EITC/IS/LSA Linux 系统管理

Debian、Fedora 和 Ubuntu 都是流行的 Linux 发行版。 Red Hat Enterprise Linux 和 SUSE Linux Enterprise Server 是两个商业发行版。 像 X11 或 Wayland 这样的窗口系统，以及像 GNOME 或 KDE Plasma 这样的桌面环境，都包含在桌面 Linux 发行版中。 服务器分发可能包含也可能不包含图形，或者可能包含解决方案堆栈，例如 LAMP。 任何人都可以为任何目的制作发行版，因为 Linux 是一种可自由再发行的开源软件。

Linux 是为英特尔基于 x86 架构的个人计算机创建的，但随后它被移植到的平台比任何其他操作系统都多。 由于基于 Linux 的 Android 在智能手机上的主导地位，Linux 在所有通用操作系统中拥有最大的安装基础。 尽管 Linux 仅被 2.3% 的台式电脑使用，但运行基于 Linux 内核的 Chrome OS 的 Chromebook 在美国 K-12 教育市场占据主导地位，约占所有低于 20 美元的笔记本电脑销售额的 300% . Linux 是最流行的服务器操作系统（前 96.4 万台 Web 服务器中约有 1% 运行 Linux），以及大型机和 TOP500 超级计算机等其他大铁系统（自 2017 年 XNUMX 月以来，已逐渐淘汰所有竞争对手）。

Linux 也可用于嵌入式系统，这些设备的操作系统通常包含在固件中，并且针对系统进行了高度定制。 路由器、自动化控制、智能家居技术、电视（三星和 LG 智能电视分别使用 Tizen 和 WebOS）、汽车（特斯拉、奥迪、梅赛德斯-奔驰、现代和丰田都使用 Linux）、数字录像机、视频游戏机和智能手表都是基于 Linux 的设备的示例。 Falcon 9 和 Dragon 2 的航空电子设备基于 Linux 的定制版本。

Linux 是最著名的免费和开源软件协作示例之一。 根据其个人许可证的规则，例如 GNU 通用公共许可证，任何人都可以商业或非商业方式使用、更新和分发源代码。

据几位开源开发人员称，Linux 内核不是设计出来的，而是通过自然选择进化而来的。 尽管 Unix 架构起到了脚手架的作用，但 Torvalds 认为“Linux 的进化伴随着很多突变——而且由于突变不是随机的，它们比 DNA 中的 α 粒子更快、更有针对性。” 根据 Eric S. Raymond 的说法，Linux 的革命性特征是社会性的而不是技术性的：在 Linux 之前，复杂的软件是由小团体煞费苦心地构建的，但“Linux 的成长方式非常不同。 它几乎从一开始就被大量仅通过互联网交流的志愿者无意中入侵。 每周发布并在几天内接收数百名用户的输入的愚蠢简单的技术，对开发人员带来的突变产生一种快速的达尔文选择形式，而不是严格的标准或独裁，被用来保持质量。” “Linux 不是设计出来的，它是进化的，”竞争操作系统的工程师 Bryan Cantrill 说，但他认为这是一个限制，声称某些功能，特别是与安全相关的功能，无法进化，因为“这是归根结底，它不是一个生物系统，而是一个软件系统。” 基于 Linux 的系统是一种模块化的类 Unix 操作系统，其架构灵感主要来自 1970 年代和 1980 年代开发的 Unix 原则。 在这样的系统中使用一个单片内核（Linux 内核）来处理进程控制、网络、外围设备访问和文件系统。 设备驱动程序要么直接内置到内核中，要么作为系统运行时加载的模块添加。

GNU 用户空间是大多数基于 Linux 的系统的一个重要特性，Android 是一个例外。 工具链是对 Linux 开发至关重要的编程工具的广泛集合（包括用于构建 Linux 内核本身的编译器），并且 coreutils 实现了许多基本的 Unix 工具。 该项目的 C 库实现作为内核-用户空间接口所需的 Linux 内核系统调用的包装器，工具链是对 Linux 开发至关重要的编程工具的广泛集合（包括用于构建 Linux 内核本身的编译器） ，并且 coreutils 实现了许多基本的 Unix 工具。 Bash 是一种流行的 CLI shell，也是该项目的一部分。 大多数 Linux 系统的图形用户界面（或 GUI）都基于 X Window 系统的实现。 最近，Linux 社区一直在努力将 X11 替换为 Wayland 作为替代显示服务器协议。 Linux 系统受益于其他几个开源软件计划。

Linux 系统安装的组件包括：

• GNU GRUB、LILO、SYSLINUX 或 Gummiboot 是引导加载程序的示例。 这是一个软件，在计算机开机时和固件初始化后执行，以将 Linux 内核加载到计算机的主内存中。
• 一个 init 程序，例如 sysvinit 或更新的 systemd、OpenRC 或 Upstart。 这是 Linux 内核启动的初始进程，它位于进程树的顶部； 换句话说，init 是所有其他进程开始的地方。 它启动系统服务和登录提示等任务（无论是图形模式还是终端模式）。
• 软件库是可以被其他程序使用的代码集合。 在使用 ELF 格式的可执行文件的 Linux 系统上处理动态库使用的动态链接器称为 ld-linux.so。 如果系统设置为用户可以自己生成应用程序，则将包含头文件来描述已安装库的界面。 除了 Linux 系统上使用最广泛的软件库 GNU C 库 (glibc) 之外，还有其他更多的库，例如 SDL 和 Mesa。
• GNU C 库是标准 C 标准库，它是在计算机系统上运行 C 程序所必需的。 嵌入式系统的替代品已经开发出来，包括 musl、EGLIBC（最初由 Debian 使用的 glibc 克隆）和 uClibc（为 uClinux 构建），但最后两个不再维护。 使用了 Android 自己的 C 库 Bionic。
• GNU coreutils 是基本 Unix 命令的标准实现。 对于嵌入式设备，有一些替代品，例如 copyleft BusyBox 和 BSD 许可的 Toybox。
• 小部件工具包是用于创建软件应用程序的图形用户界面 (GUI) 的库。 由 GNOME 项目创建的 GTK 和 Clutter，由 Qt 项目开发并由 Qt 公司领导的 Qt，以及主要由 Enlightenment 团队维护的 Enlightenment Foundation Libraries (EFL) 都是可用的小部件工具包。
• 包管理系统，例如 dpkg 或 RPM，用于管理包。 包也可以从源 tarball 或二进制 tarball 构建。
• 命令外壳和窗口环境是用户界面程序的示例。

用户界面，通常称为外壳程序，通常是命令行界面 (CLI)、图形用户界面 (GUI) 或耦合到随附硬件的控件。 台式 PC 上的典型用户界面通常是图形化的，而 CLI 经常可以通过终端仿真器窗口或单独的虚拟控制台访问。

基于文本的用户界面或 CLI shell 使用文本进行输入和输出。 为 GNU 项目创建的 Bourne-Again Shell (bash) 是 Linux 下使用最广泛的 shell。 CLI 完全被大多数低级 Linux 组件使用，包括用户空间的各个部分。 CLI 特别适合自动化重复或延迟的操作，它允许相对容易的进程间通信。

GUI shell 包含完整的桌面环境，例如 KDE Plasma、GNOME、MATE、Cinnamon、LXDE、Pantheon 和 Xfce，是桌面系统上最流行的用户界面，同时还存在许多其他用户界面。 X Window System，也称为“X”，是大多数流行用户界面的基础。 它通过允许在一台机器上运行的图形应用程序显示在另一台机器上来实现网络透明性，用户可以与它进行交互； 但是，某些 X Window 系统扩展无法通过网络工作。 有几个 X 显示服务器，其中最流行的是 X.Org Server，它是参考实现。

服务器发行版可以为开发人员和管理员提供命令行界面，但也可能包括为最终用户量身定制的针对系统用例的定制界面。 此自定义界面可通过在不一定基于 Linux 的不同系统上运行的客户端访问。

对于 X11，有几种类型的窗口管理器，包括平铺、动态、堆叠和合成。 窗口管理器与 X 窗口系统交互并允许您控制各个应用程序窗口的位置和外观。 dwm、ratpoison、i3wm 或 herbstluftwm 等更简单的 X 窗口管理器具有简约的界面，而 FVWM、Enlightenment 或 Window Maker 等更复杂的窗口管理器包括内置任务栏和主题等附加功能，但与桌面环境。 Mutter (GNOME)、KWin (KDE) 和 Xfwm (xfce) 等窗口管理器包含在大多数桌面环境的基本安装中，但用户可以根据需要选择使用不同的窗口管理器。

Wayland 是一种显示服务器协议，旨在取代 X11 协议，但截至 2014 年它尚未获得广泛使用。与 X11 不同，Wayland 不需要外部窗口管理器或合成管理器。 因此，Wayland 合成器可作为显示服务器、窗口管理器和合成管理器合二为一。 Wayland 的参考实现是 Weston，尽管来自 GNOME 和 KDE 的 Mutter 和 KWin 正在转换为 Wayland 作为独立的显示服务器。 从版本 19 开始，Enlightenment 已成功移植。