spContent=Linux是UNIX操作系统的克隆,由Linus Torvalds与网络上松散的黑客团队的协助下从零开始编写。它旨在实现POSIX和Single UNIX规范的合规性。它具有您在现代的成熟Unix中期望的所有功能,包括真正的多任务处理,虚拟内存,共享库,按需加载,共享的写时复制可执行文件,适当的内存管理以及包括IPv4和IPv6在内的多堆栈网络。
Linux操作系统是当代互联网的基石,全球六成以上服务器使用Linux,自2017年11月以来,全球Top500超级计算机100%全部运行在Linux之上,是Android系统的母版,也是开源项目的杰出代表。这门课将带领我们走进操作系统的自由世界。
Linux是UNIX操作系统的克隆,由Linus Torvalds与网络上松散的黑客团队的协助下从零开始编写。它旨在实现POSIX和Single UNIX规范的合规性。它具有您在现代的成熟Unix中期望的所有功能,包括真正的多任务处理,虚拟内存,共享库,按需加载,共享的写时复制可执行文件,适当的内存管理以及包括IPv4和IPv6在内的多堆栈网络。
Linux操作系统是当代互联网的基石,全球六成以上服务器使用Linux,自2017年11月以来,全球Top500超级计算机100%全部运行在Linux之上,是Android系统的母版,也是开源项目的杰出代表。这门课将带领我们走进操作系统的自由世界。
—— 课程团队
课程概述
Linux是一种自由和开放源码的类UNIX操作系统。该操作系统的内核由Linus Torvalds在1991年10月5日首次发布,在加上用户空间的应用程序之后,成为Linux操作系统。Linux也是自由软件和开放源代码软件发展中最著名的例子。只要遵循GNU 通用公共许可证(GPL),任何个人和机构都可以自由地使用Linux的所有底层源代码,也可以自由地修改和再发布。
本课程是高等学校软件工程、网络工程、信息安全、计算机科学与技术、数据科学与大数据技术等专业的一门重要的专业基础课,既具有一定的理论性,又具有较强的实践性。掌握Linux操作系统的基本应用技能,可以更好地理解多用户多任务操作系统的进程调度控制管理、系统性能优化管理及软件系统的架构分析及不同平台移植等知识,
通过本课程的学习,学生将对Linux操作系统有一个全面的了解,并熟练掌握常用的命令和操作,奠定在Linux操作系统上做进一步开发的基础,大数据、人工智能、云计算与虚拟化、嵌入式系统开发、服务器运维等都需要熟练掌握Linux相关知识,对综合实践能力的培养有重要的促进作用,为后续课程如嵌入式操作系统、工程实训、毕业设计等毕业要求起到重要的支撑作用。
本课程内容共分为九个单元,涵盖了部署虚拟环境、安装 Linux 系统;常用的 Linux 命令;与文件读写操作有关的技术;使用 vim编辑器编写和修改配置文件;用户身份与文件权限的设置;硬盘设备分区、格式化以及挂载等操作;部署 RAID 磁盘阵列;firewalld 防火墙与 iptables 防火墙的区别和配置;使用 ssh 服务管理远程主机;使用 apache 服务部署静态网站;使用 vsftpd 服务传输文件;使用 Samba 或 NFS 实现文件共享等内容。课程采取“理论+实践+测验”的教学方法,同时,设计有综合实践环节,促使学生多动手,多思考,多练习,理论联系实际,以达到熟能生巧,活学活用,熟练掌握Linux操作系统的目的。
Study hard and make progress every day.
授课目标
本课程的教学目标在于讲授Linux操作系统中的基础知识和常见服务器的应用操作,使学生了解Linux的发展历史和特点,掌握Linux内核的表示方法和常用的发行版本,掌握Linux系统的安装、常用命令、管道符、重定向、环境变量、Vim编辑器、Shell命令脚本、用户身份、文件权限、存储结构、管理硬盘、RAID、防火墙、日志系统、常见服务的配置与使用等内容,对Linux操作系统如何使用有一个较为全面的了解,奠定在Linux系统上做进一步开发的基础。
本课程将在Linux常用命令、Shell脚本编程、用户和组管理、文件系统硬盘管理等方面安排8个学时的上机。
成绩 要求
积极参与课程学习,课堂交流区按要求提交项目资料、老师答疑区提问或回答其他同学的问题,同学间互相学习,积极完成学生互评工作;完成每章的单元测验,按期完成实验任务,撰写实验报告;参加期中、期末等集中考核。其中平时表现30%(单元测验10%,课程讨论10%,视频学习完成度10%),实验占30%(单元作业),期中期末集中考核占40%,成绩60分以上合格,成绩90~100分优秀。
课程大纲
为什么要学习Linux系统
课时目标: Linux系统的兴盛受益于开源社区的强健根基,我们将与读者一起学习了解开源软件的优势,了解诸如GPL、LGPL、BSD、Apache、MIT、Mozilla等热门的开源许可证,方便今后做出更适合自己的选择。 开源软件具有低风险、低成本、品质好、更透明等4大优势,开源精神也是每位Linux技术人从骨子里感到自豪的情怀。刘遄老师会用通俗易懂的方式讲述Linux系统从1965年至今的发展历程,在“八卦”的同时不忘诙谐幽默,旨在让我们能够在轻松的氛围下厘清半个多世纪以来开源技术的历史发展脉络,充分认识当今最热门的9款开源操作系统——RHEL、CentOS、Fedora、Debian、Ubuntu、openSUSE、Kali、Gentoo、Deepin,并了解开源软件的盈利模式等,进而判断整个开源行业的未来发展趋势。
0.1 What is Linux
0.2 为什么学习Linux
0.3 常见的Linux发行版
动手部署一台Linux操作系统
课时目标: 本章从虚拟机软件的安装开始讲起,完整演示VM虚拟机与CentOS 8系统的安装部署全过程,并详实地记录每一步的配置步骤,确保大家能从0到1地拥有一台属于自己的Linux操作系统。 本章还介绍了RPM、Yum及DNF安装方式的区别,各种常见安装命令的作用及格式。
1.1 Linux操作系统安装
1.2 Linux软件管理
必须掌握的Linux命令
课时目标: 本章首先介绍系统内核和Shell终端的关系与作用,然后介绍Bash解释器的四大优势并学习Linux命令的执行方法。经验丰富的运维人员能够通过合理地组合适当的命令与参数,来更精准地满足工作需求,迅速得到自己想要的结果,还可以尽可能地降低系统资源消耗。 本课程精挑细选出学生有必要首先学习的数十个Linux命令,它们与系统工作、系统状态、工作目录、文件、目录、打包压缩与搜索等主题相关。通过把上述命令归纳到本章中的各个小节,让您可以分门别类地逐个学习这些最基础的Linux命令,为今后学习更复杂的命令和服务做好必备知识铺垫。
2.1 强大好用的SHELL
2.2 执行命令的必备知识
2.3 常用系统工作命令
2.4 系统状态检测命令
2.5 查找定位文件命令
2.6 文本文件编辑命令
2.7 文件目录管理命令
管道符、重定向与环境变量
课时目标: 本章首先讲解与文件读写操作有关的重定向技术的五种模式—标准覆盖输出重定向、标准追加输出重定向、错误覆盖输出重定向、错误追加输出重定向以及输入重定向,让学生通过实验切实理解每个重定向模式的作用,解决输出信息的保存问题。 随后深入讲解管道命令符,帮助读者掌握命令之间的搭配使用方法,进一步提高命令输出值的处理效率。通过讲解Linux系统命令行中的通配符和常见转义符,让您输入的Linux命令具有更准确的意义,为学习编写Shell脚本打好功底。 最后,本章深度剖析了Bash解释器执行Linux命令的内部原理,为学生掌握PATH变量及Linux系统中的重要环境变量打下了基础。
3.1 输入输出重定向
3.2 管道命令符
3.3 命令行的通配符
3.4 常用的转义字符
3.5 重要的环境变量
Vim编辑器与Shell命令脚本
课时目标: 首先学习Vim编辑器来编写和修改文档,加深对Vim编辑器中诸多命令、快捷键与模式的理解。做到Linux命令、逻辑操作符与Shell脚本的灵活搭配使用。 并且要求学生在Shell脚本中能够以多种方式接收用户输入的信息,能够对输入值进行文件、数字、字符串的判断比较。在对“与、或、非”三种逻辑操作符熟练使用的基础上,充分学习if、for、while、case条件测试语句,多个实战脚本供学生实操练习,达到工作中灵活运用的水准。 最后实战演示使用at命令与crond计划任务服务来分别实现一次性的和长期性的系统任务设置,在分钟、小时、日期、月份、年份的基础上实现工作的自动化。
4.1 vim文本编辑器
4.2 编写shell脚本
4.3 流程控制语句
4.4 计划任务服务程序
用户身份与文件权限
课时目标: Linux是一个多用户、多任务的操作系统,具有很好的稳定性与安全性,在幕后保障Linux系统安全的则是一系列复杂的配置工作。本章将详细讲解文件的所有者、所属组以及其他人可对文件进行的读(r)、写(w)、执行(x)等操作,以及如何在Linux系统中添加、删除、修改用户账户信息。 最后还会讲解如何使用su命令与sudo服务让普通用户具备管理员的权限,不仅能够满足日常工作需求,还可以确保系统的安全性。
5.1 用户身份与能力
5.2 文件权限与归属
5.3 命令与sudo服务
存储结构与管理硬盘
课时目标: Linux系统中颇具特色的文件存储结构常常搞得新手头晕脑胀,本章将从Linux系统中的文件存储结构开始讲起,了解FHS文件系统层次化标准、udev硬件命名规则以及硬盘设备原理。 为了让学生更好地理解文件系统的作用,在本章中详细地分析Linux系统中最常见的Ext3、Ext4与XFS文件系统的不同之处,并带领各位读者着重练习硬盘设备分区、格式化以及挂载等常用的硬盘管理操作,以便熟练掌握文件系统的使用方法。 在打下坚实的理论基础与完成一些相关的实践练习后,我们将进一步完整地部署SWAP交换分区、配置quota磁盘配额服务。学生在学习完本章后,会对Linux系统以及Windows系统中的磁盘存储以及文件系统有深入的理解。
6.1 一切从根开始
6.2 物理设备的命名规则
6.3 文件系统与数据资料
6.4 挂载硬件设备
6.5 磁盘分区格式化挂载卸载
6.6 添加交换分区
6.7 磁盘容量配额
6.8 软硬方式链接
RAID、防火墙、日志系统
课时目标: 保障数据的安全性是继保障数据的可用性之后最为重要的一项工作。本章首先讲解各个常用RAID(Redundant Array of Independent Disks,独立冗余磁盘阵列)技术方案的特性。其次,防火墙作为公网与内网之间的保护屏障,在保障数据的安全性方面起着至关重要的作用。本章将介绍firewalld防火墙相关内容,分别使用firewall-cmd、firewall-config等防火墙策略配置服务来完成数十个根据真实工作需求而设计的防火墙策略配置实验。在学习完这些实验之后,学生能够熟练地过滤请求的流量、基于服务程序的名称对流量进行允许和拒绝操作,确保Linux系统的安全性万无一失。最后,细致讲解日志系统的理论知识,使用journalctl命令基于各种条件进行日志信息的检索,快速定位工作中的故障点。
7.1 RAID磁盘冗余阵列
7.2 firewalld防火墙
7.3 检索日志信息
常见服务的配置与使用
课时目标: 本章深入介绍了SSH协议与sshd服务程序的理论知识、Linux系统的远程管理方法以及在系统中配置服务程序的方法,并采用实验的形式演示了使用基于密码验证的sshd服务程序进行远程访问。 其次,介绍了什么是Web服务程序,以及Web服务程序的用处,然后通过对比当前主流的Web服务程序来使读者更好地理解其各自的优势及特点,最后通过对httpd服务程序的理论讲解和实战部署,确保学生学会Web服务程序的配置方法,并掌握在Linux系统中配置服务的技巧。 再次,介绍了Samba服务的理论知识,并介绍SMB协议与Samba服务程序的起源和发展过程,以及什么是文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP),以及如何部署vsftpd服务程序,然后深度剖析了vsftpd主配置文件中最常用的参数及其作用,并演示了vsftpd服务程序的常规配置方法。 最后,介绍了如何配置网络文件系统(Network File System,NFS)服务来简化Linux系统之间的文件共享工作,以及通过部署NFS服务在多台Linux系统之间挂载并使用资源。 当学生认真学习完本章内容之后,一定能举一反三,了解各种服务器在Linux操作系统中的配置与使用,并对在Linux操作系统与其它系统之间共享文件资源机制与方法有了更深的理解。
8.1 ssh服务
8.2 Web服务
8.3 FTP服务
8.4 NFS服务
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预备知识
1、了解计算机基础知识和网络基础知识;
2、VirtualBox虚拟机安装 https://www.virtualbox.org/ ;
3、CentOS Stream安装 https://www.centos.org/ ;
4、Linux中国开源社区 https://linux.cn/ 。
参考资料
[1] 刘遄. Linux就该这么学[M]. 第2版.人民邮电出版社, 2021.
[2] 鸟哥. 鸟哥的Linux私房菜 基础学习篇[M]. 第四版. 人民邮电出版社, 2018.
常见问题
Q : Linux好用吗?
A : CLI功能异常强大,GUI亦不遑多让,常常给人惊喜。
Q : Linux难学吗?
A : 学习曲线前期陡峭,后期平坦,最终进入自由世界。
Q : Linux有前途吗?
A : 全球Top500超级计算机100%全部运行在Linux之上,绝大部分服务器操作系统采用Linux,是Android之母,开源软件的里程碑产品,各大软件企业的敲门砖,前途不言自明。
Q : 学习Linux对社会对国家有无积极意义?
A : Linux 是一种免费的开源操作系统,在 GNU 通用公共许可证 (GPL) 下发布。 任何人都可以运行、研究、修改和重新分发源代码,甚至可以出售修改后的代码的副本,只要他们在相同的许可下这样做。也就是说,Linux可定制、可裁剪、可扩展,对于我国软件行业摆脱国外商业公司依赖,实现软件项目自主可控有着重要意义。
Q : 自从学习Linux后,经常有同学看着我黑底白字的界面莫名崇拜,于是向我请教Windows系统故障解决方法,我很烦,该如何应对?
A : “啥是Windows,我不用Windows好多年。”