Linux操作系统基础
认识操作系统
## 操作系统的定义：
操作系统是管理计算机硬件与软件资源的系统软件，通过抽象底层硬件复杂性，为用户提供标准化接口，实现对软硬件资源的高效协调与优化利用
## 操作系统作用：
硬件资源管理：调度CPU时间片，分配内存空间，管理输入输出设备等等；
进程与任务管理：组织和存储数据，提供统一访问接口；
安全与用户接口：通过权限控制保障安全，提供命令或图形界面与用户交互；
## 当下主流操作系统：Linux，windows，Android，HarmonyOS，macOS，iOS等
Linux操作系统目录结构
树状结构：采用根目录（/）为核心的层级结构，整合所有存储设备至统一命名空间；
子目录功能：遵循FHS标准，每个子目录具有特定用途（例如/etc存储配置文件等），确保逻辑清晰，管理规范 ；
FHS标准：文件系统层次结构标准（FHS）规范了Linux系统中各区域的用途及最小构成文件和目录；促进不同Linux发行版之间的兼容性，提供一致的用户体验，并解决潜在冲突；
|目录名称 | 功能描述 |
|/bin |存放基本二进制可执行文件，如常用命令ls，cp等，所有用户均可执行 |
|/etc |存储系统级配置文件，如网络配置，用户信息（/etc/passwd），服务启动脚本等 |
|/dev |包含硬件设备文件（如/dev/sda表示硬盘，/dev/tty表示终端），用于硬件交互 |
|/home |普通用户的主目录，每个用户有独立子目录（如/home/用户名），存放个人文件和配置 |
|/lib |保存系统运行必需的共享库文件（如C标准lib.so）及内核模块，支撑程序运行 |
|/usr |存储用户程序和数据，如应用程序，开发工具，库文件，文档等，类似集中的程序资源库 |
|/root |超级用户的主目录，存放其专属文件，配置及管理工具 |
|/tmp |临时文件存储目录，用于存放系统和应用运行时产生的临时数据，系统重启时内容通常会被清空 |
|/mnt |临时挂载点目录，用于手动挂载外部存储设备（如U盘，光盘）或其他文件系统 |
|/opt |第三方软件或附加应用程序的存放目录，便于集中管理，如/opt/软件名称 |
Linux操作系统命令
常用基础命令
在Linux操作系统中，命令是用户与系统交互的关键方式。基于Shell（如Bash，Zsh等）进行解析执行，以标准化文本字符串形式呈现。它能实现对系统资源（包括文件，进程，网络，硬件设备，内核模块等）的调用与管理，按照既定语法规范和逻辑规则，驱使操作系统完成特定任务或功能，是用户高效操控Linux系统的核心媒介；
命令的语法格式：命令名 【选项】【参数】
命令名：必不可少的核心部分，是执行特定操作的基础标识符，由英文单词或者是单词缩写构成；
选项：用于灵活调整命令的执行行为和输出格式。可根据实际需求决定是否使用；通常以短选项“-”或者是长选项“--”作为前缀
参数：作为命令操作的对象或者数据来源，也非总是必需，参数可能是文件路径，目录名，字符串等等；
用户及用户组命令
Linux作为多用户多任务系统，支持同时登录多个用户，各用户拥有独立工作空间与资源访问权限。 例：企业办公中，员工A，B可同时登录服务器处理各自任务，互不干扰。
权限管理核心意义：
安全风险：普通用户误删/etc/passwd等系统关键文件，易致系统崩溃。
数据保护：无权限隔离时，敏感财务数据可能被随意访问。
底层机制：Linux借助用户（UID）与用户组（GID）标识，精准管控文件，进程等资源访问，保障系统安全稳定。
典型应用场景：
企业协作：开发组创建专属用户组共享代码权限.
服务器管理：为运维人员分配高权限用户，普通用户仅开放有限权限，规避误操作与恶意行为；
软件包管理命令
当前Linux领域存在两大主流软件包管理机制：以Ubuntu为代表的Debian系列，采用.deb包格式与apt管理体系；以CentOS为典型的Red Hat系列，依托.rpm格式与yum/dnf工具链；
## dpkg介绍
dpkg是Debian及其衍生系统（如Ubuntu）中最底层的软件包管理工具，直接操作.deb格式的软件包文件，但不处理依赖关系；
dpkg的核心特点：
dpkg常用命令
## apt介绍
apt是基于dpkg构建于Debian系列的智能包管理工具。在Debian系列软件包管理体系发展历程中，dpkg先出现，作为底层工具直接操作.deb格式软件包，但存在诸多局限。apt在此基础上诞生，它能自动解析依赖，支持联网操作，为普通用户屏蔽了dpkg的底层复杂性，提供简化语义化命令，成为日常软件管理的优选工具
apt与dpkg协作
用户操作apt：用户在终端输入apt相关命令，发起软件管理操作；
依赖解析/生成操作队列：apt分析软件包依赖关系，规划安装，下载等操作顺序；
联网下载.deb包到缓存：若软件包不在本地，apt从软件源下载到缓存目录；
调用dpkg进行安装/卸载：apt在后台调用dpkg执行实际安装或卸载动作；
更新dpkg底层数据库：安装或卸载完成后，更新dpkg数据库记录软件状态；
apt命令
apt工作原理
dpkg和apt的对比
apt是Debian系列的上层包管理工具，它基于dpkg构建，主要解决“依赖自动解析”和“联网操作”的问题，本质是dpkg的“智能助手”；
# 压缩/解压缩命令
在 Linux 系统中，数据压缩和解压缩技术通过特定算法缩减文件体积或还原数据，不仅能够有效节省存储空间，还能加速数据传输过程，因此在数据备份与跨设备迁移等场景中得到广泛应用；
tar 命令作为 Linux 系统中重要的归档工具，具备强大的打包与拆包功能。它可以将多个文件或目录整合为一个单一的归档文件（.tar），方便进行文件管理与存储。并且，tar 命令还能与 gzip、bzip2 等压缩算法相结合，生成诸如.tar.gz、.tar.bz2 等格式的压缩归档文件。这些不同格式的压缩文件，在满足不同场景数据传输需求的同时，极大地减少了存储空间的占用。正是由于这种灵活性，tar 命令成为了系统备份、软件发布包制作等任务的优先选择；
压缩命令
解压缩命令
Linux除了支持.zip、.rar 等格式外，还有自身特色的压缩格式，如.tar、.tar.gz、.tar.bz2 等。.tar 本质是归档格式，可将多个文件或目录合并成一个文件，但不压缩；.tar.gz 是用 gzip 算法压缩的归档文件，.tar.bz2 是用 bzip2 算法压缩的归档文件，这些格式常用于系统备份、软件发布等场景；
## 文件操作命令
以 /etc/passwd 中 linux❌1000:1000:Ubuntu,:/home/linux:/bin/bash 为例：
cut -d “:” -f 1 /etc/passwd 可提取每行第一个字段（用户名），即得到 linux；
cut -d “:” -f 1-3 /etc/passwd 可提取每行第 1-3 个字段，即得到 linux❌1000;
其中 linux 是用户名，x 是密码占位符 (实际密码在 /etc/shadow)，1000 是用户 ID，第二个 1000 是组 ID，linux, 是用户信息，/home/linux 是家目录，/bin/bash 表示使用 bash 解析器解析命令；
## 链接文件命令
***硬链接***
硬链接是指向同一个inode(索引节点)的不同目录条目（文件名）的数量；
创建硬链接命令：ln
命令格式：ln 被链接的文件 创建硬链接文件名称
验证硬链接：查看inode号：ls -i
特点：
硬链接文件与源文件共享相同的inode和数据块；
删除源文件后，硬链接仍可访问数据（直到所有硬链接被删除）
不能跨文件系统（如无法从ext4分区链接到NTFS分区）
不能链接目录（防止文件系统循环问题）
***符号链接***
符号链接又称之为软连接，是一种特殊的文件类型，它指向另一个文件或目录
创建符号链接：
命令格式：ln -s 被链接的文件/目录（绝对路径） 创建软链接文件名称
验证符号链接：查看符号链接指向：ls -l 查看inode号： ls -i
特点：
符号链接与源文件有不同的inode
删除文件后，符号链接失效（称为“断链”）
可以跨文件系统
可以链接目录
网络相关命令
在开发调试、网络维护或日常使用场景中，快速确认设备网络状态、排查连通性问题是基础且高频的需求。网络配置与诊断命令能够帮助我们高效查看设备的 IP 配置是否正确、临时调整多网卡设备的网络参数 (如虚拟机 IP 切换)，并实时检测设备与目标主机 (如服务器、路由器等) 之间的通信是否畅通。无需依赖复杂工具，通过系统自带的基础命令即可定位；
ip地址分配方式
IP 地址作为网络设备在互联网中的唯一逻辑标识，其分配方式主要分为静态 IP 与动态 IP 两种，而这两种分配方式均可通过图形界面或命令行界面对应的配置工具实现参数设置；
静态 IP 地址分配
工作原理：由网络管理员手动为设备配置固定的 IP 地址、子网掩码、默认网关和 DNS 服务器地址等信息，地址长期不变；
应用场景：适用于需稳定网络标识的设备，如服务器、网络打印机、监控设备等，确保其他设备能长期稳定访问。例如企业文件服务器，固定 IP 便于员工持续访问共享文件；
优点：稳定性高，便于针对特殊设备（如防火墙）进行管理和配置访问策略；
缺点：手动配置工作量大，设备网络环境变更时（如子网调整）需重新设置，灵活性不足；
静态ip地址进行图形界面配置：
静态ip地址进行命令行界面配置：
动态 IP 地址分配（DHCP）
工作原理：通过 DHCP 服务器自动为接入网络的设备分配 IP 地址，同时提供子网掩码、网关、DNS 等配置信息。设备每次联网时获取地址，地址可重复利用；
应用场景：广泛用于家庭网络（如手机、电脑连 Wi-Fi）和企业办公网络，新设备接入或移动时能自动获取配置，简化管理；
优点：自动配置，减少人工错误；高效利用 IP 资源，适合设备频繁上下线的动态网络；
缺点：依赖 DHCP 服务器，若服务器故障，设备可能无法获取地址；地址有租期，到期未续租需重新分配，影响需长期稳定 IP 的应用；
动态ip地址进行图形界面配置：
动态ip地址进行命令行界面配置
ip地址分配方式
动态 IP 地址工作流程：动态 IP 地址通过 DHCP 的发现 (Discover)-> 提供 (Offer)-> 请求 (Request)-> 确认 (Ack) 四步流程 (简称 “DORA”) 完成分配，结合租期续租和释放机制，实现 IP 地址的动态管理，高效利用有限的 IP 资源 (尤其是 IPv4 地址紧张的环境)；
设备发送 DHCP 发现请求（DHCP Discover）
触发条件：设备接入网络（如开机、连 Wi-Fi）时，DHCP 客户端启动；
动作细节：
设备向全网发送广播数据包（目标 IP 为 255.255.255.255），声明 “我需要 IP 地址”。
此时数据包的源地址信息为：
源 MAC 地址：设备网卡的物理 MAC 地址（如 00:1A:2B:3C:4D:5E），用于标识发送请求的硬件；
源 IP 地址：0.0.0.0，表示设备尚未获取到有效 IP 地址，正在请求分配
DHCP 服务器响应并提供 IP 地址（DHCP Offer）
服务器处理：网络中的 DHCP 服务器（如路由器）收到广播包后，从 IP 地址池中选择一个未占用的 IP 地址，附带子网掩码、网关、DNS 等配置信息；
反馈设备：服务器通过广播发送 DHCP Offer 报文（目标 IP 为 255.255.255.255），确保客户端在无 IP 状态下能够接收，租期以秒为单位（如 86400 秒），但服务器可能在日志或配置界面中转换为小时显示（如 ’24 小时’）以便理解；
客户端确认 IP 地址（DHCP Request）
触发条件：客户端收到一个或多个 DHCP 服务器发送的 Offer 报文后，选择其中一个提供的 IP 地址（通常为第一个接收到的 Offer）；
动作细节:
客户端向全网发送广播报文（目标 IP 为 255.255.255.255），声明 “我接受这个 IP 地址”；
报文中明确指定所选的 DHCP 服务器标识符和接受的 IP 地址；
DHCP 服务器最终确认（DHCP Ack）
服务器处理：DHCP 服务器收到客户端的 DHCP Request 报文后，将该 IP 地址标记为 “已分配” 状态，确认客户端对该 IP 地址的使用权限。
反馈设备：服务器向客户端发送 DHCP Ack 确认包，其中包含完整的网络配置信息（如 IP 地址、子网掩码、网关、DNS 服务器地址等），正式告知客户端 “IP 地址分配成功，可正常使用”。
客户端生效：客户端接收 DHCP Ack 后，正式启用分配的 IP 地址及相关配置，完成网络连接，至此动态 IP 地址分配流程结束
DNS
DNS（Domain Name System，域名系统）作为互联网核心基础设施，是基于分布式数据库架构实现域名与 IP 地址双向映射的关键服务。其核心功能在于将人类易读的域名（如www.baidu.com）解析为计算机网络可识别的 IP 地址（如 39.156.70.46），从而实现网络资源的准确定位与访问。除基础的域名 - IP 映射外，DNS 系统还支持 MX（邮件交换记录，用于指定邮件服务器）、AAAA（IPv6 地址记录）等多种资源记录类型，满足多样化的网络服务寻址需求；
从技术原理看，IP 地址作为网络设备的逻辑标识，采用点分十进制格式（如 192.168.1.1），存在记忆不便问题；而域名通过分级命名体系（如www.taobao.com）构建，符合人类认知习惯。DNS 系统通过建立域名与 IP 地址的映射关系，有效解决了网络服务访问中的人机交互矛盾，显著提升用户使用体验；
DNS域名解析过程
用户在浏览器输入域名 (如www.baidu.com)，用户主机向 DNS 服务器发送查询请求，询问该域名对应的 IP 地址是多少。DNS 服务器查找其存储的域名与 IP 地址映射记录，找到www.baidu.com对应的 IP 地址 (如 39.156.70.46)，并将该 IP 地址返回给用户主机。随后，用户主机依据获得的 IP 地址，通过因特网与对应的 web 服务器建立连接，进而访问网站内容；
查看当前DNS服务器ip地址
其他辅助命令
openEuler 是由开放原子开源基金会孵化的全场景开源操作系统项目，面向数字基础设施四大核心场景（服务器、云计算、边缘计算、嵌入式），全面支持 ARM、x86、RISC-V、loongArch、PowerPC、SW-64 等多样性计算架构
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