Linux快速入门-兼期末快速复习使用

一小时快速入门linux

《一小时快速入门Linux》是一篇旨在帮助初学者快速掌握Linux操作系统基础的文章。书中从最基础的命令行操作开始，逐步引导读者熟悉Linux的文件系统、权限管理、进程控制和网络配置等关键概念。通过简单易懂的实例，读者可以在短时间内了解如何使用终端进行文件操作、软件安装、用户管理等任务。此外，本篇还介绍了Linux常用的文本编辑器、包管理工具和日志查看方法，使读者能够高效地管理和维护Linux系统。适合没有操作系统基础的用户，也适合那些希望快速掌握Linux并应用于实际工作中的开发人员。通过一小时的学习，读者将具备进行Linux基础操作的能力，并能够为进一步深入Linux系统的使用打下良好的基础。

快速一：Linux操作系统概述

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1. Linux概述

1.1 定义与特点

Linux是一个免费开源的类Unix操作系统，最初由Linus Torvalds开发，并在Richard Stallman的GNU计划支持下，逐渐发展成如今的GNU/Linux系统。其主要特点包括：

• 开放性：Linux是开源的，任何人都可以查看、修改并分发其源代码，这使得它在全球范围内得到广泛应用和支持。
• 多用户、多任务：Linux支持多个用户同时登录系统，每个用户可以独立运行任务（进程），并且多个任务可以并发执行。
• 良好的用户界面：Linux支持图形化桌面环境（如GNOME、KDE等）和命令行界面（CLI），为不同用户提供了灵活的操作方式。
• 支持多种文件系统：Linux支持多种文件系统（如ext4、XFS、Btrfs、NFS等），能够高效地管理存储设备。
• 丰富的网络功能：Linux的网络功能非常强大，支持TCP/IP协议、各种网络服务（如Web、FTP、DNS等）以及网络安全管理（如防火墙、加密等）。
• 可靠的系统安全：Linux系统采用严格的权限管理，支持SELinux（Security-Enhanced Linux）等安全增强措施，确保系统的安全性。
• 良好的可移植性：Linux可以运行在多种硬件平台上，包括个人计算机、服务器、嵌入式设备、移动设备等。
• 支持多种开发语言：Linux支持多种编程语言（如C、C++、Python、Java、PHP等），为开发者提供丰富的开发环境。

1.2 起源与发展

Linux操作系统起源于1991年，由芬兰的大学生Linus Torvalds发起，最初是作为一个用于个人计算机的操作系统内核。随着开源社区的共同努力，Linux逐渐发展成一个功能强大的操作系统，广泛应用于服务器、嵌入式设备、桌面计算机等领域。Linux的开发是通过开源方式进行的，全球成千上万的开发者参与其中。

• GNU/Linux：Linux内核与GNU计划的工具（如编译器、库、Shell等）结合，形成了我们今天所熟知的GNU/Linux操作系统。

1.3 Linux结构

Linux操作系统的结构包括四个主要部分：

• 内核（Kernel）：负责管理硬件资源和系统任务，包括CPU调度、内存管理、设备驱动、文件系统等。
• Shell：用户与内核之间的交互接口，接受用户输入的命令并将其传递给内核执行。
• 文件系统：用于组织和管理文件的存储方式，Linux支持多种文件系统（如ext4、XFS、Btrfs等）。
• 实用工具：包括各种系统工具和命令（如文件编辑器、编译器、网络工具等）来辅助用户操作和开发。

1.4 版本类别

Linux操作系统有多个发行版，每个发行版都根据不同的需求和使用场景有所不同。常见的Linux发行版包括：

• Ubuntu：基于Debian，用户友好，适用于桌面和服务器环境。
• CentOS：基于Red Hat Enterprise Linux（RHEL），常用于企业服务器。
• Debian：稳定性高，适用于服务器和桌面。
• openSUSE：适用于开发者和系统管理员，拥有强大的管理工具。
• Red Hat：商业版Linux，广泛应用于企业级服务器。

这些发行版的核心系统和工具基本相同，但在用户界面、包管理、默认配置等方面有所差异。

1.5 应用和发展方向

Linux的应用范围非常广泛，涉及多个领域，尤其是在以下几个方面具有重要作用：

• 系统和网络应用：Linux广泛应用于Web服务器（如Apache、Nginx）、邮件服务器、数据库服务器等网络服务领域，成为互联网基础设施的核心操作系统。
• 开发方向：Linux下的开发方向包括系统程序开发（C/C++）、Web开发（Java、PHP）、图形界面开发、底层内核/驱动开发等。特别是在嵌入式Linux开发领域，Linux在嵌入式设备（如智能手机、路由器、物联网设备等）中的应用越来越普及。
• 数据库应用：Linux支持多种数据库管理系统（如MySQL、PostgreSQL、MongoDB等），并且其稳定性和安全性使其成为许多企业级数据库应用的首选平台。

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2. 安装与启动

2.1 Windows下VMware安装Linux

要在Windows操作系统上安装Linux，通常采用虚拟化技术。VMware是一种常用的虚拟机软件，可以让用户在Windows上创建虚拟机并安装Linux操作系统。

• 下载VMware：从VMware官网下载最新版本的VMware Workstation。
• 安装VMware：下载并运行安装包，按照提示进行安装，选择合适的安装选项（如安装路径、快捷方式等）。

2.2 安装Ubuntu

Ubuntu是一个广泛使用的Linux发行版，用户可以通过下载其ISO镜像文件来进行安装。

• 下载Ubuntu：访问Ubuntu官网下载页面，选择合适的版本并下载镜像文件（以.iso为扩展名）。
• 配置VMware虚拟机：安装VMware后，创建一个新的虚拟机，选择“Linux”操作系统类型，并选择Ubuntu版本。
• 安装Ubuntu：将下载的Ubuntu ISO镜像挂载到虚拟机中，启动虚拟机并按照安装向导进行操作。通常需要选择语言、时区、键盘布局、磁盘分区等设置，完成后Ubuntu将安装到虚拟机中。

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快速二：linux的桌面管理

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1. 窗口系统（X Window System）

1.1 X Window System概述

X Window System（通常简称为X）是Linux和类Unix系统中的窗口系统，负责图形界面的显示与输入处理。它主要由三部分组成：

• X Server：X服务器负责处理用户的输入设备（如鼠标、键盘）以及屏幕的输出信息。它与硬件设备直接交互。
• X Client：X客户端是实际运行在Linux系统上的应用程序，它们使用X协议与X服务器进行通信，显示图形界面，并处理用户输入。
• X Protocol：X协议是用于X客户端与X服务器之间的通信标准，它定义了客户端和服务器之间如何交换图形和输入信息。

X Window System是一种基于客户端/服务器架构的图形界面系统，允许图形化应用程序在任何支持X的系统上运行，并通过网络与其他系统通信。

1.2 桌面环境

Linux有多种桌面环境可供选择，这些桌面环境基于X Window系统构建。常见的桌面环境包括：

• GNOME：注重简洁和易用性，具有一致且直观的界面，适用于大多数Linux发行版，尤其是Ubuntu。
• KDE：提供更为丰富的图形效果和定制选项，用户可以自由定制桌面的外观和功能。
• Unity：最初是Ubuntu的默认桌面环境，注重简洁性和易用性，适合大屏幕显示。
• MATE、Cinnamon：这些桌面环境基于GNOME 2的经典界面风格，适合喜欢传统桌面界面的用户。

你可以通过命令 echo $DESKTOP_SESSION 查看当前使用的桌面环境。

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2. 面板和桌面

2.1 桌面与面板

在Linux桌面环境中，桌面是用户与操作系统交互的主要区域。桌面包含以下主要部分：

• 面板（Panel）：面板通常位于屏幕的顶部或底部，包含启动应用程序的快捷方式、系统托盘、时钟等。面板可以自定义，用户可以添加应用程序启动按钮、查看系统状态的指示器等。
• 工作区：工作区是用户放置文件和图标的区域。它通常位于桌面的中央，用户可以在这里创建、移动和管理文件。
• 图标和快捷方式：桌面上可以显示文件和应用程序的图标，方便快速访问。用户可以自定义桌面，放置常用的文件或应用程序快捷方式。

2.2 桌面布局

• 左侧面板：在许多桌面环境中，左侧面板通常包含快速启动图标或应用程序菜单，用户可以点击它们快速启动应用程序。
• 中央工作区：用户可以在此区域创建文件夹、放置文件，或者设置桌面的背景。
• 右上角与左下角：右上角常显示系统状态，如网络连接、电池状态、音量等，而左下角通常包含关机按钮、回收站等常用工具。

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3. 主程序面板

主程序面板通常用于启动各种应用程序，它包含多个功能区，分别对应不同类型的应用程序。常见的面板功能包括：

• 文本编辑器：如gedit或其他轻量级编辑器，用于编辑文本文件。
• 邮件/新闻客户端：用于处理电子邮件、RSS订阅等。
• 音乐播放器：如Rhythmbox或其他播放器，用于播放音频文件。
• Web浏览器：如Firefox、Chromium，用于浏览网页。

面板的设计通常能够支持自定义，用户可以通过添加快捷方式或常用应用来提高效率。

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4. 文件管理器

文件管理器是用于浏览和管理系统文件、文件夹的工具。它通常具有以下功能：

• 浏览文件系统：可以通过文件管理器浏览系统中的所有目录和文件。
• 操作文件：用户可以使用文件管理器进行常见文件操作，如复制、移动、删除、重命名等。
• 查看文件：可以查看文件的属性、修改时间、文件大小等。
• 分类显示：文件管理器通常将文件按类型、日期、大小等进行分类显示，使得文件查找更加方便。

例如，GNOME的文件管理器是Nautilus，而KDE的文件管理器是Dolphin。它们都支持拖放操作，用户可以轻松管理文件。

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5. 系统设置

Linux系统提供了丰富的系统设置选项，用户可以通过这些设置调整操作系统的外观、功能以及硬件配置。常见的系统设置包括：

• 外观设置：用户可以调整桌面的主题、窗口外观、背景等，以实现个性化定制。
• 网络设置：用于配置网络连接，设置Wi-Fi、VPN等网络功能。
• 硬件设置：包括配置打印机、显示器、输入设备（如鼠标、键盘）等。
• 时间和日期：用户可以设置时区、日期和时间格式等。
• 安全与隐私：包括防火墙设置、隐私设置以及加密选项。
• 用户账户管理：设置用户的权限、登录选项以及密码管理。

这些设置通常可以通过图形化界面进行配置，使得用户能够轻松管理系统。

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6. 终端（Terminal）

终端是Linux桌面系统中用于执行命令行操作的工具。在Ubuntu等桌面环境中，终端通常包含快捷键和常用命令。常见的操作包括：

• 退出终端：输入exit命令退出当前终端。
• 停止程序：按 Ctrl + Z 可将正在运行的程序挂起。
• 终止程序：按 Ctrl + C 强制终止当前运行的命令或程序。
• 关闭窗口：按 Ctrl + D 关闭当前终端窗口。

在终端中，$表示普通用户，#表示管理员（root）用户。终端是Linux操作系统的强大工具，能够执行各种系统管理任务。

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7. 软件中心

软件中心是Linux桌面环境中用于查找、安装和管理软件的图形化工具。以Ubuntu为例，Ubuntu软件中心包含多个分类：

• 全部应用：可以浏览所有可用的应用。
• 已安装：查看当前系统中已安装的软件。
• 更新：检查已安装软件的更新，并进行安装。

通过软件中心，用户可以方便地搜索和安装各种软件，包括文本编辑器、图形工具、网络应用等。

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8. gedit文本编辑器

gedit是Ubuntu默认的文本编辑器，它具有简洁的界面和基本的编辑功能，适用于编辑文本文件、代码文件、配置文件等。常见功能包括：

• 语法高亮：支持多种编程语言的语法高亮显示，适合开发者使用。
• 搜索与替换：提供强大的搜索和替换功能，方便修改文件内容。
• 插件支持：支持扩展插件，提供更多功能，如文件比较、版本控制等。

gedit适合快速编辑文本文件或代码，且其轻量级的设计使得它运行非常流畅。

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9. GNOME与KDE简介

9.1 GNOME

GNOME是一个开源的桌面环境，主要面向UNIX或类UNIX系统，注重简洁、易用和一致性。它的设计理念是提供一个直观、用户友好的桌面环境，适合各种类型的用户。GNOME基于GTK（GIMP Toolkit）库开发，遵循GPL许可。

• 优点：简洁、易用、界面一致，适合初学者。
• 缺点：不如KDE灵活，定制化较少。

9.2 KDE

KDE是另一个流行的桌面环境，它的目标是为Linux提供一个完整且功能强大的桌面体验。KDE基于Qt库开发，提供了丰富的图形效果和高定制化选项。

• 优点：高度可定制，界面美观，功能强大。
• 缺点：可能对资源要求较高，初学者上手较慢。

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快速三：linux的常用命令

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1. Linux的终端与工作区

1.1 终端概述

Linux操作系统通常提供多个终端，用户可以在这些终端之间切换，以实现多任务处理。常见的终端划分如下：

• tty1 到 tty6：这些是命令行控制台终端，通常在没有图形界面时使用，每个终端都是独立的工作环境。
• tty7：这个终端通常是图形用户界面（GUI），如GNOME、KDE等图形化桌面环境。

1.2 切换终端

• 切换终端：用户可以通过按 Alt + F1 到 Alt + F6 来切换不同的命令行终端。这对于多任务处理非常有用，尤其在需要监控多个任务或会话时。
• 从图形界面切换到命令行终端：按 Ctrl + Alt + F1 到 Ctrl + Alt + F6 可以跳到一个命令行终端。在图形界面下可以通过 Ctrl + Alt + F7 切换回图形环境。

这种终端管理方式有助于在没有图形界面的环境下进行系统管理，或者在资源受限的情况下执行一些系统任务。

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2. Shell语言解释器

2.1 Shell概述

Shell是用户与Linux系统之间的命令语言解释器，主要用于执行命令并与操作系统内核交互。最常见的Shell是Bash（Bourne Again Shell），它具有以下特性：

• 命令自动补齐：Bash允许通过按 Tab 键来自动补全命令和文件名，极大提高了命令输入的效率。
• 历史记录：Bash会保存用户输入的命令历史，用户可以通过上下箭头浏览和重新执行之前的命令。
• 别名：用户可以为常用命令设置别名，简化常见操作。例如，设置 alias ll='ls -l' 可以让 ll 等同于 ls -l。
• 输入输出重定向和管道：可以将命令的输出重定向到文件或通过管道将一个命令的输出传递给另一个命令。例如：ls | grep "txt" 通过管道将 ls 命令的输出传递给 grep 命令。
• 通配符：Bash支持多种通配符，如 * 匹配任意字符，? 匹配单个字符，[] 匹配指定范围的字符，增强了文件名和目录匹配功能。

这些特性让用户能更高效地与系统交互，执行复杂的命令任务。

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3. 用户登录与身份切换

3.1 su 命令

su（Switch User）命令用于切换到指定的用户账户，特别是切换到root账户，以获取更高的权限。其基本格式为：

su [-lm] [-c command] username

• -l：模拟用户登录环境，通常用于切换到root账户时使用。
• -m：保留当前环境变量（常用于保留用户的环境）。
• -c：执行指定的命令。

3.2 sudo 命令

sudo（SuperUser Do）命令允许普通用户在输入自己密码后，以root权限执行命令，而不需要知道root账户的密码。sudo可以增加安全性并限制root权限的使用。格式为：

sudo [-u user] command

• -u user：指定执行命令的用户（默认为root）。
• command：要执行的命令。

与su不同，sudo命令仅授予用户在特定情况下执行特权命令的权限，减少了滥用root权限的风险。

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4. 文件、目录操作命令

4.1 pwd 命令

pwd（Print Working Directory）命令用于显示当前工作目录的绝对路径。常用格式：

pwd

• -P 参数：显示实际路径，避免符号链接路径的干扰。

4.2 cd 命令

cd（Change Directory）命令用于更改当前工作目录。常见用法包括：

• cd ~：进入用户的主目录（即 /home/username）。
• cd -：返回上一个访问的目录。
• cd ..：进入上一级目录。
• cd ../..：进入上两级目录。

4.3 ls 命令

ls（List）命令用于列出目录中的文件和子目录。常用选项包括：

• -a：列出所有文件（包括隐藏文件，即以.开头的文件）。
• -l：以长格式列出文件信息，包括文件的权限、所有者、大小、修改时间等。
• -F：在文件名后添加标识符，表示文件类型（如目录后加 /，可执行文件后加 *）。
• -R：递归列出目录及其所有子目录的内容。
• -t：按文件的修改时间排序，最近修改的文件排在前面。

4.4 mkdir 命令

mkdir（Make Directory）命令用于创建目录。常用选项包括：

• -m：指定目录的权限。
• -p：递归创建多级目录，例如 mkdir -p /path/to/directory 可以一次性创建多个目录。

4.5 rmdir 命令

rmdir（Remove Directory）命令用于删除空目录。常用选项包括：

• -p：递归删除父目录，只有在目录为空时才能删除。
• -v：显示删除过程。

4.6 cp 命令

cp（Copy）命令用于复制文件或目录。常用选项包括：

• -f：强制覆盖目标文件。
• -i：在覆盖文件时进行提示。
• -R：递归复制目录及其内容。
• -b：备份已存在的目标文件。
• -a：保持文件的原有属性（包括权限、时间戳等）。

4.7 rm 命令

rm（Remove）命令用于删除文件或目录。常用选项包括：

• -d：删除空目录。
• -f：强制删除，不提示确认。
• -r 或 -R：递归删除目录及其内容。
• -v：显示删除过程。

4.8 mv 命令

mv（Move）命令用于移动或重命名文件。常用选项包括：

• -b：在覆盖目标文件之前备份文件。
• -f：强制覆盖目标文件。
• -i：在覆盖文件时进行确认。
• -u：仅当源文件比目标文件新时，才执行覆盖。

4.9 cat 命令

cat（Concatenate）命令用于显示文件内容、创建文件或合并多个文件。常用选项包括：

• -n：为输出的每行加上行号。

4.10 more 和 less 命令

这两个命令用于分页显示文件内容。

• more：从文件开头开始显示，按空格键翻页。
• less：与more类似，但提供更强大的导航功能，用户可以向前或向后翻页，支持搜索等。

4.11 head 和 tail 命令

• head：显示文件的前n行。例如：head -n 10 file.txt 显示文件的前10行。
• tail：显示文件的后n行。例如：tail -n 10 file.txt 显示文件的后10行。

4.12 touch 命令

touch 命令用于修改文件的时间戳（访问时间和修改时间），或者创建新的空文件。常用选项包括：

• -a：仅修改访问时间。
• -m：仅修改修改时间。

4.13 ln 命令

ln（Link）命令用于创建硬链接或符号链接。常用选项包括：

• -s：创建符号链接（软链接）。
• -f：强制覆盖已有链接。

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5. 信息显示命令

5.1 grep 命令

grep（Global Regular Expression Print）命令用于搜索文本中匹配的字符串，并显示匹配的行。常用选项包括：

• -i：忽略大小写。
• -v：反向查找，显示不匹配的行。
• -r：递归搜索目录中的文件。
• --color=auto：高亮显示匹配的文本。

5.2 file 命令

file 命令用于检测文件类型。常用格式：

file [文件名]

可以自动判断文件的类型（如文本文件、二进制文件等）。

5.3 find 命令

find 命令用于在文件系统中查找文件。格式如下：

find [路径] [选项] [操作]

• -name：按文件名查找。
• -exec：对找到的文件执行命令。

5.4 locate 命令

locate 命令用于快速查找文件，通过查询系统的文件数据库来实现。相比find，locate的查找速度更快，但可能不是实时的，因为它依赖于数据库的更新。

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快速四：Linux文件系统管理

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1. Linux文件系统概述

1.1 文件系统概念

文件系统是操作系统管理存储设备（如硬盘、SSD等）上数据和文件的方式。它定义了如何存储、组织和访问数据。Linux的文件系统采用单一的树形结构，从根目录（/）开始，所有文件和目录都通过这个树形结构来访问。根目录（/）下面包含各种系统目录和用户文件。

Linux文件系统的设计与其他操作系统不同，它并不区分物理设备，而是将所有内容通过树形目录组织。例如，硬盘分区、挂载的外部设备、甚至网络共享的目录，都通过挂载点与根目录统一管理。Linux通过文件系统路径来访问数据，无论数据存储在何处。

1.2 用户权限差异

Linux中根据用户的身份和访问权限划分为以下几类：

• 超级管理员（root）：root用户具有系统的所有权限，能访问系统中的所有文件，并进行任何操作。root用户是最强大的账户。
• 普通用户：普通用户只能访问和操作自己有权限的文件，无法修改系统关键文件。普通用户有一个主目录（通常为/home/用户名），并可以在其中创建文件和目录。
• 同组用户：指与文件所有者属于同一组的用户，通常拥有部分访问权限。
• 其他用户：指与文件所有者和同组用户都没有关系的其他系统用户。

1.3 文件命名规范

Linux对文件名有一定的命名规范：

• 文件名长度：Linux文件名最长可以是255个字符。
• 允许字符：可以使用字母、数字、下划线（_）、点（.）等字符，但不能包含空格、特殊字符（如*、?、|等），并且不能以点（.）开头，除非该文件是隐藏文件。
• 文件类型识别：Linux并不依赖文件扩展名来识别文件类型，而是根据文件头内容（即文件的魔数）来判断类型。例如，二进制文件通常以特定字节开头（如ELF格式），而文本文件则不包含这些字节。

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2. Linux文件系统分类及特点

Linux支持多种文件系统类型，每种文件系统具有其特定的功能和适用场景。以下是一些常见的Linux文件系统：

2.1 ext2（第二扩展文件系统）

• 特点：ext2是最早广泛使用的Linux文件系统，具有较好的性能，但不支持日志功能。文件系统崩溃时可能会导致数据丢失。
• 应用：适用于不需要高可靠性的环境，或者对文件系统稳定性要求不高的场合。

2.2 ext3（第三扩展文件系统）

• 特点：ext3是在ext2的基础上加入了日志功能（journaling），使得在系统崩溃时能够恢复数据，增加了数据的安全性。
• 应用：ext3在很多生产环境中得到了广泛应用，尤其是在需要较高数据安全性和可靠性的系统中。

2.3 ext4（第四扩展文件系统）

• 特点：ext4是ext3的升级版，除了支持日志功能，还引入了更高效的文件分配算法、大文件支持（支持16TB的单个文件）以及更快的文件系统检查速度。
• 应用：ext4是当前Linux系统中最常用的文件系统，适用于大多数桌面和服务器应用。

2.4 RAMFS（内存文件系统）

• 特点：RAMFS是一种将文件存储在内存中的文件系统。由于数据存储在RAM中，因此速度非常快，但重启后会丢失所有数据。
• 应用：适用于需要极高读写速度且不关心数据持久性的场合，如临时文件存储。

2.5 NFS（网络文件系统）

• 特点：NFS允许不同计算机间共享文件系统。通过NFS，用户可以将远程计算机上的目录挂载到本地系统，使得远程文件像本地文件一样操作。
• 应用：用于构建分布式文件系统，适用于需要跨多台机器共享文件的场合。

2.6 其他文件系统

除了上述文件系统，Linux还支持其他一些文件系统，如XFS（适用于大文件和高性能应用）、Btrfs（支持快照、数据校验等高级功能），以及专门为特定用途设计的文件系统。

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3. Linux文件系统结构

Linux文件系统的结构呈树形，根目录/是所有文件和目录的起点。以下是一些常见的系统目录及其功能：

• /etc：存放系统的配置文件，如系统服务、用户账号信息等。
• /bin：包含系统启动时所需的基本命令（如ls、cp等），这些命令是系统的核心命令。
• /sbin：包含系统管理员需要用到的命令，如shutdown、reboot等。
• /home：每个用户的主目录。普通用户的文件都存放在自己的主目录中，例如/home/username。
• /var：存放经常变化的数据文件，如日志文件、邮件、缓存等。
• /tmp：存放临时文件，通常在系统重启时清空。

这种结构使得文件和目录管理更加清晰和有序，方便系统维护和数据访问。

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4. Linux文件及目录访问权限设置

4.1 文件类型与一般权限

每个文件在Linux中都有类型和权限。文件类型通过第一字符表示：

• -：普通文件
• d：目录
• l：符号链接

文件的权限通过后三位字符表示。每三位字符代表一个权限组，分别为：

• 第一组：文件所有者权限
• 第二组：同组用户权限
• 第三组：其他用户权限

每组三个字符表示权限，r表示读权限，w表示写权限，x表示执行权限。权限可以使用数字表示：

• r（读）= 4
• w（写）= 2
• x（执行）= 1

例如，rw-r--r--表示：

• 所有者：读和写权限
• 同组用户：只读权限
• 其他用户：只读权限

4.2 特殊权限

• SUID（SetUID）：当设置SUID时，执行该程序的用户将临时获得程序所有者的权限。
• SGID（SetGID）：当设置SGID时，执行该程序的用户将临时获得程序所属组的权限。
• Sticky位：当设置Sticky位时，只有文件的所有者可以删除该文件。

这些特殊权限可以通过chmod命令设置，用于更细粒度的权限管理。

4.3 改变访问权限命令** chmod

chmod命令用于修改文件或目录的权限。使用符号模式和数字模式都可以设定权限：

chmod u+x file.sh   # 给所有者添加执行权限
chmod 755 file.sh   # 使用数字模式设置权限

4.4 改变文件/目录拥有者命令*chown

chown命令用于修改文件的所有者和用户组：

chown root:root file.txt   # 更改文件的所有者和组

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5. 文件管理器改变文件/目录权限

在Linux桌面环境中，如Ubuntu，用户可以通过图形界面来改变文件或目录的权限。操作方式通常是：

1. 右键点击文件或目录，选择“属性”。
2. 在“权限”标签下，用户可以查看和修改所有者、组以及权限设置。

这种图形化操作为不熟悉命令行的用户提供了便捷的权限管理方式。

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快速五：linux的系统用户账号管理

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1. root帐号管理

root用户是Linux系统中的超级用户，具有最高权限，几乎可以执行任何操作。在日常使用中，管理员需要特别小心地管理root帐号。

1.1 密码修改

普通用户在具有sudo权限的情况下，可以通过以下命令修改root用户的密码：

sudo passwd root

此命令将提示输入新密码，从而修改root用户的密码。

1.2 用户切换

• 切换到root用户：普通用户可以使用su命令切换到root用户：

  su
  

  或者：

  su root
  

  如果系统要求，输入root用户的密码进行身份验证。

• 切换回普通用户：使用exit命令可以退出root用户，返回到原先的普通用户状态：

  exit
  

1.3 使用sudo获取root权限

普通用户通过sudo命令，可以临时获取root权限执行特定的命令。sudo是Linux中用于执行超级用户任务的机制。示例如下：

sudo ls /root

上述命令允许普通用户查看root用户的目录。

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2. 添加用户帐号

2.1 图形化操作

大多数现代Linux发行版提供了图形化界面来管理用户帐号。用户可以通过系统设置中的“User Accounts”（用户账户）选项进行管理。常见的操作包括：

• 设置用户帐号的类型（普通用户、管理员等）
• 配置登录选项，如自动登录、默认语言等
• 设置用户密码和登录Shell

2.2 命令行操作

使用命令行创建用户时，useradd是最常用的命令。常见参数如下：

• -d：指定用户的主目录。
• -e：设定用户账号的过期日期。
• -m：如果用户没有主目录，则自动创建。
• -M：不创建主目录。
• -r：创建系统账户（用于无登录需求的服务账户）。
• -s：指定用户的登录Shell。
• -U：自动为用户创建同名的用户组。
• -g：指定用户所属的组。

示例如下：

sudo useradd -m -s /bin/bash testuser

该命令创建一个名为testuser的用户，且自动创建该用户的主目录（/home/testuser），并指定默认Shell为/bin/bash。

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3. 删除用户帐号

3.1 图形化操作

通过图形化界面，可以删除用户帐号及其相关数据。具体步骤会根据使用的桌面环境而有所不同，通常可以在“User Accounts”界面找到删除选项。

3.2 命令行操作

使用userdel命令可以删除用户：

sudo userdel testuser

该命令会删除testuser的用户记录，但不会删除用户的主目录。如果需要删除用户的主目录，可以加上-r选项：

sudo userdel -r testuser

这将删除testuser的帐号以及该用户的主目录。

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4. 修改用户帐号

要修改现有用户的帐号信息，可以使用usermod命令。常用选项包括：

• -c：修改用户的备注信息。
• -d：更改用户的主目录。
• -e：修改用户帐号的过期日期。
• -f：设定密码过期后多少天禁用帐号。
• -g：修改用户所属的群组。
• -l：修改用户的登录名。
• -L：锁定用户帐号的密码。
• -s：更改用户的登录Shell。
• -u：修改用户的UID。
• -U：解锁用户的密码。

例如，要修改用户testuser的Shell为/bin/zsh，可以使用：

sudo usermod -s /bin/zsh testuser

这将改变testuser的登录Shell。

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5. 用户口令的管理

Linux提供了passwd命令来管理用户口令。常用选项包括：

• -l：锁定用户口令，禁止用户通过口令登录。
• -u：解锁用户口令，使其能够通过口令登录。
• -d：删除用户的密码，使其没有口令（不推荐使用）。
• -k：设置密码过期后，要求用户在下次登录时更新密码。

示例如下：

sudo passwd -l testuser

该命令锁定了用户testuser的口令，禁用了该账户的登录。

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6. 用户组的管理

6.1 添加用户组

使用groupadd命令创建新的用户组：

sudo groupadd testgroup

该命令将创建一个名为testgroup的用户组。

• -g：指定组的GID（组ID）。
• -o：允许创建具有相同GID的组。

示例：

sudo groupadd -g 600 testgroup

这将创建一个GID为600的用户组testgroup。

6.2 删除用户组

使用groupdel命令删除用户组：

sudo groupdel testgroup

6.3 修改用户组

使用groupmod命令修改现有的用户组。常见选项包括：

• -g：修改组的GID。
• -n：重命名组。

示例如下：

sudo groupmod -g 700 -n newgroup testgroup

该命令将用户组testgroup的GID更改为700，并将其重命名为newgroup。

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7. 与帐号相关的系统文件

Linux系统中的一些关键文件保存了与用户帐号和密码相关的重要信息，这些文件通常由root用户管理，普通用户无法直接编辑它们：

• /etc/passwd：存储用户帐号的信息，每个用户在此文件中有一行记录，内容包括用户名、UID（用户ID）、GID（组ID）、用户主目录、默认Shell等。
• /etc/shadow：存储用户的密码信息。该文件的内容一般只有root用户可以访问。用户密码在该文件中经过加密存储。
• /etc/group：存储所有用户组的信息，每一行记录了一个组的信息，如组名、GID、组成员等。

示例查看/etc/passwd：

cat /etc/passwd

该命令会显示所有用户的详细信息。

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快速六：linux的磁盘管理

1. Linux系统外部存储设备命名方式

在Linux系统中，外部存储设备的命名方式根据设备类型和连接方式有所不同。每种类型的存储设备都有一个固定的命名规则，这些命名方式确保了系统可以有效地识别和管理不同类型的存储设备。

• 软驱：软盘驱动器的设备名通常为/dev/fd0，表示第一个软盘驱动器。如果系统有多个软驱，则设备名会依次递增（如/dev/fd1、/dev/fd2等）。

• IDE硬盘：IDE硬盘是传统的硬盘连接方式，Linux将第一个IDE硬盘命名为/dev/hda，第一个硬盘的第一个分区为/dev/hda1。对于第二个IDE硬盘，命名规则为/dev/hdb，其分区依次为/dev/hdb1、/dev/hdb2等。

• SCSI硬盘：SCSI硬盘的命名方式类似于IDE硬盘，但前缀为/dev/sda，表示第一个SCSI硬盘，/dev/sda1为第一个分区。对于其他SCSI硬盘，命名依次递增，如/dev/sdb、/dev/sdc等。

• CD-ROM驱动器：CD-ROM驱动器的设备名通常为/dev/cdrom。通过该设备名，用户可以访问CD或DVD光盘中的内容。

Linux通过这些统一的命名方式来区分不同类型的存储设备，方便用户对设备进行管理和操作。

2. 检查文件系统磁盘空间占用情况（df命令）

df（disk free）命令是用于查看文件系统的磁盘空间使用情况的工具。通过使用df命令，系统管理员和用户可以轻松了解磁盘的剩余空间和已用空间。

• 命令格式：df [参数] [文件]

  • 文件可以是指定路径，表示查看该路径所在的文件系统的空间使用情况。如果不指定路径，df命令会列出所有挂载的文件系统的空间使用情况。

• 常用参数：

  • -a：列出所有文件系统，包括虚拟文件系统（如proc和sysfs等）。
  • -k：以KBytes为单位显示容量。
  • -m：以MBytes为单位显示容量。
  • -h：以易于理解的格式显示磁盘空间（例如，自动转换为KB、MB、GB等）。
  • -H：以1000为进位方式显示容量，而不是1024进位。
  • -T：显示文件系统类型（如ext4、ntfs、vfat等）。
  • -i：显示文件系统的inode使用情况，而不是磁盘空间。

示例：

df -h

此命令会列出系统中所有挂载的文件系统及其空间使用情况，并以易于理解的格式（如GB、MB）显示。

3. 查看磁盘使用量（du命令）

du（disk usage）命令用于查看目录或文件的磁盘使用量。与df命令不同，du主要用于显示文件或目录占用的磁盘空间，它允许用户查看特定目录或文件的大小。

• 命令格式：du [参数] [文件]

  • 如果没有指定文件或目录，du会显示当前目录及其子目录的磁盘使用情况。

• 常用参数：

  • -a：列出所有文件和目录的磁盘使用量。
  • -h：以易于理解的格式显示磁盘空间（如KB、MB、GB）。
  • -s：显示指定目录的总大小，而不显示子目录的详细信息。
  • -S：不包括子目录的总计，仅显示每个子目录的磁盘使用量。
  • -k：以KB为单位显示磁盘使用量。
  • -m：以MB为单位显示磁盘使用量。

示例：

du -sh /home/user

此命令将显示/home/user目录的总磁盘使用量。

4. Linux磁盘管理命令fdisk

fdisk命令用于管理磁盘分区，是Linux中最常用的磁盘分区工具之一。fdisk可以用于查看磁盘分区、创建新分区、删除分区和修改分区。

• 命令格式：fdisk [磁盘名称]

  • 例如，fdisk /dev/sda可以管理/dev/sda硬盘的分区。使用fdisk -l可以列出系统中所有磁盘及其分区的详细信息。

• 常用选项：

  • -l：列出所有分区的信息，包括磁盘的容量、分区类型、分区的起始和结束位置等。

示例：

fdisk -l

该命令将显示所有磁盘及其分区情况。

5. Linux磁盘格式化命令mkfs

mkfs（make file system）命令用于创建文件系统，即格式化磁盘或分区。在Linux中，可以使用mkfs命令创建多种类型的文件系统，如ext4、vfat、ntfs等。

• 命令格式：mkfs [ -V ] [ -t fstype ] [ fs-options ] filesys [ blocks ]
  • filesys：指定磁盘或分区的设备名称。
  • blocks：指定文件系统使用的数据块数量。
  • -V：显示详细信息。
  • -t fstype：指定文件系统类型，如ext4、vfat、ntfs等。

示例：

mkfs -t ext4 /dev/sda1

该命令将/dev/sda1分区格式化为ext4文件系统。

6. Linux的磁盘挂载（mount命令）

mount命令用于将磁盘分区或外部存储设备挂载到Linux系统中的一个目录（挂载点）。挂载后，用户可以像访问普通文件系统一样访问磁盘或设备中的文件。

• 命令格式：mount [-t vfstype] [-o options] device dir

  • device：要挂载的设备（如/dev/sda1）。
  • dir：挂载点，即挂载到的目录。

• 常用选项：

  • -t vfstype：指定文件系统类型（如ext4、ntfs、vfat等）。
  • -o options：指定挂载选项（如rw表示读写模式，ro表示只读模式）。

示例：

mount -t ext4 /dev/sda1 /mnt

该命令将/dev/sda1分区挂载到/mnt目录。

7. Linux卸载文件系统（umount命令）

umount命令用于卸载已经挂载的文件系统。卸载文件系统时，系统会确保所有数据写入磁盘并断开设备与文件系统的连接。

• 命令格式：umount [参数][装载点/设备名]

  • 装载点/设备名：表示要卸载的文件系统的挂载点或设备。

• 常用选项：

  • -a：卸载所有文件系统。
  • -h：显示帮助信息。
  • -n：卸载时不写入信息。
  • -r：卸载失败时，尝试以只读模式重新挂载。
  • -v：显示详细信息。

示例：

umount /mnt

该命令将卸载/mnt目录挂载的文件系统。

快速七：linux的进程管理

1. 进程概念

在Linux系统中，进程是指正在执行的程序或任务。每个进程都是系统资源的拥有者，动态占用内存、CPU、输入输出设备等资源。Linux是一个多用户、多任务的操作系统，支持同时运行多个进程。每个进程都有一个唯一的进程ID（PID），并且可以由其他进程创建。

• 父子进程关系：Linux中的进程是树状结构，每个进程可以创建子进程，子进程会继承父进程的一些资源。最初的进程是init进程（PID=1），它是所有其他进程的祖先，因此被称为“祖先进程”。
• 进程生命周期：进程从创建、运行、等待、终止等阶段经历生命周期。

2. 进程主要参数

进程在系统中有许多与其状态和行为相关的参数，以下是一些关键的进程参数：

• PID（进程号）：每个进程在系统中都有一个唯一的标识符——进程号（PID）。这个ID用于标识进程并在系统中进行管理。

• PPID（父进程号）：每个进程都有一个父进程号（PPID），表示启动该进程的父进程。通过PPID可以追踪进程的父子关系。

• USER：表示启动该进程的用户ID（UID）和组ID（GID）。系统会根据用户权限来分配资源和进行权限管理。

• 当前状态：进程的状态可能是运行、等待、停止、僵死等。不同的状态之间可以转换，例如，进程从等待状态转换为运行状态，或者从运行状态转换为终止状态。

• 优先级：Linux进程的优先级决定了该进程获取CPU资源的优先顺序。优先级通常与进程的nice值（负值表示高优先级）相关，进程可以通过调整nice值来改变优先级。

• 占用资源大小：包括进程占用的内存大小、CPU使用时间等信息。这些信息可以帮助管理员了解系统资源的分配情况。

• 所连接终端名：表示进程当前连接的终端。进程与终端的关联性影响着输入输出的行为。

3. 进程分类

在Linux中，进程有不同的类型，根据其执行模式和使用场景可以进行分类：

• 交互进程：这些进程是由用户在终端（通常是通过shell）启动的，可以在前台或后台运行。例如，用户在命令行输入ls或vim时启动的进程。这类进程会与用户进行交互。

• 批处理进程：这些进程不与特定的终端绑定，通常是为执行某些自动化任务而启动的。它们按照顺序执行任务，不需要用户干预，例如定时备份、日志处理等。

• 守护进程：这些进程通常在后台运行，不需要用户交互。它们通常在系统启动时启动，并持续运行。守护进程主要用于实现周期性任务或监听某些事件。守护进程的名称通常以“d”结尾，如sshd（SSH守护进程）、httpd（Web服务器进程）等。

4. 进程操作相关命令

Linux提供了多种命令用于查看、管理和操作进程。常见的进程管理命令包括：

• 创建进程：

  • 使用命令./XXX执行一个程序，可以创建一个进程。如果想让进程在后台运行，可以在命令后加上&符号，例如：

    ./program &
    

    这将启动一个后台进程，不会阻塞当前的shell会话。

• 查看进程状态：

  • ps命令：用于查看当前系统中正在运行的进程。常见的选项包括：
    • ps -a：显示所有终端的进程。
    • ps -A：显示所有进程。
    • ps -l：显示进程的详细信息（如PID、PPID、状态等）。
  • top命令：提供动态的实时进程监控，可以查看进程的资源占用情况，并支持交互式操作，常用的选项包括：
    • d：设置屏幕刷新间隔。
    • P：按进程的CPU占用排序。
    • i：忽略闲置或僵死进程。
    • c：显示完整的命令行。

• 终止进程：

  • 使用kill命令终止进程。格式为：

    kill [进程号]
    

  • kill命令默认发送SIGTERM信号，可以通过-s选项指定其他信号，例如SIGKILL来强制终止进程：

    kill -9 [进程号]
    

• 作业控制：

  • fg命令：将后台作业调入前台运行，格式为：

    fg [作业编号]
    

  • bg命令：将前台作业或暂停的作业切换到后台运行，格式为：

    bg [作业编号]
    

  • jobs命令：列出当前shell会话中的所有作业。

5. 守护进程相关

守护进程是Linux系统中不可或缺的一部分，它们通常在后台持续运行，提供系统服务和管理任务。守护进程按启动和管理方式可以分为两种类型：

• 独立启动的守护进程（Stand-alone）：这些进程独立启动，并且直接由操作系统或用户启动管理。例如sshd（SSH守护进程）等。

• 保姆式守护进程（xinetd）：这种守护进程依赖于xinetd（Extended Internet Services Daemon）服务来管理，xinetd会监听特定端口并在有请求时启动相应的服务。

6. 任务调度

Linux提供了强大的任务调度机制，用于自动化管理周期性任务。

• 系统任务调度：系统任务通常用于定期执行一些维护性操作，如日志轮换、备份、清理缓存等。系统任务的配置文件为/etc/crontab。

• 用户任务调度：用户任务允许普通用户设置定期执行的任务。每个用户可以有自己的定时任务，使用crontab命令管理。例如，crontab -e命令用于编辑当前用户的crontab文件，crontab -l列出所有任务，crontab -r删除任务。

7. 一次性任务

• at命令：at命令用于设置一次性任务，指定在未来某个特定的时间执行。命令格式为：

  at [时间] [任务]
  

  例如，要在今天晚上11点执行clear命令，可以使用：

  at 11:00 PM clear
  

8. 周期性任务

• crontab命令：用于设置周期性任务，常见的命令格式为：

  crontab -e    # 编辑当前用户的定时任务
  crontab -l    # 列出当前用户的所有定时任务
  crontab -r    # 删除当前用户的所有定时任务
  

  • 用户可以通过编辑crontab文件来设置周期性任务，例如每天凌晨2点执行备份任务：

    0 2 * * * /path/to/backup.sh
    

9. 服务的启动与停止

Linux中服务的管理通常使用init.d目录下的脚本，常见的命令包括：

• 启动服务：

  sudo /etc/init.d/cron start
  

• 停止服务：

  sudo /etc/init.d/cron stop
  

• 重启服务：

  sudo /etc/init.d/cron restart
  

• 重新加载服务配置：

  sudo /etc/init.d/cron reload
  

快速八：Linux的文本编辑工具

在Linux操作系统中，文本编辑器是非常重要的工具，它们被广泛应用于编写代码、编辑配置文件以及进行系统管理等工作。本章节将详细介绍Linux中常用的几种文本编辑工具，特别是vi/vim编辑器**，并深入讲解它的三种工作模式。**

1. Linux中的编辑器

Linux提供了多种文本编辑器，适用于不同的用户需求。以下是几种常见的文本编辑器：

• gedit：gedit是GNOME桌面环境下的默认图形化文本编辑器。它具有直观的界面，适合那些喜欢图形界面的用户。gedit支持多种编程语言的语法高亮，并且具有简单易用的操作方式，适合日常的文本编辑和简单编程任务。

• Emacs：Emacs是一款功能强大的文本编辑器，适用于编程、写作和文档编辑等多种用途。它的扩展性非常高，通过插件可以添加各种功能。Emacs支持多种编程语言的语法高亮，并且允许用户自定义配置，适合那些需要高度定制化编辑器的开发者。

• vim：vim（Vi IMproved）是vi编辑器的增强版本，是Linux中最常用的文本编辑器之一。它在传统vi的基础上进行了许多改进，提供了更多的功能，如语法高亮、撤销重做、多窗口操作等。vim有较高的学习曲线，但其高效的编辑方式和强大的功能使其成为程序员和系统管理员的首选工具。

2. vi/vim的三种模式

vi/vim编辑器是基于模式的编辑工具，主要有三种模式：一般模式（Normal Mode）、编辑模式（Insert Mode）和命令模式（Command Mode）。每种模式有不同的功能和用途，熟练掌握它们是使用vi/vim的关键。

2.1 一般模式（Normal Mode）

• 进入方式：当打开文件时，vi/vim默认进入一般模式。此模式下，你无法直接输入文本，但可以进行很多编辑操作，如移动光标、删除字符、复制和粘贴内容等。

• 功能：

  • 光标移动：使用方向键或h、j、k、l键（分别对应左、下、上、右）移动光标。
  • 删除操作：按x删除当前光标所在位置的字符，按dd删除当前行，按d$删除从光标处到行尾的所有字符。
  • 复制和粘贴：按yy复制当前行，按p粘贴到光标位置。
  • 其他常用命令：
    • u：撤销上一步操作。
    • Ctrl + r：重做操作。
    • :w：保存文件。
    • :q：退出文件，:wq表示保存并退出。

• 退出方式：按Esc键退出编辑模式，回到一般模式。

2.2 编辑模式（Insert Mode）

• 进入方式：在一般模式下，按下“i”、“I”、“o”、“O”、“a”、“A”、“r”或“R”中的任意一个字母，即可进入编辑模式。每个字母有不同的功能：

  • i：将光标前的位置进入编辑模式。
  • I：将光标所在行的行首进入编辑模式。
  • o：在当前行下方插入新的一行并进入编辑模式。
  • O：在当前行上方插入新的一行并进入编辑模式。
  • a：将光标后的位置进入编辑模式。
  • A：将光标所在行的行尾进入编辑模式。
  • r：替换当前光标位置的字符。
  • R：进入替换模式，可以替换多个字符。

• 功能：进入编辑模式后，用户可以自由地输入、修改文本。当你完成编辑后，可以按Esc键退出编辑模式，返回到一般模式。

2.3 命令模式（Command Mode）

• 进入方式：在一般模式下，按下“:`”进入命令模式。命令模式主要用于执行与文件操作、搜索和替换等相关的命令。此模式下的命令以冒号（:）开始，并通常会在屏幕的底部显示。

• 常用命令：

  • 保存文件：w表示保存文件，例如 :w filename。
  • 退出编辑器：q表示退出，例如 :q，如果文件有修改未保存，会提示保存；可以使用 :q!强制退出。
  • 搜索文本：/后跟搜索内容，例如 /hello搜索文件中的“hello”。
  • 替换文本：:%s/old/new/g表示将文件中所有的“old”替换为“new”。
  • 显示行号：:set number显示行号，:set nonumber取消行号显示。
  • 跳转到特定行：:n跳转到第n行。

• 退出方式：命令模式主要用于输入操作命令，操作完成后按Enter键执行命令。

3. vi/vim的优缺点

• 优点：

• 高效性：vi/vim编辑器通过三种模式的切换，使得编辑过程非常高效。特别是对于编程和系统管理工作，能够快速进行大批量的文本修改和操作。

• 强大的功能：vim提供了很多高级功能，如语法高亮、插件支持、强大的搜索和替换功能、撤销重做、文件比较等。

• 广泛应用：vi/vim是Linux和UNIX系统的标准编辑器，几乎所有的Linux系统都内置了vi/vim，且几乎所有开发人员和系统管理员都使用过它。

• 缺点：

• 学习曲线较陡：vi/vim的模式化操作虽然高效，但对于初学者来说，掌握不同模式的切换和命令的使用需要一定的时间和练习。

• 界面较为简洁：vim是一个基于文本的编辑器，界面较为简洁，缺乏图形界面的直观性。虽然可以通过插件实现一些图形化功能，但仍不如一些现代文本编辑器那样易用。

快速九：Linux的文件压缩、解压缩与打包

本章节介绍了Linux操作系统中常用的文件压缩、解压缩与打包工具及命令。掌握这些工具对于管理和传输大型文件、节省磁盘空间和提高工作效率非常重要。主要工具包括 gzip、bzip2 和 tar，这些工具在Linux中广泛使用，并且它们具有不同的功能和特点。

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1. 压缩文件扩展名

在Linux中，不同的压缩程序使用不同的文件扩展名来标识压缩文件。以下是一些常见的压缩文件扩展名：

• .Z：使用 compress 程序进行压缩的文件。compress 是最早的Linux压缩工具之一，压缩效率较低，通常已被更高效的工具替代。
• .gz：使用 gzip 程序压缩的文件。gzip 是最常用的压缩工具之一，具有较高的压缩比和速度。
• .bz2：使用 bzip2 程序压缩的文件。bzip2 提供比 gzip 更高的压缩比，尤其适合大文件的压缩，但压缩速度较慢。
• .tar：tar（Tape Archive）是一个用于打包文件的工具，不进行压缩，仅用于将多个文件或目录打包成一个文件。
• .tar.gz：先使用 tar 打包文件，然后用 gzip 压缩。常见于分发Linux软件包。
• .tar.bz2：先用 tar 打包文件，再用 bzip2 压缩，适合需要更高压缩比的情况。

这些扩展名帮助用户识别文件的类型，并选择适当的工具进行操作。

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2. gzip压缩与解压缩命令

gzip 是 Linux 中常用的压缩工具，它能够将文件压缩成 .gz 格式。使用 gzip 时，你可以选择多种不同的参数来控制压缩的方式。它的基本格式如下：

• 压缩命令：

  gzip [options]... [file]...
  

• 解压命令：

  gunzip [file]...
  

  或者

  gzip -d [file]...
  

常用参数：

• -c：将压缩数据输出到标准输出设备，而不修改原始文件。
• -d：解压缩文件，相当于 gunzip。
• -f：强制压缩文件，即使文件已经存在也不报错。
• -r：递归压缩目录及其子目录中的文件。
• -l：列出压缩文件的详细信息。
• -t：测试压缩文件的完整性。
• -v：显示详细的压缩/解压过程。
• -n：压缩时不保存原文件名和时间戳。
• -N：压缩时保留原文件名和时间戳。
• -q：压缩时不显示警告信息。
• -S：设置压缩文件的后缀名（默认是 .gz）。
• -num：设置压缩级别，范围为 1（最快，最小压缩）到 9（最慢，最大压缩）。默认是 6。

例如：

gzip -9 file.txt   # 使用最大压缩比压缩 file.txt
gunzip file.txt.gz # 解压 file.txt.gz 文件

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3. bzip2压缩与解压缩命令

bzip2 是另一种常见的压缩工具，提供比 gzip 更高的压缩比，尤其适用于大文件。它的基本格式如下：

• 压缩命令：

  bzip2 [options] [file_name]
  

• 解压命令：

  bzip2 -d [file_name]
  

常用参数：

• -c：将压缩数据输出到标准输出。
• -d：解压文件。
• -k：压缩时保留原始文件。
• -z：进行压缩（默认为压缩）。
• -v：显示压缩进度及压缩比。
• -#：设置压缩级别，1 到 9，数字越大压缩越慢但压缩比越高。

例如：

bzip2 -9 largefile.txt  # 使用最大压缩比压缩 largefile.txt
bzip2 -d largefile.txt.bz2  # 解压 largefile.txt.bz2

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4. tar打包命令

tar 是一个常用的文件打包工具，用于将多个文件或整个目录打包为一个文件。它不进行压缩，通常与压缩工具（如 gzip 或 bzip2）结合使用。它的基本格式如下：

tar [主选项+辅选项] [文件或目录]

主选项（每次命令必须选一个）：

• -c：创建新的归档文件。
• -x：解开归档文件。
• -t：列出归档文件的内容。
• -r：向现有归档文件添加文件。
• -u：更新归档文件。

辅选项（可选）：

• -z：使用 gzip 进行压缩，生成 .tar.gz 文件。
• -j：使用 bzip2 进行压缩，生成 .tar.bz2 文件。
• -v：显示详细的操作过程。
• -f：指定归档文件的文件名，通常与主选项一起使用。
• -C：指定目录，表示归档时切换到该目录。
• –exclude FILE：在打包时排除特定文件或目录。

例如：

tar -cvf archive.tar dir/       # 将 dir 目录打包成 archive.tar
tar -xvf archive.tar            # 解包 archive.tar 文件
tar -czvf archive.tar.gz dir/   # 将 dir 目录打包并使用 gzip 压缩
tar -xzvf archive.tar.gz        # 解压 tar.gz 文件
tar -jcvf archive.tar.bz2 dir/  # 将 dir 目录打包并使用 bzip2 压缩

快速十：Linux的软件包管理

1. 软件包管理概述

Linux 系统的不同发行版采用了不同的软件包管理系统。在 Linux 中，常见的两种包管理方式分别是 RedHat 系列 和 Debian 系列。这两种系列在软件包的格式和管理工具上有所不同：

• RedHat 系列：如 Redhat、CentOS、Fedora 等，使用 .rpm 格式的软件包。RPM（Red Hat Package Manager）是由 Redhat 公司开发的，具有高效的软件包管理功能，提供软件的安装、升级、卸载等功能。RPM 包管理工具包括 rpm 命令和 yum（Yellowdog Updater, Modified）包管理工具。

• Debian 系列：如 Debian、Ubuntu 等，使用 .deb 格式的软件包。Debian 系列的包管理工具是 dpkg 命令和 apt-get（Advanced Packaging Tool）。其中，APT 是一个自动化的工具，用于安装、删除、升级软件包等操作，能够自动处理包依赖问题。

这两个系列的包管理系统基本上都有相似的功能，但在命令的格式和工具的使用上有所不同。两者都支持 tar 包，但 .rpm 和 .deb 文件在特定的发行版中是最常用的。

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2. RPM 相关知识

RPM（Red Hat Package Manager） 是一种常见的软件包管理方式，用于管理 RedHat 系列及其衍生版（如 CentOS 和 Fedora）中的软件包。RPM 包由软件包文件、元数据和依赖信息组成，在安装、卸载和升级软件时会进行依赖检查。

1. 基本概念

RPM 是由 Redhat 公司开发的包管理工具，被多个 Linux 发行版采用。它的优点是允许打包者控制软件包的安装、卸载、验证及依赖关系。RPM 包通常包含了软件的二进制文件、库文件、配置文件等。

2. RPM 包组成部分

每个 RPM 包由以下部分组成：

• 软件名称：如 samba。
• 版本号：如 2.2.7a。
• 发行号：如 7.9.0。
• 架构信息：如 i386 或 x86_64。
• 依赖关系：包括安装时所需的其他软件包和版本。

例如，一个常见的 RPM 包文件名可能是：samba-2.2.7a-7.9.0.i386.rpm。

3. 操作模式及命令格式

RPM 提供了五种操作模式：安装（install）、卸载（erase）、查询（query）、升级（upgrade）、验证（verify）。常用的命令格式为：

rpm {参数} [install-options] 包文件名

4. 命令参数说明

• 查询相关命令：

  • -q：查询已安装的包或指定包内容。
  • -a：查询所有已安装的软件包。
  • -qpl：列出软件包内的所有文件信息。
  • -qpi：列出软件包的描述信息。
  • -qf：查找指定文件属于哪个软件包。

• 安装、升级、卸载相关命令：

  • -i：安装包。
  • -U：升级软件包。
  • -e：卸载包。
  • -h：显示安装进度。
  • -v：详细显示安装过程（多个 -v 显示更详细）。
  • -p：查询 RPM 包文件信息。
  • 常见的组合命令：
    • rpm -ivh package.rpm：安装并显示进度。
    • rpm -Uvh package.rpm：升级软件包。

• 特殊参数：

  • --replacepkgs：重新安装包。
  • --nodeps：忽略依赖关系，强制安装。
  • --force：强制安装，甚至覆盖已安装的文件。
  • --test：测试安装，不执行实际操作。
  • --oldpackage：降级安装（安装较旧版本的包）。

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3. APT 相关知识

APT（Advanced Packaging Tool） 是 Debian 系列和其衍生版（如 Ubuntu）使用的包管理系统。APT 提供了对软件包的全面管理，支持自动解决依赖关系，能够从指定的软件仓库中安装、升级、卸载软件包。

1. 工作原理

APT 使用集中式的软件仓库管理机制，软件包被存储在远程仓库中的镜像服务器上，用户通过配置文件 /etc/apt/sources.list 来指定仓库的地址。APT 工具通过与软件源的镜像服务器通信来下载并安装软件包。

2. 常用命令集合

APT 提供了多种命令来帮助用户管理软件包，以下是一些常见的命令及其功能：

• 搜索与获取信息：

  • apt-cache search packagename：搜索软件包。
  • apt-cache show packagename：显示软件包的详细信息。

• 安装与重新安装：

  • apt-get install packagename：安装指定的软件包。
  • apt-get install packagename --reinstall：重新安装软件包。

• 修复、删除与清理：

  • apt-get -f install：修复系统中损坏的软件包。
  • apt-get remove packagename：删除指定软件包。
  • apt-get remove packagename --purge：删除软件包及其配置文件。
  • apt-get clean：清理缓存中的已下载软件包。
  • apt-get autoclean：清理无用的缓存软件包。

• 更新与升级：

  • apt-get update：更新软件仓库的索引。
  • apt-get upgrade：升级已安装的软件包。
  • apt-get dist-upgrade：执行完整的系统升级，包括安装新包和删除不需要的包。

• 其他操作：

  • apt-get check：检查依赖关系是否损坏。
  • apt-get dselect-upgrade：使用 dselect 工具进行升级。
  • apt-cache depends packagename：显示指定包的依赖关系。
  • apt-cache rdepends packagename：显示哪些包依赖于指定的软件包。
  • apt-get build-dep packagename：安装编译包所需的依赖包。
  • apt-get source packagename：下载源代码。

3. APT 命令实例

例如，如果你要在 Ubuntu 系统上安装一个软件包 vim，你可以运行以下命令：

sudo apt-get install vim   # 安装 vim
sudo apt-get remove vim    # 删除 vim
sudo apt-get update        # 更新软件仓库
sudo apt-get upgrade       # 升级所有已安装的软件包

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快速十一：Linux的shell编程

本章节主要介绍了Linux Shell的基本概念、Shell变量、条件语句、循环语句以及Shell脚本的创建与执行等内容。

1. Shell基本概念

• Shell的定义：Shell是一个命令行解释器，它作为用户与操作系统内核之间的桥梁。用户通过Shell输入命令，Shell将命令传递给内核进行执行，并将结果返回给用户。Shell不仅是命令语言，也是编程语言。Shell本身是由C语言编写的程序，提供命令行界面（CLI）和图形用户界面（GUI）两种方式供用户与系统交互。

• Shell的类型：

  • 命令行界面（CLI）：通过键盘输入命令进行交互，是Linux系统最常见的交互方式。
  • 图形用户界面（GUI）：虽然Linux主要通过CLI与用户交互，但也可以通过图形化的桌面环境（如GNOME、KDE）提供GUI。

• Shell脚本：Shell脚本是一种为Shell编写的程序，通常包含一系列Shell命令，这些命令会按顺序执行。Shell脚本可以用来自动化重复性任务、系统管理、批量处理等。Shell脚本文件通常以 .sh 为扩展名。

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2. Shell变量

• 变量类型：

  • 自定义变量：由用户自行定义和使用，用于存储程序中需要反复使用的值。
  • 环境变量：由系统或Shell定义，包含系统配置和用户环境的相关信息，通常在系统启动时初始化。环境变量可以通过 export 命令导出，使得它们在所有子Shell中有效。

• 命名规则：

  • 变量名的首字符必须是字母（a-z或A-Z），可以包含字母、数字和下划线（_），但不能以数字开头。
  • 变量名中不能包含空格、标点符号或Shell的关键字（如 if、while、for 等）。

• 变量的定义与赋值：

  • 直接赋值：variable_name=value，例如：name="John"
  • 使用 read 命令从键盘输入赋值：read variable_name
  • 通过命令输出赋值：variable_name=$(command) 或 variable_name=反引号command，例如：current_date=$(date)
  • 从文件读取数据：variable_name=$(cat filename)
  • 使用命令行参数赋值：Shell脚本中可以通过 $1、$2 等方式访问传递给脚本的参数。

• 访问变量：

  • 访问变量时，需要在变量名前加上美元符号 $。例如：$name
  • 输出变量时，通常使用 echo $variable_name，也可以使用 printf 函数来输出格式化的字符串。输出可以重定向到文件，例如：echo $variable_name > output.txt。

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3. Shell脚本参数

Shell脚本允许用户在执行时传递参数，这些参数可以用于控制脚本的行为。脚本参数可以通过 $1、$2 等方式访问，第一个参数为 $1，第二个为 $2，依此类推。如果需要获取所有参数，可以使用 $@ 或 $*，而 $# 用来获取传递给脚本的参数数量。以下是一个简单示例：

#!/bin/bash
echo "第一个参数是: $1"
echo "第二个参数是: $2"
echo "总共传递了 $# 个参数"

执行时传递参数：./script.sh arg1 arg2

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4. 条件语句

条件语句用于根据表达式的真假来决定执行哪一段代码。Linux Shell支持多种条件语句：

• if语句：

  • if 语句用于判断一个条件表达式是否为真。如果为真，则执行对应的命令。格式如下：

    if [ condition ]; then
        # commands to execute if condition is true
    fi
    

  • if…else…fi：如果条件为假，则执行else部分：

    if [ condition ]; then
        # commands if true
    else
        # commands if false
    fi
    

  • if…elif…else…fi：用于多个条件判断：

    if [ condition1 ]; then
        # commands if condition1 is true
    elif [ condition2 ]; then
        # commands if condition2 is true
    else
        # commands if both conditions are false
    fi
    

• case语句：
  case 语句根据变量的值匹配多个模式，执行相应的命令。格式如下：

  case $variable in
      pattern1) command1 ;;
      pattern2) command2 ;;
      *) default_command ;;
  esac
  

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5. 循环语句

• for循环：
  • 固定循环：通过指定初始值、限制条件和步长来循环指定次数。

    for ((i=1; i<=5; i++))
    do
        echo "i=$i"
    done
    

  • 不定循环：当不确定循环次数时，可以使用 while 或 until 循环。
    • while循环：当条件为真时执行。

      while [ condition ]
      do
          command
      done
      

    • until循环：当条件为假时执行。

      until [ condition ]
      do
          command
      done
      

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6. 创建和执行Shell程序

• 创建Shell脚本：使用文本编辑器（如 nano 或 vim）编写Shell脚本，保存时通常使用 .sh 扩展名。
• 赋予可执行权限：保存后，使用 chmod 命令给脚本文件添加可执行权限。

  chmod +x script.sh
  

• 执行Shell脚本：
  • 相对路径方式：在脚本所在目录，使用 ./ 来执行脚本：

    ./script.sh
    

  • 绝对路径方式：通过提供脚本的完整路径来执行：

    /home/user/scripts/script.sh
    

  • bash调用方式：通过 bash 命令执行脚本：

    bash script.sh
    

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快速十二：Linux的网络基础

1. TCP/IP基础

TCP/IP协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）是现代计算机网络中用于数据通信的基本协议。它定义了计算机如何通过网络互联以及数据如何在网络中传输。这个协议栈涵盖了许多层级，最基础的包括IP地址、子网掩码、DNS等概念。

IP地址与子网掩码

• IP地址：IP地址是一个唯一标识网络中设备的地址。它分为IPv4（32位，通常以点分十进制表示，如192.168.1.1）和IPv6（128位，采用十六进制表示）两种版本。每个IP地址由网络部分和主机部分组成，其中网络部分用于标识网络，主机部分用于标识网络中的具体设备。

• 子网掩码：子网掩码用于划分IP地址的网络部分和主机部分。通过子网掩码，可以确定一个IP地址属于哪个子网。子网掩码通常以类似255.255.255.0的格式表示，它对应的二进制形式是连续的1表示网络部分，后面的0表示主机部分。例如，255.255.255.0意味着IP地址的前24位是网络部分，后8位是主机部分。

域名系统（DNS

• **DNS（Domain Name System）**是一个分布式的命名系统，它用于将用户友好的域名（如www.example.com）转换为IP地址（如192.168.1.1）。由于IP地址难以记忆，DNS提供了一种通过域名来访问互联网资源的方式，DNS服务器通过查询过程将域名映射为对应的IP地址。

端口号（port）

• 端口号是用于标识网络服务的一个数字，它与IP地址结合，用来区分同一主机上不同的应用服务。例如，HTTP服务默认使用端口80，SSH服务默认使用端口22。端口号的范围从0到65535，其中0到1023为知名端口（Well-known Ports），1024到49151为注册端口，49152到65535为动态端口。

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2. TCP/IP配置文件

Linux系统中，TCP/IP的相关配置文件通常存放在/etc/目录下，这些文件控制了网络接口、主机名、DNS设置等内容。

/etc/network/interfaces

• 该文件用于配置系统中的网络接口（如eth0、wlan0等）。在Debian和Ubuntu系列的Linux中，它记录了每个网络接口的配置，包括IP地址、网关、子网掩码等。常见配置项包括：
  • iface：网络接口的名字及其类型（如iface eth0 inet static表示静态IP配置）。
  • address：设置静态IP地址。
  • netmask：设置子网掩码。
  • gateway：设置网关。

/etc/hostname

• 该文件包含了系统的主机名。主机名是网络中唯一标识主机的名称，通常是用户设置的，或者系统自动生成的。通过该文件配置，可以改变主机的网络标识。

/etc/hosts

• 该文件记录了IP地址与主机名的映射，类似DNS作用，但作用范围仅限本地。系统首先查找该文件以解决主机名到IP的转换。常见条目包括：

  127.0.0.1   localhost
  192.168.1.1 router.local
  

/etc/services

• 该文件记录了标准网络服务名称和对应的端口号映射。它用于让系统知道每种网络服务使用的端口号。例如：

  http   80/tcp
  ftp    21/tcp
  ssh    22/tcp
  

/etc/host.conf

• 配置DNS解析的顺序。它通常指定主机名解析的顺序，如优先使用/etc/hosts文件还是DNS服务器。

/etc/nsswitch.conf

• 该文件配置了Linux系统如何进行名称解析，包括主机名解析、密码文件解析等。它定义了系统查找主机、用户名等信息时的顺序。

/etc/resolv.conf

• 该文件配置DNS客户端的工作参数，尤其是DNS服务器的地址。常见配置：

  nameserver 8.8.8.8
  nameserver 8.8.4.4
  

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3. 常用网络管理命令

以下是一些常见的Linux网络管理命令，用于查看和管理网络配置。

ifconfig命令

• 用于显示或配置网络接口信息。ifconfig显示当前网络接口的状态，包括IP地址、MAC地址、接收和发送的数据量等。
  • 显示网络接口：ifconfig
  • 配置IP地址：ifconfig eth0 192.168.1.100
  • 启用网络接口：ifconfig eth0 up
  • 禁用网络接口：ifconfig eth0 down

route命令

• 用于显示或修改Linux系统的路由表。路由表定义了数据包如何通过网络到达目的地。
  • 查看路由表：route -n
  • 添加路由：route add default gw 192.168.1.1

netstat命令

• 显示网络连接、路由表、接口统计等信息。非常有用于检查端口连接情况。
  • 显示所有连接：netstat -a
  • 显示TCP连接：netstat -t
  • 显示UDP连接：netstat -u
  • 显示路由表：netstat -r

ping命令

• 用于检查网络连接。ping通过发送ICMP回显请求来检测目标主机是否可达。
  • 检测本地网络：ping 127.0.0.1
  • 检测外部网站：ping www.google.com

traceroute命令

• 显示数据包从本地主机到目标主机的路径。它可以帮助找出网络延迟和丢包的位置。
  • 检查数据路径：traceroute www.google.com

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4. 远程登录

Telnet远程登录

• Telnet是一个较老的远程登录协议，它允许用户通过命令行访问远程计算机。它通常不加密数据，因此在现代网络环境中已逐渐被SSH替代。
  • 安装Telnet：apt-get install openbsd-inetd telnetd
  • 查看Telnet服务状态：netstat -a | grep telnet
  • 使用Telnet连接：telnet 127.0.0.1

SSH远程登录

• **SSH（Secure Shell）**是一种安全的远程登录协议，它通过加密传输数据，确保安全性。它比Telnet更受欢迎，广泛用于服务器管理。
  • 安装SSH：apt-get install ssh
  • 使用PuTTY或其他客户端进行连接，端口通常为22。

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快速十三：Linux的FTP服务器配置(了解)

1. FTP概述

FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）是TCP/IP网络中用于文件传输的一种标准协议。它是一种客户端-服务器协议，主要用于在网络上传输文件。FTP协议是Internet上最常用的文件传输协议，支持在不同操作系统之间传输文件。

• 工作原理：FTP使用两条连接：一条是命令连接（控制连接），另一条是数据连接。控制连接使用21端口，负责传输命令和响应；数据连接使用20端口，负责传输实际的文件数据。
• 功能：FTP能够支持多种文件操作，例如上传、下载、删除、重命名文件等。
• 客户端与服务器：FTP协议运行在客户端和服务器之间，客户端发送请求，服务器响应请求。常见的FTP客户端有FileZilla、WinSCP等，服务器常用的实现有vsftpd、ProFTPD、Pure-FTPd等。

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2. 安装与启动FTP服务

在Linux上，常用的FTP服务器软件是vsftpd（Very Secure FTP Daemon）。vsftpd 被设计为一个高性能、稳定、安全的FTP服务器。

• 安装vsftpd：

  • 使用apt-get命令安装vsftpd：

    sudo apt-get install vsftpd
    

• 启动vsftpd服务：

  • 安装完成后，可以通过以下命令启动vsftpd服务：

    sudo service vsftpd start
    

  • 如果需要重启vsftpd服务，可以使用：

    sudo service vsftpd restart
    

  • 如果要停止FTP服务，使用：

    sudo service vsftpd stop
    

• 确保vsftpd服务开机自启：

  • 默认情况下，vsftpd服务会在系统启动时自动启动。若需要手动设置，可以使用：

    sudo systemctl enable vsftpd
    

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3. FTP相关配置文件及登录模式

FTP服务器通过配置文件来定义其行为，常见的FTP配置文件是vsftpd.conf。其中包含多种可以配置的参数，控制用户权限、访问方式等。

• 配置文件：

  • vsftpd.conf：这是vsftpd的主配置文件，通常位于/etc/vsftpd.conf。常用配置项包括：
    • anonymous_enable：控制是否允许匿名访问FTP服务器。设置为YES时允许匿名访问，NO时禁止。
    • local_enable：控制是否允许本地用户（系统用户）登录FTP服务器。设置为YES时允许，NO时禁止。
    • write_enable：控制是否允许用户在FTP服务器上写入文件。设置为YES时允许，NO时禁止。
    • local_umask：设置本地用户上传文件时的权限掩码。
    • anon_umask：设置匿名用户上传文件时的权限掩码。
    • anon_upload_enable：控制是否允许匿名用户上传文件。
    • anon_mkdir_write_enable：控制是否允许匿名用户创建目录。
    • anon_root：设置匿名用户的根目录。

  典型的配置示例：

  anonymous_enable=YES        # 允许匿名用户访问
  local_enable=YES            # 允许本地用户访问
  write_enable=YES            # 允许写入
  anon_upload_enable=YES      # 允许匿名用户上传文件
  anon_mkdir_write_enable=YES # 允许匿名用户创建目录
  anon_root=/home/ftp         # 匿名用户根目录
  

  • /etc/ftpusers：此文件记录了不允许登录到FTP服务器的用户。默认情况下，系统用户（如root）不允许登录FTP。你可以在此文件中列出任何不希望允许FTP访问的用户。

• 登录模式：
  FTP支持三种登录模式：

  • 匿名模式（anonymous）：允许没有用户名的用户访问，用户名通常为anonymous，密码为电子邮件地址。匿名用户的根目录通常是/home/ftp。这种模式下，用户无法进行敏感操作，只能下载公开的文件。
  • 真实账号模式（real）：要求用户提供有效的系统用户名和密码，登录后可以访问属于该用户的系统目录。该模式适合需要完整访问权限的用户。
  • 虚拟账号模式（guest）：为FTP访问专门设置的帐号，仅用于文件传输。虚拟账户通常无法访问系统的其他部分，仅允许访问指定目录。

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4. 匿名账号服务器配置及客户端访问

• 配置匿名访问：

  • 要允许匿名用户访问FTP服务器并上传文件，需要在vsftpd.conf中设置相关参数：

    anonymous_enable=YES           # 允许匿名用户登录
    anon_upload_enable=YES         # 允许匿名用户上传文件
    anon_mkdir_write_enable=YES    # 允许匿名用户创建目录
    anon_umask=022                 # 匿名用户上传文件的权限掩码
    anon_root=/home/ftp            # 匿名用户的根目录
    

  • 设置完配置文件后，保存并重启vsftpd服务：

    sudo service vsftpd restart
    

• 客户端访问：

  • Ubuntu客户端：使用ftp命令行工具访问FTP服务器。假设FTP服务器IP地址是192.168.1.111，可以执行：

    ftp 192.168.1.111
    

    然后输入匿名用户名anonymous和密码（通常为电子邮件地址）进行登录。

  • Windows客户端：Windows用户可以使用FTP客户端如FileZilla，输入服务器的IP地址、用户名anonymous和密码进行连接。

  • 操作：登录后，用户可以使用ls查看文件列表，使用get下载文件，使用put上传文件等。

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5. 真实账号服务器配置

如果希望为真实用户提供FTP访问，需要进行以下配置：

• 配置文件：
  在vsftpd.conf中增加如下行，将用户限制在自己的家目录内（即chroot）：

  chroot_local_user=YES
  

  这将确保用户只能访问自己的主目录，而无法访问系统的其他部分，提高安全性。

• 保存并重启服务：
  修改配置后，保存文件并重启vsftpd服务：

  sudo service vsftpd restart
  

  这样，用户登录时将会被限制在自己的主目录内，不会访问到其他目录。

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快速十四：Linux的C语言编程

1. gcc遵循的约定规则

在Linux环境下，gcc（GNU Compiler Collection）是最常用的编译工具，支持多种语言的编译，特别是C和C++。为了更好地管理源代码文件及其编译过程，gcc使用不同的文件后缀来区分不同类型的源代码文件。以下是常见的文件类型及其含义：

• .c：C语言源代码文件。包含普通的C语言代码，需要经过预处理、编译、汇编和链接等步骤。
• .a：静态库文件（档案库）。包含了多个已编译的目标文件，可以在链接时与其他目标文件一起使用，生成最终的可执行文件。
• .C、.cc、.cxx：C++语言源代码文件。这些文件需要经过预处理后才可以编译。注意，C++代码需要使用C++编译器来处理。
• .h：头文件。通常用于声明函数、宏、常量等，供多个源代码文件共享。
• .i：预处理后的C语言源文件。包含了所有宏替换和头文件的展开，但还没有经过编译。
• .ii：预处理后的C++源文件。与.i类似，但这是针对C++语言的。
• .m：Objective-C源代码文件。Objective-C是面向对象的C语言扩展，通常用于iOS和macOS开发。
• .mm：Objective-C++源代码文件。用于同时包含C++和Objective-C代码的文件。
• .o：目标文件。编译后的二进制文件，包含了机器码，还没有链接到最终的可执行文件。
• .s：汇编语言源代码文件。由C语言源文件编译而来，包含了对应的汇编代码。
• .S：预编译的汇编语言源代码文件。与.s类似，但是已经包含了预处理后的内容。

这些约定帮助gcc确定如何处理不同类型的文件，并指示编译器使用不同的工具和步骤来处理它们。

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2. gcc编译步骤

gcc的编译过程分为几个步骤，下面是每个步骤的详细说明：

• 预处理（Preprocessing）：

  • 命令：gcc -E -o hello.i hello.c
  • 预处理步骤包括宏替换、删除注释和包含头文件等。预处理的输出是一个文本文件，其中包含了所有的头文件内容和宏替换后的代码，但还没有进行编译。

• 编译（Compilation）：

  • 命令：gcc -S -o hello.s hello.c
  • 编译步骤将C源代码转换为汇编语言代码。在这个阶段，编译器会进行语法分析和语义分析，将源代码转化为汇编代码，但还未生成可执行文件。

• 汇编（Assembly）：

  • 命令：gcc -c -o hello.o hello.c
  • 在汇编阶段，汇编代码被转换为目标文件（.o文件）。目标文件是机器码文件，虽然它可以被执行，但通常需要与其他目标文件链接成最终的可执行文件。

• 链接（Linking）：

  • 命令：gcc -o hello hello.o
  • 链接步骤将多个目标文件（.o文件）和库文件（如libc.a）组合成一个完整的可执行文件。链接器会解析所有的符号引用，并将它们链接到合适的代码地址上。

通过这些步骤，gcc将C源代码最终编译为可执行文件。

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3. gcc编译器基本用法示例

gcc的基本用法可以通过一些常见的命令行示例来演示：

• 预处理输出到文件：

  gcc -E hello.c > a.txt
  

  这个命令将hello.c文件进行预处理并将结果保存到a.txt文件中。你也可以使用管道将输出分页显示：

  gcc -E hello.c | more
  

  通过more分页显示预处理后的代码。

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4. gcc优化

gcc提供了几种优化选项，以提高程序的执行效率或减少代码的大小。常见的优化选项有：

• -O1：启用基本优化。优化目标是提高执行时间，但不牺牲太多编译速度。
• -O2：进一步优化，既优化了执行时间，也尽可能减少程序占用的空间。这个选项在很多情况下是默认的优化级别。
• -O3：启用更激进的优化，优先考虑空间效率和执行速度。通常会让编译过程变得更慢，但最终生成的代码会执行得更快。

优化过程可能会影响程序的调试，因此在调试时通常会禁用优化（即使用-O0）。

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5. gdb程序调试

gdb是GNU的调试器，能够帮助开发者调试C/C++程序。使用gcc编译程序时，可以使用-g选项生成调试信息，使得调试器能够访问程序的符号信息（如变量名称和函数信息）。

• 生成调试可执行文件：

  gcc -g -o hello hello.c
  

  这个命令编译hello.c文件，并生成可调试的可执行文件hello。

• 使用gdb调试：
  进入调试器：

  gdb hello
  

  在调试器中，你可以使用一些基本命令：

  • list：查看源代码。
  • break <line number>：在指定行设置断点。
  • run：运行程序。
  • print <variable>：查看变量的值。
  • n：单步执行。
  • c：继续执行。
  • q：退出调试器。

通过这些命令，你可以在程序执行过程中查看变量的值、跟踪程序执行流程、定位问题。

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6. make与Makefile

make是一个自动化构建工具，通常与Makefile一起使用。Makefile定义了编译规则，告诉make如何编译和链接程序。

• Makefile基本结构：

  target: dependencies
      command
  

  其中，target是编译的目标文件，dependencies是目标文件所依赖的文件，command是编译命令。

• 示例：
  假设Makefile内容如下：

  hello: hello.c
      gcc -o hello hello.c
  

  运行make hello会根据Makefile中的规则编译hello.c文件并生成hello可执行文件。

make是一个强大的工具，支持增量编译，即只编译那些有修改的文件，从而大大加快了开发过程中的编译速度。

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