Linux基础知识梳理总结
Linux基础知识梳理
文章目录
- Linux基础知识梳理
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- Linux 概述
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- 什么是Linux
- Unix和Linux有什么区别？
- 什么是 Linux 内核？
- Linux的基本组件是什么？
- Linux 的体系结构
- BASH和DOS之间的基本区别是什么？
- Linux 开机启动过程？
- Linux系统缺省的运行级别？
- Linux 使用的进程间通信方式？
- Linux 有哪些系统日志文件？
- Linux系统安装多个桌面环境有帮助吗？
- 什么是交换空间？
- 什么是root帐户
- 什么是LILO？
- 什么是BASH？
- 什么是CLI？
- 什么是GUI？
- 开源的优势是什么？
- GNU项目的重要性是什么？
- 磁盘、目录、文件
-
- 简单 Linux 文件系统？
- Linux 的目录结构是怎样的？
- 什么是 inode ？
- 什么是硬链接和软链接？
- RAID 是什么?
- Shell
-
- Shell 脚本是什么？
- 语法级
-
- 可以在 Shell 脚本中使用哪些类型的变量？
- Shell 脚本中 `if` 语法如何嵌套?
- Shell 脚本中 `case` 语句的语法?
- Shell 脚本中 `for` 循环语法？
- Shell 脚本中 `while` 循环语法？
- 如何使脚本可执行?
- 在 Shell 脚本如何定义函数呢？
- 编程题
-
- 判断一文件是不是字符设备文件，如果是将其拷贝到 `/dev` 目录下？
- 添加一个新组为 class1 ，然后添加属于这个组的 30 个用户，用户名的形式为 stdxx ，其中 xx 从 01 到 30 ？
- 写一个 sed 命令，修改 `/tmp/input.txt` 文件的内容？
Linux 概述
什么是Linux
Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和Unix的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的Unix工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。
Unix和Linux有什么区别？
Linux和Unix都是功能强大的操作系统，都是应用广泛的服务器操作系统，有很多相似之处，甚至有一部分人错误地认为Unix和Linux操作系统是一样的，然而，事实并非如此，以下是两者的区别。
- 开源性
Linux是一款开源操作系统，不需要付费，即可使用；Unix是一款对源码实行知识产权保护的传统商业软件，使用需要付费授权使用。 - 跨平台性
Linux操作系统具有良好的跨平台性能，可运行在多种硬件平台上；Unix操作系统跨平台性能较弱，大多需与硬件配套使用。 - 可视化界面
Linux除了进行命令行操作，还有窗体管理系统；Unix只是命令行下的系统。 - 硬件环境
Linux操作系统对硬件的要求较低，安装方法更易掌握；Unix对硬件要求比较苛刻，按照难度较大。 - 用户群体
Linux的用户群体很广泛，个人和企业均可使用；Unix的用户群体比较窄，多是安全性要求高的大型企业使用，如银行、电信部门等，或者Unix硬件厂商使用，如Sun等。
相比于Unix操作系统，Linux操作系统更受广大计算机爱好者的喜爱，主要原因是Linux操作系统具有Unix操作系统的全部功能，并且能够在普通PC计算机上实现全部的Unix特性，开源免费的特性，更容易普及使用！
什么是 Linux 内核？
Linux 系统的核心是内核。内核控制着计算机系统上的所有硬件和软件，在必要时分配硬件，并根据需要执行软件。
- 系统内存管理
- 应用程序管理
- 硬件设备管理
- 文件系统管理
Linux的基本组件是什么？
就像任何其他典型的操作系统一样，Linux拥有所有这些组件：内核，shell和GUI，系统实用程序和应用程序。Linux比其他操作系统更具优势的是每个方面都附带其他功能，所有代码都可以免费下载。
Linux 的体系结构
从大的方面讲，Linux 体系结构可以分为两块：
- 用户空间(User Space) ：用户空间又包括用户的应用程序(User Applications)、C 库(C Library) 。
- 内核空间(Kernel Space) ：内核空间又包括系统调用接口(System Call Interface)、内核(Kernel)、平台架构相关的代码(Architecture-Dependent Kernel Code) 。
为什么 Linux 体系结构要分为用户空间和内核空间的原因？
- 1、现代 CPU 实现了不同的工作模式，不同模式下 CPU 可以执行的指令和访问的寄存器不同。
- 2、Linux 从 CPU 的角度出发，为了保护内核的安全，把系统分成了两部分。
用户空间和内核空间是程序执行的两种不同的状态，我们可以通过两种方式完成用户空间到内核空间的转移：1）系统调用；2）硬件中断。
BASH和DOS之间的基本区别是什么？
BASH和DOS控制台之间的主要区别在于3个方面：
- BASH命令区分大小写，而DOS命令则不区分;
- 在BASH下，/ character是目录分隔符，\作为转义字符。在DOS下，/用作命令参数分隔符，\是目录分隔符
- DOS遵循命名文件中的约定，即8个字符的文件名后跟一个点，扩展名为3个字符。BASH没有遵循这样的惯例。
Linux 开机启动过程？
了解即可，个别面试公司还真会问到。
- 1、主机加电自检，加载 BIOS 硬件信息。
- 2、读取 MBR 的引导文件(GRUB、LILO)。
- 3、引导 Linux 内核。
- 4、运行第一个进程 init (进程号永远为 1 )。
- 5、进入相应的运行级别。
- 6、运行终端，输入用户名和密码。
Linux系统缺省的运行级别？
- init 0 关机。
- init 1 单机用户模式。
- init 2 字符界面的多用户模式(不支持网络)。
- init 3 字符界面的多用户模式。
- init 4 未分配使用。
- init 5 图形界面的多用户模式。
- init 6 重启。
Linux 使用的进程间通信方式？
了解即可，不需要太深入。
- 1、管道(pipe)、流管道(s_pipe)、有名管道(FIFO)。
- 2、信号(signal) 。
- 3、消息队列。
- 4、共享内存。
- 5、信号量。
- 6、套接字(socket) 。
Linux 有哪些系统日志文件？
比较重要的是 /var/log/messages 日志文件。
该日志文件是许多进程日志文件的汇总，从该文件可以看出任何入侵企图或成功的入侵。
另外，如果胖友的系统里有 ELK 日志集中收集，它也会被收集进去。
Linux系统安装多个桌面环境有帮助吗？
通常，一个桌面环境，如KDE或Gnome，足以在没有问题的情况下运行。尽管系统允许从一个环境切换到另一个环境，但这对用户来说都是优先考虑的问题。有些程序在一个环境中工作而在另一个环境中无法工作，因此它也可以被视为选择使用哪个环境的一个因素。
什么是交换空间？
交换空间是Linux使用的一定空间，用于临时保存一些并发运行的程序。当RAM没有足够的内存来容纳正在执行的所有程序时，就会发生这种情况。
什么是root帐户
root帐户就像一个系统管理员帐户，允许你完全控制系统。你可以在此处创建和维护用户帐户，为每个帐户分配不同的权限。每次安装Linux时都是默认帐户。
什么是LILO？
LILO是Linux的引导加载程序。它主要用于将Linux操作系统加载到主内存中，以便它可以开始运行。
什么是BASH？
BASH是Bourne Again SHell的缩写。它由Steve Bourne编写，作为原始Bourne Shell（由/ bin / sh表示）的替代品。它结合了原始版本的Bourne Shell的所有功能，以及其他功能，使其更容易使用。从那以后，它已被改编为运行Linux的大多数系统的默认shell。
什么是CLI？
命令行界面（英语**：command-line interface**，缩写]：CLI）是在图形用户界面得到普及之前使用最为广泛的用户界面，它通常不支持鼠标，用户通过键盘输入指令，计算机接收到指令后，予以执行。也有人称之为字符用户界面（CUI）。
通常认为，命令行界面（CLI）没有图形用户界面（GUI）那么方便用户操作。因为，命令行界面的软件通常需要用户记忆操作的命令，但是，由于其本身的特点，命令行界面要较图形用户界面节约计算机系统的资源。在熟记命令的前提下，使用命令行界面往往要较使用图形用户界面的操作速度要快。所以，图形用户界面的操作系统中，都保留着可选的命令行界面。
什么是GUI？
图形用户界面（Graphical User Interface，简称 GUI，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。
图形用户界面是一种人与计算机通信的界面显示格式，允许用户使用鼠标等输入设备操纵屏幕上的图标或菜单选项，以选择命令、调用文件、启动程序或执行其它一些日常任务。与通过键盘输入文本或字符命令来完成例行任务的字符界面相比，图形用户界面有许多优点。
开源的优势是什么？
开源允许你将软件（包括源代码）免费分发给任何感兴趣的人。然后，人们可以添加功能，甚至可以调试和更正源代码中的错误。它们甚至可以让它运行得更好，然后再次自由地重新分配这些增强的源代码。这最终使社区中的每个人受益。
GNU项目的重要性是什么？
这种所谓的自由软件运动具有多种优势，例如可以自由地运行程序以及根据你的需要自由学习和修改程序。它还允许你将软件副本重新分发给其他人，以及自由改进软件并将其发布给公众。
磁盘、目录、文件
简单 Linux 文件系统？
在 Linux 操作系统中，所有被操作系统管理的资源，例如网络接口卡、磁盘驱动器、打印机、输入输出设备、普通文件或是目录都被看作是一个文件。
也就是说在 Linux 系统中有一个重要的概念**：一切都是文件**。其实这是 Unix 哲学的一个体现，而 Linux 是重写 Unix 而来，所以这个概念也就传承了下来。在 Unix 系统中，把一切资源都看作是文件，包括硬件设备。UNIX系统把每个硬件都看成是一个文件，通常称为设备文件，这样用户就可以用读写文件的方式实现对硬件的访问。
Linux 支持 5 种文件类型，如下图所示：
Linux 的目录结构是怎样的？
这个问题，一般不会问。更多是实际使用时，需要知道。
Linux 文件系统的结构层次鲜明，就像一棵倒立的树，最顶层是其根目录：
常见目录说明：
- /bin： 存放二进制可执行文件(ls,cat,mkdir等)，常用命令一般都在这里；
- /etc： 存放系统管理和配置文件；
- /home： 存放所有用户文件的根目录，是用户主目录的基点，比如用户user的主目录就是/home/user，可以用~user表示；
- **/usr **： 用于存放系统应用程序；
- /opt： 额外安装的可选应用程序包所放置的位置。一般情况下，我们可以把tomcat等都安装到这里；
- /proc： 虚拟文件系统目录，是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息；
- /root： 超级用户（系统管理员）的主目录（特权阶级o）；
- /sbin: 存放二进制可执行文件，只有root才能访问。这里存放的是系统管理员使用的系统级别的管理命令和程序。如ifconfig等；
- /dev： 用于存放设备文件；
- /mnt： 系统管理员安装临时文件系统的安装点，系统提供这个目录是让用户临时挂载其他的文件系统；
- /boot： 存放用于系统引导时使用的各种文件；
- **/lib **： 存放着和系统运行相关的库文件 ；
- /tmp： 用于存放各种临时文件，是公用的临时文件存储点；
- /var： 用于存放运行时需要改变数据的文件，也是某些大文件的溢出区，比方说各种服务的日志文件（系统启动日志等。）等；
- /lost+found： 这个目录平时是空的，系统非正常关机而留下“无家可归”的文件（windows下叫什么.chk）就在这里。
什么是 inode ？
一般来说，面试不会问 inode 。但是 inode 是一个重要概念，是理解 Unix/Linux 文件系统和硬盘储存的基础。
理解inode，要从文件储存说起。
文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector）。每个扇区储存512字节（相当于0.5KB）。
操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个"块"（block）。这种由多个扇区组成的"块"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是4KB，即连续八个 sector组成一个 block。
文件数据都储存在"块"中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为"索引节点"。
每一个文件都有对应的inode，里面包含了与该文件有关的一些信息。
简述 Linux 文件系统通过 i 节点把文件的逻辑结构和物理结构转换的工作过程？
如果看的一脸懵逼，也没关系。一般来说，面试官不太会问这个题目。
Linux 通过 inode 节点表将文件的逻辑结构和物理结构进行转换。
- inode 节点是一个 64 字节长的表，表中包含了文件的相关信息，其中有文件的大小、文件所有者、文件的存取许可方式以及文件的类型等重要信息。在 inode 节点表中最重要的内容是磁盘地址表。在磁盘地址表中有 13 个块号，文件将以块号在磁盘地址表中出现的顺序依次读取相应的块。
- Linux 文件系统通过把 inode 节点和文件名进行连接，当需要读取该文件时，文件系统在当前目录表中查找该文件名对应的项，由此得到该文件相对应的 inode 节点号，通过该 inode 节点的磁盘地址表把分散存放的文件物理块连接成文件的逻辑结构。
什么是硬链接和软链接？
1）硬链接
由于 Linux 下的文件是通过索引节点(inode)来识别文件，硬链接可以认为是一个指针，指向文件索引节点的指针，系统并不为它重新分配 inode 。每添加一个一个硬链接，文件的链接数就加 1 。
- 不足：1）不可以在不同文件系统的文件间建立链接；2）只有超级用户才可以为目录创建硬链接。
2）软链接
软链接克服了硬链接的不足，没有任何文件系统的限制，任何用户可以创建指向目录的符号链接。因而现在更为广泛使用，它具有更大的灵活性，甚至可以跨越不同机器、不同网络对文件进行链接。
- 不足：因为链接文件包含有原文件的路径信息，所以当原文件从一个目录下移到其他目录中，再访问链接文件，系统就找不到了，而硬链接就没有这个缺陷，你想怎么移就怎么移；还有它要系统分配额外的空间用于建立新的索引节点和保存原文件的路径。
实际场景下，基本是使用软链接。总结区别如下：
- 硬链接不可以跨分区，软件链可以跨分区。
- 硬链接指向一个 inode 节点，而软链接则是创建一个新的 inode 节点。
- 删除硬链接文件，不会删除原文件，删除软链接文件，会把原文件删除。
RAID 是什么?
RAID 全称为独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks)，基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来，成为一个硬盘阵列组，使性能达到甚至超过一个价格昂贵、 容量巨大的硬盘。RAID 通常被用在服务器电脑上，使用完全相同的硬盘组成一个逻辑扇区，因此操作系统只会把它当做一个硬盘。
RAID 分为不同的等级，各个不同的等级均在数据可靠性及读写性能上做了不同的权衡。在实际应用中，可以依据自己的实际需求选择不同的 RAID 方案。
当然，因为很多公司都使用云服务，大家很难接触到 RAID 这个概念，更多的可能是普通云盘、SSD 云盘酱紫的概念。
Shell
本小节为选读。我也不太会写 Shell 脚本，都是写的时候，在网络上拼拼凑凑。。。
Shell 脚本是什么？
一个 Shell 脚本是一个文本文件，包含一个或多个命令。作为系统管理员，我们经常需要使用多个命令来完成一项任务，我们可以添加这些所有命令在一个文本文件(Shell 脚本)来完成这些日常工作任务。
什么是默认登录 Shell ？
在 Linux 操作系统，"/bin/bash" 是默认登录 Shell，是在创建用户时分配的。
使用 chsh 命令可以改变默认的 Shell 。示例如下所示：
## chsh <用户名> -s <新shell>
## chsh ThinkWon -s /bin/sh
在 Shell 脚本中，如何写入注释？
注释可以用来描述一个脚本可以做什么和它是如何工作的。每一行注释以 # 开头。例子如下：
#!/bin/bash
## This is a command
echo “I am logged in as $USER”
语法级
可以在 Shell 脚本中使用哪些类型的变量？
在 Shell 脚本，我们可以使用两种类型的变量：
-
系统定义变量
系统变量是由系统系统自己创建的。这些变量通常由大写字母组成，可以通过
set命令查看。 -
用户定义变量
用户变量由系统用户来生成和定义，变量的值可以通过命令
"echo $<变量名>"查看。
Shell脚本中 $? 标记的用途是什么？
在写一个 Shell 脚本时，如果你想要检查前一命令是否执行成功，在 if 条件中使用 $? 可以来检查前一命令的结束状态。
-
如果结束状态是 0 ，说明前一个命令执行成功。例如：
root@localhost:~## ls /usr/bin/shar /usr/bin/shar root@localhost:~## echo $? 0 -
如果结束状态不是0，说明命令执行失败。例如：
root@localhost:~## ls /usr/bin/share ls: cannot access /usr/bin/share: No such file or directory root@localhost:~## echo $? 2
Bourne Shell(bash) 中有哪些特殊的变量？
下面的表列出了 Bourne Shell 为命令行设置的特殊变量。
内建变量 解释
$0 命令行中的脚本名字
$1 第一个命令行参数
$2 第二个命令行参数
….. …….
$9 第九个命令行参数
$## 命令行参数的数量
$* 所有命令行参数，以空格隔开
如何取消变量或取消变量赋值？
unset 命令用于取消变量或取消变量赋值。语法如下所示：
## unset <变量名>
Shell 脚本中 if 语法如何嵌套?
if [ 条件 ]
then
命令1
命令2
…..
else
if [ 条件 ]
then
命令1
命令2
….
else
命令1
命令2
…..
fi
fi
在 Shell 脚本中如何比较两个数字？
在 if-then 中使用测试命令（ -gt 等）来比较两个数字。例如：
#!/bin/bash
x=10
y=20
if [ $x -gt $y ]
then
echo “x is greater than y”
else
echo “y is greater than x”
fi
Shell 脚本中 case 语句的语法?
基础语法如下：
case 变量 in
值1)
命令1
命令2
…..
最后命令
!!
值2)
命令1
命令2
……
最后命令
;;
esac
Shell 脚本中 for 循环语法？
基础语法如下：
for 变量 in 循环列表
do
命令1
命令2
….
最后命令
done
Shell 脚本中 while 循环语法？
如同 for 循环，while 循环只要条件成立就重复它的命令块。
不同于 for循环，while 循环会不断迭代，直到它的条件不为真。
基础语法：
while [ 条件 ]
do
命令…
done
do-while 语句的基本格式？
do-while 语句类似于 while 语句，但检查条件语句之前先执行命令（LCTT 译注：意即至少执行一次。）。下面是用 do-while 语句的语法：
do
{
命令
} while (条件)
Shell 脚本中 break 命令的作用？
break 命令一个简单的用途是退出执行中的循环。我们可以在 while 和 until 循环中使用 break 命令跳出循环。
Shell 脚本中 continue 命令的作用？
continue 命令不同于 break 命令，它只跳出当前循环的迭代，而不是整个循环。continue 命令很多时候是很有用的，例如错误发生，但我们依然希望继续执行大循环的时候。
如何使脚本可执行?
使用 chmod 命令来使脚本可执行。例子如下：chmod a+x myscript.sh 。
#!/bin/bash 的作用？
#!/bin/bash 是 Shell 脚本的第一行，称为释伴（shebang）行。
- 这里
#符号叫做 hash ，而!叫做 bang。 - 它的意思是命令通过
/bin/bash来执行。
如何调试 Shell脚本？
- 使用
-x'数（sh -x myscript.sh）可以调试 Shell脚本。 - 另一个种方法是使用
-nv参数(sh -nv myscript.sh)。
如何将标准输出和错误输出同时重定向到同一位置?
- 方法一：
2>&1 (如## ls /usr/share/doc > out.txt 2>&1 )。 - 方法二：
&> (如## ls /usr/share/doc &> out.txt )。
在 Shell 脚本中，如何测试文件？
test 命令可以用来测试文件。基础用法如下表格：
Test 用法
-d 文件名 如果文件存在并且是目录，返回true
-e 文件名 如果文件存在，返回true
-f 文件名 如果文件存在并且是普通文件，返回true
-r 文件名 如果文件存在并可读，返回true
-s 文件名 如果文件存在并且不为空，返回true
-w 文件名 如果文件存在并可写，返回true
-x 文件名 如果文件存在并可执行，返回true
在 Shell 脚本如何定义函数呢？
函数是拥有名字的代码块。当我们定义代码块，我们就可以在我们的脚本调用函数名字，该块就会被执行。示例如下所示：
$ diskusage () { df -h ; }
译注：下面是我给的shell函数语法，原文没有
[ function ] 函数名 [()]
{
命令;
[return int;]
}
如何让 Shell 就脚本得到来自终端的输入?
read 命令可以读取来自终端（使用键盘）的数据。read 命令得到用户的输入并置于你给出的变量中。例子如下：
## vi /tmp/test.sh
#!/bin/bash
echo ‘Please enter your name’
read name
echo “My Name is $name”
## ./test.sh
Please enter your name
ThinkWon
My Name is ThinkWon
如何执行算术运算？
有两种方法来执行算术运算：
- 1、使用 expr 命令：
## expr 5 + 2。 - 2、用一个美元符号和方括号（
$[ 表达式 ]）：test=$[16 + 4] ; test=$[16 + 4]。
编程题
判断一文件是不是字符设备文件，如果是将其拷贝到 /dev 目录下？
#!/bin/bash
read -p "Input file name: " FILENAME
if [ -c "$FILENAME" ];then
cp $FILENAME /dev
fi
添加一个新组为 class1 ，然后添加属于这个组的 30 个用户，用户名的形式为 stdxx ，其中 xx 从 01 到 30 ？
#!/bin/bash
groupadd class1
for((i=1;i<31;i++))
do
if [ $i -le 10 ];then
useradd -g class1 std0$i
else
useradd -g class1 std$i
fi
done
编写 Shell 程序，实现自动删除 50 个账号的功能，账号名为stud1 至 stud50 ？
#!/bin/bash
for((i=1;i<51;i++))
do
userdel -r stud$i
done
写一个 sed 命令，修改 /tmp/input.txt 文件的内容？
要求：
- 删除所有空行。
- 一行中，如果包含 “11111”，则在 “11111” 前面插入 “AAA”，在 “11111” 后面插入 “BBB” 。比如：将内容为 0000111112222 的一行改为 0000AAA11111BBB2222 。
[root@~]## cat -n /tmp/input.txt
1 000011111222
2
3 000011111222222
4 11111000000222
5
6
7 111111111111122222222222
8 2211111111
9 112222222
10 1122
11
## 删除所有空行命令
[root@~]## sed '/^$/d' /tmp/input.txt
000011111222
000011111222222
11111000000222
111111111111122222222222
2211111111
112222222
1122
## 插入指定的字符
[root@~]## sed 's#\(11111\)#AAA\1BBB#g' /tmp/input.txt
0000AAA11111BBB222
0000AAA11111BBB222222
AAA11111BBB000000222
AAA11111BBBAAA11111BBB11122222222222
22AAA11111BBB111
112222222
1122
at -n /tmp/input.txt
1 000011111222
2
3 000011111222222
4 11111000000222
5
6
7 111111111111122222222222
8 2211111111
9 112222222
10 1122
11
## 删除所有空行命令
[root@~]## sed '/^$/d' /tmp/input.txt
000011111222
000011111222222
11111000000222
111111111111122222222222
2211111111
112222222
1122
## 插入指定的字符
[root@~]## sed 's#\(11111\)#AAA\1BBB#g' /tmp/input.txt
0000AAA11111BBB222
0000AAA11111BBB222222
AAA11111BBB000000222
AAA11111BBBAAA11111BBB11122222222222
22AAA11111BBB111
112222222
1122