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1、Linux操作系统,刘培顺,提纲,系统概述系统结构系统启动系统关闭,系统概述,Linux操作系统是可以运行在许多不同类型的计算机上的一种操作系统的“内核”。Linux操作系统可以说是UNIX操作系统的一个克隆体，它最初是在1991年10月5日由它的作者Linus Torvalds于赫尔辛基大学发布的。,Linux操作系统的组成和特点,Linux由三个主要部分组成：内核（kernel）是运行程序和管理诸如磁盘和打印机之类的硬件设备的核心程序。shell环境（environment）提供了操作系统与用户之间的接口，它接收来自用户的命令并将命令送到内核去执行。文件结构（file structure）
2、决定了文件在磁盘等存储设备上的组织方式。文件被组织成目录的形式，每个目录可以包含任意数量的子目录和文件。内核、shell环境和文件结构共同构成了Linux的基础。,Linux操作系统的组成和特点,Linux操作系统几乎满足当今Unix操作系统的所有要求，因此，它具有Unix操作系统的基本特征。Linux操作系统适合作Internet标准服务平台，它以低价格、源代码开放、安装配置简单等特点，对广大用户有着较大的吸引力。目前，Linux操作系统已开始应用于Internet中的应用服务器，例如Web服务器、DNS域名服务器、Web代理服务器等。与传统网络操作系统最大的区别是：Linux开放源代码。,
3、Linux操作系统的优点,低成本由于Linux 是开放源代码的操作系统，除了Kernel免费以外，它的许多系统程序以及应用程序也是自由软件，可以从网上免费获得。所以它的软件成本非常低廉。Linux能够在几乎所有的计算机平台上运行，包括PC、PC服务器、UNIX服务器、中型机、大型计算机上，给用户的应用软件在不同的平台之间的移植创造了极为便利的条件。,Linux操作系统的优点,操作系统的低占用率 Linux是由内核（kernel）以及在其之上的实用程序构成的，内核负责管理计算机的各种资源，如处理器和内存，而且必须保证合理地分配资源。当Linux启动时，内核被调入内存，并一直驻留在内存中直到关机断
4、电。同大多数的Unix或者类Unix系统类似，Linux的内核在设计的时候被设计的尽量很小，把许多工作交给内核以外的实用程序执行。通过利用Linux这个特点，用户在安装Linux的时候可以定制安装的应用程序的多少，在某些情况下用户可以仅安装一个Linux的核心。,Linux在高性能运算方面的优势,在科学计算和石油勘探等高性能计算领域应用最为广泛的是高性能计算群集技术（High Performance Computing Cluster，简称HPC Cluster）。它是一种并行计算群集的实现方法。近年来，新的HPC系统正迅速崛起，这就是使用运行Linux操作系统的Intel平台的计算机来构建H
5、PC Cluster。由于使用Linux操作系统，通用的硬件平台和标准的网络组件，群集中的各个结点价格相对低廉，扩展容易实现，从而可以得到更高的性价比。全球超级计算机20强中，有19强使用的是Linux系列的操作系统。,Linux操作系统的优点,高可扩展性标准的Linux实用程序有着大量的功能，开发人员可以通过修改源代码来进行功能的扩展。Linux可以在广泛的硬件平台上运行且有类似的接口，用户可以把应用程序从一个Linux系统很方便的移植到另外一个Linux系统。可维护性 由于Linux的用户界面与各个商业版本的UNIX非常相近，几乎所有的IT技术人员都对其操作界面有相当的了解。开放的标准 L
6、inux是一个从公开源代码发展来的操作系统，因此奠定了Linux相较其他诸如Windows、以及各商业版本UNIX操作系统的先天优势，由于全世界无数的技术人员都可以帮助Linux修改系统错误，提升性能，因此到目前Linux已经迅速成为一个相对健壮的操作系统，并且也越来越多的跻身各种的企业关键业务之中。,Linux系统结构,Linux是一体化内核结构。硬件系统上面是硬件抽象层，在硬件抽象层上面是内核服务功能模块，这些模块通过系统调用接口向用户进程提供服务。进程管理的系统调用包括进程的创建、调度、中止、等待等。Linux支持内存管理控制器MMU，使用虚拟内存管理机制。虚拟内存管理系统调用包括：内存
7、分配、内存回收、请求分页和交换页等。由于Linux使用了虚拟文件管理系统VFS，从而使它能够支持不同的文件系统。文件管理系统允许用户进程通过一组通用的系统调用（例如open、close、read、wrlte、chmod等）对不同文件系统中的文件进行访问。,Linux文件系统,常用目录文件介绍,/根目录/bin 常用的命令 binary file 的目錄/boot 存放系统启动时必须读取的档案，包括核心(kernel)在内/boot/grub/menu.lst GRUB设置/boot/vmlinuz 内核/boot/initrd 核心解壓縮所需 RAM Disk/dev 系统周边设备,常用目录文
8、件介绍,/etc 系统相关设定文件/etc/DIR_COLORS 设定颜色/etc/HOSTNAME 设定用户的节点名/etc/NETWORKING 只有YES标明网络存在/etc/host.conf 文件说明用户的系统如何查询节点名/etc/hosts 设定用户自已的IP与名字的对应表/etc/hosts.allow 设置允许使用inetd的机器使用/etc/hosts.deny 设置不允许使用inetd的机器使用/etc/hosts.equiv 设置远端机不用密码/etc/inetd.conf 设定系统网络守护进程inetd的配置,常用目录文件介绍,/etc/gateways 设定路由器/
9、etc/protocols 设定系统支持的协议/etc/named.boot 设定本机为名字服务器的配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 设置IP/etc/resolv.conf 设置DNS/etc/X11 X Window的配置文件,xorg.conf 或 XF86Config 這兩個 X Server 的設定檔/etc/fstab 记录开机要mount的文件系统/etc/inittab 设定系统启动时init进程将把系统设置成什么样的runlevel/etc/issue 记录用户登录前显示的信息,常用目录文件介绍,/etc/group
10、设定用户的组名与相关信息/etc/passwd 帐号信息/etc/shadow 密码信息/etc/sudoers 可以sudo命令的配置文件/etc/securetty 设定哪些终端可以让root登录/etc/login.defs 所有用户登录时的缺省配置/etc/exports 设定NFS系统用的/etc/init.d/所有服务的预设启动 script 都是放在这里/etc/xinetd.d/这就是所谓的 super daemon 管理的各項服务的设定目录/etc/modprobe.conf 内核模块额外参数设定/etc/syslog.conf 日志设置文件,常用目录文件介绍,/home 使
11、用者家目录/lib 系统会使用到的函数库/lib/modules kernel 的相关模块/var/lib/rpm rpm套件安装处/lost+found 系统不正常产生错误时，会将一些遗失的片段放置於此目录下/mnt 外设的挂载点/media 与/mnt类似/opt 主机额外安装的软件/proc 虚拟目录，是内存的映射/proc/version 内核版本/proc/sys/kernel 系统内核功能,常用目录文件介绍,/root 系统管理员的家目录/sbin 系统管理员才能执行的指令/tmp 临时文件夹/usr 最大的目录，存放应用程序和文件/usr/X11R6：X-Window目录/usr
12、/src：Linux源代码/usr/include：系统头文件/usr/openwin 存放SUN的OpenWin,常用目录文件介绍,/usr/man 在线使用手册/usr/bin 使用者可执行的 程序 的目录/usr/local/bin 使用者可執行的程序的目录/usr/lib 系统会使用到的函数库/usr/local/lib 系统会使用到的函数库/usr/sbin 系统管理员才能执行的指令/usr/local/sbin 系统管理员才能执行的指令,常用目录文件介绍,/var 日志文件/var/log/secure 记录登入系统存取资料的日志，例如 pop3,ssh,telnet,ftp 等都
13、会记录在此日志中/var/log/wtmp 记录登入者的信息资料,last/var/log/messages 几乎系统发生的错误信息/var/log/boot.log 记录开机或者是一些服务启动的時候，所显示的启动或关闭信息/var/log/maillog 记录邮件(sendmail 与 pop3)的使用者记录/var/log/cron 记录 crontab 的內容/var/log/httpd,/var/log/news,/var/log/mysqld.log,/var/log/samba,/var/log/procmail.log：分別是几个不同的网络服务的日志,Linux 启动,当用户打开
14、PC的电源，BIOS开机自检按BIOS中设置的启动设备(通常是硬盘)启动接着启动设备上安装的引导程序lilo或grub开始引导LinuxLinux首先进行内核的引导接下来执行init程序，init程序调用了rc.sysinit和rc等程序，rc.sysinit和rc当完成系统初始化和运行服务的任务后，返回init；init启动了mingetty后，打开了终端供用户登录系统，用户登录成功后进入了Shell，这样就完成了从开机到登录的整个启动过程。,运行init,init的进程号是1，从这一点就能看出，init进程是系统所有进程的起点，Linux在完成核内引导以后，就开始运行init程序。init
15、程序需要读取配置文件/etc/inittab。inittab是一个不可执行的文本文件，它有若干行指令所组成。,inittab的内容,#inittab This file describes how the INIT process should set up#the system in a certain run-level.#Author:Miquel van Smoorenburg,#Modified for RHS Linux by Marc Ewing and Donnie Barnes#Default runlevel.The runlevels used by RHS are:#0
16、-halt(Do NOT set initdefault to this)#1-Single user mode#2-Multiuser,without NFS(The same as 3,if you do not havenetworking)#3-Full multiuser mode#4-unused#5-X11#6-reboot(Do NOT set initdefault to this)#表示当前缺省运行级别为5(initdefault)；id:5:initdefault:#启动时自动执行/etc/rc.d/rc.sysinit脚本(sysinit)#System initial
17、ization.si:sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinitl0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4#当运行级别为5时，以5为参数运行/etc/rc.d/rc脚本，init将等待其返回(wait)l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6,inittab的内容,#在启动过程中允许按CTRL-ALT-DELETE重启系统#Tra
18、p CTRL-ALT-DELETEca:ctrlaltdel:/sbin/shutdown-t3-r now#When our UPS tells us power has failed,assume we have a few minutes#of power left.Schedule a shutdown for 2 minutes from now.#This does,of course,assume you have powerd installed and your#UPS connected and working correctly.pf:powerfail:/sbin/sh
19、utdown-f-h+2 Power Failure;System Shutting Down#If power was restored before the shutdown kicked in,cancel it.pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown-c Power Restored;Shutdown Cancelled#在2、3、4、5级别上以ttyX为参数执行/sbin/mingetty程序，打开ttyX终端用于用户登录，#如果进程退出则再次运行mingetty程序(respawn)#Run gettys in standard runlevels1
20、:2345:respawn:/sbin/mingetty tty12:2345:respawn:/sbin/mingetty tty23:2345:respawn:/sbin/mingetty tty34:2345:respawn:/sbin/mingetty tty45:2345:respawn:/sbin/mingetty tty56:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6#在5级别上运行xdm程序，提供xdm图形方式登录界面，并在退出时重新执行(respawn)#Run xdm in runlevel 5x:5:respawn:/etc/X11/prefdm-n
21、odaemon,inittab的格式,id:runlevel:action:process id是指入口标识符，它是一个字符串，对于getty或mingetty等其他login程序项，要求id与tty的编号相同，否则getty程序将不能正常工作。runlevel是init所处于的运行级别的标识，一般使用06以及S或s。0、1、6运行级别被系统保留：其中0作为shutdown动作，1作为重启至单用户模式，6为重启；S和s意义相同，表示单用户模式，且无需inittab文件，因此也不在inittab中出现，实际上，进入单用户模式时，init直接在控制台（/dev/console）上运行/sbin/s
22、ulogin。在一般的系统实现中，都使用了2、3、4、5几个级别，在Redhat系统中，2表示无NFS支持的多用户模式，3表示完全多用户模式（也是最常用的级别），4保留给用户自定义，5表示XDM图形登录方式。,inittab的格式,action是描述其后的process的运行方式的。initdefault：指出系统在启动时预设的运行级别。上例中的第一行就用了这个方式。所以系统将在启动时，进入 runlevel为3的模式。当然，可以把3改为5，那将会执行/etc/rc.d/rc.5，也就是X-Window。sysinit：在系统启动时，这个进程肯定会被执行。而所有的inittab的行中，如果它的
23、action中有boot及bootwait，则该行必须等到这些action为sysinit的进程执行完之后才能够执行wait：在启动一个进程之后，若要再启动另一个进程，则必须等到这个进程结束之后才能继续。respawn:代表这个process即使在结束之后，也可能会重新被启动，最典型的例子就是getty。,inittab的格式,process process为具体的执行程序。程序后面可以带参数。,（1）系统初始化,首先，执行的是/etc/rd.c/rc.sysinit。si:sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit 它调用执行了/etc/rc.d/rc.sysinit，rc.s
24、ysinit是一个bash shell的脚本，它主要是完成一些系统初始化的工作，rc.sysinit是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本 激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块以及其它一些需要优先执行任务,（2）启动对应运行级别的守护进程,在rc.sysinit执行后，将返回init继续其它的动作，通常接下来会执行到/etc/rc.d/rc程序。以运行级别5为例，init将执行配置文件inittab中的以下这行：l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5这一行表示以5为参数运行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一个Shell脚本，它接受5作为参数，去执行/etc/rc.
25、d/rc5.d/目录下的所有的rc启动脚本，/etc/rc.d/rc5.d/目录中的这些启动脚本实际上都是一些链接文件，而不是真正的rc启动脚本，真正的rc启动脚本实际上都是放在/etc/rc.d/init.d/目录下。而这些rc启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受start、stop、restart、status等参数。/etc/rc.d/rc5.d/中的rc启动脚本通常是K或S开头的链接文件，对于以以S开头的启动脚本，将以start参数来运行。而如果发现存在相应的脚本也存在K打头的链接，而且已经处于运行态了(以/var/lock/subsys/下的文件作为标志)，则将首先以stop为参数
26、停止这些已经启动了的守护进程，然后再重新运行。这样做是为了保证是当init改变运行级别时，所有相关的守护进程都将重启。,（3）建立终端,rc执行完毕后，返回init。这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。init接下来会打开6个终端，以便用户登录系统。通过按Alt+Fn(n对应1-6)可以在这6个终端中切换。在inittab中的以下6行就是定义了6个终端：1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty12:2345:respawn:/sbin/mingetty tty23:2345:respawn:/sbin/mingetty tty34:2345:res
27、pawn:/sbin/mingetty tty45:2345:respawn:/sbin/mingetty tty56:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6从上面可以看出在2、3、4、5的运行级别中都将以respawn方式运行mingetty程序，mingetty程序能打开终端、设置模式。同时它会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个登录界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给login程序来验证用户的身份。,（4）登录系统，启动完成,对于运行级别为5的图形方式用户来说，他们的登录是通过一个图形化的登录界面。登录成功后可以
28、直接进入KDE、Gnome等窗口管理器。而本文主要讲的还是文本方式登录的情况：当我们看到mingetty的登录界面时，我们就可以输入用户名和密码来登录系统了。Linux的账号验证程序是login，login会接收mingetty传来的用户名作为用户名参数。然后login会对用户名进行分析：如果用户名不是root，且存在/etc/nologin文件，login将输出nologin文件的内容，然后退出。这通常用来系统维护时防止非root用户登录。只有/etc/securetty中登记了的终端才允许root用户登录，如果不存在这个文件，则root可以在任何终端上登录。/etc/usertty文件用于
29、对用户作出附加访问限制，如果不存在这个文件，则没有其他限制。,（4）登录系统，启动完成,在分析完用户名后，login将搜索/etc/passwd以及/etc/shadow来验证密码以及设置账户的其它信息，比如：主目录是什么、使用何种shell。如果没有指定主目录，将默认为根目录；如果没有指定shell，将默认为/bin/bash。login程序成功后，会向对应的终端在输出最近一次登录的信息(在/var/log/lastlog中有记录)，并检查用户是否有新邮件(在/usr/spool/mail/的对应用户名目录下)。然后开始设置各种环境变量：对于bash来说，系统首先寻找/etc/profile
30、脚本文件，并执行它；然后如果用户的主目录中存在.bash_profile文件，就执行它，在这些文件中又可能调用了其它配置文件，所有的配置文件执行后后，各种环境变量也设好了，这时会出现大家熟悉的命令行提示符，到此整个启动过程就结束了。,Linux运行过程,编写自己的rc命令脚本程序,有两种方法可以用来实现修改开机或者关机命令脚本的目的：/etc/rc.d/rc.local 如果所做的修改只在引导开机的时候起作用，并且改动不大的话，可以考虑简单地编辑一下/etc/rc.d/rc.local脚本。这个命令脚本程序是在引导过程的最后一步被执行的。/etc/rc.d/init.d子目录中添加一个命令脚本
31、程序适合修改比较细致，或者还要求关闭进程的操作必须使之明确地停止运行这个命令脚本程序必须可以接受start和stop参数并完成相应的操作。,系统服务管理,用于在激活或停用启动时的服务会修改/etc/rcX.d 到/etc/init.d的(符号联接symbolic links)配置服务 chkconfigchkconfig-list chkconfig-level 2345 service on|off 服务管理 serviceservice servicename start|stop|restart,系统关闭,在linux下一些常用的关机/重启命令有shutdown、halt、reboot、
32、及init shutdown shutdown命令安全地将系统关机。有些用户会使用直接断掉电源的方式来关闭linux，这是十分危险的。因为linux与windows不同，其后台运行着许多进程，所以强制关机可能会导致进程的数据丢失使系统处于不稳定的状态甚至在有的系统中会损坏硬件设备。在系统关机前使用shutdown命令系统管理员会通知所有登录的用户系统将要关闭。并且login指令会被冻结即新的用户不能再登录。直接关机或者延迟一定的时间才关机 都是可能的还可能重启。这是由所有进程process都会收到系统所送达的信号signal决定的。这让像vi之类的程序有时间储存目前正在编辑的文档而像处理邮件m
33、ail和 闻news的程序则可以正常地离开等等。,系统关闭,shutdown参数说明:-t在改变到其它runlevel之前告诉init多久以后关机。-r重启计算器。-k并不真正关机只是送警告信号给每位登录者login。-h关机后关闭电源halt。-n不用init而是自己来关机。不鼓励使用这个选项而且该选项所产生的后果往 往不总是你所预期得到的。-ccancelcurrentprocess取消目前正在执行的关机程序。所以这个选项当然没有 时间参数但是可以输入一个用来解释的讯息而这信息将会送到每位使用者。-f在重启计算器reboot时忽略fsck。-F在重启计算器reboot时强迫fsck。-ti
34、me设定关机shutdown前的时间。,系统关闭,halt-最简单的关机命令 其实halt就是调用shutdown-h。halt执行时杀死应用进程执行sync系统调用文件系统写操作完成后就会停止内核。参数说明:-n防止sync系统调用它用在用fsck修补根分区之后以阻止内核用老版本的超 级块superblock覆盖修补过的超级块。-w并不是真正的重启或关机只是写wtmp/var/log/wtmp纪录。-d不写wtmp纪录已包含在选项-n中。-f没有调用shutdown而强制关机或重启。-i关机或重启前关掉所有的网络接口。-p该选项为缺省选项。就是关机时调用poweroff。,系统关闭,reboot reboot的工作过程差不多跟halt一样不过它是引发主机重启而halt是关机。它的参数与halt相差不多。,系统关闭,init init是所有进程的祖先它的进程号始终为1所以发送TERM信号给init会终止所有的用户进程守护进程等。shutdown 就是使用这种机制。init定义了6个运行级别(runlevel)，init 0为关机init 6为重启。,
