向 *管道 (``)：将一个命令的输出作为另一个命令的输入 (`ls -lgrep .txt`)。重定向 (`>`)：将命令输出写入文件 (覆盖) (`ls > filelist.txt`)。重定向 (`>>`)：将命令输出追加到文件末尾 (`echo "hello" >> file.txt`)。4. Linux 文件系统4.1 文件系统层次结构标准 (FHS)Linux 文件系统遵循 FHS 标准，规定了系统各目录的用途。4.2 常见目录作用`/`：根目录，所有文件和目录的起点。`/bin`：存放基本用户命令。`/etc`：存放系统配置文件。`/home`：用户家目录。`/var`：存放经常变化的文件，如日志、邮件。`/usr`：存放用户程序和数据。`/opt`：可选的第三方应用程序。`/tmp`：临时文件。4.3 文件类型`-`：普通文件`d`：目录`l`：链接文件 (软链接/硬链接)`b`：块设备文件`c`：字符设备文件`p`：管道文件`s`：套接字文件4.4 挂载与卸载文件系统`mount`：将文件系统挂载到指定目录 (`mount /dev/sdb1 /mnt/usb`)。`umount`：卸载文件系统 (`umount /mnt/usb`)。5. 用户与权限管理5.1 用户与组的概念用户 (User)：系统中的每个用户都有一个唯一的 ID (UID)。组 (Group)：一组用户的集合，每个组有一个唯一的 ID (GID)。用户可以属于一个或多个组。5.2 用户管理命令`useradd`：创建新用户 (`useradd -m username`)。`passwd`：设置用户密码 (`passwd username`)。`usermod`：修改用户属性 (`usermod -aG groupname username` 将用户添加到组)。`userdel`：删除用户 (`userdel -r username` 同时删除家目录)。5.3 组管理命令`groupadd`：创建新组 (`groupadd groupname`)。`groupmod`：修改组属性。`groupdel`：删除组。5.4 文件权限文件权限分为读 (r)、写 (w)、执行 (x)，分别对应数字 4、2、1。权限分为三组：所有者 (u)、所属组 (g)、其他人 (o)。`chmod`：修改文件权限 (`chmod 755 file.sh`)`chown`：修改文件所有者 (`chown user:group file.txt`)`chgrp`：修改文件所属组 (`chgrp groupname file.txt`)5.5 `sudo` 命令的使用`sudo` (superuser do) 允许授权用户以超级用户或其他用户的身份执行命令。首次使用需要输入当前用户密码。6. 软件包管理6.1 Debian 系 (APT) 软件包管理适用于 Ubuntu, Debian 等发行版。`sudo apt update`：更新软件包列表。`sudo apt install package_name`：安装软件包。`sudo apt remove package_name`：卸载软件包。`sudo apt upgrade`：升级所有可升级的软件包。6.2 Red Hat 系 (YUM/DNF) 软件包管理适用于 CentOS, Fedora, RHEL 等发行版。`sudo yum update` 或 `sudo dnf update`：更新软件包列表。`sudo yum install package_name` 或 `sudo dnf install package_name`：安装软件包。`sudo yum remove package_name` 或 `sudo dnf remove package_name`：卸载软件包。6.3 编译安装软件基础对于没有提供预编译包的软件，通常需要从源代码编译安装：下载源代码包。解压：`tar -zxvf package.tar.gz`。进入目录：`cd package/`。配置：`./configure`。编译：`make`。安装：`sudo make install`。7. 进程管理7.1 查看进程`ps aux`：显示所有进程的详细信息。`top`：实时显示系统进程和资源使用情况。`htop`：`top` 的增强版，提供更友好的界面。7.2 杀死进程`kill PID`：终止指定 PID 的进程 (`kill 9 PID` 强制终止)。`killall process_name`：终止指定名称的所有进程。7.3 后台运行进程`command &`：将命令放到后台运行。`nohup command &`：即使关闭终端，命令也会继续在后台运行。7.4 计划任务 (`cron`)`cron` 用于在指定时间执行重复性任务。`crontab -e`：编辑当前用户的 cron 任务。`crontab -l`：列出当前用户的 cron 任务。8. 网络配置8.1 查看网络信息`ifconfig` (旧版) 或 `ip addr` (新版)：显示网络接口配置信息 (IP 地址、MAC 地址等)。8.2 网络连通性测试`ping hostname/IP`：测试网络连通性。`traceroute hostname/IP`：跟踪数据包到达目标主机的路径。8.3 配置网络接口通常通过编辑网络配置文件 (如 `/etc/netplan/*.yaml` for Ubuntu, `/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0` for CentOS) 或使用网络管理工具 (如 `nmcli`, `nmtui`) 来配置静态 IP 或 DHCP。8.4 防火墙基础ufw (Uncomplicated Firewall)：Ubuntu 默认防火墙，易于使用 (`sudo ufw enable`, `sudo ufw allow 80/tcp`)。firewalld：CentOS/RHEL 默认防火墙 (`sudo systemctl start firewalld`, `sudo firewall-cmd --add-service=http --permanent`)。9. Shell 脚本基础9.1 Shell 脚本的编写与执行创建文件，以 `.sh` 结尾 (如 `script.sh`)。第一行指定解释器：`#!/bin/bash`。添加执行权限：`chmod +x script.sh`。执行脚本：`./script.sh`。9.2 变量与数据类型定义变量：`name="Linux"`。使用变量：`echo "Hello, $name"`。9.3 条件判断`if` 语句： if [ -f "file.txt" ]; then echo "file.txt exists." fi `case` 语句： case "$1" in start) echo "Starting..." ;; stop) echo "Stopping..." ;; *) echo "Usage: $0 {start|stop}" ;; esac 9.4 循环`for` 循环： for i in 1 2 3; do echo "Number: $i" done `while` 循环： count=1 while [ $count -le 3 ]; do echo "Count: $count" count=$((count + 1)) done 9.5 函数function greet() { echo "Hello, $1" } greet "World" 10. 实践案例10.1 搭建一个简单的 Web 服务器 (Nginx/Apache)以 Nginx 为例：安装 Nginx：`sudo apt install nginx`。启动 Nginx：`sudo systemctl start nginx`。在浏览器中访问服务器 IP 地址，应能看到 Nginx 欢迎页面。10.2 编写一个备份脚本创建一个 `backup.sh` 文件：#!/bin/bash SOURCE_DIR="/home/user/documents" BACKUP_DIR="/mnt/backup" DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S) tar -zcvf "$BACKUP_DIR/documents_backup_$DATE.tar.gz" "$SOURCE_DIR" echo "Backup completed: $BACKUP_DIR/documents_backup_$DATE.tar.gz" 添加执行权限并运行。10.3 监控系统资源使用使用 `top` 或 `htop` 命令实时监控 CPU、内存、进程等。也可以使用 `free -h` 查看内存使用，`df -h` 查看磁盘空间。11. 总结与展望Linux 操作系统以其强大的功能和灵活性，在各个领域都扮演着重要角色。掌握 Linux 基础知识是成为一名优秀开发者或系统管理员的必备技能。11.1 Linux 的应用领域服务器：Web 服务器、数据库服务器、文件服务器等。云计算：Docker, Kubernetes 等容器技术的基础。嵌入式设备：路由器、智能家居设备等。科学计算与大数据：高性能计算集群。桌面环境：提供多样化的桌面体验。11.2 学习路径建议持续实践：多动手操作，熟悉命令行。深入学习 Shell 脚本：提高自动化能力。了解不同发行版：根据需求选择合适的发行版。参与开源社区：获取帮助和贡献力量。学习网络与安全：掌握 Linux 系统下的网络配置和安全防护。