LINUX信息安全系统设计基础第一周学习总结

 Linux系统简介

 

一、实验内容

 

了解 Linux 的历史，Linux 与 Windows 的区别等入门知识。

 

二、实验要求

 

阅读linux简介与历史

 

三、实验步骤

二、Linux 与 Windows 到底有哪些不同

1.免费与收费

最新正版 Windows8.1 官方售价 ￥888；

Linux 免费或少许费用

2. 软件与支持

• Windows 平台:数量和质量的优势，不过大部分为收费软件；由微软官方提供重要支持和服务；
• Linux 平台：大都为开源自由软件，用户可以修改定制和再发布，由于基本免费没有资金支持，部分软件质量和体验欠缺；有全球所有的 Linux 开发者和自由软件社区提供支持。

3.安全性

• Windows 平台：三天两头打补丁安装系统安全更新，还是会中病毒木马；
• Linux 平台：要说 Linux 没有安全问题，那当然是不可能的，这一点仁者见仁智者见智，相对来说肯定比 Windows 平台要更加安全，使用 Linux 你也不用装某杀毒，某毒霸。

4.使用习惯

• Windows：普通用户基本都是纯图形界面下操作使用，依靠鼠标和键盘完成一切操作，用户上手容易入门简单；
• Linux：兼具图形界面操作（需要使用带有桌面环境的发行版）和完全的命令行操作，可以只用键盘完成一切操作，新手入门较困难，需要一些学习和指导（这正是我们要做的事情），一旦熟练之后效率极高。

5.可定制性

• Windows：这些年之前算是全封闭的,系统可定制性很差；
• Linux：你想怎么做就怎么做，Windows 能做到得它都能，Windows 做不到的，它也能。

6.应用范畴

或许你之前不知道 Linux ，要知道，你之前在 Windows 使用百度，谷歌，上淘宝，聊 QQ 时，支撑这些软件和服务的，是后台成千上万的 Linux 服务器主机，它们时时刻刻都在进行着忙碌的数据处理和运算，可以说世界上大部分软件和服务都是运行在 Linux 之上的。

7.Windows 没有的

• 稳定的系统
• 安全性和漏洞的快速修补
• 多用户
• 用户和用户组的规划
• 相对较少的系统资源占用
• 可定制裁剪，移植到嵌入式平台（如安卓设备）
• 可选择的多种图形用户界面（如 GNOME，KDE）

8.Linux 没有的

• 没有特定的支持厂商
• 游戏娱乐支持度不足
• 专业软件支持度不足

 

 

 

 

 

 

学习路径：

（三）、如何学习 Linux

1.学习心态

• 明确目的：你是要用 Linux 来干什么，搭建服务器，做程序开发，还是日常办公，还是娱乐游戏；

• 面对现实：Linux 大都在命令行下操作，能否接受不用或少用图形界面；

• 是学习 Linux 操作系统本身还是某一个Linux发行版（Ubuntu,CentOS,Fedora,OpenSUSE,Debian,Mint 等等）,如果你对发行版的概念或者它们之间的关系不明确的话可以参看Linux 发行版。

2.注重基础，从头开始

第二节、基本概念及操作

一、实验内容

1、实验楼环境介绍 2、常用 Shell 命令及快捷键 3、Linux 使用小技巧

二、实验步骤

 

（一）、Linux 桌面环境介绍

相对于现在的 Windows 系统，UNIX/Linux 本身是没有图形界面的，我们通常在 Unix/Linux 发行版上看到的图形界面实际都只是运行在 Linux 系统之上的一套软件，类似 Windows95 之前的Windows 的图形界面实则也只是运行在 DOS 环境的一套软件。而 Linux 上的这套软件以前是XFree86，现在则是 xorg（X.Org），而这套软件又是通过 X 窗口系统（X Window System，也常被称为X11或X）实现的，X 本身只是工具包及架构协议，而 xorg 便是 X 架构规范的一个实现体，也就是说它是实现了 X 协议规范的一个提供图形用户界面服务的服务器，就像实现了 http 协议提供 web 服务的 Apache。如果只有服务器也是不能实现一个完整的桌面环境的，当然还需要一个客户端，我们称为 X Client，像如下几个大家熟知也最流行的实现了客户端功能的桌面环境KDE，GNOME，XFCE，LXDE，其中就有你看到的，实验楼目前使用的 XFCE 桌面环境，部分老用户可能可以回想起，实验楼之前使用的环境是 LXDE。这也意味着在 Linux 上你可以自己选择安装不同的桌面环境，甚至可以定制自己的专属桌面

（二）、Linux终端

1.Terminal（终端）

通常在我们使用 Linux 时，我们并不是直接与系统打交道，而是通过一个叫做 Shell 的中间程序来完成的，在图形界面下为了实现让我们在一个窗口中完成接受用户输入和显示输出，Linux 系统还提供了一个叫做终端模拟器的程序（Terminal），下面几个比较常见的终端模拟器，例如 gnome-terminal，kconsole，xterm，rxvt，kvt，nxterm 和 eterm，目前我们的实验中的终端程序是 xfce 桌面环境自带的 xfce-terminal。不过要注意的是这里所说的终端（Terminal）和控制台（Console）是有区别的。

2.Shell

通常在图形界面中对实际体验带来差异的不是上述的不同发行版的各种终端模拟器，而大都是这个 Shell（壳），有壳就有核，这里的核就是指的 UNIX/Linux 内核，Shell 是指“提供给使用者使用界面”的软件（命令解析器），类似于 DOS 下的 command（命令行）和后来的 cmd.exe。普通意义上的 Shell 就是可以接受用户输入命令的程序。它之所以被称作 Shell 是因为它隐藏了操作系统底层的细节。同样的 Unix/Linux 下的图形用户界面 GNOME 和 KDE，有时也被叫做“虚拟 shell”或“图形 shell”。

Unix/Linux 操作系统下的 Shell 既是用户交互的界面，也是控制系统的脚本语言。当然在这点也有别于 Windows 下的命令行，虽然也提供了很简单的控制语句。在Windows 操作系统下，可能有些用户从来都不会直接的使用 Shell，然而在 UNIX 系列操作系统下，Shell 仍然是控制系统启动、X11 启动和很多其他实用工具的脚本解释程序。

在 UNIX/Linux 中比较流行的常见的 Shell 有 bash，zsh，ksh，csh 等等，Ubuntu 终端默认使用的是 bash，默认的桌面环境是 GNOME 或者 Unity（基于 GNOME），但我们的环境中使用的分别是zsh 和 xfce。

3.命令行操作体验

双击桌面上的Xface终端图标，打开终端，打开终端后会自动运行 Shell 程序，然后我们就可以输入命令让系统来执行了：

1).重要快捷键：

真正学习命令行之前，你先要掌握几个十分有用，必需掌握的小技巧：

[Tab]

使用Tab键来进行命令补全，Tab键一般键盘是在字母Q旁边，这个技巧给你带来的最大的好处就是当你忘记某个命令的全称时你可以只输入它的开头的一部分然后按下Tab键就可以得到提示或者帮助完成：

[Ctrl+c]

想想你有没有遇到这种情况，当你在 Linux 命令行中无意输入了一个不知道的命令，或者错误的使用了一个命令，导致在终端里出现了你无法预料的情况，比如，只有光标在闪烁无法继续输入命令，或者不停地在输出一大堆你不想要的结果。你想要立即停止并恢复到你可控的状态，那该怎么办呢。这时候你就可以使用Ctrl+c键来强行终止当前程序（你可以放心它并不会使终端退出）。

2).学会利用历史输入命令

很简单，你可以使用键盘上的方向上键，恢复你之前输入过的命令，你一试便知。

3).学会使用通配符

通配符是一种特殊语句，主要有星号（*）和问号（?），用来对对字符串进行模糊匹配（比如文件名，参数名）。当查找文件夹时，可以使用它来代替一个或多个真正字符；当不知道真正字符或者懒得输入完整名字时，常常使用通配符代替一个或多个真正的字符。

终端里面输入的通配符是由 Shell 处理的，不是由所涉及到命令语句处理的，它只会出现在命令的“参数值”里（它不用在 命令名称里， 命令不记得，那就用Tab补全）。当 Shell 在“参数值”中遇到了通配符时，Shell 会将其当作路径或文件名去在磁盘上搜寻可能的匹配：若符合要求的匹配存在，则进行代换(路径扩展)；否则就将该通配符作为一个普通字符传递给“命令”，然后再由命令进行处理。总之，通配符 实际上就是一种 Shell 实现的路径扩展功能。在 通配符被处理后, Shell 会先完成该命令的重组，然后再继续处理重组后的命令，直至执行该命令。

先使用 touch 命令创建 2 个文件，后缀都为 txt：可以给文件随意命名，假如过了很长时间，你已经忘了这两个文件的文件名，现在你想在你大堆其他文件中找到这两个文本文件，就可以使用通配符：

4).学会在命令行中获取帮助

在 Linux 环境中，如果你遇到困难，可以使用man 命令，它是Manual page的缩写。

Manual pages 是在 UNIX 或类 UNIX 操作系统在线软件文档的一种普遍的形式。 内容包括计算机程序（包括库和系统调用），正式的标准和惯例，甚至是抽象的概念。用户可以通过执行 man 命令调用手册页。

你可以使用如下方式来获得某个命令的说明和使用方式的详细介绍：

$ man <command_name> 

比如你想查看 man 命令本身的使用方式，你可以输入：

man man 

通常情况下，man 手册里面的内容都是英文的，这就要求你有一定的英文基础。man 手册的内容很多，涉及了 Linux 使用过程中的方方面面，为了便于查找，是做了分册（分区段）处理的，在Research UNIX、BSD、OS X 和 Linux 中，手册通常被分为8个区段，安排如下：

第三节、用户及文件权限管理

一、实验内容

1、Linux 中创建、删除用户，及用户组等操作。 2、Linux 中的文件权限设置

二、实验步骤

一、Linux 用户管理

通过第一节课程的学习，你应该已经知道，Linux 是一个可以实现多用户登陆的操作系统，比如“李雷”和“韩梅梅”都可以同时登陆同一台主机，他们共享一些主机的资源，但他们也分别有自己的用户空间，用于存放各自的文件。但实际上他们的文件都是放在同一个物理磁盘上的甚至同一个逻辑分区或者目录里，但是由于 Linux 的 用户管理 和 权限机制 ，不同用户不可以轻易地查看、修改彼此的文件。

1.查看用户

请打开终端，输入命令：

$ who am i 或者 $ who mom likes

输入的第一列表示打开当前伪终端的用户的用户名（要查看当前登录用户的用户名，去掉空格直接使用 whoami 即可），第二列的 pts/0 中 pts 表示伪终端，所谓伪是相对于 /dev/tty 设备而言的，还记得上一节讲终端时的那七个使用 [Ctrl]+[Alt]+[F1]～[F7] 进行切换的 /dev/tty 设备么,这是“真终端”，伪终端就是当你在图形用户界面使用 /dev/tty7 时每打开一个终端就会产生一个伪终端， pts/0 后面那个数字就表示打开的伪终端序号，你可以尝试再打开一个终端，然后在里面输入 who am i ，看第二列是不是就变成 pts/1 了，第三列则表示当前伪终端的启动时间。

who 命令其它常用参数

3.用户组

在 Linux 里面每个用户都有一个归属（用户组），用户组简单地理解就是一组用户的集合，它们共享一些资源和权限，同时拥有私有资源，就跟家的形式差不多，你的兄弟姐妹（不同的用户）属于同一个家（用户组），你们可以共同拥有这个家（共享资源），爸妈对待你们都一样（共享权限），你偶尔写写日记，其他人未经允许不能查看（私有资源和权限）。当然一个用户是可以属于多个用户组的，正如你既属于家庭，又属于学校或公司。

在 Linux 里面如何知道自己属于哪些用户组呢？

方法一：使用groups命令

$ groups shiyanlou

方法二：查看/etc/group文件

$ cat /etc/group | sort 

这里 cat 命令用于读取指定文件的内容并打印到终端输出，后面会详细讲它的使用。 | sort 表示将读取的文本进行一个字典排序再输出，然后你将看到如下一堆输出，你可以在最下面看到 shiyanlou 的用户组信息：

 

etc/group 文件格式说明

/etc/group 的内容包括用户组（Group）、用户组口令、GID 及该用户组所包含的用户（User），每个用户组一条记录。格式如下：

group_name:password:GID:user_list

你看到上面的 password 字段为一个 'x' 并不是说密码就是它，只是表示密码不可见而已。

将其它用户加入 sudo 用户组

默认情况下新创建的用户是不具有 root 权限的，也不在 sudo 用户组，可以让其加入sudo用户组从而获取 root 权限。

$ su -l lilei $ sudo ls 

会提示 lilei 不在 sudoers 文件中，意思就是 lilei 不在 sudo 用户组中，至于 sudoers 文件（/etc/sudoers）你现在最好不要动它，操作不慎会导致比较麻烦的后果。

使用 usermod 命令可以为用户添加用户组，同样使用该命令你必需有 root 权限，你可以直接使用 root 用户为其它用户添加用户组，或者用其它已经在 sudo 用户组的用户使用 sudo 命令获取权限来执行该命令

这里我用 shiyanlou 用户执行 sudo 命令将 lilei 添加到 sudo 用户组，让它也可以使用 sudo 命令获得 root 权限

$ su shiyanlou $ groups lilei $ sudo usermod -G sudo lilei $ groups lilei 

然后你再切换会 lilei 用户，现在就可以使用 sudo 获取 root 权限了。

4.删除用户

删除用户是很简单的事：

2.变更文件所有者

• 文件类型

关于文件类型，这里有一点你必需时刻牢记Linux 里面一切皆文件，正因为这一点才有了设备文件（ /dev 目录下有各种设备文件，大都跟具体的硬件设备相关）这一说，还有 socket（网络套接字，具体是什么，感兴趣的用户可以自己去了解或期待实验楼的后续相关课程），和 pipe (管道，这个东西很重要，我们以后将会讨论到，这里你先知道有它的存在即可)。软链接文件，链接文件是分为两种的，另一种当然是“硬链接”(硬链接不常用，具体内容不作为本课程讨论重点，而软链接等同于 Windows 上的快捷方式,你记住这一点就够了）

• 文件权限

读权限，表示你可以使用 cat <file name> 之类的命令来读取某个文件的内容;写权限，表示你可以编辑和修改某个文件； 执行权限，通常指可以运行的二进制程序文件或者脚本文件，如同 Windows 上的 'exe' 后缀的文件，不过 Linux 上不是通过文件后缀名来区分文件的类型。你需要注意的一点是，一个目录要同时具有读权限和执行权限才可以打开，而一个目录要有写权限才允许在其中创建其它文件，这是因为目录文件实际保存着该目录里面的文件的列表等信息

所有者权限，这一点相信你应该明白了，至于所属用户组权限，是指你所在的用户组中的所有其它用户对于该文件的权限，比如，你有一个艾派德,那么这个用户组权限就决定了你的兄弟姐妹有没有权限使用它破坏它和占有它。

• 链接数

链接到该文件所在的 inode 结点的文件名数目（关于这个概念涉及到 Linux 文件系统的相关概念知识，不在本课程的讨论范围，感兴趣的用户可以自己去了解）。

• 文件大小

以 inode 结点大小为单位来表示的文件大小，你可以给 ls 加上 -lh 参数来更直观的查看文件的大小。

明白了文件权限的一些概念，我们顺带补充一下关于 ls 命令的一些其它常用的用法：

• 显示除了 '.'(当前目录)，'..' 上一级目录之外的所有包含隐藏文件（Linux 下以 '.' 开头的文件为隐藏文件）

3.修改文件权限

如果你有一个自己的文件不想被其他用户读、写、执行，那么就需要对文件的权限做修改。

第四节、Linux 目录结构及文件基本操作

实验介绍

1、Linux 的文件组织目录结构。 2、相对路径和绝对路径。 3、对文件的移动、复制、重命名、编辑等操作。

一、Linux 目录结构

在讲 Linux 目录结构之前，你首先要清楚一点东西，那就是 Linux 的目录与 Windows 的目录的区别，或许对于一般操作上的感受来说没有多大不同，但从它们的实现机制来说是完全不同的。

 

1.FHS 标准

第一层是， / 下面的各个目录应该要放什么文件数据，例如 /etc 应该要放置设置文件，/bin 与 /sbin 则应该要放置可执行文件等等。

第二层则是针对 /usr 及 /var 这两个目录的子目录来定义。例如 /var/log 放置系统登录文件、/usr/share 放置共享数据等等。

二、Linux 文件的基本操作

1.新建

新建空白文件

使用 touch 命令创建空白文件，关于 touch 命令，其主要是来更改已有文件的时间戳的（比如，最近访问时间，最近修改时间），但其在不加任何参数的情况下，只指定一个文件名，则可以创建一个为指定文件名的空白文件

 

2.复制

复制文件

使用cp（copy）命令复制一个文件或目录到指定目录。将之前创建的"test"文件复制到"/home/shiyanlou/father/son/grandson"目录中

 

3.删除

删除文件

使用rm（remove files or directories）命令，删除一个文件或目录

 

4.移动文件与文件重命名

移动文件

使用mv(move or rename files)命令，移动文件（剪切）。将文件"file1"移动到"Documents"目录mv 源目录文件 目的目录：

 

5.查看文件

使用cat,tac和nl命令查看文件

这两个命令都是用来打印文件内容到标准输出（终端）,其中cat为正序显示，tac倒序显示。

标准输入输出：当我们执行一个 shell 命令行时通常会自动打开三个标准文件，即标准输入文件（stdin），默认对应终端的键盘；标准输出文件（stdout）和标准错误输出文件（stderr），这两个文件都对应被重定向到终端的屏幕，以便我们能直接看到输出内容。进程将从标准输入文件中得到输入数据，将正常输出数据输出到标准输出文件，而将错误信息送到标准错误文件中。

6.查看文件类型

通常使用file命令可以查看文件的类型

7.编辑文件

在 Linux 下面编辑文件通常我们会直接使用专门的命令行编辑器比如（emacs，vim，nano），由于涉及 Linux 上的编辑器的内容比较多，且非常重要，故我们有一门单独的基础课专门介绍这其中一个编辑器（vim）。在这里强烈希望正在学习这门 Linux 基础课的你先在这里暂停一下，先去学习vim 编辑器的使用（至少掌握基本的操作）然后再继续本课程后面的内容，因为后面的内容会假设你已经学会了 vim 编辑器的使用。如果你想更加快速的入门，你可以直接使用 Linux 内部的 vim 学习教程

第五节、环境变量与文件查找

一、实验内容

环境变量的作用与用法，及几种搜索文件的方法。学会这些技巧高效地使用 Linux。

二、实验步骤

1.变量

要解释环境变量，得先明白变量是什么，准确的说应该是 Shell 变量，所谓变量就是计算机中用于记录一个值（不一定是数值，也可以是字符或字符串）的符号，而这些符号将用于不同的运算处理中。通常变量与值是一对一的关系，可以通过表达式读取它的值赋值给其它变量，也可以直接指定数值赋值给任意变量。为了便于运算和处理，大部分的编程语言会区分变量的类型，用于分别记录数值、字符或者字符串等等数据类型。Shell 中的变量也基本如此，有不同类型（但不用专门指定类型名），可以参与运算，有作用域限定。

使用declare命令创建一个变量名为 tmp 的变量：

2.环境变量

简单理解了变量的概念，就很好解释环境变量了，环境变量就是作用域比自定义变量要大，如Shell 的环境变量作用于自身和它的子进程。在所有的 UNIX 和类 UNIX 系统中，每个进程都有其各自的环境变量设置，且默认情况下，当一个进程被创建时，处理创建过程中明确指定的话，它将继承其父进程的绝大部分环境设置。Shell 程序也作为一个进程运行在操作系统之上，而我们在 Shell中运行的大部分命令都将以 Shell 的子进程的方式运行。

通常我们会涉及到的环境变量有三种：

• 当前 Shell 进程私有用户自定义变量，如上面我们创建的 temp 变量，只在当前 Shell 中有效。
• Shell 本身内建的变量。
• 从自定义变量导出的环境变量。

关于环境变量，可以简单的理解成在当前进程的子进程是否有效，有效则为环境变量，否则不是（有些人也将所有变量统称为环境变量，只是以全局环境变量和局部环境变量进行区分，我们只要理解它们的实质区别即可）。我们这里用export命令来体会一下，先在 Shell 中设置一个变量temp=shiyanlou，然后再新创建一个子 Shell 查看temp变量的值：

3.命令的查找路径与顺序

你可能很早之前就有疑问，我们在 Shell 中输入一个命令，Shell 是怎么知道在哪去找到这个命令然后执行的呢？这是通过环境变量PATH来进行搜索的，熟悉 Windows 的用户可能知道 Windows 中的也是有这么一个 PATH 环境变量。这个PATH里面就保存了Shell中执行的命令的搜索路径。

4.添加自定义路径到“PATH”环境变量

一定要使用绝对路径

现在你就可以在其他任意目录执行那两个命令了。你可能会意识到这样还并没有很好的解决问题，因为我给 PATH 环境变量追加了一个路径，它也只是在当前 Shell 有效，我一旦退出终端，再打开就会发现又失效了。有没有方法让添加的环境变量全局有效？或者每次启动 Shell 时自动执行上面添加自定义路径到 PATH 的命令？下面我们就来说说后一种方式——让它自动执行。

在每个用户的 home 目录中有一个 Shell 每次启动时会默认执行一个配置脚本，以初始化环境，包括添加一些用户自定义环境变量等等。zsh 的配置文件是.zshrc，相应 Bash 的配置文件为.bashrc。它们在etc下还都有一个或多个全局的配置文件，不过我们一般只修改用户目录下的配置文件。

 

二、搜索文件

与搜索相关的命令常用的有如下几个whereis,which,find,locate。

• whereis简单快速
• locate快而全

• 通过"/var/lib/mlocate/mlocate.db"数据库查找，不过这个数据库也不是实时更新的，系统会使用定时任务每天自动执行updatedb命令更新一次，所以有时候你刚添加的文件，它可能会找不到，需要手动执行一次updatedb命令（在我们的环境中必须先执行一次该命令）。它可以用来查找指定目录下的不同文件类型，如查找 /etc 下所有以 sh 开头的文件：

• which小而精

  which本身是 Shell 内建的一个命令，我们通常使用which来确定是否安装了某个指定的软件，因为它只从PATH环境变量指定的路径中去搜索命令：

   

 

第六节、文件打包与压缩

一、实验内容

Linux 上常用的 压缩/解压 工具，介绍了 zip，rar，tar 的使用。

二、实验步骤

一、文件打包和解压缩

在讲 Linux 上的解压缩工具之前，有必要先了解以下常见常用的压缩包文件格式。在 Windows 上我们最常见的不外乎这三种*.zip,*.rar,*.7z后缀的压缩文件，而在 Linux 上面常见常用的除了以上这三种外，还有*.gz,*.xz,*.bz2,*.tar,*.tar.gz,*.tar.xz,*tar.bz2，简单介绍如下：

文件后缀名	说明
*.zip	zip程序打包压缩的文件
*.rar	rar程序压缩的文件
*.7z	7zip程序压缩的文件
*.tar	tar程序打包，未压缩的文件
*.gz	gzip程序(GNU zip)压缩的文件
*.xz	xz程序压缩的文件
*.bz2	bzip2程序压缩的文件
*.tar.gz	tar打包，gzip程序压缩的文件
*.tar.xz	tar打包，xz程序压缩的文件
*tar.bz2	tar打包，bzip2程序压缩的文件
*.tar.7z	tar打包，7z程序压缩的文件

讲了这么多种压缩文件，这么多个命令，不过我们一般只需要掌握几个命令即可，包括zip,rar,tar。下面会依次介绍这几个命令及对应的解压命令。

 

2.使用unzip命令解压缩zip文件

将shiyanlou.zip解压到当前目录：

$ unzip shiyanlou.zip

使用安静模式，将文件解压到指定目录：

 

3.rar打包压缩命令

rar也是 Windows 上常用的一种压缩文件格式，在 Linux 上可以使用rar和unrar工具分别创建和解压 rar 压缩包。

 

4.tar打包工具

在 Linux 上面更常用的是tar工具，tar 原本只是一个打包工具，只是同时还是实现了对 7z，gzip，xz，bzip2 等工具的支持，这些压缩工具本身只能实现对文件或目录（单独压缩目录中的文件）的压缩，没有实现对文件的打包压缩，所以我们也无需再单独去学习其他几个工具，tar 的解压和压缩都是同一个命令，只需参数不同，使用比较方便。

第七节、文件系统操作与磁盘管理

一、实验内容

本节实验的文件系统操作的内容十分简单，只会包含几个命令的几个参数的讲解，但掌握这些也将对你在学习 Linux 和实验楼后续其他课程的过程中有极大帮助。

因为本课程的定位为入门基础，尽快上手，故没有打算涉及太多理论内容，前面省略了关于 Linux 文件系统的一些基本知识，也因为我们是在线实验环境，所以也避开了很少一部分但又十分重要的关于硬件的内容，我们只能期待用户能够抱着提高自学能力的心态自己去补充相关的知识。

一、简单文件系统操作

1.查看磁盘和目录的容量

使用 df 命令查看磁盘的容量

 

一般使用情况下，我们更多只是关心第一行的内容也就是环境中的rootfs或者物理主机上的/dev/sda2

 

接着你还会看到"1k-blocks"这个陌生的东西，它表示以磁盘块大小的方式显示容量，后面为相应的以块大小表示的已用和可用容量，在你了解 Linux 的文件系统之前这个就先不管吧，我们以一种你应该看得懂的方式展示：

二、简单的磁盘管理

1.创建虚拟磁盘

dd 命令简介（部分说明来自dd (Unix) wiki)）

dd命令用于转换和复制文件，不过它的复制不同于cp。之前提到过关于 Linux 的很重要的一点，一切即文件，在 Linux 上，硬件的设备驱动（如硬盘）和特殊设备文件（如/dev/zero和/dev/random）都像普通文件一样，只要在各自的驱动程序中实现了对应的功能，dd 也可以读取自和/或写入到这些文件。这样，dd也可以用在备份硬件的引导扇区、获取一定数量的随机数据或者空数据等任务中。dd程序也可以在复制时处理数据，例如转换字节序、或在 ASCII 与 EBCDIC 编码间互换。

dd的命令行语句与其他的 Linux 程序不同，因为它的命令行选项格式为选项=值，而不是更标准的--选项 值或-选项=值。dd默认从标准输入中读取，并写入到标准输出中，但可以用选项if（input file，输入文件）和of（output file，输出文件）改变。

我们先来试试用dd命令从标准输入读入用户输入到标准输出或者一个文件：

使用 mkfs 命令格式化磁盘（我们这里是自己创建的虚拟磁盘镜像）

你可以在命令行输入 mkfs 然后按下Tab键，你可以看到很多个以 mkfs 为前缀的命令，这些不同的后缀其实就是表示着不同的文件系统，可以用 mkfs 格式化成的文件系统

 

使用 mount 命令挂载磁盘到目录树

用户在 Linux/UNIX 的机器上打开一个文件以前，包含该文件的文件系统必须先进行挂载的动作，此时用户要对该文件系统执行 mount 的指令以进行挂载。通常是使用在 USB 或其他可移除存储设备上，而根目录则需要始终保持挂载的状态。又因为 Linux/UNIX 文件系统可以对应一个文件而不一定要是硬件设备，所以可以挂载一个包含文件系统的文件到目录树。

Linux/UNIX 命令行的 mount 指令是告诉操作系统，对应的文件系统已经准备好，可以使用了，而该文件系统会对应到一个特定的点（称为挂载点）。挂载好的文件、目录、设备以及特殊文件即可提供用户使用。

我们先来使用mount来查看下主机已经挂载的文件系统：

第八节、命令执行顺序控制与管道

一、实验内容

顺序执行、选择执行、管道、cut 命令、grep 命令、wc 命令、sort 命令等，高效率使用 Linux 的技巧。

二、实验步骤

一、命令执行顺序的控制

1.顺序执行多条命令

通常情况下，我们每次只能在终端输入一条命令，按下回车执行，执行完成后，我们再输入第二条命令，然后再按回车执行…… 你可能会遇到如下使用场景：我需要使用apt-get安装一个软件，然后安装完成后立即运行安装的软件（或命令工具），又恰巧你的主机才更换的软件源还没有更新软件列表（比如之前我们的环境中，每次重新开始实验就得sudo apt-get update，现在已经没有这个问题了）,那么你可能会有如下一系列操作：

二、管道

管道是什么,管道是一种通信机制，通常用于进程间的通信（也可通过socket进行网络通信），它表现出来的形式就是将前面每一个进程的输出(stdout)直接作为下一个进程的输入(stdin)。

管道又分为匿名管道和具名管道（这里将不会讨论在源程序中使用系统调用创建并使用管道的情况，它与命令行的管道在内核中实际都是采用相同的机制）。我们在使用一些过滤程序时经常会用到的就是匿名管道，在命令行中由|分隔符表示，|在前面的内容中我们已经多次使用到了。具名管道简单的说就是有名字的管道，通常只会在源程序中用到具名管道。下面我们就将通过一些常用的可以使用管道的"过滤程序"来帮助你熟练管道的使用。

1.试用

先试用一下管道

2，grep 命令，在文本中或 stdin 中查找匹配字符串

grep命令是很强大的，也是相当常用的一个命令，它结合正则表达式可以实现很复杂却很高效的匹配和查找，不过在学习正则表达式之前，这里介绍它简单的使用，而关于正则表达式后面将会有单独一小节介绍到时会再继续学习grep命令和其他一些命令。

grep命令的一般形式为：

4. wc 命令，简单小巧的计数工具

wc 命令用于统计并输出一个文件中行、单词和字节的数目，比如输出/etc/passwd文件的统计信息：

 

5.sort 排序命令

这个命令前面我们也是用过多次，功能很简单就是将输入按照一定方式排序，然后再输出,它支持的排序有按字典排序,数字排序，按月份排序，随机排序，反转排序，指定特定字段进行排序等等

 

6. uniq 去重命令

uniq命令可以用于过滤或者输出重复行。

 

简单的文本处理

一、实验内容

这一节我们将介绍这几个命令tr（注意不是tar），col，join，paste。实际这一节是上一节关于能实现管道操作的命令的延续，所以我们依然将结合管道来熟悉这些命令的使用。

 

1.tr 命令

tr 命令可以用来删除一段文本信息中的某些文字。或者将其进行转换。

第十节、数据流重定向

一、实验内容

你可能对重定向这个概念感到些许陌生，但你应该在前面的课程中多次见过>或>>操作了，并知道他们分别是将标准输出导向一个文件或追加到一个文件中。这其实就是重定向，将原本输出到标准输出的数据重定向到一个文件中，因为标准输出(/dev/stdout)本身也是一个文件，我们将命令输出导向另一个文件自然也是没有任何问题的。

一、数据流重定向

1.简单的重定向

在更多了解 Linux 的重定向之前，我们需要先知道一些基本的东西，前面我们已经提到过 Linux 默认提供了三个特殊设备，用于终端的显示和输出，分别为stdin（标准输入,对应于你在终端的输入），stdout（标准输出，对应于终端的输出），stderr（标准错误输出，对应于终端的输出）。

文件描述符	设备文件	说明
0	/dev/stdin	标准输入
1	/dev/stdout	标准输出
2	/dev/stderr	标准错误

文件描述符：文件描述符在形式上是一个非负整数。实际上，它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。在程序设计中，一些涉及底层的程序编写往往会围绕着文件描述符展开。但是文件描述符这一概念往往只适用于 UNIX、Linux 这样的操作系统。

 

2.标准错误重定向

重定向标准输出到文件，这是一个很实用的操作，另一个很实用的操作是将标准错误重定向，标准输出和标准错误都被指向伪终端的屏幕显示，所以我们经常看到的一个命令的输出通常是同时包含了标准输出和标准错误的结果的。

3.使用tee命令同时重定向到多个文件

经常你可能还有这样的需求，除了将需要将输出重定向到文件之外也需要将信息打印在终端，那么你可以使用tee命令来实现：

 

4.永久重定向

你应该可以看出我们前面的重定向操作都只是临时性的，即只对当前命令有效，那如何做到“永久”有效呢，比如在一个脚本中，你需要某一部分的命令的输出全部进行重定向，难道要让你在每个命令上面加上临时重定向的操作嘛，当然不需要，我们可以使用exec命令实现“永久”重定向。exec命令的作用是使用指定的命令替换当前的 Shell，及使用一个进程替换当前进程，或者指定新的重定向：

 

5.创建输出文件描述符

默认在 Shell 中可以有9个打开的文件描述符，上面我们使用了也是它默认提供的0,1,2号文件描述符，另外我们还可以使用3-8的文件描述符，只是它们默认没有打开而已，你可以使用下面命令查看当前 Shell 进程中打开的文件描述符：

 

6.关闭文件描述符

如上面我们打开的3号文件描述符，可以使用如下操作将它关闭：

 

7.完全屏蔽命令的输出

在 Linux 中有一个被成为“黑洞”的设备文件,所以导入它的数据都将被“吞噬”。

在类 UNIX 系统中，/dev/null，或称空设备，是一个特殊的设备文件，它通常被用于丢弃不需要的输出流，或作为用于输入流的空文件，这些操作通常由重定向完成。读取它则会立即得到一个EOF。

 

8.使用 xargs 分割参数列表

xargs 是一条 UNIX 和类 UNIX 操作系统的常用命令。它的作用是将参数列表转换成小块分段传递给其他命令，以避免参数列表过长的问题。

 

使用方式：

tr [option]...SET1 [SET2]

 

 

正则表达式基础

一、正则表达式

正则表达式，又称正规表示式、正规表示法、正规表达式、规则表达式、常规表示法（英语：Regular Expression，在代码中常简写为 regex、regexp 或 RE），计算机科学的一个概念。正则表达式使用单个字符串来描述、匹配一系列符合某个句法规则的字符串。在很多文本编辑器里，正则表达式通常被用来检索、替换那些符合某个模式的文本。

 

许多程序设计语言都支持利用正则表达式进行字符串操作。例如，在 Perl 中就内建了一个功能强大的正则表达式引擎。正则表达式这个概念最初是由 UNIX 中的工具软件（例如sed和grep）普及开的。正则表达式通常缩写成“regex”，单数有 regexp、regex，复数有 regexps、regexes、regexen。

 

2.基本语法：

选择  |竖直分隔符表示选择，例如"boy|girl"可以匹配"boy"或者"girl"

数量限定

数量限定除了我们举例用的*,还有+加号,?问号,.点号，如果在一个模式中不加数量限定符则表示出现一次且仅出现一次：

+表示前面的字符必须出现至少一次(1次或多次)，例如，"goo+gle",可以匹配"gooogle","goooogle"等；

?表示前面的字符最多出现一次(0次或1次)，例如，"colou?r",可以匹配"color"或者"colour";

*星号代表前面的字符可以不出现，也可以出现一次或者多次（0次、或1次、或多次），例如，“0*42”可以匹配42、042、0042、00042等。

范围和优先级

 

()圆括号可以用来定义模式字符串的范围和优先级，这可以简单的理解为是否将括号内的模式串作为一个整体。例如，"gr(a|e)y"等价于"gray|grey"，（这里体现了优先级，竖直分隔符用于选择a或者e而不是gra和ey），"(grand)?father"匹配father和grandfather（这里体验了范围，?将圆括号内容作为一个整体匹配）。

     

优先级

优先级为从上到下从左到右，依次降低：

grep模式匹配命令

2.使用正则表达式

使用基本正则表达式，BRE

 

使用扩展正则表达式，ERE

要通过grep使用扩展正则表达式需要加上-E参数，或使用egrep。

sed 流编辑器

 

sed工具在 man 手册里面的全名为"sed - stream editor for filtering and transforming text "，意即，用于过滤和转换文本的流编辑器。

 

在 Linux/UNIX 的世界里敢称为编辑器的工具，大都非等闲之辈，比如前面的"vi/vim(编辑器之神)","emacs(神的编辑器)","gedit"这些个编辑器。

sed 命令基本格式：

sed [参数]... [执行命令] [输入文件]...

# 形如：$ sed -i '1s/sad/happy/' test # 表示将test文件中第一行的"sad"替换为"happy"

sed编辑器的执行命令（这里”执行“解释为名词）

sed执行命令格式：[n1][,n2]command

[n1][~step]command

# 其中一些命令可以在后面加上作用范围，形如：$ sed -i 's/sad/happy/g' test # g表示全局范围  $ sed -i 's/sad/happy/4' test # 4表示指定行中的第四个匹配字符串

 

sed操作举例$ cp /etc/passwd ~

打印指定行

# 打印2-5行

$ nl passwd | sed -n '2,5p'

# 打印奇数行

$ nl passwd | sed -n '1~2p'

 

 

四、awk文本处理语言

1.AWK是一种优良的文本处理工具，Linux及Unix环境中现有的功能最强大的数据处理引擎之一.其名称得自于它的创始人Alfred Aho（阿尔佛雷德·艾侯）、Peter Jay Weinberger（彼得·温伯格）和Brian Wilson Kernighan（布莱恩·柯林汉)姓氏的首个字母.AWK程序设计语言，三位创建者已将它正式定义为“样式扫描和处理语言”。它允许您创建简短的程序，这些程序读取输入文件、为数据排序、处理数据、对输入执行计算以及生成报表，还有无数其他的功能。最简单地说，AWK是一种用于处理文本的编程语言工具。

2.awk的一些基础概念

awk所有的操作都是基于pattern(模式)—action(动作)对来完成的。awk处理文本的方式，是将文本分割成一些“字段”，然后再对这些字段进行处理，默认情况下，awk以空格作为一个字段的分割符，不过这不是固定了，你可以任意指定分隔符，下面将告诉你如何做到这一点。

3.awk命令基本格式：awk [-F fs] [-v var=value] [-f prog-file | 'program text'] [file...]

4.awk操作体验：print打印的非变量内容都需要用""一对引号包围起来。

5.awk常用的内置变量

Linux 上的软件安装

apt 包管理工具介绍

APT是Advance Packaging Tool（高级包装工具）的缩写，是Debian及其派生发行版的软件包管理器，APT可以自动下载，配置，安装二进制或者源代码格式的软件包，因此简化了Unix系统上管理软件的过程。

3.apt-get

apt-get使用各用于处理apt包的公用程序集，我们可以用它来在线安装、卸载和升级软件包等，下面列出一些apt-get包含的常用的一些工具：

4.安装软件包

apt-get install <软件包名>

重新安装：$ sudo apt-get --reinstall install <软件包名>

5.软件升级

# 更新软件源$ sudo apt-get update

# 升级没有依赖问题的软件包$ sudo apt-get upgrade

# 升级并解决依赖关系$ sudo apt-get dist-upgrade

 

6.卸载软件

sudo apt-get remove<软件包名>

7.软件搜索

sudo apt-cache search softname1 softname2 softname3……

 

三、使用 dpkg 从本地磁盘安装 deb 软件包

我们经常可以在网络上简单以deb形式打包的软件包，就需要使用dpkg命令来安装。

dpkg常用参数介绍：