68、Ubuntu 深度解析：从 Linux 内核到实际应用

Ubuntu 深度解析：从 Linux 内核到实际应用

1. Linux 是什么

Linux 是一个免费操作系统的核心，即内核，由 Linus Benedict Torvalds 于 1991 年首次开发并向世界发布。当时他是芬兰赫尔辛基大学的一名研究生，现在是 Linux 基金会的成员。Torvalds 曾在 CPU 设计制造公司 Transmeta 工作，2003 年离开后加入了由众多高科技公司组成的开源开发实验室（ODSL），专注于 Linux 内核的开发。他选择以 GNU 通用公共许可证（GPL）来分发 Linux。

GPL 由自由软件基金会的创始人 Richard M. Stallman 提出。他也是 Emacs 编辑环境和 GCC 编译器系统的著名作者，设计 GPL 是为了确保使用该许可证的软件始终免费且以源代码形式提供。GPL 是 Linux 在所有权、分发和版权方面的指导文件。虽然 Torvalds 拥有 Linux 商标权，但在他的慷慨、互联网、全球数千名程序员、GNU 软件和 GPL 许可证的共同作用下，Linux 将永远免费，不受许可或版税问题的困扰。

Linux 内核有编号系统，与 Ubuntu Linux 发行版的版本号无关。Ubuntu 发行版版本号由 Ubuntu 开发者分配，而大多数 Linux 内核版本号由 Linus Torvalds 和他的内核开发团队分配。可以使用 uname 命令查看内核编译日期和版本，例如：
- 查看内核编译日期： uname -v
- 查看内核版本： uname -r

内核版本号如 2.6.32 - 24 - generic，分别代表主版本（2）、次版本（6）和补丁级别（32），最后的 24 - generic 是开发者补丁级别，由 Ubuntu 开发者分配。偶数次版本通常被认为是“稳定”的，适合生产环境使用。

将 Linux 内核与 GNU 软件工具（如驱动程序、实用程序、用户界面和 X.Org 基金会的 X Window System 等）结合，就形成了 Linux 发行版。许多 Linux 发行版源自或模仿 Debian Linux 发行版，Ubuntu 就是基于 Debian 开发的。

2. 为什么使用 Linux

使用 Linux 有诸多好处，以下是一些主要原因：
- 出色的投资回报率 ：按用户数量计算成本很低，没有版税或许可费。一张 CD - ROM 或网络共享文件夹中的 Linux 发行版就可以作为企业级软件分发的基础，还可制作定制的企业 CD - ROM 或创建网络共享，为企业硬件进行特定安装，能节省大量的信息服务/信息技术（IS/IT）成本，且无需担心商业软件垄断的软件审计和许可证会计及控制问题。
- 可用于桌面 ：自 20 世纪 90 年代中期以来，结合其支持的图形网络协议和界面（X Window System），Linux 作为类似 UNIX 的消费级桌面操作系统表现良好。苹果的基于 BSD UNIX 的 Mac OS X 也证明了 UNIX 适用于消费级桌面，它有超过 3000 个特定程序。同时，相关资源中包含 800 多个软件包，涵盖互联网连接实用程序、游戏、完整办公套件、多种字体和数百个图形应用程序。
- 可作为服务器平台 ：Linux 快速、安全、稳定、可扩展且健壮。最新版本的 Linux 内核支持多处理器计算机、高达 64GB 的系统内存、超过数百 GB 的单个文件大小、多种现代日志文件系统、数百个进程监控和控制实用程序，理论上可同时支持超过 40 亿用户。IBM、Oracle 等主要数据库供应商都有适用于 Linux 的企业软件版本。
- 低入门和部署成本 ：Linux 能在各种 PC 上良好运行，包括旧硬件，如一些基于 Intel 的 486 和早期奔腾 CPU。虽然新硬件能实现更好的程序性能，但客户端可以针对奔腾级 CPU 重新编译和优化，甚至可以在只有 8MB RAM 的低端计算机或嵌入式设备上进行基础安装，扩大了用户群体，延长了旧硬件的使用寿命，为家庭、小企业和企业用户节省资金。
- 受硬件和软件行业广泛关注 ：几乎每个 CPU 都有对应的 Linux 版本。嵌入式系统开发者在使用 ARM、MIPS 等低功耗处理器设计定制解决方案时会选择 Linux。Linux 是英特尔 Itanium CPU 以及 AMD64 系列 CPU 的首个完整操作系统，也有适用于 HP/Compaq 的 Alpha 和 Sun Microsystems SPARC CPU 的版本，PowerPC 用户也经常在 IBM 和苹果硬件上使用 Linux 的 PPC 端口。
- 提供免版税的跨平台开发平台 ：开源开发模式和免费、高质量的开发工具，为初出茅庐的开发者和科技行业初创企业提供了低成本的切入点。
- 获得硬件行业巨头支持 ：IBM 等计算机硬件行业巨头对 Linux 的支持，提升了其作为可行平台的可信度。IBM 在其全系列计算机（从低端笔记本到大型主机）上都支持 Linux，新的企业客户也纷纷将 Linux 用于企业级计算解决方案。HP 也在其大部分硬件产品上认证了 Linux。

3. Ubuntu 是什么

Ubuntu 是基于 Linux 内核的操作系统，由 Ubuntu 社区（www.ubuntu.com/）创建、改进、完善和分发，由 Canonical 软件赞助，是一个得到全球软件开发社区支持的开源项目。

Ubuntu 于 2004 年 10 月发布首个版本，是较新的 Linux 发行版之一。它以易于安装和使用而闻名，每个版本还有奇特的代码名。Ubuntu 基于 Debian，Debian 是一个历史更悠久、受更广泛 Linux 社区尊重的发行版，但 Debian 发布频率较低，从 Debian 3.0 到 3.1 花了近三年时间，在此期间其他许多 Linux 发行版都有了很大进展。

Ubuntu 从版本 4.10（Warty Warthog）开始就有明确目标：提供易于安装和使用、不会让用户过度困惑且能装在一张 CD 上的发行版。它每六个月发布一次新版本，在 Linux 社区中发展迅速，如今已成为全球最受欢迎的 Linux 发行版之一。

Ubuntu 有独特的版本编号方案和代码名。它采用发布月份和年份颠倒的方式编号，例如 2004 年 10 月的首个版本为 4.10，之后依次是 5.04（2005 年 4 月）、5.10 等，当前版本是 11.10。部分版本带有 LTS（长期支持）标签，Canonical 会在桌面端支持 LTS 版本三年，服务器端支持五年，LTS 版本每两年发布一次，最近的 LTS 版本是 10.04。各版本的代码名也很有趣，如 4.10 是 Warty Warthog，5.04 是 Hoary Hedgehog 等，完整的开发代码名列表可在 wiki.ubuntu.com/DevelopmentCodeNames 查看。

4. Ubuntu 在企业中的应用

多年来，Linux 不断发展，增加和改进了企业级环境所需的关键特性，如 CPU 架构支持、文件系统和内存处理等。虚拟内存（将部分 RAM 交换到磁盘的能力）和无版权问题的 TCP/IP 协议栈的实现是早期的重要改进，随后还增加了对多种网络协议的支持。

Ubuntu 包含可使用多处理器的 Linux 内核，能在对 CPU 性能要求更高的高级计算环境中使用，该内核至少支持 16 个 CPU，但小企业服务器通常使用双 CPU 工作站或服务器，不过 Ubuntu 也能在更强大的硬件上运行。它能自动支持多 CPU 的英特尔主板，用户可利用对称多处理器（SMP）的优势进行软件开发和其他操作。Ubuntu 包含的 Linux 内核可使用高达 64GB 的系统 RAM，允许单个文件大小超过 2GB，理论上可支持数十亿用户。

依赖高可用性、大规模系统的企业可以使用 Ubuntu，全球数百家支持合作伙伴还提供专业的商业支持。Ubuntu 适用于各种不同计算需求的企业环境，应用场景包括桌面支持、小型文件、打印或邮件服务器、企业内部网 Web 服务器以及部署在公司局域网内外战略位置的安全防火墙。

商业客户还能从 Debian 与惠普等顶级系统制造商的合作中受益。Debian 可用于多种架构，直到最近还在 11 种不同架构上同时开发，从 x86 到旧的摩托罗拉 680x0 芯片（如 Commodore Amiga 中使用的芯片）以及其他几种架构。

小企业主采用基于 Linux 的 Ubuntu 解决方案可获得诸多好处。使用 Ubuntu 不仅避免了许可证会计和软件审计的问题，还为许多类型的商业生产力软件提供了可行的替代方案。在小企业环境中使用 Ubuntu 还有其他优势，如无需投资最前沿的硬件来建立高效的工作场所，它能轻松支持旧硬件，通过避免不必要的硬件升级节省成本，而且软件和升级都是免费的，新应用程序版本可低成本下载和安装，办公套件软件也是免费的。

Ubuntu 在网络上易于安装，能与其他操作系统（如 Windows、Mac OS X 和 UNIX）良好协作，一个简单的 Ubuntu 服务器可作为初始部分解决方案，或模仿其他操作系统的文件、邮件或打印服务器。办公人员能快速适应使用熟悉的互联网和生产力工具，企业还能获得稳定性、安全性和无病毒的计算平台等额外好处。通过合理分配服务器硬件资金，可以用比购买类似商业软件低得多的成本构建高效的多用户系统，结合对笔记本、PDA 和远程访问的支持，Ubuntu 有助于创建和使用低成本但高效的工作环境。

以下是 Ubuntu 在企业应用中的优势总结表格：
|优势|详情|
| ---- | ---- |
|多处理器支持|至少支持 16 个 CPU，可在高级计算环境使用|
|内存和文件支持|可使用 64GB 系统 RAM，允许超 2GB 单个文件大小|
|应用场景广泛|适用于桌面、服务器、防火墙等多种场景|
|成本优势|避免许可证费用和硬件升级成本|
|兼容性好|与多种操作系统协作良好|

下面是 Ubuntu 企业应用流程的 mermaid 流程图：

graph LR
    A[企业需求分析] --> B[选择合适 Ubuntu 版本]
    B --> C[服务器硬件配置]
    C --> D[网络安装 Ubuntu]
    D --> E[应用部署与配置]
    E --> F[员工培训与使用]
    F --> G[日常维护与支持]

Ubuntu 深度解析：从 Linux 内核到实际应用

5. Ubuntu 在家庭中的应用

Ubuntu 会在硬盘上安装一组预先选定的软件包，适合小型办公室/家庭办公室（SOHO）用户。这些软件包提供了丰富的生产力工具，可用于文档管理、打印、通信和个人生产力提升。

标准安装大约需要 2GB 的硬盘空间，但也能轻松安装在旧奔腾级 PC 的较小硬盘上。安装内容还包括管理工具、额外的创作和发布客户端、各种编辑器、基于 GNOME 的 X11 桌面、声音支持、图形编辑程序以及图形和文本形式的互联网工具。

以下是 Ubuntu 家庭安装软件包分类列表：
|软件包类型|包含内容|
| ---- | ---- |
|生产力工具|文档管理、打印、通信等工具|
|管理工具|系统管理相关工具|
|创作发布客户端|用于创作和发布内容的客户端|
|编辑器|各种文本和代码编辑器|
|桌面环境|基于 GNOME 的 X11 桌面|
|多媒体支持|声音支持、图形编辑程序|
|互联网工具|图形和文本形式的互联网工具|

6. 64 位 Ubuntu

2003 年春季，AMD 推出了 64 位 x86 兼容 CPU，英特尔的 x86 EM64T 扩展也进一步增加了 x86 - 64 通用硬件的可用性。Ubuntu 完全支持 AMD64 处理器，建议使用 64 位版本的 Ubuntu 以充分发挥这些先进处理器的性能。

不过，对于英特尔 Itanium 架构，Ubuntu 目前不支持 ia64。如果有相关需求，可以考虑 Debian，它可用于 ia64 平台及其他多种平台。

7. 充分利用 Ubuntu 和 Linux 文档

虽然许多商业 Linux 发行版会附带封装好的手册和文档，但 Ubuntu 相关的官方文档通常可在网上获取，网址为 www.ubuntu.com/，在该网站可以找到各种 Ubuntu 文档项目的链接。

Ubuntu（以及许多 Linux 软件包）的文档以多种格式分发和提供，以下是不同格式文档的查看方法：
|文档格式|查看命令或工具|示例|
| ---- | ---- | ---- |
|PDF|Adobe 的 Acrobat Reader for Linux 或 evince 客户端| evince /usr/share/doc/xfig/xfig - howto.pdf |
|HTML|links、KDE 的 Konqueror、GNOME 的 Epiphany 或 Firefox 等浏览器| links /usr/share/doc/stunnel - 4.0.5/stunnel.html |
|压缩文本（.gz）|zless 命令| zless /usr/share/doc/attr - 2.4.1/CHANGES.gz |
|普通文本|less 命令| less /usr/share/doc/httpd - 2.0.50/README |
|PostScript（.ps）|gv 客户端| gv /usr/share/doc/iproute - 2.4.7/ip - crefs.ps |

Linux 手册页是压缩的文本文件，包含关于如何使用程序的简洁信息，通常提供命令使用的简短摘要、命令行选项的概要、命令目的的解释、潜在的注意事项或错误、作者姓名以及相关配置文件和程序的列表。例如，可以使用 man 命令查看其自身的手册页：

matthew@seymour:~$ man man

按下 Enter 键后，屏幕或桌面窗口会显示一页文本，可使用键盘的光标键滚动查看信息，按 Q 键退出阅读。

许多软件包还包含单独的 HOWTO 文档，包含关于特定主题或软件的信息。如果 HOWTO 文档是压缩的简单文本文件（文件名以 .gz 结尾），可使用 zless 命令读取；如果是普通文本文件，使用 less 命令；如果是 HTML 格式，使用网页浏览器；如果是 PostScript 格式，使用 gv 客户端；如果是 PDF 格式，使用 evince 客户端。

下面是查看 Ubuntu 文档的流程 mermaid 流程图：

graph LR
    A[确定文档格式] --> B{格式类型}
    B -->|PDF| C[使用 evince 或 Acrobat Reader]
    B -->|HTML| D[使用浏览器]
    B -->|压缩文本（.gz）| E[使用 zless 命令]
    B -->|普通文本| F[使用 less 命令]
    B -->|PostScript（.ps）| G[使用 gv 客户端]

综上所述，Ubuntu 无论是在家庭还是企业环境中都有出色的表现，并且丰富的文档资源也为用户提供了便利，帮助用户更好地使用和探索 Ubuntu 系统。