Linux操作系统

• “一切皆文件”

系统启动流程

引导图

• 最初始阶段 当我们打开计算机电源，计算机会自动从主板的BlOS（Basic Input/output System）读取其中所存储的程序。这一程序通常知道一些直接连接在主板上的硬件（硬盘，网络接口，键盘，串口，并口）。现在大部分的BIOS允许你从软盘、光盘或者硬盘中选择一个来启动计算机。

• 下一步，计算机将从你所选择的存储设备中读取起始的512 bytes（比如光盘一开是的512 bytes，如果我们从光盘启动的话）。这512bytes叫做主引导记录MBR（master boot record）。MBR会告诉电脑从该设备的某一个分区（partition）来装载引导加载程序（boot loader）。Boot loader储存有操作系统（OS）的相关信息，比如操作系统名称，操作系统内核（kernel）所在位置等。常用的boot loader有GRUB和LILO。

• 随后，boot loader会帮助我们加载kernel。kernel实际上是一个用来操作计算机的程序，它是计算机操作系统的内核，主要的任务是管理计算机的硬件资源，充当软件和硬件的接口。操作系统上的任何操作都要通过kernel传达给硬件。Windows和Linux各自有自己kernel。

• 狭义的操作系统就是指kernel，广义的操作系统包括kernel以及kernel之上的各种应用。

• （Linus Torvalds与其说是Linux之父，不如说是Linux kernel之父。他依然负责Linux kernel的开发和维护。至于Ubuntu，Red Hat，它们都是基于相同的kernel之上，囊括了不同的应用和界面构成的一个更加完整的操作系统版本。）实际上，我们可以在多个分区安装boot loader，每个boot loader对应不同的操作系统，在读取MBR的时候选择我们想要启动的boot loader。这就是多操作系统的原理。

• 小结：BlOS -> MBR -> boot loader -> kernel

• kernel

  • 如果我们加载的是Linux kernel，Linux kernel开始工作。kernel会首先预留自己运行所需的内存空间，然后通过驱动程序（driver）检测计算机硬件。这样，操作系统就可以知道自己有哪些硬件可用。随后，kernel会启动一个init进程。它是Linux系统中的1号进程（Linux系统没有0号进程）。到此，kernel就完成了在计算机启动阶段的工作，交接给init来管理。
  • 小结：kernel -> init process

• init process

  （根据boot loader的选项，Linux此时可以进入单用户模式（single user mode））。在此模式下，初始脚本还没有开始执行，我们可以检测并修复计算机可能存在的错误）随后，init会运行一系列的初始脚本（startup scripts），这些脚本是Linux中常见的shell scripts。这些脚本执行如下功能：

  • 设置计算机名称，时区，检测文件系统，挂载硬盘，清空临时文件，设置网络等

  当这些初始脚本，操作系统已经完全准备好了，只是，还没有人可以登录！！！init会给出登录（login）对话框，或者是图形化的登录界面。

• 输入用户名（比如说luenci）和密码，DONE！

• 在此后的过程中，你将以用户（user）luenci的身份操作电脑。此外，根据你创建用户时的设定，Linux还会将你归到某个组（group）中，比如可以是stupid组，或者是luenci组。所以你将是用户luenci，同时是luenci组的组员。（注意，组luenci和用户luenci只是重名而已，就好想你可以叫Dell，同时还是Dell公司的老板一样。你完全也可以是用户luenci，同时为stupid组的组员）

启动级别

• 7种运行级别

  运行级别（Runlevel）指的是Unix或者Linux等类Unix操作系统的运行模式，不同的运行模式下系统的功能也有所有不同。Linux 系统下通常分为7种运行级别，分别是从0到6。各级别介绍如下：

• 0–停机模式

  • 在这种模式下，系统处于停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则将不能正常启动。这个运行级别主要用于关闭任务，在/etc/rc0.d目录下的各个连接命令都是此级别的命令，在关闭系统时，这些命令将被逐个执行。它 们会杀掉所有进程、关闭虚拟内存和交换文件、卸载文件系统和交换分区。

• 1– 单用户模式。

  • 在这种运行模下，系统处于单用户工作状态，登录用户具有root权限，文件系统被加载但是网络却没有被加载，因此也无法远程登陆。这个运行级别，只允一个用户从本地计算机上登录，/etc/rc1.d目录下的所有文件与此运行级别相关连，这个运行级别一般用于系统管理与维护。

• 2 - -多用户模式。

  • 用户可以通过网络进行登录，但没有NFS（Network File System），即网络文件统。/etc/rc2.d目录下所有文件与此级别相连。

• 3 - -完全多用户模式。

• 用户可以通过网络进行登录，且有NFS，用户登陆后会进入控制台命令行模式。这也是缺省的运行模式，在这种运行级别下所有网络服务程序会一起运行。/etc/rc2.d录下的文件与此级别相连

• 4 - -自定义模式。

  • 这是一种系统未使用的保留模式，/etc/rc4.d目录与此级别相连。这一级别是用户自定义的运行级别，用户可以根自己的需要进行一些自定义设置。如果想要运行这一级别的话，必须在rc3.d目录下放入连接文件，就像其他rc*.d目录下的文件，并指明是启动还是终止进程。

• 5 - -图形化模式。

  • 在 Linux 下运行X Window就是使用这一运行级别，用户登录后将进入图形化的GUI界面。在这一级别下除了DNS的named与级别3不同，其余的都相同。

• 6 – 重启模式。

  • 系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为5，否则系统将不能正常启动。/etc/rc6.d目录与此级别相连。在这一运行级别下，不会关闭电源，/etc/rc6.d目录下的连接与rc0.d目录下的连接基本相同；不同之处在于，虽然它们都执行halt（关闭）命令，但是给halt传递的参数不同，所级别6会重新启动系统而0会关闭系统。

GRUB加密

• GRUB程序和grub.conf文件
• 1）掌握GRUB的定义：GRUB是Grand Unified Boot loader（多重操作系统启动管理器）的缩写。 心
• 2）掌握grub的配置文件为：grub.conf设置grub Md5加密命令grub-md5-crypt
  • Password=明文或password-md5密文（编辑grub配置文件的密码）
• Title red hat 标题
  • Password=明文或password--md5密文（加载内核系统引导必须的密码）

BIOS加密

• 设置BIOS密码来防止更改GRU配置文件
• 但是这种方法可将主板电池扣下，主板自动还原，密码也失效了

没有绝对的安全，要不停的学习

目录结构

• 在Linux或UNIX操作系统中，所有的文件和目录都被组织成一个以根节点开始的倒置的树状结构。

顶层根目录的表示

• 使用'/'来表示根目录

文件系统中的特殊目录

• .表示当前目录，即用户所在的工作目录
• ..表示父目录，即当前目录的上一层目录
• ~代表当前用户的家目录（home）

一些重要目录

1. bin目录：用来存放常用的可执行文件
2. sbin目录：用来存放系统的可执行文件
3. home家目录：用来存放用户自己的文件或目录，其中，超级用户root的家目普通用户的家目录被存放在/home目录下，并使用用户名作为最后一级目的名称，如luenci用户的家目录为/home/luenci
4. dev目录：设备文件目录
5. etc目录：配置文件目录
6. 挂载点（目录）：通常可移除式硬件会被挂载在/media或/mnt目录之下

用户，群组，权限管理

• /etc/passed文件中存放用户的信息
• 分别对应的是：用户名：密码：user_id：group_id：描述名：家目录（home）：登录后执行的命令

• 如果执行的登录命令为：/bin/bash则可以登录
• 如果执行的登录命令为：/sbin/nologin则不可以登录
• user_id: 500以前id号为系统占用的

useradd命令的常用选项

• -u：指定用户的UID
• -g：指定用户所属的群组
• -d：指定用户的家目录
• -c：指定用户的备注信息
• -s：指定用户所用的shell
• -r: 删除用户

文件的权限管理

• 权限信息(用户权限(u);组权限(g);其他用户权限(0))；硬链接数；用户；用户组；文件大小；文件创建日期
• r->4
• w->2
• x->1

• -开头代表一个文件类型

• d开头代表一个目录类型

• l开头代表一个软链接

• b（block）开头代表设备文件

• p开头有代表管道文件

对于可执行文件的运行

• sh 可执行文件名
• bash 可执行文件名
• ./可执行文件名
• . 可执行文件名

目录的权限管理

• ll -d 目录查看目录的权限
• 

更改文件的用户和组

• chown 用户.组别 文件名
• chown -R递归修改用户和组

文件合并

• wc -l 文件名统计文件行数

• >以覆盖的方式写入内容

• >>以追加的方式写入内容

解压和压缩命令

1、.tar

解包：tar xvf FileName.tar 打包：tar cvf FileName.tar DirName （注：tar是打包，不是压缩！）

2、.gz

解压1：gunzip FileName.gz 解压2：gzip -d FileName.gz 压缩：gzip FileName

3、.tar.gz 和 .tgz

解压：tar zxvf FileName.tar.gz 压缩：tar zcvf FileName.tar.gz DirName

4、.bz2

解压1：bzip2 -d FileName.bz2 解压2：bunzip2 FileName.bz2 压缩： bzip2 -z FileName

5、.tar.bz2

解压：tar jxvf FileName.tar.bz2 压缩：tar jcvf FileName.tar.bz2 DirName

6、.bz

解压1：bzip2 -d FileName.bz 解压2：bunzip2 FileName.bz

7、.tar.bz

解压：tar jxvf FileName.tar.bz

8、.Z

解压：uncompress FileName.Z 压缩：compress FileName

9、.tar.Z

解压：tar Zxvf FileName.tar.Z 压缩：tar Zcvf FileName.tar.Z DirName

10、.zip

解压：unzip FileName.zip 压缩：zip FileName.zip DirName

11、.rar

解压：rar x FileName.rar 压缩：rar a FileName.rar DirName

12、.lha

解压：lha -e FileName.lha 压缩：lha -a FileName.lha FileName

13、.rpm

解包：rpm2cpio FileName.rpm | cpio -div

vim一些常见指令

• 快速在屏幕中移动光标的位置的命令

  • H光标移动到这个屏幕的最上方那一行的第一个字符
  • M无标移动到这个屏幕的中央那一行的第一个字符
  • L无标移动到这个屏幕的最下那一行的第一个字符

• G移动到文件的最后一行

• gg移动到文件的第一行

• ctrl+ r恢复上一次操作

• u撤销上一个操作

• ctrl+a跳到文件的首部

• ctrl+e跳到文件的尾部

• yy复制

• p粘贴到行尾

• P站贴到行头

weight命令

第一行

2 user，包含系统用户。

第二行

僵尸进程:一个子进程在其父进程没有调用wait()或waitpid()的情况下退出。这个子进程就是僵尸进程。如果其父进程还存在而一直不调用wait，则该僵尸进程将无法回收，等到其父进程退出后该进程将被init回收。

第三行

cpu的使用情况

第四行

内存使用率

第五行

swap分区

第六行

PR 越低优先级 越高，PRI(new)=PRI(old)+nice PR中的rt为实时进程优先级即rt_priority，prio=MAX_RT_PRIO - 1- p->rt_priority MAX_RT_PRIO = 99，prio大小决定最终优先级。这样意味着rt_priority值越大，优先级越高而内核提供的修改优先级的函数，是修改rt_priority的值，所以越大，优先级越高。 例：改变优先级：进入weight后按“r”–>输入进程PID–>输入nice值

weight命令（在进入weight后使用）

P：以占据CPU百分比排序 M：以占据内存百分比排序 T：以累积占用CPU时间排序 q：退出命令：按q键退出weight查看页面 s：修改刷新时间间隔。按下s键，然后按下数字，即可修改刷新时间间隔为你输入的数字，单位为秒。例如：按下s键，在按数字1键，即可实现每秒刷新一次 k：终止指定的进程。按下k键–>再输入要杀死的进程的pid–>按enter键–>(选择信号类型，以数字标示，默认15为杀死)本步可省略按enter键（常用为-9）

free命令

• free
• free -m
• free -h