1.1 背景知識(shí)

Linux系統(tǒng)是一個(gè)類似UNIX的操作系統(tǒng)，它是UNIX在微機(jī)上的完整實(shí)現(xiàn)，是一個(gè)開放自由并符合POSIX 1003.1標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，它的誕生、發(fā)展和成長(zhǎng)與Minix操作系統(tǒng)、GNU計(jì)劃密不可分；Linux有其獨(dú)特的發(fā)展歷史和特點(diǎn)。

1.1.1 Linux簡(jiǎn)介

1）Linux系統(tǒng)的歷史

Linux系統(tǒng)是一個(gè)類似UNIX的操作系統(tǒng)，它是UNIX在微機(jī)上的完整實(shí)現(xiàn)，它的標(biāo)志是一個(gè)名為Tux的可愛(ài)的小企鵝，如圖1-1所示。UNIX操作系統(tǒng)是1969年由K. Thompson和D.M. Richie在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一種操作系統(tǒng)，由于其良好而穩(wěn)定的性能迅速在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，并在隨后幾十年中被做了不斷的改進(jìn)。

1990年，芬蘭人Linus Torvalds接觸了為教學(xué)而設(shè)計(jì)的Minix系統(tǒng)后，開始著手研究編寫一個(gè)開放的、與Minix系統(tǒng)兼容的操作系統(tǒng)。1991年10月5日，Linus Torvalds在赫爾辛基技術(shù)大學(xué)的一臺(tái)FTP服務(wù)器上發(fā)布了一個(gè)消息，這也標(biāo)志著Linux系統(tǒng)的誕生。它公布了第一個(gè)Linux的內(nèi)核版本——0.0.2版。Internet的興起，使得Linux系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入快車道，很快就有許多程序員加入Linux系統(tǒng)開發(fā)中。

隨著編程小組的擴(kuò)大和完整的操作系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件的出現(xiàn)，Linux開發(fā)人員認(rèn)識(shí)到，Linux已經(jīng)逐漸變成一個(gè)成熟的操作系統(tǒng)。1992年3月，內(nèi)核1.0版本的推出，標(biāo)志著Linux第一個(gè)正式版本誕生。這時(shí)能在Linux上運(yùn)行的軟件已經(jīng)十分廣泛了，從編譯器到網(wǎng)絡(luò)軟件以及X-Window都有。現(xiàn)在，Linux憑借優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、不凡的性能，加上IBM、Intel、AMD、DELL、Oracle等國(guó)際知名企業(yè)的大力支持，市場(chǎng)份額逐步擴(kuò)大，逐漸成為主流服務(wù)器操作系統(tǒng)。

2）Linux版權(quán)問(wèn)題

Linux是基于Copyleft的軟件版權(quán)模式進(jìn)行發(fā)布的，其實(shí)Copyleft是與Copyright（版權(quán)所有）相對(duì)立的新名稱，它是GNU項(xiàng)目制定的通用公共許可證（General Public License, GPL）。GNU項(xiàng)目是由Richard Stallman于1984年提出的，他建立了自由軟件基金會(huì)（FSF）并提出GNU計(jì)劃的目的是開發(fā)一個(gè)完全自由的、與UNIX類似但功能更強(qiáng)大的操作系統(tǒng)，以便給所有的計(jì)算機(jī)使用者提供一個(gè)功能齊全、性能良好的基本系統(tǒng)。它的標(biāo)志是角馬，如圖1-2所示。

GPL是由自由軟件基金會(huì)發(fā)行的、用于計(jì)算機(jī)軟件的版權(quán)協(xié)議許可證書，使用該證書發(fā)布的軟件被稱為自由軟件。GPL保證任何人有權(quán)使用、拷貝和修改該軟件。任何人取得、修改和重新發(fā)布自由軟件的衍生作品必須以GPL作為它重新發(fā)布的許可協(xié)議。

小資料：GNU這個(gè)名字使用了有趣的遞歸縮寫，它是“GNU's Not UNIX”的遞歸縮寫形式。

3）Linux系統(tǒng)的特點(diǎn)

Linux操作系統(tǒng)作為一個(gè)免費(fèi)、自由、開放的操作系統(tǒng)，它的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，它擁有如下所述的一些特點(diǎn)：

①完全免費(fèi)。由于Linux遵循通用公共許可證GPL，因此任何人有使用、拷貝和修改Linux的自由，可以放心地使用Linux而不必?fù)?dān)心成為“盜版”用戶。

②高效、安全、穩(wěn)定。UNIX操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性是眾所周知的，Linux繼承了UNIX核心的設(shè)計(jì)思想，具有執(zhí)行效率高、安全性高和穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。Linux系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間通常以年做單位，能連續(xù)運(yùn)行3年以上的Linux服務(wù)器并不少見。

③支持多路硬件平臺(tái)。Linux能在筆記本電腦、PC、工作站甚至大型機(jī)上運(yùn)行，并能在x86、MIPS、PowerPC、SPARC、Alpha等主流的體系結(jié)構(gòu)上運(yùn)行，可以說(shuō)Linux是目前支持的硬件平臺(tái)最多的操作系統(tǒng)。

④友好的用戶界面。Linux提供了類似Windows圖形界面的X-Window系統(tǒng)，用戶可以使用鼠標(biāo)方便、直觀和快捷地進(jìn)行操作。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，Linux的圖形界面技術(shù)已經(jīng)非常成熟，其強(qiáng)大的功能和靈活的配置界面讓一向以用戶界面友好著稱的Windows也黯然失色。

⑤強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。網(wǎng)絡(luò)就是Linux的生命。完善的網(wǎng)絡(luò)支持是Linux與生俱來(lái)的能力，所以Linux在通信和網(wǎng)絡(luò)功能方面優(yōu)于其他操作系統(tǒng)，其他操作系統(tǒng)不包含如此緊密地和內(nèi)核結(jié)合在一起的連接網(wǎng)絡(luò)的能力，也沒(méi)有內(nèi)置這些網(wǎng)絡(luò)特性的靈活性。

⑥支持多任務(wù)、多用戶。Linux是多任務(wù)、多用戶的操作系統(tǒng)，可以支持多個(gè)使用者同時(shí)使用并共享系統(tǒng)的磁盤、外設(shè)、處理器等系統(tǒng)資源。Linux的保護(hù)機(jī)制使每個(gè)應(yīng)用程序和用戶互不干擾，一個(gè)任務(wù)崩潰，其他任務(wù)仍照常運(yùn)行。

1.1.2 Linux體系結(jié)構(gòu)

Linux一般有3個(gè)主要部分：內(nèi)核（kernel）、命令解釋層（Shell或其他操作環(huán)境）、實(shí)用工具。

1）Linux內(nèi)核

內(nèi)核是系統(tǒng)的核心，是運(yùn)行程序和管理磁盤、打印機(jī)等硬件設(shè)備的核心程序。操作系統(tǒng)向用戶提供一個(gè)操作界面，它從用戶那里接收命令，并且把命令送給內(nèi)核去執(zhí)行。

當(dāng)Linux安裝完畢之后，一個(gè)通用的內(nèi)核就被安裝到計(jì)算機(jī)中。這個(gè)通用內(nèi)核能滿足絕大部分用戶的需求，但這種普遍適用性內(nèi)核對(duì)具體的某一臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，可能有一些并不需要的內(nèi)核程序?qū)⒈话惭b。因此，Linux允許用戶根據(jù)自己機(jī)器的實(shí)際配置定制Linux的內(nèi)核，從而有效地簡(jiǎn)化Linux內(nèi)核，提高系統(tǒng)啟動(dòng)速度。

2）Linux Shell

Shell是系統(tǒng)的用戶界面，提供了用戶與內(nèi)核進(jìn)行交互操作的接口。它接收用戶輸入的命令，并且把它送入內(nèi)核執(zhí)行。

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)核與用戶之間提供操作界面，Linux存在多種操作環(huán)境，分別是：基于圖形界面的集成桌面環(huán)境和基于Shell命令行環(huán)境。Linux系統(tǒng)中的每個(gè)用戶都可以根據(jù)自己的要求定制自己的用戶操作界面。

Shell是一個(gè)命令解釋器，它解釋由用戶輸入的命令，并且把它們送到內(nèi)核。Shell編程語(yǔ)言具有普通編程語(yǔ)言的很多特點(diǎn)，如它也有循環(huán)結(jié)構(gòu)和分支控制結(jié)構(gòu)等，用這種編程語(yǔ)言編寫的Shell程序與其他應(yīng)用程序具有同樣的效果。

同Linux本身一樣，Shell也有多種不同的版本。目前BASH（Bourne Again Shell）是GNU/Linux操作系統(tǒng)上默認(rèn)的Shell。還有Korn Shell和C Shell等Shell版本。

Shell腳本程序是解釋型的，也就是說(shuō)Shell腳本程序不需要進(jìn)行編譯，就能直接逐條解釋、逐條執(zhí)行腳本程序的源語(yǔ)句。

作為命令行操作界面的替代，Linux還提供了像Windows那樣的可視化圖形界面——X-Window的圖形用戶界面（GUI）。比較流行的集成桌面環(huán)境是KDE和GNOME。GNOME是Red Hat Linux/CentOS默認(rèn)使用的界面。

3）實(shí)用工具

標(biāo)準(zhǔn)的Linux系統(tǒng)都有配套的實(shí)用工具程序，如編輯器、瀏覽器、辦公套件及其他系統(tǒng)管理工具等，用戶可以自行編寫需要的應(yīng)用程序。

1.1.3 Linux的版本

Linux的版本分為內(nèi)核版本和發(fā)行版本兩種。

1）內(nèi)核版本

內(nèi)核是運(yùn)行程序和管理像磁盤和打印機(jī)等硬件設(shè)備的核心程序，它提供了一個(gè)在裸設(shè)備與應(yīng)用程序間的抽象層。內(nèi)核的開發(fā)一直由Linus領(lǐng)導(dǎo)的開發(fā)小組控制著，版本也是唯一的。開發(fā)小組每隔一段時(shí)間發(fā)布新的版本或其修訂版，從1991年10月Linus向世界公開發(fā)布的內(nèi)核0.0.2版本（0.0.1版本功能相當(dāng)簡(jiǎn)陋，所以沒(méi)有公開發(fā)布）到目前最新的內(nèi)核3.16.2版本，Linux的功能越來(lái)越強(qiáng)大。

Linux內(nèi)核的版本號(hào)命名是有一定規(guī)則的，版本號(hào)的格式通常為“主版本號(hào)．次版本號(hào).修正號(hào)”。主版本號(hào)和次版本號(hào)標(biāo)志著重要的功能變動(dòng)，修正號(hào)表示較小的功能變更。以3.16.2版本為例，3代表主版本號(hào)，16代表次版本號(hào)，2代表修正號(hào)。其中次版本號(hào)還有特定的意義：如果是偶數(shù)數(shù)字，就表示該內(nèi)核是一個(gè)可放心使用的穩(wěn)定版；如果是奇數(shù)數(shù)字，則表示該內(nèi)核加入了某些測(cè)試的新功能，是內(nèi)部可能存在著BUG的測(cè)試版。讀者可以到Linux內(nèi)核官方網(wǎng)站http://www.kernel.org下載最新的內(nèi)核代碼。

2）發(fā)行版本

僅有內(nèi)核而沒(méi)有應(yīng)用軟件的操作系統(tǒng)無(wú)法使用，因此許多公司或社區(qū)將內(nèi)核及相關(guān)的應(yīng)用程序組織構(gòu)成一個(gè)完整的操作系統(tǒng)，讓一般的用戶可以簡(jiǎn)便地安裝和使用Linux，這就是所謂的發(fā)行版本（Distribution）。當(dāng)前各種發(fā)行版本超過(guò)300種，它們的發(fā)行版本號(hào)各不相同，使用的內(nèi)核版本號(hào)也可能不一樣，非常流行的發(fā)行套件有Red Hat/CentOS、SUSE、Ubuntu等。

1.1.4 CentOS7的新特性

CentOS7發(fā)布于2014年6月，它是CentOS社區(qū)操作系統(tǒng)的第7個(gè)重要版本，新版本的主要變化是內(nèi)核升級(jí)為3.10，支持Xen虛擬化技術(shù)、集群存儲(chǔ)等。CentoOS7的主要特性如下：

①虛擬化技術(shù)。支持在各種平臺(tái)上的虛擬化技術(shù)，在Red Hat Enterprise Linux Advanced Plat-form上甚至支持存儲(chǔ)與擴(kuò)展的服務(wù)器虛擬化技術(shù)，還提供了virt-manager、libvit/virsh管理工具。

②內(nèi)核與性能的提升。CentOS7基于新的3.10內(nèi)核，對(duì)于多內(nèi)核處理器的支持更完善，并支持Intel Network Accelerator Technology（IOAT），增強(qiáng)了基于Kexec/Kdump的Dump支持，增強(qiáng)了對(duì)于大型SMP系統(tǒng)的支持，增強(qiáng)了管道緩存。

③安全。CentOS7采用SELinux增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性，并且內(nèi)置圖形化的SELinux管理工具，集成了目錄和安全機(jī)制，增強(qiáng)的IPSec提供了系統(tǒng)安全和性能，新的審核機(jī)制還可以提供搜索、產(chǎn)生報(bào)表和實(shí)時(shí)監(jiān)控能力。

1.1.5 項(xiàng)目設(shè)計(jì)準(zhǔn)備

中小企業(yè)在選擇網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)時(shí)，首先推薦企業(yè)版的Linux網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。主要考慮的是其安全性特點(diǎn)和開源的優(yōu)勢(shì)。

1）Linux多重引導(dǎo)

Linux和Windows間的多系統(tǒng)共存有多種實(shí)現(xiàn)方式。可以先安裝Windows，再安裝Linux，最后用Linux內(nèi)置的GRUB引導(dǎo)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的引導(dǎo)，這種方式實(shí)現(xiàn)起來(lái)最簡(jiǎn)單。

任意先安裝Windows還是Linux，最后經(jīng)過(guò)特殊的操作，使用Windows內(nèi)置的OS Loader來(lái)實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)引導(dǎo)；或者使用第三方軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)Windows和Linux多系統(tǒng)的引導(dǎo)。這種方式實(shí)現(xiàn)起來(lái)稍顯復(fù)雜。

2）安裝方式

任何硬盤在安裝操作系統(tǒng)前都要進(jìn)行分區(qū)。硬盤的分區(qū)類型主要有兩種：主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)。一個(gè)CentOS7提供多種安裝方式，分別如下：

①可以從DVD光驅(qū)啟動(dòng)安裝，絕大多數(shù)情況下最為簡(jiǎn)單快捷的安裝方式當(dāng)然是光驅(qū)啟動(dòng)進(jìn)行安裝，需要下載CentOS7光盤映像文件并刻錄啟動(dòng)光盤，計(jì)算機(jī)BIOS需要設(shè)置光驅(qū)為優(yōu)先啟動(dòng)項(xiàng)。

②從硬盤安裝，即下載鏡像文件直接在機(jī)器上安裝，這是比較環(huán)保的安裝方式，也容易實(shí)現(xiàn)。

③從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器安裝，在有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下從網(wǎng)絡(luò)安裝也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，CentOS7支持NFS、FTP、HTTP等3種安裝方式。

3）磁盤分區(qū)規(guī)劃

（1）磁盤分區(qū)簡(jiǎn)介

硬盤上最多只能有4個(gè)主分區(qū)，其中一個(gè)主分區(qū)可以用一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)來(lái)替換。也就是說(shuō)主分區(qū)可以有1～4個(gè)，擴(kuò)展分區(qū)可以有0～1個(gè)，而擴(kuò)展分區(qū)中可以劃分出若干個(gè)邏輯分區(qū)。

目前常用的硬盤主要有兩大類：IDE接口硬盤和SCSI接口硬盤。IDE接口的硬盤讀寫速度比較慢，但價(jià)格相對(duì)便宜，是家庭PC常用的硬盤類型。ISCSI接口的硬盤讀寫速度比較快，但價(jià)格相對(duì)較貴。通常，要求較高的服務(wù)器會(huì)采用SCSI接口的硬盤。一臺(tái)計(jì)算機(jī)上一般有兩個(gè)IDE接口（IDE0和IDE1），在每個(gè)IDE接口上可連接兩個(gè)硬盤設(shè)備（主盤和從盤）。采用SCSI接口的計(jì)算機(jī)也遵循這一規(guī)律。

Linux的所有設(shè)備均表示為/dev目錄中的一個(gè)文件，如：

IDE接口上的主盤稱為/dev/hda；

IDE接口上的從盤稱為/dev/hdb；

SCSI接口上的主盤稱為/dev/sda；

SCSI接口上的從盤稱為/dev/sdb；

IDE接口上主盤的第1個(gè)主分區(qū)稱為/dev/hda1；

IDE接口上主盤的第1個(gè)邏輯分區(qū)稱為/dev/hda5。

由此可知，/dev目錄下“hd”打頭的設(shè)備是IDE硬盤，“sd”打頭的設(shè)備是SCSI硬盤。

（2）分區(qū)方案

對(duì)于初次接觸Linux的用戶來(lái)說(shuō)，分區(qū)方案越簡(jiǎn)單越好，所以最好的選擇就是為L(zhǎng)inux裝備兩個(gè)分區(qū)，一個(gè)是用戶保存系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的根分區(qū)（/），另一個(gè)是交換分區(qū)。其中交換分區(qū)設(shè)置為機(jī)器物理內(nèi)存2倍大小即可；根分區(qū)則需要根據(jù)Linux系統(tǒng)安裝后占用資源的大小和所需要保存數(shù)據(jù)的多少來(lái)調(diào)整大小，一般劃分15～20GB就足夠了。