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5 基本系统

#计算机#操作系统#Linux#海贼班54
AI 生成的摘要
该文档介绍了Linux系统的基本结构和启动流程。根目录为/，包含多个重要文件夹，如bin、etc、home等。启动流程从按下开机键开始，经过BIOS检测、读取MBR、执行引导程序等步骤，最终启动系统。文中还列出了不同的运行级别及其含义，以及系统配置文件和环境变量的管理。软件管理方面，推荐使用apt作为软件包管理系统，并简要介绍了源码安装的步骤。

课程内容#

目录结构#

  • 图片
  • 图片

  • 最上头的 root 为根目录 /，不是 root 用户

  • 此外，在根目录 / 下还有一个 root 文件夹，是 root 用户的家目录

    • 除了 root 用户，其它用户都无法进入

  • bin、sbin 二进制 /[系统的]

  • etc 配置文件夹【全局】

  • opt 可选的，存在意义不是很强，用户可选择地放文件

  • run 当前正在跑的文件，一般不关注

  • var 动态数据

    • mail 系统的通知机制，不是 e-mail
    • log 日志【重要，勿修改】
      • 查看信息一般需要 sudo 权限，一般要查看 error、warning 的位置
      • last 显示的登录信息就存放在 wtmp 文件中

  • boot 内核文件，启动相关

  • home 所有用户的家的父目录

    • 用户的家都在 home 下，路径为 ${HOME} 或～

  • lib、lib64 库

  • media 媒体 [早期挂载软盘、光驱用，U 盘不在这，现在都用得少了]

  • mnt 挂载目录

    • 挂载其它的文件系统，如 U 盘、WSL 中的 CD... 盘
    • 约定俗成的挂载点，不会自动挂载，也可以有其他任意位置的挂载点

  • proc 进程

    • 通过 ps 查看对应进程 id 后，可在 proc 目录下找到对应 id 的目录
    • 目录里的文件大都是 0KB，因为都不是真的，只是为了显示
    • 其中有一个 fd 目录→文件描述符 file descriptor
      • 图片
      • 可以往 stdout【#1】输入 abc，即会在终端显示
      • 暂时不管 10 是做什么的

  • tmp 临时文件夹

    • 关机就会清空，不是缓冲
    • [PS] tmpfile 命令，可创建临时文件，参考 man tmpfile

  • dev 设备文件

  • usr用户主动安装的文件

    • 一般是管理员用户，普通用户无法安装软件
    • local 共享文件 [手册...]

启动流程#

  • 👉按下开机键
  • 👉加载BIOS：硬件检测 [CPU、磁盘、内存条等]，读取配置 [系统安装位置等]，直到读取 MBR
    • BIOS—— 基本输入输出系统，基于 CMOS 芯片的固件
      • 固件是基于软件和硬件的，将一些程序固化 [烧制] 在一个芯片上
      • 一直上电的 [纽扣电池]，掉电就会初始化
  • 👉读取第一个可启动设备内的 MBR [主引导分区]
    • 存储了引导程序 Boot Loader
    • 加载 kernel：检测硬件，加载驱动
    • 此时 kernel 接手 BIOS 的工作
  • 👉执行引导程序 [Ubuntu：Grub]
    • 加载虚拟文件系统，把内核 kernel 跑起来
  • 👉初始化磁盘，读取系统镜像文件
  • 👉启动 1 号进程
    • 早期叫 init，现在叫 cnd
    • 此时系统有自己的功能了
  • 👉加载磁盘，挂载数据，启动各种服务，连接终端
  • 👉【最后】运行 x windows 系统→有图形化界面

运行级别#

Linux 下，不同的运行级别对应不同的服务来启动系统

run level含义备注
0halt系统关机
1single user mode在系统出问题时维护用，类似安全模式
2multi-user, without nfsnfs：network file system
3full multi-user mode完整的多用户纯文本模式【常用】
4unused系统保留，没有用
5X11在 run level 3 的基础上加载 X windows
6reboot重启
  • 启动方式发展
    • System V [依次启动]
    • Upstart [分组启动，没有依赖关系的服务可以同时启动]
    • Systemd [全部服务一起启动，有依赖关系的服务再稍稍滞后，进一步提高并发性]
  • 系统启动速度并不代表系统性能的好坏，如大型机器，几年重启一次，要好好检查一下硬件
  • 热启动：在没有必要的情况下，跳过 BIOS 的硬件检测过程，加快启动速度

配置文件#

文件系统#

  • /etc/fstab 开机时挂载的文件系统
    • 静态文件系统信息，指示需要挂载的系统盘
    • 如：需给公司机器挂载一个其它的磁盘，可以在这设置
  • /etc/mtab 当前挂载的文件系统

用户系统#

  • /etc/passwd 用户信息
    • 不仅有普通的用户，还有非常多系统用户
    • 用户：密码占用符:uid:gid: 用户描述：家目录：默认 shell
    • 以前密码占用符存放密码，现在放在👇
  • /etc/shadow 用户密码
    • 显示的密码加密了，解密成本也许大于获取的价值
  • /etc/group 群组信息
  • /etc/gshadow 群组密码
    • 基本不用，root 来管整个体系即可，没必要细分到组
  • /etc/sudoers Sudoer 列表
    • % 代表组
    • 可自己添加

Shell#

  • echo ${SHELL} 查看该用户的 Shell 类型
  • /etc/shells 可用的 Shells 列表

【针对 zsh】

  • /etc/zsh/zprofile 用户首选项【全局】
  • ⭐在 man zsh 里搜索 ——FILES，即可看到所有可配置 zsh 的文件路径
    • 举例：在 4 个全局配置、4 个用户配置里 echo "In ..."
    • 在用户登录 zsh 时，显示顺序如下：
    • 图片
    • 顺序：zshenv→zprofile→zshrc→zlogin，先全局 (G)，再用户 (L)
    • [PS] 用户配置文件
      • $ZDOTDIR/.zshenv
      • $ZDOTDIR/.zprofile
      • $ZDOTDIR/.zshrc
      • $ZDOTDIR/.zlogin
      • $ZDOTDIR/.zlogout
      • $ZDOTDIR—— 默认为用户的家目录

系统环境#

  • /etc/environment 环境变量
    • PATH 环境变量：${PATH}
    • which 命令，会在这【PATH 环境变量】里面的路径找命令对应的文件【文件需可执行】
    • ⭐PATH 添加路径 "."：PATH=${PATH}:.
      • 可直接在 PATH 变量后添加:.，即可连接
      • 还可使用 export PATH=${PATH}:.
      • ❗ 但两种方式都是在内存中修改，重连 shell 后就会消失
    • 详见下 2 节 —— 环境变量
  • /etc/updatedb.conf 文件检索数据库配置信息
    • updatedb 更新数据库 [更新后，可以使刚被创建的文件被 locate 找到，数据库不是实时更新的]
  • /etc/issue、/etc/issue.net 发行信息、[远程登录时的显示]
  • /etc/os-release 更详细的系统信息

图片

网络#

  • ⭐/etc/hosts 主机列表
    • 也叫静态 DNS，可以写对应关系
    • ❗ 域名 [主机名]→IP 地址
    • [自己的理解] 类似 windows 的 hosts，对于一个名称的解析先找 hosts，再使用 DNS
  • /etc/hostname 主机名
    • ①需要 sudo 权限修改→新的主机名
    • ②重启主机；或者使用 [hostname 新的主机名]临时修改内存中的主机名，否则改了后，环境里的主机名并没有变
    • ③再重连即可
    • [自己的理解] 第①步改的是真正的主机名，第②步 hostname 用来临时修改内存里的主机名，直接重启也可刷新内存
  • ⭐/etc/resolv.conf 域名解析服务器地址
    • DNS 动态域名服务器
    • ❗ 域名→IP 地址
  • /etc/network/interfaces 网卡配置文件，先自行查看

环境变量#

  • env 所有环境变量，命名通常为大写字母
    • 通过 $ 加上环境变量的名称，即可调用
    • PATH 可执行文件夹的路径
    • OLDPWD 上次工作目录
    • HISTSIZE 保存的历史记录大小 [输入命令]
      • bash 默认保存 1000 行
      • zsh 暂时没有该变量
      • 通过 history 可以查看输入的命令历史，无痕浏览自行搜索
  • export
    • export PATH=${PATH}:.
    • 等同于 PATH=${PATH}:.
    • 相比直接给环境变量赋值，export 更规范
    • 这是在内存中修改，如果想固化该变量，每次连接都生效，可在任意【配置文件】中添加上述语句，zsh 的配置文件详见上 3 节 ——Shell
  • [PS] 可通过 set 查看所有本地定义的环境变量

软件管理#

  • 源码安装
git clone XXXX  # 下载源代码
cd XXX
make            # 编译
make install    # 安装
  • 软件包管理系统
    • ⭐推荐 apt：它可以被理解为 apt-get 和 apt-cache 的高级集成版
    • man apt 可以看到其描述：高级、比 apt-get、apt-cache 交互性更好
    • 图片
    • 举例：

随堂练习#

代码演示#

附加知识点#

  • shell 中声明定义的变量存储在内存中，在进程空间里，将 shell 关闭再打开，变量就没了
    • 不要把一切皆文件的概念理解过头了，文件是静态的，需要进程来维护文件，使动态化
    • 变量存储在进程空间里
  • ps 可以看到进程 ID
  • ⭐使用 ssh 绰号登录云主机，如 ssh Ten，WSL 上效果如下👇
    • 图片
    • 针对 WSL 或 MacOS
    • ①在本机的 /etc/hosts 里添加云主机的 IP，对应一个绰号 Ten，如：45.123.111.1 Ten
    • ②在本机创建一个用户，名称与想登录的云主机用户一致，如：hz [本机用户]、hz [云主机用户]
    • ③此时在本机 ssh Ten，输入密码即可登录
    • ❗ 重启后失效 [针对 WSL 2，其他系统方法自行搜索，WSL 1 不能 chattr]
      • 使用 sudo chattr +i /etc/hosts，使 /etc/hosts 只读，重启也不会被重置
      • 若要再修改：sudo chattr -i /etc/hosts
    • [PS] 还可使用 ssh-copy-id 做免密登录，tldr ssh-copy-id 可查看帮助说明
  • 域名和 IP 可以是多对多的，可以做负载均衡

思考点#

Tips#

  • [bash 下] /etc/profile 用户首选项【全局】 [默认 shell 为 bash 时会先运行的文件]

课程速记#

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