Unix / Linux - 入门

Unix/Linux - 入门指南

什么是类 Unix 操作系统？

类 Unix 操作系统（OS）充当计算机硬件和用户之间的中介。它管理系统资源，并为应用程序提供运行环境。

操作系统的核心，负责管理硬件资源（CPU、内存、设备）和基本任务，称为内核（kernel）。

用户通常通过一个称为 shell 的程序间接与内核交互。Shell 是一个命令行解释器：它接收您输入的命令，解释它们，并指示内核或其他程序执行操作。流行的现代 shell 包括 Bash (Bourne Again SHell) 和 Zsh (Z Shell)。

• Unix 最初于 1969 年左右在 AT&T Bell 实验室开发，由 Ken Thompson、Dennis Ritchie 等人创建。其设计原则对后续操作系统产生了深远影响。
• 如今，存在许多类 Unix 系统。例如，商业 Unix 版本（如 Solaris、AIX）、开源 BSD 变体（FreeBSD、OpenBSD），以及最重要的 Linux。从技术上讲，Linux 只是内核，但像 Ubuntu、Fedora 和 Debian 等发行版将内核与实用工具和应用程序捆绑在一起，创建了一个完整的操作系统。macOS 也是一个经过认证的 Unix 系统。
• 这些系统本质上是多用户的，允许多人同时使用计算机，每个人都有自己的环境和权限。
• 它们也是多任务的，使用户和系统能够并发运行多个程序。

类 Unix 系统架构

典型的类 Unix 系统架构的简化视图涉及几个层次：

• **硬件：**计算机的物理组成部分（CPU、内存、磁盘、网络接口等）。
• **内核：**操作系统的核心。它直接与硬件交互，管理系统资源（内存管理、进程调度、文件系统访问），并通过系统调用提供基本服务。
• **Shell：**命令行界面 (CLI)，允许用户与系统交互。它读取命令，解释命令，并执行程序。常见的 shell 是 Bash（Linux 上通常是默认的）和 Zsh（较新 macOS 的默认）。
• **命令和工具：**大量执行特定任务的标准程序集合（例如，cp 用于复制，mv 用于移动/重命名，ls 用于列出文件，grep 用于搜索文本）。这些工具是系统管理和日常使用的基本工具。通过包管理器可以获得更多工具。
• 文件和目录：数据和程序组织成文件。文件被分组到目录（文件夹）中。目录可以包含其他目录，形成称为文件系统的分层树状结构。这种标准化结构（通常遵循文件系统层次结构标准 - FHS）有助于组织系统（例如，/bin 存放基本二进制文件，/etc 存放配置，/home 存放用户目录）。

可以将其想象成用积木搭建：硬件是基础，内核是管理基础的基本地基，shell 是您告诉系统在哪里放置积木的工具，而命令/工具是您用来构建应用程序或管理结构（文件系统）的特定积木。

访问系统

如果您安装了类 Unix 系统（如 Linux 或 macOS），启动计算机将启动引导过程（涉及固件如 BIOS/UEFI、引导加载程序如 GRUB 和 init 系统如 systemd 或 launchd），最终会显示一个登录提示符，可以是图形界面或文本界面的。

对于远程访问，您通常会使用 SSH (Secure Shell) 协议，通过 SSH 客户端从本地机器安全地连接到服务器的命令行。

登录

无论是通过终端模拟器本地连接还是通过 SSH 远程连接，系统通常会提示您输入用户名和密码：

login: your_username
Password:

登录步骤：

• 确保您拥有一个用户名（用户 ID）和密码。如果没有，请联系您的系统管理员。
• 在 login: 提示符下输入您的用户名并按回车。用户名通常区分大小写。
• 在 Password: 提示符下输入您的密码并按回车。出于安全考虑，您的密码字符通常在您输入时不会显示。密码几乎总是区分大小写。
• 成功身份验证后，您通常会看到一些系统消息（例如上次登录时间/位置），然后是 shell 提示符。此提示符表示 shell 已准备好接受您的命令。常规用户提示符通常以 $ 结尾，root（管理员）用户以 # 结尾。

Last login: Mon Jul 29 10:15:00 2024 from 192.168.1.10
your_username@hostname:~$

在提示符下，您可以输入命令。例如，要显示当前月份的日历，请使用 cal 命令：

$ cal
      July 2024
Su Mo Tu We Th Fr Sa
    1  2  3  4  5  6
 7  8  9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31

$

更改密码

定期更改密码并使用强大且唯一的密码对于安全至关重要。大多数类 Unix 系统提供 passwd 命令来实现此操作：

步骤 1：在命令提示符下输入 passwd 并按回车。

步骤 2：系统将提示您输入当前密码进行验证。

步骤 3：系统会要求您输入新密码。选择一个强大的密码（大小写字母、数字、符号的组合）。避免字典词汇或个人信息。

步骤 4：您需要重新输入新密码进行确认。

$ passwd
Changing password for your_username.
(当前) UNIX 密码：
新密码：
重新输入新密码：
passwd: 密码更新成功
$

注意：与登录一样，出于安全考虑，密码输入通常是隐藏的。考虑使用密码管理器来生成和存储强大且唯一的密码。

列出目录内容

如前所述，数据组织在文件和目录中。ls (list) 命令是查看目录内容的基本命令。

使用 ls 结合 -l（长格式）选项可以提供详细信息：

$ ls -l
total 24
drwxr-xr-x 2 user group 4096 Jul 29 10:30 Documents
-rw-r--r-- 1 user group 8752 Jul 29 10:25 report.txt
-rwxr-xr-- 1 user group 5120 Jul 20 15:00 process_data.sh
drwxrwxr-- 3 user group 4096 Jul 15 09:00 Projects

解释 ls -l 输出列：

• **第一个字符：**文件类型（d 表示目录，- 表示常规文件，l 表示符号链接等）。
• **权限：**九个字符，表示所有者、组和其他用户的读（r）、写（w）、执行（x）权限。
• **链接数：**硬链接计数。
• **所有者：**文件所有者的用户名。
• **组：**与文件关联的组。
• **大小：**文件大小（以字节为单位）（使用 ls -lh 显示人可读的大小，如 KB、MB）。
• **修改时间：**文件最后修改的日期和时间。
• **名称：**文件或目录的名称。

要查看隐藏文件（名称以点 . 开头的文件），请使用 -a 选项：ls -la 或 ls -lha。

您是谁？

要快速检查您当前登录的用户账户，请使用 whoami 命令：

$ whoami
your_username
$

这对于管理多个账户或需要确认当前用户上下文时非常有用。

还有谁登录了？

在多用户系统上，您可能想查看当前还有谁登录了。有几个命令提供此信息，详细程度各不相同：

• users：列出登录用户的用户名，用空格分隔。
• who：显示登录的用户、他们的终端行、登录时间，以及可能的源主机。
• w：比 who 提供更多细节，包括每个用户当前正在运行什么命令、系统正常运行时间以及平均负载。

$ users
user1 admin guest

$ who
user1    tty1         2024-07-29 09:15
guest    pts/0        2024-07-29 10:30 (192.168.1.10)
admin    pts/1        2024-07-29 11:00 (client.example.com)

$ w
 11:05:30 up  1:50,  3 users,  load average: 0.10, 0.15, 0.12
USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
user1    tty1     -                09:15    1:50m  0.20s  0.10s -bash
guest    pts/0    192.168.1.10     10:30    5.00s  0.05s  0.01s vim config.txt
admin    pts/1    client.example.com 11:00    0.00s  0.15s  0.02s w
$

这些命令对于系统监控和了解系统活动非常有用。

注销

当您完成命令行会话后，应该注销以确保账户安全并释放系统资源。

• 在提示符下输入 logout 命令。
• 或者，您通常可以输入 exit。
• 在许多 shell 中，在空命令行上按 Ctrl+D 也表示输入结束并会注销您。

系统通常会关闭您的会话并断开连接（如果通过远程连接）。

关闭或重启系统

正确地关闭或重启类 Unix 系统对于确保数据完整性很重要。这些操作通常需要管理员（root）权限。

常见命令包括：

Command	Description
shutdown -h now or poweroff	立即干净地关闭机器并断电。shutdown 允许计划关机（例如，shutdown -h +10 在 10 分钟后关机）。
shutdown -r now or reboot	立即干净地关闭机器然后重启。shutdown -r 也允许计划重启。
halt	历史上用于停止系统进程，但可能不会给硬件断电；现在通常首选 poweroff。
systemctl poweroff	在使用 systemd init 系统的系统上（现代 Linux 上很常见），此命令会干净地关闭系统并断电。
systemctl reboot	在 systemd 系统上，此命令会干净地关闭系统并重启系统。

始终使用这些命令，而不是简单地切断电源，尤其是在服务器上，以防止数据损坏或文件系统问题。如果您不是以 root 用户登录，通常需要在使用这些命令前加上 sudo（例如，sudo poweroff）。