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操作系统（科普章节）

目标

• 了解操作系统及作用

1. 操作系统（Operation System，OS）

操作系统作为接口的示意图

没有安装操作系统的计算机，通常被称为 裸机

• 如果想在 裸机 上运行自己所编写的程序，就必须用机器语言书写程序
• 如果计算机上安装了操作系统，就可以在操作系统上安装支持的高级语言环境，用高级语言开发程序

1.1 操作系统的作用

• 是现代计算机系统中 最基本和最重要 的系统软件
• 是 配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩展
• 主要作用是管理好硬件设备，并为用户和应用程序提供一个简单的接口，以便于使用
• 而其他的诸如编译程序、数据库管理系统，以及大量的应用软件，都直接依赖于操作系统的支持

1.2 不同应用领域的主流操作系统

• 桌面操作系统
• 服务器操作系统
• 嵌入式操作系统
• 移动设备操作系统

1> 桌面操作系统

• Windows 系列
  • 用户群体大
• macOS
  • 适合于开发人员
• Linux
  • 应用软件少

2> 服务器操作系统

• Linux
  • 安全、稳定、免费
  • 占有率高
• Windows Server
  • 付费
  • 占有率低

3> 嵌入式操作系统

• Linux

4> 移动设备操作系统

• iOS
• Android（基于 Linux）

1.3 虚拟机

虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统

• 虚拟系统通过生成现有操作系统的全新虚拟镜像，具有真实操作系统完全一样的功能
• 进入虚拟系统后，所有操作都是在这个全新的独立的虚拟系统里面进行，可以独立安装运行软件，保存数据，拥有自己的独立桌面，不会对真正的系统产生任何影响
• 而且能够在现有系统与虚拟镜像之间灵活切换的一类操作系统

操作系统的发展史（科普章节）

目标

• 了解操作系统的发展历史
• 知道 Linux 内核及发行版的区别
• 知道 Linux 的应用领域

01. 操作系统的发展历史

1.1 Unix

1965 年之前的时候，电脑并不像现在一样普遍，它可不是一般人能碰的起的，除非是军事或者学院的研究机构，而且当时大型主机至多能提供30台终端（30个键盘、显示器)，连接一台电脑

为了解决数量不够用的问题

• 1965 年左后由 贝尔实验室 加入了 麻省理工学院 以及 通用电气 合作的计划 —— 该计划要建立一套 多使用者(multi－user)、多任务(multi－processor)、多层次(multi－level) 的 MULTICS 操作系统，想让大型主机支持 300 台终端
• 1969 年前后这个项目进度缓慢，资金短缺，贝尔实验室退出了研究
• 1969 年从这个项目中退出的 Ken Thompson 当时在实验室无聊时，为了让一台空闲的电脑上能够运行 “星际旅行（Space Travel）” 游戏，在 8 月份左右趁着其妻子探亲的时间，用了 1 个月的时间，使用汇编写出了 Unix 操作系统的原型
• 1970 年，美国贝尔实验室的 Ken Thompson，以 BCPL 语言为基础，设计出很简单且很接近硬件的 B 语言（取BCPL的首字母），并且他用 B 语言 写了第一个 UNIX 操作系统
• 1971 年，同样酷爱 “星际旅行（Space Travel）” 的 Dennis M.Ritchie 为了能早点儿玩上游戏，加入了 Thompson 的开发项目，合作开发 UNIX，他的主要工作是改造 B 语言，因为B 语言 的跨平台性较差
• 1972 年，Dennis M.Ritchie 在 B 语言 的基础上最终设计出了一种新的语言，他取了 BCPL 的第二个字母作为这种语言的名字，这就是 C 语言
• 1973 年初，C 语言的主体完成，Thompson 和 Ritchie 迫不及待地开始用它完全重写了现在大名鼎鼎的 Unix 操作系统

肯·汤普逊（左）和丹尼斯·里奇（右）

C 语言

• 在把 UNIX 移植到其他类型的计算机上使用时，C 语言强大的移植性（Portability）在此显现
  • 机器语言和汇编语言都不具有移植性，为 x86 开发的程序，不可能在 Alpha，SPARC 和 ARM 等机器上运行
• 而 C 语言程序则可以使用在任意架构的处理器上，只要那种架构的处理器具有对应的 C 语言编译器和库，然后将 C 源代码编译、连接成目标二进制文件之后即可运行

Unix 家谱

1.2 Minix

• 因为 AT&T（通用电气） 的政策改变，在 Version 7 Unix 推出之后，发布新的使用条款，将 UNIX 源代码私有化，在大学中不再能使用 UNIX 源代码
• Andrew S. Tanenbaum（塔能鲍姆） 教授为了能 在课堂上教授学生操作系统运作的细节，决定在不使用任何 AT&T 的源代码前提下，自行开发与 UNIX 兼容的操作系统，以避免版权上的争议
• 以 **小型 UNIX（mini-UNIX）**之意，将它称为 MINIX

1.3 Linux

• 1991 年 林纳斯（Linus） 就读于赫尔辛基大学期间，对 Unix 产生浓厚兴趣，尝试着在Minix 上做一些开发工作
• 因为 Minix 只是教学使用，因此功能并不强，林纳斯 经常要用他的终端 仿真器（Terminal Emulator） 去访问大学主机上的新闻组和邮件，为了方便读写和下载文件，他自己编写了磁盘驱动程序和文件系统，这些在后来成为了 Linux 第一个内核的雏形，当时，他年仅 21 岁！
• 林纳斯 利用 GNU 的 bash 当做开发环境，gcc 当做编译工具，编写了 Linux 内核，一开始 Linux 并不能兼容 Unix
  • 即 Unix 上跑的应用程序不能在 Linux 上跑，即应用程序与内核之间的接口不一致
  • 一开始 Linux 只适用于 386，后来经过全世界的网友的帮助，最终能够兼容多种硬件

02. Linux 内核及发行版

2.1 Linux 内核版本

• **内核（kernel）**是系统的心脏，是运行程序和管理像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序，它提供了一个在裸设备与应用程序间的抽象层
• Linux 内核版本又分为 稳定版 和 开发版，两种版本是相互关联，相互循环
  • 稳定版：具有工业级强度，可以广泛地应用和部署。新的稳定版相对于较旧的只是修正一些 bug 或加入一些新的驱动程序
  • 开发版：由于要试验各种解决方案，所以变化很快
• 内核源码网址：http://www.kernel.org

所有来自全世界的对 Linux 源码的修改最终都会汇总到这个网站，由 Linus 领导的开源社区对其进行甄别和修改最终决定是否进入到 Linux 主线内核源码中

2.2 Linux 发行版本

• **Linux 发行版（也被叫做 GNU/Linux 发行版）**通常包含了包括桌面环境、办公套件、媒体播放器、数据库等应用软件

• 常见的发行版本如下：

  • Ubuntu
  • Redhat
  • Fedora
  • openSUSE
  • Linux Mint
  • Debian
  • Manjaro
  • Mageia
  • CentOS
  • Arch

• 十大 Linux 服务器发行版排行榜：http://os.51cto.com/art/201612/526126.htm

在几乎每一份与 Linux 有关的榜单上，基于 Debian 的 Ubuntu 都占有一席之位。Canonical 的Ubuntu 胜过其他所有的 Linux 服务器发行版 ―― 从简单安装、出色的硬件发现，到世界级的商业支持，Ubuntu确立了难以企及的严格标准

03. Linux 的应用领域

3.1 服务器领域

• Linux 在服务器领域的应用是其重要分支
• Linux 免费、稳定、高效等特点在这里得到了很好的体现
  • 早期因为维护、运行等原因同样受到了很大的限制
  • 近些年来 Linux 服务器市场得到了飞速的提升，尤其在一些高端领域尤为广泛

3.2 嵌入式领域

• 近些年来 Linux 在嵌入式领域的应用得到了飞速的提高
• Linux 运行稳定、对网络的良好支持性、低成本，且可以根据需要进行软件裁剪，内核最小可以达到几百 KB 等特点，使其近些年来在嵌入式领域的应用得到非常大的提高

主要应用：机顶盒、数字电视、网络电话、程控交换机、手机、PDA、等都是其应用领域，得到了 Google、三星、摩托罗拉、NEC 等公司的大力推广

3.3 个人桌面领域

• 此领域是传统 Linux 应用最薄弱的环节
• 传统 Linux 由于界面简单、操作复杂、应用软件少的缺点，一直被 Windows 所压制
• 近些年来随着 Ubuntu、Fedora 等优秀桌面环境的兴起，同时各大硬件厂商对其支持的加大，Linux 在个人桌面领域的占有率在逐渐的提高

在 Ubuntu 中玩 QQ

文件和目录（理解）

目标

• 理解 Linux 文件目录的结构

01. 单用户操作系统和多用户操作系统（科普）

• 单用户操作系统：指一台计算机在同一时间 只能由一个用户 使用，一个用户独自享用系统的全部硬件和软件资源

  • Windows XP 之前的版本都是单用户操作系统

• 多用户操作系统：指一台计算机在同一时间可以由 多个用户 使用，多个用户共同享用系统的全部硬件和软件资源

  • Unix 和 Linux 的设计初衷就是多用户操作系统

02. Windows 和 Linux 文件系统区别

2.1 Windows 下的文件系统

• 在 Windows 下，打开 “计算机”，我们看到的是一个个的驱动器盘符：

• 每个驱动器都有自己的根目录结构，这样形成了多个树并列的情形，如图所示：

2.2 Linux 下的文件系统

• 在 Linux 下，我们是看不到这些驱动器盘符，我们看到的是文件夹（目录）：

• Ubuntu 没有盘符这个概念，只有一个根目录 /，所有文件都在它下面

2.3 用户目录

位于 /home/user，称之为用户工作目录或家目录，表示方式：

/home/user
~

     
     
     
     

     
     
     
     

      
      
      
      
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2.4 Linux 主要目录速查表

• /：根目录，一般根目录下只存放目录，在 linux 下有且只有一个根目录，所有的东西都是从这里开始
  • 当在终端里输入 /home，其实是在告诉电脑，先从 /（根目录）开始，再进入到 home 目录
• /bin、/usr/bin：可执行二进制文件的目录，如常用的命令 ls、tar、mv、cat 等
• /boot：放置 linux 系统启动时用到的一些文件，如 linux 的内核文件：/boot/vmlinuz，系统引导管理器：/boot/grub
• /dev：存放linux系统下的设备文件，访问该目录下某个文件，相当于访问某个设备，常用的是挂载光驱mount /dev/cdrom /mnt
• /etc：系统配置文件存放的目录，不建议在此目录下存放可执行文件，重要的配置文件有
  • /etc/inittab
  • /etc/fstab
  • /etc/init.d
  • /etc/X11
  • /etc/sysconfig
  • /etc/xinetd.d
• /home：系统默认的用户家目录，新增用户账号时，用户的家目录都存放在此目录下
  • ~ 表示当前用户的家目录
  • ~edu 表示用户 edu 的家目录
• /lib、/usr/lib、/usr/local/lib：系统使用的函数库的目录，程序在执行过程中，需要调用一些额外的参数时需要函数库的协助
• /lost+fount：系统异常产生错误时，会将一些遗失的片段放置于此目录下
• /mnt: /media：光盘默认挂载点，通常光盘挂载于 /mnt/cdrom 下，也不一定，可以选择任意位置进行挂载
• /opt：给主机额外安装软件所摆放的目录
• /proc：此目录的数据都在内存中，如系统核心，外部设备，网络状态，由于数据都存放于内存中，所以不占用磁盘空间，比较重要的文件有：/proc/cpuinfo、/proc/interrupts、/proc/dma、/proc/ioports、/proc/net/* 等
• /root：系统管理员root的家目录
• /sbin、/usr/sbin、/usr/local/sbin：放置系统管理员使用的可执行命令，如 fdisk、shutdown、mount 等。与 /bin 不同的是，这几个目录是给系统管理员 root 使用的命令，一般用户只能"查看"而不能设置和使用
• /tmp：一般用户或正在执行的程序临时存放文件的目录，任何人都可以访问，重要数据不可放置在此目录下
• /srv：服务启动之后需要访问的数据目录，如 www 服务需要访问的网页数据存放在 /srv/www 内
• /usr：应用程序存放目录
  • /usr/bin：存放应用程序
  • /usr/share：存放共享数据
  • /usr/lib：存放不能直接运行的，却是许多程序运行所必需的一些函数库文件
  • /usr/local：存放软件升级包
  • /usr/share/doc：系统说明文件存放目录
  • /usr/share/man：程序说明文件存放目录
• /var：放置系统执行过程中经常变化的文件
  • /var/log：随时更改的日志文件
  • /var/spool/mail：邮件存放的目录
  • /var/run：程序或服务启动后，其 PID 存放在该目录下

Ubuntu 图形界面入门

目标

• 熟悉 Ubuntu 图形界面的基本使用

01. Ubuntu 的任务栏

02. 窗口操作按钮

03. 窗口菜单条

常用 Linux 命令的基本使用

目标

• 理解学习 Linux 终端命令的原因
• 常用 Linux 命令体验

01. 学习 Linux 终端命令的原因

• Linux 刚面世时并没有图形界面，所有的操作全靠命令完成，如 磁盘操作、文件存取、目录操作、进程管理、文件权限 设定等
• 在职场中，大量的 服务器维护工作 都是在 远程 通过 SSH 客户端 来完成的，并没有图形界面，所有的维护工作都需要通过命令来完成
• 在职场中，作为后端程序员，必须要或多或少的掌握一些 Linux 常用的终端命令
• Linux 发行版本的命令大概有 200 多个，但是常用的命令只有 10 多个而已

学习终端命令的技巧：

• 不需要死记硬背，对于常用命令，用的多了，自然就记住了
• 不要尝试一次学会所有的命令，有些命令是非常不常用的，临时遇到，临时百度就可以

02. 常用 Linux 命令的基本使用

序号	命令	对应英文	作用
01	ls	list	查看当前文件夹下的内容
02	pwd	print work directory	查看当前所在文件夹
03	cd [目录名]	change directory	切换文件夹
04	touch [文件名]	touch	如果文件不存在，新建文件
05	mkdir [目录名]	make directory	创建目录
06	rm [文件名]	remove	删除指定的文件名
07	clear	clear	清屏

小技巧

• ctrl + shift + = 放大终端窗口的字体显示
• ctrl + - 缩小终端窗口的字体显示

03. 自动补全

• 在敲出 文件／目录／命令 的前几个字母之后，按下 tab 键
  • 如果输入的没有歧义，系统会自动补全
  • 如果还存在其他 文件／目录／命令，再按一下 tab 键，系统会提示可能存在的命令

小技巧

• 按 上／下 光标键可以在曾经使用过的命令之间来回切换
• 如果想要退出选择，并且不想执行当前选中的命令，可以按 ctrl + c

Linux 终端命令格式

目标

• 了解终端命令格式
• 知道如何查阅终端命令帮助信息

01. 终端命令格式

command [-options] [parameter]

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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说明：

• command：命令名，相应功能的英文单词或单词的缩写
• [-options]：选项，可用来对命令进行控制，也可以省略，也可以添加多个选项，如：ls -lh
• parameter：传给命令的参数，可以是 零个、一个 或者 多个

[] 代表可选

02. 查阅命令帮助信息（知道）

提示

• 现阶段只需要 知道 通过以下两种方式可以查询命令的帮助信息
• 先学习常用命令及常用选项的使用即可，工作中如果遇到问题可以借助 网络搜索

2.1 --help

command --help

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
1
   
   
   
   

说明：

• 显示 command 命令的帮助信息

2.2 man

man command

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
1
   
   
   
   

说明：

• 查阅 command 命令的使用手册

man 是 manual 的缩写，是 Linux 提供的一个 手册，包含了绝大部分的命令、函数的详细使用说明

使用 man 时的操作键：

操作键	功能
空格键	显示手册页的下一屏
Enter 键	一次滚动手册页的一行
b	回滚一屏
f	前滚一屏
q	退出
/word	搜索 word 字符串

文件和目录常用命令

目标

• 查看目录内容
  • ls
• 切换目录
  • cd
• 创建和删除操作
  • touch
  • rm
  • mkdir
• 拷贝和移动文件
  • cp
  • mv
• 查看文件内容
  • cat
  • more
  • grep
• 其他
  • echo
  • 重定向 > 和 >>
  • 管道 |

01. 查看目录内容

1.1 终端实用技巧

1> 自动补全

• 在敲出 文件／目录／命令 的前几个字母之后，按下 tab 键
  • 如果输入的没有歧义，系统会自动补全
  • 如果还存在其他 文件／目录／命令，再按一下 tab 键，系统会提示可能存在的命令

2> 曾经使用过的命令

• 按 上／下 光标键可以在曾经使用过的命令之间来回切换
• 如果想要退出选择，并且不想执行当前选中的命令，可以按 ctrl + c

1.2 ls 命令说明

• ls 是英文单词 list 的简写，其功能为列出目录的内容，是用户最常用的命令之一，类似于 DOS 下的 dir 命令

Linux 下文件和目录的特点

• Linux 文件 或者 目录 名称最长可以有 256 个字符
• 以 . 开头的文件为隐藏文件，需要用 -a 参数才能显示
• . 代表当前目录
• … 代表上一级目录

1.3 ls 常用选项

参数	含义
-a	显示指定目录下所有子目录与文件，包括隐藏文件
-l	以列表方式显示文件的详细信息
-h	配合 -l 以人性化的方式显示文件大小
-d	可以显示参数为目录时,这个目录的信息

计算机中文件大小的表示方式（科普）

单位	英文	含义
字节	B（Byte）	在计算机中作为一个数字单元，一般为 8 位二进制数
千	K（Kibibyte）	1 KB = 1024 B，千字节 （1024 = 2 ** 10）
兆	M（Mebibyte）	1 MB = 1024 KB，百万字节
千兆	G（Gigabyte）	1 GB = 1024 MB，十亿字节，千兆字节
太	T（Terabyte）	1 TB = 1024 GB，万亿字节，太字节
拍	P（Petabyte）	1 PB = 1024 TB，千万亿字节，拍字节
艾	E（Exabyte）	1 EB = 1024 PB，百亿亿字节，艾字节
泽	Z（Zettabyte）	1 ZB = 1024 EB，十万亿亿字节，泽字节
尧	Y（Yottabyte）	1 YB = 1024 ZB，一亿亿亿字节，尧字节

1.4 ls 通配符的使用

通配符	含义
*	代表任意个数个字符
?	代表任意一个字符，仅 1 个
[]	表示可以匹配字符组中的任一一个
[abc]	匹配 a、b、c 中的任意一个
[a-f]	匹配从 a 到 f 范围内的的任意一个字符

02. 切换目录

2.1 cd

• cd 是英文单词 change directory 的简写，其功能为更改当前的工作目录，也是用户最常用的命令之一

注意：Linux 所有的 目录 和 文件名 都是大小写敏感的

命令	含义
cd	切换到当前用户的主目录(/home/用户目录)
cd ~	切换到当前用户的主目录(/home/用户目录)
cd .	保持在当前目录不变
cd …	切换到上级目录
cd -	可以在最近两次工作目录之间来回切换

2.2 相对路径和绝对路径

• 相对路径 在输入路径时，最前面不是 / 或者 ~，表示相对 当前目录 所在的目录位置
• 绝对路径 在输入路径时，最前面是 / 或者 ~，表示从 根目录/家目录 开始的具体目录位置

03. 创建和删除操作

3.1 touch

• 创建文件或修改文件时间
  • 如果文件 不存在，可以创建一个空白文件
  • 如果文件 已经存在，可以修改文件的末次修改日期

3.2 mkdir

• 创建一个新的目录

选项	含义
-p	可以递归创建目录

新建目录的名称 不能与当前目录中 已有的目录或文件 同名

3.3 rm

• 删除文件或目录

使用 rm 命令要小心，因为文件删除后不能恢复

选项	含义
-f	强制删除，忽略不存在的文件，无需提示
-r	递归地删除目录下的内容，删除文件夹 时必须加此参数

04. 拷贝和移动文件

序号	命令	对应英文	作用
01	tree [目录名]	tree	以树状图列出文件目录结构
02	cp 源文件 目标文件	copy	复制文件或者目录
03	mv 源文件 目标文件	move	移动文件或者目录／文件或者目录重命名

4.1 tree

• tree 命令可以以树状图列出文件目录结构

选项	含义
-d	只显示目录

4.2 cp

• cp 命令的功能是将给出的 文件 或 目录 复制到另一个 文件 或 目录 中，相当于 DOS 下的 copy 命令

选项	含义
-i	覆盖文件前提示
-r	若给出的源文件是目录文件，则 cp 将递归复制该目录下的所有子目录和文件，目标文件必须为一个目录名

4.3 mv

• mv 命令可以用来 移动 文件 或 目录，也可以给 文件或目录重命名

选项	含义
-i	覆盖文件前提示

05. 查看文件内容

序号	命令	对应英文	作用
01	cat 文件名	concatenate	查看文件内容、创建文件、文件合并、追加文件内容等功能
02	more 文件名	more	分屏显示文件内容
03	grep 搜索文本 文件名	grep	搜索文本文件内容

5.1 cat

• cat 命令可以用来 查看文件内容、创建文件、文件合并、追加文件内容 等功能
• cat 会一次显示所有的内容，适合 查看内容较少 的文本文件

选项	含义
-b	对非空输出行编号
-n	对输出的所有行编号

Linux 中还有一个 nl 的命令和 cat -b 的效果等价

5.2 more

• more 命令可以用于分屏显示文件内容，每次只显示一页内容
• 适合于 查看内容较多的文本文件

使用 more 的操作键：

操作键	功能
空格键	显示手册页的下一屏
Enter 键	一次滚动手册页的一行
b	回滚一屏
f	前滚一屏
q	退出
/word	搜索 word 字符串

5.3 grep

• Linux 系统中 grep 命令是一种强大的文本搜索工具
• grep允许对文本文件进行 模式查找，所谓模式查找，又被称为正则表达式，在就业班会详细讲解

选项	含义
-n	显示匹配行及行号
-v	显示不包含匹配文本的所有行（相当于求反）
-i	忽略大小写

• 常用的两种模式查找

参数	含义
^a	行首，搜寻以 a 开头的行
ke$	行尾，搜寻以 ke 结束的行

06. 其他

6.1 echo 文字内容

• echo 会在终端中显示参数指定的文字，通常会和 重定向 联合使用

6.2 重定向 > 和 >>

• Linux 允许将命令执行结果 重定向到一个 文件
• 将本应显示在终端上的内容 输出／追加 到指定文件中

其中

• > 表示输出，会覆盖文件原有的内容
• >> 表示追加，会将内容追加到已有文件的末尾

6.3 管道 |

• Linux 允许将 一个命令的输出 可以通过管道 做为 另一个命令的输入
• 可以理解现实生活中的管子，管子的一头塞东西进去，另一头取出来，这里 | 的左右分为两端，左端塞东西（写），右端取东西（读）

常用的管道命令有：

• more：分屏显示内容
• grep：在命令执行结果的基础上查询指定的文本

远程管理常用命令

目标

• 关机/重启
  • shutdown
• 查看或配置网卡信息
  • ifconfig
  • ping
• 远程登录和复制文件
  • ssh
  • scp

01. 关机/重启

序号	命令	对应英文	作用
01	shutdown 选项 时间	shutdown	关机／重新启动

1.1 shutdown

• shutdown 命令可以 安全 关闭 或者 重新启动系统

选项	含义
-r	重新启动

提示：

• 不指定选项和参数，默认表示 1 分钟之后 关闭电脑
• 远程维护服务器时，最好不要关闭系统，而应该重新启动系统

• 常用命令示例

# 重新启动操作系统，其中 now 表示现在
$ shutdown -r now

# 立刻关机，其中 now 表示现在
$ shutdown now

# 系统在今天的 20:25 会关机
$ shutdown 20:25

# 系统再过十分钟后自动关机
$ shutdown +10

# 取消之前指定的关机计划
$ shutdown -c

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02. 查看或配置网卡信息

序号	命令	对应英文	作用
01	ifconfig	configure a network interface	查看/配置计算机当前的网卡配置信息
02	ping ip地址	ping	检测到目标 ip地址 的连接是否正常

2.1 网卡 和 IP 地址

网卡

• 网卡是一个专门负责网络通讯的硬件设备
• IP 地址是设置在网卡上的地址信息

我们可以把 电脑 比作 电话，网卡 相当于 SIM 卡，IP 地址 相当于 电话号码

IP 地址

• 每台联网的电脑上都有 IP 地址，是保证电脑之间正常通讯的重要设置

注意：每台电脑的 IP 地址不能相同，否则会出现 IP 地址冲突，并且没有办法正常通讯

提示：有关 IP 地址的详细内容，在就业班会详细讲解！

2.2 ifconfig

• ifconfig 可以查看／配置计算机当前的网卡配置信息

# 查看网卡配置信息
$ ifconfig

# 查看网卡对应的 IP 地址
$ ifconfig | grep inet

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提示：一台计算机中有可能会有一个 物理网卡 和 多个虚拟网卡，在 Linux 中物理网卡的名字通常以 ensXX 表示

• 127.0.0.1 被称为 本地回环/环回地址，一般用来测试本机网卡是否正常

2.3 ping

# 检测到目标主机是否连接正常
$ ping IP地址

# 检测本地网卡工作正常
$ ping 127.0.0.1

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• ping 一般用于检测当前计算机到目标计算机之间的网络 是否通畅，数值越大，速度越慢

• ping 的工作原理与潜水艇的声纳相似，ping 这个命令就是取自 声纳的声音
• 网络管理员之间也常将 ping 用作动词 —— ping 一下计算机X，看他是否开着

原理：网络上的机器都有 唯一确定的 IP 地址，我们给目标 IP 地址发送一个数据包，对方就要返回一个数据包，根据返回的数据包以及时间，我们可以确定目标主机的存在

提示：在 Linux 中，想要终止一个终端程序的执行，绝大多数都可以使用 CTRL + C

03. 远程登录和复制文件

序号	命令	对应英文	作用
01	ssh 用户名@ip	secure shell	关机／重新启动
02	scp 用户名@ip:文件名或路径 用户名@ip:文件名或路径	secure copy	远程复制文件

3.1 ssh 基础（重点）

在 Linux 中 SSH 是 非常常用 的工具，通过 SSH 客户端 我们可以连接到运行了 SSH 服务器 的远程机器上

• SSH 客户端是一种使用 Secure Shell（SSH） 协议连接到远程计算机的软件程序
• SSH 是目前较可靠，专为远程登录会话和其他网络服务 提供安全性的协议
  • 利用 SSH 协议 可以有效防止远程管理过程中的信息泄露
  • 通过 SSH 协议 可以对所有传输的数据进行加密，也能够防止 DNS 欺骗和 IP 欺骗
• SSH 的另一项优点是传输的数据可以是经过压缩的，所以可以加快传输的速度

1) 域名 和 端口号

域名

• 由一串 用点分隔 的名字组成，例如：www.baidu.com
• 是 IP 地址 的别名，方便用户记忆

端口号

• IP 地址：通过 IP 地址 找到网络上的 计算机

• 端口号：通过 端口号 可以找到 计算机上运行的应用程序

  • SSH 服务器 的默认端口号是 22，如果是默认端口号，在连接的时候，可以省略

• 常见服务端口号列表：

序号	服务	端口号
01	SSH 服务器	22
02	Web 服务器	80
03	HTTPS	443
04	FTP 服务器	21

提示：有关 端口号的详细内容，在就业班会详细讲解！

2) SSH 客户端的简单使用

ssh [-p port] user@remote

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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• user 是在远程机器上的用户名，如果不指定的话默认为当前用户
• remote 是远程机器的地址，可以是 IP／域名，或者是 后面会提到的别名
• port 是 SSH Server 监听的端口，如果不指定，就为默认值 22

提示：

• 使用 exit 退出当前用户的登录

注意：

• ssh 这个终端命令只能在 Linux 或者 UNIX 系统下使用
• 如果在 Windows 系统中，可以安装 PuTTY 或者 XShell 客户端软件即可

提示：

• 在工作中，SSH 服务器的端口号很有可能不是 22，如果遇到这种情况就需要使用 -p 选项，指定正确的端口号，否则无法正常连接到服务器

3) Windows 下 SSH 客户端的安装

• Putty http://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/latest.html
• XShell http://xshellcn.com

建议从官方网站下载正式的安装程序

3.2 scp（掌握）

• scp 就是 secure copy，是一个在 Linux 下用来进行 远程拷贝文件 的命令
• 它的地址格式与 ssh 基本相同，需要注意的是，在指定端口时用的是大写的 -P 而不是小写的

# 把本地当前目录下的 01.py 文件 复制到 远程 家目录下的 Desktop/01.py
# 注意：`:` 后面的路径如果不是绝对路径，则以用户的家目录作为参照路径
scp -P port 01.py user@remote:Desktop/01.py

# 把远程 家目录下的 Desktop/01.py 文件 复制到 本地当前目录下的 01.py
scp -P port user@remote:Desktop/01.py 01.py

# 加上 -r 选项可以传送文件夹
# 把当前目录下的 demo 文件夹 复制到 远程 家目录下的 Desktop
scp -r demo user@remote:Desktop

# 把远程 家目录下的 Desktop 复制到 当前目录下的 demo 文件夹
scp -r user@remote:Desktop demo

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选项	含义
-r	若给出的源文件是目录文件，则 scp 将递归复制该目录下的所有子目录和文件，目标文件必须为一个目录名
-P	若远程 SSH 服务器的端口不是 22，需要使用大写字母 -P 选项指定端口

注意：

• scp 这个终端命令只能在 Linux 或者 UNIX 系统下使用
• 如果在 Windows 系统中，可以安装 PuTTY，使用 pscp 命令行工具或者安装 FileZilla 使用 FTP 进行文件传输

FileZilla

• 官方网站：https://www.filezilla.cn/download/client
• FileZilla 在传输文件时，使用的是 FTP 服务 而不是 SSH 服务，因此端口号应该设置为 21

3.3 SSH 高级（知道）

• 免密码登录
• 配置别名

提示：有关 SSH 配置信息都保存在用户家目录下的 .ssh 目录下

1）免密码登录

步骤

• 配置公钥
  • 执行 ssh-keygen 即可生成 SSH 钥匙，一路回车即可
• 上传公钥到服务器
  • 执行 ssh-copy-id -p port user@remote，可以让远程服务器记住我们的公钥

示意图

非对称加密算法

• 使用 公钥 加密的数据，需要使用 私钥 解密
• 使用 私钥 加密的数据，需要使用 公钥 解密

2) 配置别名

每次都输入 ssh -p port user@remote，时间久了会觉得很麻烦，特别是当 user, remote 和 port 都得输入，而且还不好记忆

而 配置别名 可以让我们进一步偷懒，譬如用：ssh mac 来替代上面这么一长串，那么就在 ~/.ssh/config 里面追加以下内容：

Host wanglei
    HostName ip地址
    User itheima
    Port 22

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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保存之后，即可用 ssh mac 实现远程登录了，scp 同样可以使用

用户权限相关命令

目标

• 用户 和 权限 的基本概念
• 用户管理 终端命令
• 组管理 终端命令
• 修改权限 终端命令

01. 用户 和 权限 的基本概念

1.1 基本概念

• 用户 是 Linux 系统工作中重要的一环，用户管理包括 用户 与 组 管理
• 在 Linux 系统中，不论是由本机或是远程登录系统，每个系统都必须拥有一个账号，并且对于不同的系统资源拥有不同的使用权限
• 在 Linux 中，可以指定 每一个用户 针对 不同的文件或者目录 的 不同权限
• 对 文件／目录 的权限包括：

序号	权限	英文	缩写	数字代号
01	读	read	r	4
02	写	write	w	2
03	执行	excute	x	1

1.2 组

• 为了方便用户管理，提出了 组 的概念，如下图所示

• 在实际应用中，可以预先针对 组 设置好权限，然后 将不同的用户添加到对应的组中，从而不用依次为每一个用户设置权限

1.3 ls -l 扩展

• ls -l 可以查看文件夹下文件的详细信息，从左到右依次是：

  • 权限，第 1 个字符如果是 d 表示目录
  • 硬链接数，通俗地讲，就是有多少种方式，可以访问到当前目录／文件
  • 拥有者，家目录下 文件／目录 的拥有者通常都是当前用户
  • 组，在 Linux 中，很多时候，会出现组名和用户名相同的情况，后续会讲
  • 大小
  • 时间
  • 名称

1.4 chmod 简单使用（重要）

• chmod 可以修改 用户／组 对 文件／目录 的权限
• 命令格式如下：

chmod +/-rwx 文件名|目录名

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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提示：以上方式会一次性修改 拥有者 / 组 权限，有关 chmod 的高级用法，后续会讲

1.5 超级用户

• Linux 系统中的 root 账号通常 用于系统的维护和管理，对操作系统的所有资源 具有所有访问权限
• 在大多数版本的 Linux 中，都不推荐 直接使用 root 账号登录系统
• 在 Linux 安装的过程中，系统会自动创建一个用户账号，而这个默认的用户就称为“标准用户”

sudo

• su 是 substitute user 的缩写，表示 使用另一个用户的身份
• sudo 命令用来以其他身份来执行命令，预设的身份为 root
• 用户使用 sudo 时，必须先输入密码，之后有 5 分钟的有效期限，超过期限则必须重新输入密码

若其未经授权的用户企图使用 sudo，则会发出警告邮件给管理员

02. 组管理 终端命令

提示：创建组 / 删除组 的终端命令都需要通过 sudo 执行

序号	命令	作用
01	groupadd 组名	添加组
02	groupdel 组名	删除组
03	cat /etc/group	确认组信息
04	chgrp -R 组名 文件/目录名	递归修改文件/目录的所属组

提示：

• 组信息保存在 /etc/group 文件中
• /etc 目录是专门用来保存 系统配置信息 的目录

• 在实际应用中，可以预先针对 组 设置好权限，然后 将不同的用户添加到对应的组中，从而不用依次为每一个用户设置权限

演练目标

1. 在 python 用户的桌面文件夹下创建 Python学习 目录
2. 新建 dev 组
3. 将 Python学习 目录的组修改为 dev

03. 用户管理 终端命令

提示：创建用户 / 删除用户 / 修改其他用户密码 的终端命令都需要通过 sudo 执行

3.1 创建用户／设置密码／删除用户

序号	命令	作用	说明
01	useradd -m -g 组 新建用户名	添加新用户	-m 自动建立用户家目录 -g 指定用户所在的组，否则会建立一个和同名的组
02	passwd 用户名	设置用户密码	如果是普通用户，直接用 passwd 可以修改自己的账户密码
03	userdel -r 用户名	删除用户	-r 选项会自动删除用户家目录
04	cat /etc/passwd | grep 用户名	确认用户信息	新建用户后，用户信息会保存在 /etc/passwd 文件中

提示：

• 创建用户时，如果忘记添加 -m 选项指定新用户的家目录 —— 最简单的方法就是删除用户，重新创建
• 创建用户时，默认会创建一个和用户名同名的组名
• 用户信息保存在 /etc/passwd 文件中

3.2 查看用户信息

序号	命令	作用
01	id [用户名]	查看用户 UID 和 GID 信息
02	who	查看当前所有登录的用户列表
03	whoami	查看当前登录用户的账户名

passwd 文件

/etc/passwd 文件存放的是用户的信息，由 6 个分号组成的 7 个信息，分别是

1. 用户名
2. 密码（x，表示加密的密码）
3. UID（用户标识）
4. GID（组标识）
5. 用户全名或本地帐号
6. 家目录
7. 登录使用的 Shell，就是登录之后，使用的终端命令，ubuntu 默认是 dash

usermod

• usermod 可以用来设置 用户 的 主组 ／ 附加组 和 登录 Shell，命令格式如下：
• 主组：通常在新建用户时指定，在 etc/passwd 的第 4 列 GID 对应的组
• 附加组：在 etc/group 中最后一列表示该组的用户列表，用于指定 用户的附加权限

提示：设置了用户的附加组之后，需要重新登录才能生效！

# 修改用户的主组（passwd 中的 GID）
usermod -g 组 用户名

# 修改用户的附加组
usermod -G 组 用户名

# 修改用户登录 Shell
usermod -s /bin/bash 用户名

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注意：默认使用 useradd 添加的用户是没有权限使用 sudo 以 root 身份执行命令的，可以使用以下命令，将用户添加到 sudo 附加组中

usermod -G sudo 用户名

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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which（重要）

提示

• /etc/passwd 是用于保存用户信息的文件
• /usr/bin/passwd 是用于修改用户密码的程序

• which 命令可以查看执行命令所在位置，例如：

which ls

# 输出
# /bin/ls

which useradd

# 输出
# /usr/sbin/useradd

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bin 和 sbin

• 在 Linux 中，绝大多数可执行文件都是保存在 /bin、/sbin、/usr/bin、/usr/sbin
• /bin（binary）是二进制执行文件目录，主要用于具体应用
• /sbin（system binary）是系统管理员专用的二进制代码存放目录，主要用于系统管理
• /usr/bin（user commands for applications）后期安装的一些软件
• /usr/sbin（super user commands for applications）超级用户的一些管理程序

提示：

• cd 这个终端命令是内置在系统内核中的，没有独立的文件，因此用 which 无法找到 cd 命令的位置

3.3 切换用户

序号	命令	作用	说明
01	su - 用户名	切换用户，并且切换目录	- 可以切换到用户家目录，否则保持位置不变
02	exit	退出当前登录账户

• su 不接用户名，可以切换到 root，但是不推荐使用，因为不安全
• exit 示意图如下：

04. 修改文件权限

序号	命令	作用
01	chown	修改拥有者
02	chgrp	修改组
03	chmod	修改权限

• 命令格式如下：

# 修改文件|目录的拥有者
chown 用户名 文件名|目录名

# 递归修改文件|目录的组
chgrp -R 组名 文件名|目录名

# 递归修改文件权限
chmod -R 755 文件名|目录名

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• chmod 在设置权限时，可以简单地使用三个数字分别对应 拥有者 ／ 组 和 其他 用户的权限

# 直接修改文件|目录的 读|写|执行 权限，但是不能精确到 拥有者|组|其他
chmod +/-rwx 文件名|目录名

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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• 常见数字组合有（u表示用户／g表示组／o表示其他）：
  • 777 ===> u=rwx,g=rwx,o=rwx
  • 755 ===> u=rwx,g=rx,o=rx
  • 644 ===> u=rw,g=r,o=r

chmod 演练目标

1. 将 01.py 的权限修改为 u=rwx,g=rx,o=r
2. 将 123.txt 的权限修改为 u=rw,g=r,o=-
3. 将 test 目录以及目录下的 所有 文件权限修改为 u=rwx,g=rwx,o=rx

系统信息相关命令

• 本节内容主要是为了方便通过远程终端维护服务器时，查看服务器上当前 系统日期和时间 ／ 磁盘空间占用情况 ／ 程序执行情况
• 本小结学习的终端命令基本都是查询命令，通过这些命令对系统资源的使用情况有个了解

目标

• 时间和日期
  • date
  • cal
• 磁盘和目录空间
  • df
  • du
• 进程信息
  • ps
  • top
  • kill

01. 时间和日期

序号	命令	作用
01	date	查看系统时间
02	cal	calendar 查看日历，-y 选项可以查看一年的日历

02. 磁盘信息

序号	命令	作用
01	df -h	disk free 显示磁盘剩余空间
02	du -h [目录名]	disk usage 显示目录下的文件大小

• 选项说明

参数	含义
-h	以人性化的方式显示文件大小

03. 进程信息

• 所谓 进程，通俗地说就是 当前正在执行的一个程序

序号	命令	作用
01	ps aux	process status 查看进程的详细状况
02	top	动态显示运行中的进程并且排序
03	kill [-9] 进程代号	终止指定代号的进程，-9 表示强行终止

ps 默认只会显示当前用户通过终端启动的应用程序

• ps 选项说明

选项	含义
a	显示终端上的所有进程，包括其他用户的进程
u	显示进程的详细状态
x	显示没有控制终端的进程

提示：使用 kill 命令时，最好只终止由当前用户开启的进程，而不要终止 root 身份开启的进程，否则可能导致系统崩溃

• 要退出 top 可以直接输入 q

其他命令

目标

• 查找文件
  • find
• 软链接
  • ln
• 打包和压缩
  • tar
• 软件安装
  • apt-get

01. 查找文件

• find 命令功能非常强大，通常用来在 特定的目录下 搜索 符合条件的文件

序号	命令	作用
01	find [路径] -name “*.py”	查找指定路径下扩展名是 .py 的文件，包括子目录

• 如果省略路径，表示在当前文件夹下查找
• 之前学习的通配符，在使用 find 命令时同时可用
• 有关 find 的高级使用，在就业班会讲

演练目标

• 1. 搜索桌面目录下，文件名包含 1 的文件

find -name "*1*"

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
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• 2. 搜索桌面目录下，所有以 .txt 为扩展名的文件

find -name "*.txt"

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
1
   
   
   
   

• 3. 搜索桌面目录下，以数字 1 开头的文件

find -name "1*"

   
   
   
   

   
   
   
   

    
    
    
    
1
   
   
   
   

02. 软链接

序号	命令	作用
01	ln -s 被链接的源文件 链接文件	建立文件的软链接，用通俗的方式讲类似于 Windows 下的快捷方式

• 注意：
• 1. 没有 -s 选项建立的是一个 硬链接文件
  • 两个文件占用相同大小的硬盘空间，工作中几乎不会建立文件的硬链接
• 2. 源文件要使用绝对路径，不能使用相对路径，这样可以方便移动链接文件后，仍然能够正常使用

演练目标

• 1. 将桌面目录下的 01.py 移动到 demo/b/c 目录下
• 2. 在桌面目录下新建 01.py 的 软链接 FirstPython
  • 分别使用 相对路径 和 绝对路径 建立 FirstPython 的软链接
• 3. 将 FirstPython 移动到 demo 目录下，对比使用 相对路径 和 绝对路径 的区别

硬链接简介（知道）

• 在使用 ln 创建链接时，如果没有 -s 选项，会创建一个 硬链接，而不是软链接

硬链接演练

• 1. 在 ~/Desktop/demo 目录下建立 ~/Desktop/demo/b/c/01.py 的硬链接 01_hard
• 2. 使用 ls -l 查看文件的硬链接数（硬链接——有多少种方式可以访问文件或者目录）
• 3. 删除 ~/Desktop/demo/b/c/01.py，并且使用 tree 来确认 demo 目录下的三个链接文件

文件软硬链接的示意图

在 Linux 中，文件名 和 文件的数据 是分开存储的

• 提示：
  • 在 Linux 中，只有文件的 硬链接数 == 0 才会被删除
  • 使用 ls -l 可以查看一个文件的硬链接的数量
  • 在日常工作中，几乎不会建立文件的硬链接，知道即可

03. 打包压缩

• 打包压缩 是日常工作中备份文件的一种方式
• 在不同操作系统中，常用的打包压缩方式是不同的
  • Windows 常用 rar
  • Mac 常用 zip
  • Linux 常用 tar.gz

3.1 打包 ／ 解包

• tar 是 Linux 中最常用的 备份工具，此命令可以 把一系列文件 打包到 一个大文件中，也可以把一个 打包的大文件恢复成一系列文件
• tar 的命令格式如下：

# 打包文件
tar -cvf 打包文件.tar 被打包的文件／路径...

# 解包文件
tar -xvf 打包文件.tar

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• tar 选项说明

选项	含义
c	生成档案文件，创建打包文件
x	解开档案文件
v	列出归档解档的详细过程，显示进度
f	指定档案文件名称，f 后面一定是 .tar 文件，所以必须放选项最后

注意：f 选项必须放在最后，其他选项顺序可以随意

打包解包演练

1. 删除桌面下的所有内容
2. 在桌面下新建三个空白文件 01.py、02.py、03.py
3. 将这三个文件打一个 py.tar 的包
4. 新建 tar 目录，并且将 py.tar 移动到 tar 目录下
5. 解包 py.tar

3.2 压缩／解压缩

1) gzip

• tar 与 gzip 命令结合可以使用实现文件 打包和压缩
  • tar 只负责打包文件，但不压缩
  • 用 gzip 压缩 tar 打包后的文件，其扩展名一般用 xxx.tar.gz

在 Linux 中，最常见的压缩文件格式就是 xxx.tar.gz

• 在 tar 命令中有一个选项 -z 可以调用 gzip，从而可以方便的实现压缩和解压缩的功能

• 命令格式如下：

# 压缩文件
tar -zcvf 打包文件.tar.gz 被压缩的文件／路径...

# 解压缩文件
tar -zxvf 打包文件.tar.gz

# 解压缩到指定路径
tar -zxvf 打包文件.tar.gz -C 目标路径

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选项	含义
-C	解压缩到指定目录，注意：要解压缩的目录必须存在

2) bzip2(two)

• tar 与 bzip2 命令结合可以使用实现文件 打包和压缩（用法和 gzip 一样）

  • tar 只负责打包文件，但不压缩，
  • 用 bzip2 压缩 tar 打包后的文件，其扩展名一般用 xxx.tar.bz2

• 在 tar 命令中有一个选项 -j 可以调用 bzip2，从而可以方便的实现压缩和解压缩的功能

• 命令格式如下：

# 压缩文件
tar -jcvf 打包文件.tar.bz2 被压缩的文件／路径...

# 解压缩文件
tar -jxvf 打包文件.tar.bz2

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04. 软件安装

4.1 通过 apt 安装／卸载软件

• apt 是 Advanced Packaging Tool，是 Linux 下的一款安装包管理工具
• 可以在终端中方便的 安装／卸载／更新软件包

# 1. 安装软件
$ sudo apt install 软件包

# 2. 卸载软件
$ sudo apt remove 软件名

# 3. 更新已安装的包
$ sudo apt upgrade

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安装演练

# 一个小火车提示
$ sudo apt install sl

# 一个比较漂亮的查看当前进程排名的软件
$ sudo apt install htop

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4.2 配置软件源

• 如果希望在 ubuntu 中安装软件，更加快速，可以通过设置镜像源，选择一个访问网速更快的服务器，来提供软件下载／安装服务
• 提示：更换服务器之后，需要一个相对比较长时间的更新过程，需要耐心等待。更新完成后，再安装软件都会从新设置的服务器下载软件了

所谓镜像源，就是所有服务器的内容是相同的（镜像），但是根据所在位置不同，国内服务器通常速度会更快一些！