第2章-Linux的基本操作课件.ppt

1、 成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-24目目 录录 CONTENTSCONTENTSp第第1 1章章 LinuxLinux概述概述p第第2 2章章 LinuxLinux的基本操作的基本操作p第第3 3章章 LinuxLinux文件系统与磁盘管理文件系统与磁盘管理p第第4 4章章 LinuxLinux用户及权限机制用户及权限机制p第第5 5章章 LinuxLinux文本处理文本处理p第第6 6章章 LinuxLinux多命令协作多命令协作p第第7 7章章 ShellShell编程编程 p第第8 8章章 进程与设备管理进程与设备管理成都信息工程大学成都信

2、息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-24第第2 2章章 LinuxLinux的基本操作的基本操作 2 2.1.1.1.1虚拟机内安装虚拟机内安装LinuxLinux 2 2.1.2.1.2生产实践安装生产实践安装LinuxLinux 2 2.2.1.2.1GUIGUI与与X WindowX Window 2 2.2.2.2.2KDEKDE桌面和桌面和GNOMEGNOME桌面桌面 2.2.3 2.2.3 图形界面的基本操作图形界面的基本操作 2.3.12.3.1进入进入Linux CLILinux CLI 2.3.22.3.2LinuxLinux命令格式命令格式成都信息工程大

3、学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-24第第2 2章章 LinuxLinux的基本操作的基本操作 2.3.32.3.3命令行技巧命令行技巧 2.4.12.4.1配置文件配置文件 2.4.22.4.2LinuxLinux网络配置网络配置 2.4.3 Linux2.4.3 Linux防火墙设置防火墙设置 2.4.4 2.4.4 系统日志系统日志成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.1.1 2.1.1 虚拟机内安装虚拟机内安装LinuxLinux 1认识虚拟机 虚拟机是一个抽象的计算机，和现实世界的计算机一样具有一个指令集，

4、并使用不同的存储区域。利用虚拟机技术，可以从原有系统中分割出一部分硬盘空间和内存容量，虚拟出“新机器”，这些新“新机器”拥有独立的 BIOS、硬盘等硬件资源，可以像对待实际的机器那样进行分区、格式化、安装操作系统和软件等操作，而不会对原有主机产生任何影响。同时虚拟机的使用可以更合理地利用资源，充分发挥计算机的效率。虚拟机的实现依赖虚拟化技术，虚拟化是指在物理服务器上部署特定的虚拟化软件，通过该软件将物理资源进行逻辑化，实现了逻辑上的隔离，同时，在虚拟化层面部署相应的虚拟机，每个虚拟机类似于一个物理服务器，它们会通过虚拟化层（虚拟化层是由 VMware 设计用来运行虚拟机的内核，它控制 ESXS

5、erver 3i 主机使用的硬件，并调度虚拟机之间的硬件资源分配）得到相应的虚拟化硬件资源，如 CPU、内存、网卡、磁盘等资源。虚拟化过程如下图所示。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.1.1 2.1.1 虚拟机内安装虚拟机内安装LinuxLinux 常用的虚拟机有以下 3 种。（1）VMware Workstation VMware Workstation 是 VMware 公司开发的一款功能强大的桌面虚拟计算机软件，提供了可在单一桌面上同时运行不同操作系统的解决方案，并可开发、测试、部署新的应用程序。VMware Workstation 可

6、在一部实体机器上模拟完整的网络环境，以及可便于携带的虚拟机器，其更好的灵活性与先进的技术胜过了市面上其他的虚拟计算机软件。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.1.1 2.1.1 虚拟机内安装虚拟机内安装LinuxLinux （2）Virtual Box Virtual Box 是一款开源虚拟机软件。Virtual Box 由德国 Innotek 公司开发，由 Sun Microsystems 公司出品。Virtual Box 不仅具有丰富的特色，而且性能很卓越。可虚拟的操作系统包括所有的 Windows 版本、Mac OS X、Linux、Op

7、enBSD、Solaris、IBM OS2 甚至 Android 等。（3）Virtual PC Virtual PC 是 Microsoft 公司新的虚拟化技术。Virtual PC 允许在一个工作站上同时运行多个 PC 操作系统。当用户转向一个新操作系统时，可以为运行传统应用提供安全的环境以保持兼容性。2安装镜像 CentOS 7 以下将在 Windows 环境下使用 VMware Workstation 12 演示 CentOS 7 的安装。（1）打开 VMware Workstation 12，单击菜单栏“文件”“新建虚拟机”，弹出向导对话框，为了简单起见，不对虚拟机的高级选项进行配置

8、，即在弹出窗口中选择“典型”，然后单击“下一步”按钮，如下图所示。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.1.1 2.1.1 虚拟机内安装虚拟机内安装LinuxLinux （2）在弹出的对话框中选择事先准备好的 CentOS 7 系统镜像文件，单击“下一步”按钮，如图所示。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.1.1 2.1.1 虚拟机内安装虚拟机内安装LinuxLinux （3）在弹出的对话框中设置虚拟机的基本信息，如图所示。其中“全名”是为 Linux 系统起的别名，相当于 Windows 系统中

9、的计算机名，如 My CentOS；“用户名”为登录 Linux 系统的用户唯一标识，如 user。要注意的是，此时设置的密码与超级管理 员的登录密码相同，必须牢记。（4）设置好以上信息后，单击“下一步”按钮，在弹出的对话框中设置 CentOS 7 在 VMware 中的名称和安装在物理机上的位置，单击“下一步”按钮，如下图所示。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.1.1 2.1.1 虚拟机内安装虚拟机内安装LinuxLinux （5）在弹出的对话框中设置虚拟机磁盘，如图所示。虚拟机的磁盘将在物理机 中以文件的形式存在，读者可以根据自己的喜好选

10、择是否将磁盘拆分为多个文件。本书为了性能着想，将虚拟机磁盘储存为单个文件。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.1.1 2.1.1 虚拟机内安装虚拟机内安装LinuxLinux （6）单击“下一步”按钮后，弹出对话框提示虚拟机已准备好安装，并显示虚拟机信息。读者可以单击“自定义硬件”，根据自己机器的性能详细设置硬件。这里使用默认设置，关于 Linux 的配置会在 2.4 节中详细介绍。一切就绪后，单击“完成”按钮，CentOS 7 便开始安装。等待安装完成后，系统重新引导启动。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 202

11、3-1-242.1.2 2.1.2 生产实践安装生产实践安装LinuxLinux （1）将刻录了 CentOS 7 系统镜像文件的存储介质插入光驱或 USB 接口中，启动计算机并进入 BIOS 设置界面，将第一启动设备设置为刚才的存储设备。（2）保存并重启计算机后，进入 CentOS 7 的安装提示界面。（3）选择“Install CentOS 7”，按回车键后，进入安装前的配置界面，首先需要选择语言与键盘类型。（4）下一步进入配置安装的汇总界面，在这个界面中可以设置大部分与安装有关的信息。下面介绍一些重要的设置。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-2

12、42.1.2 2.1.2 生产实践安装生产实践安装LinuxLinux 1日期和时间设置 在 LOCALIZATION 栏下，语言（LANGUAGE SUPPORT）和键盘类型（KEYBOARD）已经设置过了，现在设置日期和时间。单击 DATE&TIME，选择所在的时区、日期和时间。若此时已经连接网络，系统将会使用 NTP 服务自动设置日期与时间，否则需要仔细手动设置，因为时间同步在服务器通信中十分重要。2安全策略设置 在新的 CentOS 7（1511）版本中，新增了一个可供用户选择的安全策略设置。单击“SECURITY POLICY”，可以看到系统提供了一系列服务器安全的应用场景。这里只需

13、选择默认策略，更详细的 Linux 安全配置见 2.4 节。3选择需要安装的软件 在 SOFTWARE 栏下，单击 SOFTWARE SELECTION 可以选择随 CentOS 操作系统一起安装的软件和工具。默认情况下是小化安装（Minimal Install），而实际上我们需要一些能提高效率的工具和桌面环境，因此这里选择安装 GNOME 或 KDE 当中的一种桌面环境。4磁盘划分 在 SYSTEM 栏下，选择 INSTALLATION DESTINATION 可以划分磁盘。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.1.2 2.1.2 生产实践安装

14、生产实践安装LinuxLinux 5网络设置 在 SYSTEM 栏下，选择 NETWORK&HOST NAME 可以设置网络。这里可以设置网络连接和主机名，详细的网络配置见 2.4 节。当所有安装配置完成后，单击Begin Installation，CentOS 7 便开始安装。此时可以进行 root 密码设置和新增用户的操作。等待安装完成后，系统会做出相应提示，单击 Reboot 按钮系统重新引导启动，至此 CentOS 7 生产实践的安装便完成了。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.2.1 GUI2.2.1 GUI与与X WindowX W

15、indow 如今，几乎所有计算机用户都在知情或不知情的情况下使用了 GUI。Windows 或 Mac OS 系统一启动就会进入一个图形界面，人们大部分的办公和娱乐都是在这个图形界面上进行的，这个图形界面就是 GUI。那么 GUI 究竟是什么呢？GUI 或者图形用户界面是一个将计算机的输出直接以图形形式显示在屏幕上，并可以使用键盘、鼠标等设备直接与计算机进行交互的程序。这里需要注意的是，GUI 是一种程序，在实现图形化交互时，必须与计算机硬件（如屏幕、键盘、鼠标等）通信，因此 GUI 依赖于各种设备驱动程序和底层系统，X Window 便是其中重要的一项。X Window 是麻省理工学院于 1

16、984 年提出的一个为程序提供图像数据服务的系统。X Window 提出了一个独立于硬件的图形界面标准，可以将大量异构的计算机硬件连接到同一个网络中。目前，X Window 几乎是所有操作系统 GUI 的基础。就X Window本身来说，它提供了 GUI 和硬件之间通信的协议，而图形界面终是什么样，用户如何与之交互，X Window 并没有参与，而是由另一个程序实现窗口管理器（Window Manager）。窗口管理器控制窗口以及其他所有图形元素的外观和特征。当 GUI 需要显示图形界面时，窗口管理器会自动定义好如图标、按钮、窗体等各种图形的各项特征（颜 色、形状、大小等），然后 X Wind

17、ow 与实际绘制图像的硬件进行通信，后将图形界面输出在屏幕上。这样就形成了一种层次调用的关系。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.2.2 KDE2.2.2 KDE桌面和桌面和GNOMEGNOME桌面桌面 1KDE桌面环境 KDE 是 1996 年一位名叫 Matthias Ettrich 的德国学生启动的 Kool Desktop Environment 项目的缩写，如今已更名为 K Desktop Environment。KDE 项目创建时是为了在当时混乱的 UNIX GUI 环境下，提出一个完整统一的应用程序界面。1997 年，KDE 项目

18、吸引了全世界大量程序员的关注，Ettrich 在开发 KDE 桌面环境中使用了 Qt 程序库（Qt 是由 Trolltech 公司开发的编程工具套件）。在 KDE 中包含的应用程序多以 K 开头，如文本编辑器 Kate、即时通信软件 Kopete、计算器 KCalc、媒体播放器 Kaffeine 等，甚至终端模拟器 Console 在 KDE 中都变成了 Konsole。2GNOME 桌面环境 GNOME 是 1997 年由 Miguel de Icaza 和 Federico Mena 两人发起的项目 GNU Network Object Model Environment，用于替代 KDE

19、 桌面环境。由于 KDE 使用的 Qt 程序库的软件许可方式不允许用户用于商业用途，因此 GNOME 的意义在于独立于 Qt 程序库并可以自由发行。与 KDE 的情况如出一辙，GNOME 中的应用程序多以 G 开头，如图像编辑器 Gimp、即时通信软件 Gaim、计算器 Gcalctool、电子表格软件 Gnumeric 等。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.2.3 2.2.3 图形界面的基本操作图形界面的基本操作 由于人们的文化与习惯问题，计算机操作系统的界面风格都很相似，熟悉 Windows 系统的读者很容易掌握 Linux 系统图形界面

20、的操作。这里以 GNOME 为例，介绍 Linux 图形界面与 Windows 界面不同的地方，方便读者使用。默认情况下，GNOME 有两个图标 home 和 Trash，类似于 Windows 的“我的电脑”和“回收站”，双击图标即可进入相应的目录或应用。GNOME 的任务栏分为上下两部分，屏幕上方的任务栏显示当前激活的应用程序，屏幕下方的任务栏显示已经被打开的窗口。任务栏中的Application 下拉菜单类似于 Windows 的开始菜单，包含了许多应用程序，并以分类的方式显示。Places 下拉菜单则包含了当前用户的相关目录，如用户根目录（Home）、用户文档（Document）、用户

21、下载目录（Download）等。在GNOME中，可以在下方任务栏右侧的标签中切换工作空间。如在 Workspace1 中进行文件目录操作、在 Workspace2 中进行命令行操作、在 Workspace3 中浏览网页，使用 win 键可以查看各工作空间的情况。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.3.1 2.3.1 进入进入Linux CLILinux CLI 如果 Linux 系统本来就以命令行模式引导，则系统启动完成后将自动进入命令行模式。如果以图形桌面的方式启动系统，需要从桌面环境中进入终端仿真器，或按 Ctrl+Alt+F2（F2F7）

22、组合键切换到命令行模式。通过这两种方式都可以进入 Linux CLI。在命令行模式或终端仿真器中可以看到如下字符。userlocalhost$这表示系统已经准备好接收用户的命令，其中 user 为当前用户名，localhost 为主机名。符号为当前工作目录，$符号为命令提示符。关于它们的知识将在后面的章节中介绍，这里只需明白$符号后是用户输入命令的地方。当输入date 并按下回车时，date 这条命令交由 Shell 处理，经过一系列程序调用后，屏幕上输出了当前系统的时间。可以说 CLI 为用户提供了使用命令与 Shell 进行交流的环境。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计

23、算实验室 2023-1-242.3.2 Linux2.3.2 Linux命令格式命令格式 在 Linux 中关于命令的格式有明确的定义，使用 Linux 命令时，必须严格按照命令的格式输入。通常命令由命令名（command）、选项（options）和参数（arguments）三部分组成。依次从左往右排列并以空格分隔，格式如下。command options arguments 命令名是命令的标识，表示命令的基本功能。事实上 Linux 命令都是一个个程序，命令名是程序所在的脚本名。用户输入命令时，Shell 会根据命令名到相应的位置搜索并执行程序。选项是命令执行的方式，参数是命令作用的对象。下

24、面分别介绍它们，后给出帮助文档的获取方式。1选项 通常情况下，选项直接位于命令名之后，用连字符号“-”后跟一个字母表示。顾名思义，选项是可选的，并且不一定需要设置。不设置选项时，命令将采用默认的方式执行。一旦设置了选项，命令将按照选项的设置执行。2参数 某些时候需要使用参数指定命令的作用对象，或为命令提供数据。仍然以 date 命令为例，使用-d 选项可以显示用户指定的时间，指定的时间以参数的形式给出。3获取帮助 man 命令可以查询某个命令的帮助信息。man 命令的格式为：man option filename 成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-2

25、42.3.3 2.3.3 命令行技巧命令行技巧 在使用命令行时，可能会遇到一些复杂的参数，或者需要输入多次较长的命令。许多时候，我们需要一些技巧来提升命令行的使用效率。这些技巧可能是 Linux 系统内置的或是 bash 专门提供的功能，以下将介绍这些常用的技巧。1Tab键自动补全 bash 提供了自动补全的功能，在输入命令时，按下 Tab 键，可以自动补全未输入的命令字符。2命令历史记录 bash 会自动保存使用过的命令的历史记录。按下向上方向键时，会发现上一次输入过的命令再次出现在命令提示符后，这些就是命令的历史记录，使用向上或向下方向键可以在命令历史记录中来回翻阅。3命令历史记录的扩展

26、使用叹号“！”后跟数字的方式，就可以将历史记录中的命令扩展到命令行中。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.4.1 2.4.1 配置文件配置文件 大多数 Linux 程序或软件都会有配置文件，配置文件中包含了程序运行时所需的信息，通过编辑配置文件可以定制程序。在 Linux 系统中同样存在一些特定的配置文件，这些配置文件在系统引导时被调用，用来构建系统工作的基础环境。从我们按下计算机电源到 Linux 准备好为用户工作的这一段时间，系统发生了以下一系列事情。（1）当按下电源时，启动 BIOS（Basic Input Output System），

27、BIOS 检测计算机各硬件。（2）检测完成后，执行一个叫作 Bootloader 的程序，该程序读取了包括/boot/grub/menu.lst 在内的各种配置文件，用来加载 Linux 内核。（3）Linux 内核加载完成后，第一个运行的进程是/sbin/init，我们将它称为 1 号进程。1 号进程读取了/etc/inittab 中的内容，确定系统运行级别。通常 Linux 的运行级别为 3 或 5，其他运行级别是管理员有特定维护需要时使用的。（4）为了完成系统的启动，1 号进程创建了许多子进程。最后执行/bin/login 程序等待用户登录。用户登录后，首先读取/etc/profile

28、和/etc/bashrc 文件，建立一个所有用户共享的初始环境；然后读取用户目录下/.bash_profile 和/.bashrc 文件，用于建立用户自定义的个人环境。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.4.2 Linux2.4.2 Linux网络配置网络配置 网络连接是操作系统中十分重要的一环。如今互联网高速发展，网络的使用和配置方面的知识显得尤为重要。由于计算机网络涉及的领域很广，完全可以成为一个单独的专业领域，其中的内容足以再写一本书。本节只着重讲解在 Linux 环境下网络配置的一 些常用命令。在学习本节的内容前，读者需具备基本的网络知

29、识包括 IP 地址、DNS、路由等概念。默认情况下，在 VMware 中安装 Linux 时使用 NAT 网络链接模式。在这种模式下，不需要进行任何配置就可以通过物理机的网络访问公网，然而用户也可以进行具体的网络配置。在 Linux 桌面环境中单击任务栏右侧的下拉菜单，选择 PCI Ethernet 下的 Wired Settings 选项，弹出网络信息窗口。在网络信息窗口中可以查看当前网络的基本信息，单击右下角的齿轮按钮进入网络配置窗口，选择左侧的“IPv4”选项卡，默认使用 DHCP 服务自动分配 IP 地址，将其改为 Manual 后就可以自由配置 IP 地址、DNS、网关等内容了。配置

30、好 IP 等信息后，使用 service network restart 命令重启网络服务使配置生效，期间会要求输入 root 用户密码，然后使用 ifconfig 命令查看当前网络配置情况。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.4.3 Linux2.4.3 Linux防火墙设置防火墙设置 介绍了网络配置的相关知识后，不得不提及网络安全的问题。实际上，在使用任何计算机系统时，都应该考虑在安全的环境下建立网络连接。关于防火墙的作用，一个例子就可以解释。假设网络中有两台相连主机 A 和 B，并且没有使用防火墙。当主机 A 向主机 B 发送数据时，无论

31、发送的是什么数据，主机 B 都将全部接收。若这些数据中包含了大量的垃圾信息，或是某种具有攻击性的数据包，那么主机 B 将受到严重的安全威胁，如图所示。使用防火墙后，上述情况将会有效避免。当主机 A 向主机 B 发送数据时，只有那些符合防火墙规则的数据才能通过并达到主机 B，不符合规则的数据将被过滤掉，如图所示。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.4.3 Linux2.4.3 Linux防火墙设置防火墙设置 在 Linux 中，常见的防火墙是 Netfilter，而防火墙的规则由 iptables 设置。Netfilter 是早期防火墙 ipfw

32、adm 和 ipchains 的替代品，Netfilter 集成了它们的优点并添加了自己的特性，现在作为 Linux 的默认防火墙。Netfilter 和 Linux 是由两个不同的组织开发的，但 Netfilter 运行在 Linux 内核中。得益于 Netfilter 的开源，每一个 Linux 内核版本都可以将 Netfilter 编译到内核中。由于用户在使用防火墙时，常用的命令是 iptables，所以导致人们一度认为 Linux 的防火墙就是 iptables。其实 iptables 只是一个规则编辑工具，用户通过 iptables 将过滤规则写入 Netfilter 的规则数据库中

33、。因此，Linux 防火墙应该称为 Netfilter/iptables。从 CentOS 7 开始，默认不安装 iptables，使用一个基于 iptables 核心的新组件 firewalld，因此对防火墙的操作命令会与以往的 CentOS 版本有所不同，如果读者偏爱旧版本的命令，可以自行安装 iptables 组件。几个常用的防火墙命令：查看防火墙状态：firewall-cmd-state。开启/关闭防火墙：systemctl start/stop firewalld.service。成都信息工程大学成都信息工程大学 并行计算实验室并行计算实验室 2023-1-242.4.4 2.4.4

34、 系统日志系统日志 Linux 系统以及运行在其上的应用程序都会产生日志，这些日志记录了程序的运行状态，包括各种错误信息、警告信息和其他的提示信息。当系统发生故障时，可以通过系统日志快速定位故障发生的位置和原因。另外查看日志还可以发现一些潜在的威胁，如试图破解登录口令的动作。通常 Linux 的日志文件存放在/var/log 目录下，/var/log/messages 日志文件是整体系统信息的汇总。以/var/log/secure 日志文件为例，介绍如何通过查看日志文件排查系统问题。/var/log/secure 日志文件记录了所有登录验证信息，如果有人试图通过 SSH 远程登录系统，就会在日志中留下记录。使用 grep“sshd”/var/log/secure|grep“Failed”命令可以输出/var/log/secure 文件中所有 SSH 登录失败的记录，关于 grep 和管道的知识会在后续的章节中详细介绍。