LFCA：了解 Linux 操作系统 - 第 1 部分

Linux 基金会推出了一项新的专业 IT 预科认证，称为 Linux 基金会认证 IT 助理 (LFCA)。这是一项新的入门级认证，重点测试基本 IT 概念，例如基本系统管理命令、云计算、安全性和 DevOps。

LFCA：概述和课程大纲

以下是 LFCA 将寻求测试的能力和领域的摘要：

Linux 基础知识 20%

• Linux 操作系统 – 第 1 部分
• 文件管理命令 – 第 2 部分
• Linux 系统命令 – 第 3 部分
• 通用网络命令 – 第 4 部分

系统管理基础 20%

• Linux 用户管理 – 第 5 部分
• 在 Linux 中管理时间和日期 – 第 6 部分
• 在 Linux 中管理软件 – 第 7 部分
• 监控 Linux 基本指标 – 第 8 部分
• Linux 基础网络 – 第 9 部分
• Linux 二进制和十进制数 – 第 10 部分
• LFCA：了解网络 IP 寻址范围的类别 – 第 11 部分
• LFCA：学习基本网络故障排除技巧 - 第 12 部分

云计算基础知识 20%

• 学习云计算基础知识 – 第 13 部分
• 了解云可用性、性能和可扩展性 - 第 14 部分
• LFCA：学习无服务器计算、优点和陷阱 - 第 15 部分
• LFCA：了解云成本和预算 - 第 16 部分

安全基础 16%

• 保护 Linux 系统的基本安全技巧 – 第 17 部分
• 保护数据和 Linux 的有用技巧 – 第 18 部分
• 如何提高 Linux 网络安全 – 第 19 部分

DevOps 基础知识 16%

支持应用程序和开发人员 8%

LFCA认证概述

LFCA 认证传授有关基本系统和文件管理命令、网络命令和故障排除、云计算概念、数据安全（包括系统和网络安全）以及 DevOps 基础知识的基础知识。

一旦您掌握了基本概念并通过了LFCA考试，您就可以开始获得中级认证 LFCS（Linux 基金会认证系统管理员），然后再追求 LFCE（ Linux 基金会认证工程师）。

LFCA 考试是多项选择题考试，费用200 美元。它是在线进行的，远程监考人员在整个会议过程中通过网络摄像头监视您。通过考试后，您将获得 LFCA 徽章和证书，有效期为 3 年。

Linux 基础知识

在本节中，我们将介绍以下章节：

• Linux 操作系统 – 第 1 部分
• 文件管理命令 – 第 2 部分
• Linux 系统命令 – 第 3 部分
• 通用网络命令 – 第 4 部分

话不多说，让我们直接开始吧。

本文是 LFCA 系列的第 1 部分，该系列将涵盖 LFCA 认证考试所需的必要领域和能力。

了解 Linux 操作系统

在我们开始时，我们假设您在执行日常计算任务时可能与 Windows 或 macOS 或两者进行过交互。两者都是操作系统，它们允许您与计算机的硬件和软件组件进行交互，并运行多种任务，包括浏览、游戏、流媒体音乐和视频以及软件开发等等。

Windows 是一种常见的操作系统，在桌面用户中拥有可观的市场份额。它易于使用和学习，通常是学习者逐步学习如何与计算机交互的门户。

Windows 和 macOS 存在什么问题？

尽管Windows易于使用并且支持大量硬件设备，但它也有其相当多的缺点。首先，Windows是微软的专有操作系统，大多数软件应用程序（例如Microsoft Office套件）都是付费的。这将许多没有经济能力获得该产品许可证的人拒之门外。

对于苹果的 macOS 来说也是如此，尽管它优雅且安全性值得称赞，但价格却很高。事实上，AppStore的一些应用程序通常是付费的。用户经常谴责偷偷摸摸地付费订阅应用程序，而这些应用程序在其他平台上是免费的。

此外，Windows 非常不稳定，经常容易受到病毒和木马等恶意软件的攻击。您可以花费数百美元来确保强大的防病毒程序来抵御攻击和破坏，或者花费大量金钱聘请专业人士来诊断和删除病毒。

此外，安全补丁和功能更新的应用通常是一个漫长的过程。在大多数情况下，更新系统可能会持续三十分钟到一个小时，具体取决于更新的大小，并且这通常是由一系列系统重新启动引起的。

为什么使用Linux操作系统？

Linux，就像Windows和macOS一样，是另一个席卷IT行业的操作系统。 Linux 无处不在，每天都有成千上万的用户使用。

为数百万智能设备提供支持的流行 Android 操作系统基于 Linux 内核。您最喜爱的 Android 智能手机或客厅里的智能电视均由 Linux 提供支持。最重要的是，Linux 是互联网上的主导系统，在网络托管平台和互联网服务器中占有巨大份额。大约 90% 的公共云和 99% 的超级计算机市场份额都是由 Linux 支撑的。

那么，Linux是如何诞生的呢？

在这个节骨眼上，如果我们回到过去，了解一下使用最广泛的操作系统之一的起源，那将是谨慎的做法。

Linux 的历史

Linux 的历史可以追溯到 20 世纪 60 年代的 AT&T 贝尔实验室，Dennis Ritchie（C 编程语言之父）和美国计算机科学家 KenThompson 与其他开发人员一起致力于 Multics 项目。 Multics 是一个为大型计算机系统提供支持的操作系统。

这两位计算机科学家正在寻求构建一个具有分层文件系统的多用户、多任务操作系统。最初，Multics 是一个研究项目，但很快就变成了商业产品。两位首席开发人员对 Multics 的发展方向并不满意，他们制定了自己的路线，并着手开发另一个基于 Multics 的系统，称为 UNICS >，后来演变成 UNIX。

在 20 世纪 70 年代和 80 年代，UNIX 变得越来越流行，尤其是在学术界。这被多家机构采用，其中包括加州伯克利大学，该大学后来改变了其发展轨迹。该大学的开发人员进一步研究了 UNIX 代码，并提出了 BSD，这是 Berkeley Software Development 的缩写。 BSD 后来启发了多种操作系统，其中一些至今仍在使用，例如 FreeBSD 和 NetBSD。

在贝尔实验室，对 UNIX 的研究和开发仍在继续，产生了 UNIX 的其他变体，这些变体后来被商业供应商采用。然而，BSD 比贝尔实验室的商业变体更受欢迎。

与此同时，1991 年，芬兰毕业生 Linus Torvalds 正在开发一个名为 MINIX 的 UNIX 版本，但对 MINIX 的许可感到失望项目。在写给他的 MINIX 用户组的一封信中，他宣布他正在开发一个新内核，后来被称为 Linux 内核。他使用 GNU 代码以及 GNU 编译器和 bash 创建了第一个可行的 Linux 内核，该内核后来在 GNU/GPL 模型下获得许可。

Linux 内核为数百种 Linux 发行版或风格的开发奠定了基础。您可以在 distrowatch 上全面了解流行的 Linux 发行版。

流行的 Linux 发行版

Linux 是一个开源操作系统。这是什么意思？嗯，这意味着您可以查看 Linux 源代码、修改它并完全免费地自由重新分发它。熟练的用户（例如开发人员）也可以为代码做出贡献，使其变得更好、更有趣。

因此，有数百个 Linux 发行版具有不同的包管理系统、软件应用程序和视觉吸引力。 Linux 发行版俗称发行版，是预装了程序、库、管理工具和其他附加软件的 Linux 操作系统版本。所有发行版均源自 Linux 内核。

许多 Linux 发行版都可以免费下载。不过，也有例外，例如 Zorin OS 需要支付少量费用才能下载。包括 RHEL（红帽企业 Linux）在内的企业 Linux 发行版需要订阅才能获得支持、安全性和功能更新。

Linux 发行版有 4 个主要系列：

• Debian 系列系统（例如 Ubuntu、Mint、Elementary 和 Zorin）。
• Fedora 系列系统（例如 CentOS、Red Hat 7 和 Fedora）。
• SUSE 系列系统（例如 OpenSUSE 和 SLES）。
• Arch 系统（例如 Arch、Manjaro、ArchLabs 和 ArcoLinux）。

一些流行且广泛使用的 Linux 发行版包括：

• 乌班图
• 德班
• Linux薄荷
• 软呢帽
• 深入
• Manjaro Linux
• MX Linux
• 基本操作系统
• 中央操作系统
• 开放SUSE

强烈推荐给 Linux 新手的适合初学者的发行版包括 Ubuntu、Mint、Zorin OS 和 Elementary OS >。这很大程度上归功于其用户友好性、简单整洁的用户界面以及高度定制化。

某些版本（例如 Zorin OS）与 Windows 10 非常相似，这使得它们非常适合 Windows 用户过渡到 Linux。其他操作系统（例如 Elementary OS）则非常模仿 macOS，具有标志性的停靠菜单。

对于中级用户或对 Linux 有较好掌握的用户来说，CentOS、Debian 和 Fedora 就足够了。了解 Linux 系统管理细节的经验丰富的用户通常会在基于 Arch 的 Linux 系统和 Gentoo 上轻松工作。

每个 Linux 发行版在桌面环境或图形用户界面 (GUI) 和默认应用程序方面都有其独特之处。但是，大多数都会提供开箱即用的应用程序，例如 LibreOffice 套件、Thunderbird 邮件客户端、GIMP 图像编辑器和多媒体应用程序让您开始。

服务器环境中广泛使用的 Linux 发行版包括：

• 红帽企业 Linux (RHEL)
• SUSE Linux 企业服务器 (SLES)
• Ubuntu服务器
• 德班

为什么Linux如此受欢迎

Linux 包含以下主要组件。

1.Linux内核

任何 Linux 系统的核心都是Linux 内核。内核用 C 语言编写，将硬件组件与底层软件和程序连接起来。内核管理正在运行的进程并确定哪些进程可以使用 CPU 以及持续时间。它还确定每个进程获得的内存量。此外，它还管理设备驱动程序并接收来自正在运行的进程的服务请求。

2. 引导加载程序

引导加载程序是处理 Linux 系统中引导过程的程序。它将操作系统从硬盘驱动器加载到主内存。引导加载程序不仅仅特定于 Linux。它也存在于 Windows 和 macOS 中。在 Linux 中，引导加载程序称为 GRUB。最新版本是 GRUB2，由 systemd 发行版使用。

3.初始化

Init是Initialization的缩写，是系统启动后运行的第一个进程。它的进程 ID (PID) 为 1，并生成 Linux 系统中的所有其他进程，包括守护进程和其他后台进程和服务。因此，它被称为所有过程之母。 Init 在后台运行，直到系统断电为止。

最早的Init系统包括System V Init (SysV)和Upstart。在现代系统中，它们已被 systemd init 取代。

4. 守护进程

守护进程是从系统启动时起在后台安静运行的进程。用户可以通过命令行控制守护进程。它们可以在启动时停止、重新启动、禁用或启用。守护进程的示例包括 sshd（控制远程 SSH 连接的 SSH 守护进程）和处理服务器上时间同步的 ntpd。

5. 外壳

Linux shell 是一个命令行界面，缩写为 CLI，在其中执行或调用命令来执行和自动执行管理任务。流行的 shell 包括 bash shell (bash) 和 Z shell (zsh)。

6. 桌面环境

桌面环境是用户用来与 Linux 系统交互的环境。它提供了一个 GUI（图形用户界面），这是通过 X windows 系统软件实现的。 X windows 系统（X11，也称为 X）是一个提供显示框架或 GUI 并确定用户如何与窗口、键盘、鼠标和触摸板。

常见的桌面环境包括GNOME、MATE、XFCE、LXDE、Enlightenment、Cinnamon、Budgie 和 KDE Plasma。桌面管理器附带图形组件，例如文件管理器、桌面小部件、壁纸、图标和其他图形元素。

7. 应用

桌面环境只为您提供了入门所需的基本应用程序。就像 Windows 或 macOS 一样，您可以安装日常使用的应用程序。其中包括 Google Chrome、VLC 媒体播放器、Skype、LibreOffice 套件、DropBox、GIMP 图像编辑器等应用程序。某些发行版附带了自己的软件中心，该中心充当商店，您可以从中下载所需的应用程序。

使用 Linux 相对于其他操作系统的优势

至此，为什么 Linux 成为许多用户和企业最喜爱的操作系统已经变得清晰起来。让我们简单总结一下使用 Linux 的一些优点。

1.Linux是开源的

正如之前指出的，Linux 是完全开源的。熟练的用户可以查看代码，不受任何限制地对其进行修改，以达到他们想要的任何目的，并与社区共享。此外，大多数发行版（少数除外）都可以免费下载和使用，无需支付许可证费用。

Windows 是专有的，其某些产品非常昂贵。目前，Microsoft Office 套件的价格为430 美元。 Windows Server 2019 许可费用高达 6,000 美元。 macOS 同样昂贵，App Store 中的大量应用程序都是通过订阅付费的。

2.高度可定制

Linux 为用户提供的主要优势之一是能够根据自己的喜好定制几乎任何组件。您可以调整外观，包括壁纸、背景图像、配色方案、图标外观等，以增强其外观。

3. 卓越的稳定性和安全性

Linux系统具有令人赞叹的稳定性和安全性。 Linux 不太容易受到攻击，如果您不断更新系统，您成为病毒和木马等恶意软件受害者的可能性也会大大降低。

4. 服务器的完美选择

由于其安全性和稳定性，Linux 成为托管网站、数据库和应用程序的服务器环境的首选。只需几个命令即可启动功能齐全的 Web 服务器以及数据库和脚本工具等其他组件。一个典型的例子是流行的 LAMP 服务器，它是 Apache Web 服务器、MySQL 数据库和 PHP 脚本语言的聚合。

凭借 Linux 提供的稳定性，您几乎不需要重新启动服务器，除非需要执行内核升级。这确保了服务器的最大正常运行时间和高可用性。

5. 系统要求低

大多数 Linux 发行版都可以在 CPU 和 RAM 等系统规格较低的 PC 上运行。事实上，你可以通过安装一些轻量级的Linux发行版（例如Linux Lite、Puppy Linux和AntiX）来让一些旧电脑复活。

有些可以在只有 1GB RAM、512 MHz CPU 和 5GB 硬盘的系统上运行。更令人印象深刻的是，您甚至可以通过 Live USB 记忆棒运行这些发行版，并且仍然可以继续进行一些工作。

6. 大量软件包的可用性

主要的 Linux 发行版（例如 Debian 和 Ubuntu）在其存储库上托管了数千个软件包。仅 Ubuntu 就拥有超过47,000个软件包。您可以通过在终端上运行一些命令或使用发行版中包含的应用程序中心来轻松安装应用程序。

此外，您还可以获得执行类似任务的各种应用程序，例如文字处理、文件共享、音频/视频播放、照片编辑、图形设计等等。您的选择实在是太多了，可以选择各种应用程序来执行任务。

7. 广泛的社区支持

Linux 操作系统由充满活力的开发人员社区开发和维护，他们昼夜不停地工作，以确保您获得最好的软件应用程序、安全更新和错误修复。

Ubuntu 和 Debian 等主要发行版拥有庞大的开发人员社区和大量论坛，可以为用户提供帮助和指导，尤其是在用户遇到困难或挑战时。

概括

这是 Linux 操作系统及其在不断发展的计算环境中的地位的鸟瞰图。诚然，Linux 无处不在，并在我们生活的快节奏技术世界中留下了不可磨灭的印记。因此，对于任何希望在竞争激烈的 IT 职业中取得进步的 IT 专业人员来说，掌握基本的 Linux 技能至关重要。

学习 Linux 将为其他高级 IT 领域（例如 DevOps、网络安全和云计算）打开大门。在后续主题中，我们将重点介绍在我们继续进行过程中您需要掌握的基本 Linux 命令。