Linux操作系统

Linux 操作系统

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1. Linux操作系统认知

1.1 操作系统（Operation System简称OS）

• 定义

  操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。

  

• 操作系统功能

  1. 管理好硬件设备，为用户提供调用方法
  2. 是计算机中最重要的系统环境
  3. 管理各种其他的软件和程序的运行
  4. 对系统中文件进行管理

• 操作系统分类

  1. 桌面系统：Windows ，macOS为主，图形界面良好用户群体大。
  2. 服务器系统：Linux，Unix为主，安全，稳定，费用低占有量大。windows占有率很低。
  3. 嵌入式系统：Linux为主，主要用于小型只能设备，如只能 手机，机器人等。

1.2 Linux系统介绍

• Linux 诞生

  1991 年 林纳斯（Linus） 就读于赫尔辛基大学期间，对 Unix 产生浓厚兴趣，林纳斯 经常要用他的终端 仿真器（Terminal Emulator） 去访问大学主机上的新闻组和邮件，为了方便读写和下载文件，他自己编写了磁盘驱动程序和文件系统，这些在后来成为了 Linux 第一个内核的雏形，当时，他年仅 21 岁！林纳斯利用C做工具，编写了 Linux 内核，一开始 Linux 并不能兼容 Unix只适用于 386，后来经过全世界的网友的帮助，最终能够兼容多种硬件。

  

• Linux系统特点

  • Linux是一款免费的操作系统
  • 支持多种平台
  • 支持多用户
  • 具有非常强大的网络功能

• Linux 应用领域

  • Linux 服务器 : 目前是服务器系统中最广泛一种。

    

  • 桌面应用: 新版本的Linux系统特别在桌面应用方面进行了改进，达到相当的水平

  • 嵌入式系统：由于Linux系统开放源代码，功能多样且具有极大的伸缩性，因此在嵌入式应用的领域有很广阔的应用市场。

• Linux系统构成

  • 内核: Linux操作系统的核心代码，是Linux系统的心脏，提供了系统的核心功能，用来与硬件交互。

    Linux内核官网 : http://www.kernel.org

  • 文件系统：通常指称管理磁盘数据的系统，可将数据以目录或文件的型式存储。每个文件系统都有自己的特殊格式与功能

  • 命令解释器：它使得用户能够与操作系统进行交互，负责接收用户命令，然后调用操作系统功能。

  • 应用软件：包含桌面系统和基础的软件操作工具等。

  

• Linux发型版本

  严格的来讲，Linux 只是一个系统内核，即计算机软件与硬件通讯之间的平台。一些组织或厂家将 Linux 内核与GNU软件（系统软件和工具）整合起来，并提供一些安装界面和系统设定与管理工具，这样就构成了一个发型套件，目前市面上较知名的发行版有：Ubuntu、RedHat、CentOS、Debian、Fedora、SuSE、OpenSUSE、Arch Linux、SolusOS 等。

1.3 文件系统

• 定义

  文件系统是计算机操作系统的重要的组成部分，用于组织和管理计算机存储设备上的大量文件。

• 文件系统结构

  • 熟悉的windows文件系统，分不同盘符

  

  • Linux的文件组织中没有盘符。将根（/）作为整个文件系统的唯一起点，其他所有目录都从该点出发。

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犹如一颗倒置的树，所有存储设备作为这颗树的一个子目录。

• 普通文件和目录

  • 普通文件：包括文本，压缩包，音频视频等文件都是普通文件。
  • 目录：即文件夹，在Linux系统下多称之为目录。

  

• 主要目录功能

1. /bin目录

​  /bin目录包含了引导启动所需的命令或普通用户可能用的命令(可能在引导启动后)。这些命令都是二进制文件的可执行程序(bin是binary----二进制的简称)，多是系统中重要的系统文件。

2. /sbin目录

​  /sbin目录类似/bin，也用于存储二进制文件。因为其中的大部分文件多是系统管理员使用的基本的系统程序，所以虽然普通用户必要且允许时可以使用，但一般不给普通用户使用。

3. /etc目录

​  /etc目录存放着各种系统配置文件，其中包括了用户信息文件/etc/ passwd，系统初始化文件/etc/rc等。linux正是因为这些文件才得以正常地运行。

4. /root目录

​  /root 目录是超级用户的目录。

5. /lib目录

​  /lib目录是根文件系统上的程序所需的共享库，存放了根文件系统程序运行所需的共享文件。这些文件包含了可被许多程序共享的代码，以避免每个程序都包含有相同的子程序的副本，故可以使得可执行文件变得更小，节省空间。

6. /dev目录

​  /dev目录存放了设备文件，即设备驱动程序，用户通过这些文件访问外部设备。比如，用户可以通过访问/dev/mouse来访问鼠标的输入，就像访问其他文件一样。

7. /usr文件系统

​  /usr 是个很重要的目录，通常这一文件系统很大，因为所有程序安装在这里。本地安装的程序和其他东西在/usr/local 下，因为这样可以在升级新版系统或新发行版时无须重新安装全部程序。

8. /var文件系统

​  /var 包含系统一般运行时要改变的数据。通常这些数据所在的目录的大小是要经常变化或扩充的。

9. /home

​  /home 普通用户的默认目录，在该目录下，每个用户拥有一个以用户名命名的文件夹。

• 绝对路径和相对路径表达
  • 绝对路径：指文件在文件系统中以根目录为起始点的准确位置描述。例如“/usr/bin/gnect”就是绝对路径。最要的标志就是以 ‘/’ 作为路径描述的开头。
  • 相对路径：指相对于用户当前位置为起始点，对一个文件位置的逐层描述。例如，用户处在usr目录中时，只需要“games/gnect”就可确定这个文件。在相对路径描述时 . 表示当前目录, … 表示上一级目录。

1.4 Ubuntu使用

作为Linux发行版中的后起之秀，Ubuntu Linux在短短几年时间里便迅速成长为从Linux初学者到资深专家都十分青睐的发行版。由于Ubuntu Linux是开放源代码的自由软件，用户可以登录Ubuntu Linux的官方网址免费下载该软件的安装包。

Ubuntu官网：https://ubuntu.com/

2. Linux常用命令

• 学习目的
  1. Linux下有非常丰富的命令，可以用来完成大部分重要的Linux服务器操作维护功能，而且至今有些功能仍然通过命令操作比较方便。
  2. 实际工作中，大量服务器维护工作都是工程师通过远程控制来完成的，并没有图形界面，这时维护工作都需要通过命令来完成。
  3. 作为后端工程师，我们将来所写的代码都需要在服务器上运行，掌握基本的Linux 操作命令有助于我们将来对项目的部署和控制工作。

2.1 终端与命令行

• 终端 ： 使用命令对Linux系统进行操作的窗口
• 命令行：书写Linux命令的提示行

• 打开关闭终端方法
  • 点击图形界面终端图标，通过ctrl+alt +t ,shift+ctrl + t , shift+ctrl+n 都可以快速打开一个终端。
  • 通过图形界面关闭，或者在命令行输入exit。
• 终端字体大小控制
  • 放大 摁住 ctrl 和 + 号 （不要忘了+号要使用shift）
  • 缩小 摁住 ctrl 和 - 号

2.2 Linux常用命令

• 命令格式

  command [-options] [parameter]
  
  说明：
  command：命令名称，一般为英文单词或单词的缩写
  [-options]：命令选项，辅助命令进行功能细化，也可以省略
  parameter：传给命令的参数，可以是0个或多个
  

2.2.1 帮助命令

command --help

说明：

显示 command 命令的帮助信息

man command

说明：

• 查阅 command 命令的使用手册,摁q退出

2.2.2 基础操作命令

序号	命令	作用
01	ls	查看当前文件夹下的内容
02	pwd	查看当前所在文件夹
03	cd [目录名]	切换文件夹
04	touch [文件名]	如果文件不存在，新建文件
05	mkdir [目录名]	创建目录
06	rm [文件名]	删除指定的文件名
07	cp	复制一个文件
08	mv	移动一个文件
09	clear	清屏

• 部分命令细节说明
  • ls ： -l 展示详细信息，-a展示隐藏文件（Linux下 . 开头的为隐藏文件）。
  • cd： 参数为绝对路径或者相对路径，直接cd表示回到主目录。
  • touch: 可以同时跟多个参数表示创建多个文件。
  • mkdir: -p选项可以创建层目录
  • cp：如果拷贝的是一个目录需要使用 -r ，同时这个命令有另存为的作用
  • mv: 即使移动目录页不需要选项，有重命名的作用。
  • rm：删除表示直接删除，无法找回，如果删除目录需要加 -r选项
  • clear：等同于ctrl-l，清空屏幕。

小技巧： 使用Tab键可以自动补全文件名，目录名等信息

• 通配符

  • 作用：对一类文件名称的书写进行简化，例如file1.txt、file2.txt、file3.txt……，用户不必一一输入文件名，可以使用通配符完成。

  通配符	含义	实例
  星号（*）	匹配任意长度的字符串	用file_*.txt，匹配file_wang.txt、file_Lee.txt、file_Liu.txt
  问号（?）	匹配一个长度的字符	用flie_?.txt，匹配file_1.txt、file_2.txt、file_3.txt
  方括号（[…]）	匹配其中指定的一个字符	用file_[otr].txt，匹配file_o.txt、file_r.txt和file_t.txt
  方括号（[ - ]）	匹配指定的一个字符范围	用file_[a-z].txt，匹配file_a.txt、file_b.txt，直到file_z.txt

2.2.3 文件操作

序号	命令	作用
01	cat 文件名	查看文件内容、创建文件、文件合并、追加文件内容等功能
02	head 文件名	显示文件头部
03	tail 文件名	显示文件尾部
04	grep 搜索文本 文件名	搜索文本文件内容
05	find 路径 -name 文件名	查找文件
06	file 文件名	查看文件类型
07	wc 文件名	查看文件行数，单词数等信息
08	diff 文件1 文件2	对比两个文件差异

• 部分命令细节说明
  • head，tail ： 选项-n，n表示一个数字，即可指定查看前n行或者后n行，不加选项默认查看10行。
  • grep ： -n 用于显示行号，-i忽略大小写
  • wc : -c 表示查看多少字符，-l查看多少行，-w 查看多少单词。如果不加选项则显示这三项。
  • find：会从指定目录及其所有子目录中查询搜索文件。

​

2.2.4 压缩解压

序号	命令	作用
01	zip ，unzip	将文件压缩为zip格式/将zip格式文件解压
02	gzip，gunzip	将文件压缩为gz格式/将gz格式文件解压
03	bzip2,bunzip2	将文件压缩为bz2格式/将bz2格式文件解压
04	tar	对gz或者bz2格式进行压缩解压

• 部分命令细节说明

  • zip： 用于常与windows交互的情况，-r选项可以压缩目录

    • zip test.zip filelist

    • unzip test.zip

  • gzip，bzip2：不常用，因为压缩或者解压后源文件就不再了，而且只能对一个文件操作

  • tar：-cjf 用于压缩bz2格式文件，-czf用于压缩gz格式文件，-xvf用于解压文件,兼容了gzip和bzip2命令的功能。

    • tar -czf file.tar.gz file1 file2

    • tar -xvf file.tar.gz

​

2.2.5 权限管理

序号	命令	作用
01	sudo	放在一个命令前，表示使用管理员权限执行
02	chmod	修改文件权限

• 部分命令细节说明

  • sudo： 在打开终端第一次使用sudo时需要输入密码

  • chmod 在设置权限时，可以字母也可以使用三个数字分别对应 拥有者 ／ 组 和 其他 用户的权限

  直接修改文件|目录的 读|写|执行 权限，但是不能精确到 拥有者|组|其他
  chmod  augo+/-rwx 文件名/目录名
  

  

  例如：
  777 ===> u=rwx,g=rwx,o=rwx
755 ===> u=rwx,g=rx,o=rx
644 ===> u=rw,g=r,o=r

2.2.6 显示展示命令

序号	命令	作用
01	echo	向终端打印内容
02	date	显示当前时间
03	df	显示磁盘剩余空间
04	whoami	显示当前用户
05	which	显示执行命令所在位置

• 部分命令细节说明

  • echo ： -n表示打印完成不换行

  • df: -h选项以M为单位显示，-T显示文件系统类型 ext4的为磁盘

  • which：命令也是一个程序，实际就是显示程序所在位置

• 输出重定向

  重定向符	含义	实例
  > file	将file文件重定向为输出源，新建模式	echo “hello world” > out.txt，将执行结果，写到out.txt文件中，若有同名文件将被删除
  >> file	将file文件重定向为输出源，追加模式	ls /usr >> Lsoutput.txt，将ls /usr的执行结果，追加到Lsoutput.txt文件已有内容后

• 管道

管道可以把一系列命令连接起来，意味着第一个命令的输出将作为第二个命令的输入，通过管道传递给第二个命令，第二个命令的输出又将作为第三个命令的输入，以此类推。

	ls | grep 'test'

​

2.2.7 其他命令

序号	命令	作用
01	shutdown	关机或者重启
02	ln	创建链接

• 部分命令细节说明

  • shutdown：

    • shutdown -r now 立即重启

    • shutdown now 立即关机

    • shutdown +10 10分钟后关机

    • shutdown -c 取消关机计划

  • ln : 一般使用 -s 选项 创建软链接，相当于快捷方式，如果跨目录创建要使用绝对路径。

    ln -s  hello.py  hello
    

3. Linux服务器环境

3.1 vi编译器

3.1.1 什么是vi

vi是Linux操作系统中一个自带的编辑器。没有图形界面，只能编译文本内容，没有字体段落等设置，通过命令强大的命令完成一系列的编写工作。

3.1.2 学习目的

1. 在实际工作中，要对 服务器上的文件进行 简单 的修改，使用 vi 进行快速的编辑即可。
2. 对一些配置文件的修改，需要一定的权限，这时vi编辑器是最佳选择。
3. vi 编辑器在 系统管理、服务器管理编辑文件时，其功能不是图形界面的编辑器能比拟的。

3.1.3 操作使用

• 打开和新建文件

$ vi 文件名

如果文件已经存在，会直接打开该文件
如果文件不存在，会新建一个文件

• 工作模式

  1. 命令模式
     • 打开文件首先进入命令模式，是使用 vi 的 入口
     • 通过 命令 对文件进行常规的编辑操作，例如：定位、翻页、复制、粘贴、删除……
     • 在其他图形编辑器下，通过 快捷键 或者 鼠标 实现的操作，都在 命令模式 下实现
  2. 底行模式 —— 执行 保存、退出 等操作
     • 要退出 vi 返回到控制台，需要在末行模式下输入命令
     • 末行模式 是 vi 的 出口
  3. 编辑模式 —— 正常的编辑文字

• 进入编辑模式命令

命令	英文	功能	常用
i	insert	在当前字符前插入文本	常用
I	insert	在行首插入文本	较常用
a	append	在当前字符后添加文本
A	append	在行末添加文本	较常用
o		在当前行后面插入一空行	常用
O		在当前行前面插入一空行	常用

• 底行模式常用命令

命令	功能
w	保存
q	退出，如果没有保存，不允许退出
q!	强行退出，不保存退出
wq	保存并退出

• 命令模式常用命令

  • 1）光标移动

  命令	功能
  h	向左
  j	向下
  k	向上
  l	向右

  • 2）行内移动

  命令	功能
  w	向后移动一个单词
  b	向前移动一个单词
  0	行首
  ^	行首，第一个不是空白字符的位置
  $	行尾

  • 3. 行数移动

  命令	功能
  gg	文件顶部
  G	文件末尾
  :数字	移动到 数字 对应行数

• 撤销和恢复撤销

命令	功能
u	撤销上次命令
CTRL + r	恢复撤销的命令

• 删除文本

命令	功能
x	删除光标所在字符，或者选中文字
c	和移动命令连用,删除光标所在位置到指定位置内容

cw        # 从光标位置删除到单词末尾
c0        # 从光标位置删除到一行的起始位置
cb       # 从光标位置删除到单词开头

• 剪切、复制、粘贴

命令	功能
yy	复制一行，可以 nyy 复制多行
dd	删除光标所在行，可以 ndd 复制多行
p	粘贴

• 替换

命令	功能	工作模式
r	替换当前字符	命令模式
R	替换当前行光标后的字符	替换模式
:%s/str/replace/g	替换str为replace	底行模式

R 命令可以进入 替换模式，替换完成后，按下 ESC 可以回到 命令模式

• 查找

命令	功能
/str	查找 str

查找到指定内容之后，使用 n 查找下一个出现的位置

3.2 添加用户

3.2.1 基本概念

• 用户：Linux操作系统可以有不同的用户，这是系统管理的重要一环，不同的用户有自己独立的空间内容。

• 用户组：为了方便对用户管理，Linux操作系统使用用户组的概念。将不同的用户添加到对应的组中，可以方便用户设置权限的设置。

• root用户：Linux系统中的root用户通常用于系统的维护和管理，对操作系统的所有资源具有所有访问权限，一般工作中不会使用root用户进行系统操作，防止一些误操作带来系统损坏。

3.2.2 用户管理命令

序号	命令	作用
01	groupadd 组名	添加组
02	groupdel 组名	删除组
03	useradd -m 用户 -g 组	添加用户
04	passwd 用户名	设置用户密码
05	userdel -r 用户	删除用户
06	su 用户	切换用户

• useradd : -m 表示添加用户时添加主目录，-g表示选择用户所在组，如果不写默认会创建一个与用户同名的组。

  useradd -m levi
  

• passwd ： 设置密码，设置之后才能切换新用户登录

• 设置密码后为新用户添加sudo权限,打开sudoers文件增加如下内容，然后 :w! 强制保存 :q 退出

  sudo vi /etc/sudoers
  

  

  passwd levi
  注意：1. 新创建的用户和密码信息存储在 /etc/passwd文件中
       2. 如果切换用户终端命令行只有一个$ 提示，则vi打开这个文件，将该用户对应的内容修改
  

  

• userdel: 一般使用-r 彻底删除，如果删除失败说明刚刚使用了改用户，需要重启再删除。或者执行下面命令。

  

3.3 软件安装

Linux下安装的软件包是 deb格式软件包。由于当时Linux系统中软件包存在复杂的依赖关系。因而，通常使用网络安装。

作用	命令
升级软件包	apt update
安装软件	apt install
卸载软件	apt remove --purge
删除缓存的软件安装包	apt clean

• 注意事项 ： 安装软件包通常需要使用管理员权限。
• 软件包下载位置：/var/cache/apt/archives

sudo apt install sl   # 安装
sudo apt remove --purge  sl  # 彻底卸载

3.4 ssh服务

ssh是一种安全协议，主要用于给远程登录会话数据进行加密，保证数据传输的安全。在数据传输方面有很多应用。之前说到，实际工作中经常需要远程访问服务器，ssh就是通用的远程访问服务器的方法。

• 安装启动

  • 安装ssh服务 ： sudo apt install openssh-server

  • 查看ssh服务状态 ： ps -e|grep ssh

    

  • 启动和关闭 ：

    sudo service ssh start/restart/stop

• 常用命令

序号	命令	作用
01	ssh 用户名@ip	登录远程主机
02	scp 用户名@ip:文件名或路径 用户名@ip:文件名或路径	远程复制文件

1. ssh登录

   ssh  levi@192.168.100.5    # 登录
   exit                      # 退出
   

2. scp拷贝

   
   # 注意：`:` 后面的路径写绝对路径
   scp  demo.py levi@192.168.100.5:/home/tarena
   
   # 把远程主目录下demo.py文件 复制到本地当前目录下
   scp  levi@192.168.100.5:/home/tarena/demo.py  .
   
   # 加上 -r 选项可以传送文件夹
   scp -r demo levi@192.168.100.5:/home/tarena/
   
   

• ssh秘钥

  • 什么时候使用： 如果使用的客户端个人计算机是自己独有的计算机，经常通过ssh访问服务器，此时不想频繁输入密码，则可以使用秘钥处理。

    

  • 使用方法

    1. 在个人计算机中生产秘钥对 ： ssh-keygen  执行以后会在主目录下生成一个.ssh文件夹,其中包含私钥文件id_rsa和公钥文件id_rsa.pub。
    2. 在服务器主机上创建文件~/.ssh/authorized_keys，将信任的计算机的id_rsa.pub文件内容追加到服务器authorized_keys文件中，并修改其权限为777。
    

3.5 终端启动Python服务

在服务器中并没有pycharm这些集成编译工具，所有当我们最后将程序部署在服务器上执行时，往往需要通过终端运行python程序。

1. 编写python程序在第一行增加解释器声明

2. 修改文件的执行权限

3. 执行代码