Linux 操作系统使用说明

Linux 操作系统使用说明

1. Linux 简介

什么是 Linux

Linux 是一种自由、开放源代码的类 Unix 操作系统内核，由 Linus Torvalds 于 1991 年创建。现在通常所说的 Linux 指的是基于 Linux 内核的完整操作系统，包括各种系统工具和应用程序。

Linux 的特点

  • 开放性：遵循 GNU 通用公共许可证，源代码开放
  • 多用户多任务：支持多个用户同时使用系统，每个用户可以同时运行多个程序
  • 稳定性和可靠性：适合长时间运行的服务器环境
  • 安全性：内置强大的安全机制，包括用户权限、防火墙等
  • 可定制性：可以根据需求裁剪和定制系统
  • 广泛的硬件支持：支持各种硬件平台

常见 Linux 发行版

  • Debian/Ubuntu：以稳定性和易用性著称，适合桌面和服务器
  • Red Hat/CentOS/RHEL：企业级发行版，提供商业支持
  • Fedora：社区驱动的发行版，包含最新的软件
  • SUSE/openSUSE：德国开发的发行版，适合企业应用
  • Arch Linux：滚动更新的发行版，适合高级用户
  • Gentoo：高度可定制的发行版，需要从源代码编译安装

2. Linux 系统结构

目录结构

Linux 采用树形目录结构，所有文件和目录都从根目录 (/) 开始：

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├── bin/          # 基本命令二进制文件
├── boot/         # 启动加载程序和内核文件
├── dev/          # 设备文件
├── etc/          # 系统配置文件
├── home/         # 用户主目录
├── lib/          # 共享库文件
├── media/        # 可移动媒体挂载点
├── mnt/          # 临时挂载点
├── opt/          # 可选应用程序
├── proc/         # 进程和系统信息虚拟文件系统
├── root/         # 超级用户主目录
├── run/          # 运行时数据
├── sbin/         # 系统管理命令二进制文件
├── srv/          # 服务数据
├── sys/          # 内核设备树
├── tmp/          # 临时文件
├── usr/          # 用户程序和数据
└── var/          # 可变数据文件

系统启动过程

  1. BIOS/UEFI：基本输入输出系统或统一可扩展固件接口，负责初始化硬件
  2. 引导加载程序：如 GRUB，负责加载 Linux 内核
  3. 内核初始化：加载内核模块，初始化硬件设备
  4. 系统初始化进程：如 systemd，负责启动系统服务
  5. 用户登录：显示登录界面，等待用户登录

3. 文件系统

文件类型

  • **普通文件 (-)**：文本文件、二进制文件等
  • **目录文件 (d)**：包含其他文件和目录的文件
  • **符号链接 (l)**：指向其他文件的链接
  • **字符设备 (c)**：按字符读取的设备文件，如键盘、串口
  • **块设备 (b)**：按块读取的设备文件，如硬盘、USB 设备
  • **管道 (p)**：用于进程间通信的文件
  • **套接字 (s)**：用于网络通信的文件

文件权限

Linux 使用 9 位权限位来控制文件访问：

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-rwxr-xr--  1 user group  1234 Jan 21 15:43 filename

权限位分为三组：

  • 所有者权限 (rwx)：文件所有者的权限
  • 组权限 (r-x)：文件所属组的权限
  • 其他用户权限 (r–)：其他用户的权限

权限符号含义：

  • r：读权限 (4)
  • w：写权限 (2)
  • x：执行权限 (1)
  • **-**：无权限 (0)

文件系统命令

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# 列出文件和目录
ls
ls -la  # 列出所有文件，包括隐藏文件和详细信息

# 切换目录
cd /path/to/directory
cd ~  # 切换到用户主目录
cd ..  # 切换到上级目录

# 创建目录
mkdir directory
mkdir -p parent/child  # 创建嵌套目录

# 创建文件
touch filename

# 复制文件和目录
cp source destination
cp -r source_directory destination_directory

# 移动和重命名
mv source destination

# 删除文件
rm filename
rm -f filename  # 强制删除

# 删除目录
rmdir directory  # 只能删除空目录
rm -r directory  # 递归删除目录和内容
rm -rf directory  # 强制递归删除

# 查看文件内容
cat filename
less filename  # 分页查看
head filename  # 查看前几行
head -n 10 filename  # 查看前 10 行
tail filename  # 查看后几行
tail -f filename  # 实时查看文件变化

# 查找文件
find /path/to/search -name "filename"
find /path/to/search -type f -name "*.txt"  # 查找所有 .txt 文件
find /path/to/search -size +10M  # 查找大于 10MB 的文件

# 查找内容
grep "pattern" filename
grep -r "pattern" /path/to/search  # 递归查找
grep -i "pattern" filename  # 忽略大小写
grep -n "pattern" filename  # 显示行号

# 查看文件大小
du -h filename  # 查看文件大小
du -sh directory  # 查看目录总大小
df -h  # 查看磁盘使用情况

# 压缩和解压缩
# tar 压缩
tar -czvf archive.tar.gz directory
# tar 解压缩
tar -xzvf archive.tar.gz
# zip 压缩
zip -r archive.zip directory
# zip 解压缩
unzip archive.zip

4. 用户和权限管理

用户管理命令

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# 创建用户
useradd username
useradd -m username  # 创建用户并创建主目录
useradd -m -s /bin/bash username  # 创建用户并设置默认 shell

# 设置用户密码
passwd username

# 修改用户信息
usermod -d /new/home/directory username  # 修改用户主目录
usermod -s /bin/zsh username  # 修改用户默认 shell
usermod -aG groupname username  # 将用户添加到附加组

# 删除用户
userdel username
userdel -r username  # 删除用户及其主目录

# 切换用户
su username  # 切换到指定用户
su - username  # 切换到指定用户并加载其环境变量
sudo command  # 以超级用户身份执行命令

# 查看当前用户
whoami
id  # 查看用户 ID 和所属组

组管理命令

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# 创建组
groupadd groupname

# 修改组
groupmod -n newgroupname oldgroupname  # 修改组名

# 删除组
groupdel groupname

# 查看用户所属组
groups username

权限管理命令

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# 修改文件权限
chmod 755 filename  # 设置权限为 rwxr-xr-x
chmod u+x filename  # 给所有者添加执行权限
chmod g-w filename  # 给组删除写权限
chmod o=r filename  # 给其他用户设置读权限

# 修改文件所有者和组
chown user:group filename
chown user filename  # 只修改所有者
chown :group filename  # 只修改组
chown -R user:group directory  # 递归修改目录及其内容

# 修改特殊权限
chmod +t directory  # 设置粘性位
chmod +s filename  # 设置 SUID/SGID

5. 软件管理

Debian/Ubuntu 系统

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# 更新软件包列表
apt update

# 升级所有软件包
apt upgrade
apt full-upgrade  # 升级软件包并处理依赖关系变化

# 安装软件包
apt install packagename
apt install packagename1 packagename2  # 安装多个软件包

# 卸载软件包
apt remove packagename
apt purge packagename  # 卸载软件包并删除配置文件

# 搜索软件包
apt search keyword

# 查看软件包信息
apt show packagename

# 清理缓存
apt clean
apt autoclean

Red Hat/CentOS/RHEL 系统

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# 更新软件包列表
yum check-update
dnf check-update  # RHEL 8+ 使用 dnf

# 升级所有软件包
yum update
dnf update

# 安装软件包
yum install packagename
dnf install packagename

# 卸载软件包
yum remove packagename
dnf remove packagename

# 搜索软件包
yum search keyword
dnf search keyword

# 查看软件包信息
yum info packagename
dnf info packagename

# 清理缓存
yum clean all
dnf clean all

编译安装

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# 下载源代码
wget https://example.com/package.tar.gz

# 解压缩
tar -xzvf package.tar.gz
cd package

# 配置
./configure
./configure --prefix=/usr/local  # 自定义安装目录

# 编译
make

# 安装
sudo make install

# 卸载
sudo make uninstall

6. 进程管理

进程查看命令

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# 查看所有进程
ps aux
ps -ef

# 查看进程树
pstree

# 实时查看进程
htop  # 交互式进程查看器
top  # 命令行进程查看器

# 根据条件查找进程
ps aux | grep processname
pgrep processname

# 查看进程详细信息
ps -p PID -o pid,ppid,cmd,%cpu,%mem

进程控制命令

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# 终止进程
kill PID
kill -9 PID  # 强制终止进程

# 终止所有匹配的进程
pkill processname

# 向进程发送信号
kill -SIGTERM PID  # 发送终止信号（默认）
kill -SIGHUP PID  # 发送挂起信号
kill -SIGKILL PID  # 发送杀死信号

# 后台运行进程
command &

# 将前台进程移到后台
Ctrl + Z  # 暂停进程
fg  # 恢复到前台
bg  # 放到后台继续运行

# 查看后台进程
jobs

# 控制后台进程
fg %jobnumber  # 将指定作业移到前台
bg %jobnumber  # 将指定作业放到后台继续运行
kill %jobnumber  # 终止指定作业

7. 服务管理

systemd 服务管理

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# 查看服务状态
systemctl status servicename

# 启动服务
systemctl start servicename

# 停止服务
systemctl stop servicename

# 重启服务
systemctl restart servicename

# 重新加载服务配置
systemctl reload servicename

# 设置服务开机自启
systemctl enable servicename

# 禁用服务开机自启
systemctl disable servicename

# 查看服务是否开机自启
systemctl is-enabled servicename

# 查看所有服务状态
systemctl list-units --type=service
systemctl list-units --type=service --state=running  # 只查看运行中的服务

# 查看服务依赖
systemctl list-dependencies servicename

旧系统服务管理（SysVinit）

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# 查看服务状态
service servicename status

# 启动服务
service servicename start

# 停止服务
service servicename stop

# 重启服务
service servicename restart

# 重新加载服务配置
service servicename reload

# 设置服务开机自启
chkconfig servicename on

# 禁用服务开机自启
chkconfig servicename off

# 查看服务开机自启状态
chkconfig --list servicename

8. 网络管理

网络配置命令

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# 查看网络接口信息
ip addr
ifconfig  # 旧命令

# 查看路由表
ip route
route -n  # 旧命令

# 查看网络连接
ss -tuln
netstat -tuln  # 旧命令

# 测试网络连接
ping example.com
ping -c 4 example.com  # 发送 4 个 ICMP 包

# 测试域名解析
nslookup example.com
dig example.com

# 查看本地 DNS 配置
cat /etc/resolv.conf

# 查看网络接口统计信息
ip -s link

# 配置网络接口（临时）
ip addr add 192.168.1.100/24 dev eth0
ip link set eth0 up
ip link set eth0 down

防火墙配置

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# 查看防火墙状态
# iptables（旧系统）
iptables -L -n

# firewalld（新系统）
systemctl status firewalld
firewall-cmd --state

# 查看防火墙规则
firewall-cmd --list-all

# 开放端口
firewall-cmd --add-port=80/tcp --permanent  # 永久开放 80 端口
firewall-cmd --reload  # 重新加载配置

# 关闭端口
firewall-cmd --remove-port=80/tcp --permanent
firewall-cmd --reload

# 开放服务
firewall-cmd --add-service=http --permanent
firewall-cmd --reload

# 关闭服务
firewall-cmd --remove-service=http --permanent
firewall-cmd --reload

# 查看已开放的端口和服务
firewall-cmd --list-ports
firewall-cmd --list-services

9. 系统监控

系统信息命令

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# 查看系统信息
uname -a
uname -r  # 查看内核版本

# 查看系统架构
arch

# 查看发行版信息
cat /etc/os-release
lsb_release -a

# 查看系统启动时间
uptime
who -b

# 查看 CPU 信息
cat /proc/cpuinfo
lscpu

# 查看内存信息
cat /proc/meminfo
free -h

# 查看磁盘信息
lsblk
fdisk -l

# 查看系统负载
uptime
w

系统性能监控

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# CPU 和内存监控
top
htop

# 磁盘 I/O 监控
iotop
iostat

# 网络监控
iftop
tcpdump  # 网络数据包捕获
tcpdump -i eth0 port 80  # 监控 eth0 接口上的 80 端口

# 系统资源使用情况
sar  # 系统活动报告
sar -u  # CPU 使用情况
sar -r  # 内存使用情况
sar -d  # 磁盘 I/O 情况
sar -n DEV  # 网络接口情况

10. 资源管理

CPU 资源管理

进程优先级管理

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# 启动程序时设置优先级（nice 值范围：-20 到 19，值越小优先级越高）
nice -n 5 command

# 调整已运行进程的优先级（PID 为进程 ID）
renice -n 10 PID

# 以高优先级运行命令
sudo nice -n -5 command

CPU 亲和性设置

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# 查看进程的 CPU 亲和性
taskset -p PID

# 设置进程只在特定 CPU 上运行（例如 CPU 0 和 1）
taskset -cp 0,1 PID

# 启动程序时设置 CPU 亲和性
taskset -c 0,1 command

CPU 限制工具

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# 限制进程使用的 CPU 百分比（需要先安装 cpulimit）
sudo apt install cpulimit  # Debian/Ubuntu
sudo yum install cpulimit  # CentOS/RHEL

# 限制进程使用不超过 50% 的 CPU
cpulimit -p PID -l 50

# 启动程序时限制 CPU 使用
cpulimit -l 50 -- command

内存资源管理

内存使用监控

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# 查看内存使用情况
free -h
cat /proc/meminfo

# 查看进程的内存使用情况
top  # 按 Shift+M 排序
ps aux --sort=-%mem | head -10

交换空间管理

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# 查看交换空间使用情况
swapon -s
free -h

# 添加交换文件
sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1G count=4  # 创建 4GB 交换文件
sudo chmod 600 /swapfile
sudo mkswap /swapfile
sudo swapon /swapfile

# 永久启用交换文件
echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

# 禁用交换空间
sudo swapoff /swapfile

内存限制

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# 使用 ulimit 限制进程可使用的虚拟内存大小
ulimit -v 1048576  # 限制为 1GB

# 永久设置限制（编辑 /etc/security/limits.conf）
echo '* soft as 1048576' | sudo tee -a /etc/security/limits.conf
echo '* hard as 1048576' | sudo tee -a /etc/security/limits.conf

磁盘资源管理

磁盘配额

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# 安装磁盘配额工具
sudo apt install quota  # Debian/Ubuntu
sudo yum install quota  # CentOS/RHEL

# 启用磁盘配额（编辑 /etc/fstab，添加 usrquota,grpquota 选项）
# 例如：/dev/sda1 / ext4 defaults,usrquota,grpquota 0 1

# 重新挂载文件系统
sudo mount -o remount /

# 初始化配额数据库
sudo quotacheck -ugm /

# 启用配额
sudo quotaon /

# 设置用户配额
sudo edquota -u username

# 设置组配额
sudo edquota -g groupname

# 查看配额信息
sudo quota -u username
sudo repquota /

磁盘空间监控

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# 查看磁盘使用情况
df -h

# 查看目录使用情况
du -h /path/to/directory
du -sh /path/to/directory  # 只显示总和

# 查找大文件
sudo find / -type f -size +100M 2>/dev/null | sort -nr | head -10

磁盘 I/O 调度

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# 查看当前磁盘 I/O 调度器
cat /sys/block/sda/queue/scheduler

# 临时更改 I/O 调度器（例如改为 noop）
sudo echo noop > /sys/block/sda/queue/scheduler

# 永久更改 I/O 调度器（编辑 /etc/default/grub，添加 elevator=noop）
# 然后运行 sudo update-grub 并重启

网络资源管理

带宽限制

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# 使用 tc 命令限制带宽（需要 root 权限）
# 限制 eth0 接口的出站带宽为 1Mbps
sudo tc qdisc add dev eth0 root tbf rate 1mbit burst 32kbit latency 400ms

# 移除带宽限制
sudo tc qdisc del dev eth0 root

# 使用 wondershaper 工具（更简单的方法，需要安装）
sudo apt install wondershaper  # Debian/Ubuntu
sudo yum install wondershaper  # CentOS/RHEL

# 限制 eth0 接口的入站和出站带宽
sudo wondershaper eth0 1024 512  # 入站 1Mbps，出站 512Kbps

# 移除限制
sudo wondershaper clear eth0

网络连接限制

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# 使用 iptables 限制并发连接数
sudo iptables -A INPUT -p tcp --syn --dport 80 -m connlimit --connlimit-above 10 -j REJECT

# 限制特定 IP 的连接速率
sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -s 192.168.1.0/24 -m limit --limit 10/minute --limit-burst 20 -j ACCEPT

综合资源管理工具

cgroups（Control Groups）

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# 安装 cgroup 工具
sudo apt install cgroup-tools  # Debian/Ubuntu
sudo yum install libcgroup-tools  # CentOS/RHEL

# 创建 cgroup
sudo cgcreate -g cpu,memory:mygroup

# 设置 CPU 限制（最大 50%）
sudo cgset -r cpu.cfs_quota_us=50000 mygroup

# 设置内存限制（最大 1GB）
sudo cgset -r memory.limit_in_bytes=1073741824 mygroup

# 在 cgroup 中运行命令
sudo cgexec -g cpu,memory:mygroup command

# 删除 cgroup
sudo cgdelete -g cpu,memory:mygroup

systemd 资源控制

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# 查看当前服务的资源限制
systemctl show --property=MemoryLimit,CPUQuota servicename

# 编辑服务文件添加资源限制
sudo systemctl edit --full servicename

# 在 [Service] 部分添加:
# MemoryLimit=1G
# CPUQuota=50%

# 重新加载并重启服务
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart servicename

11. 常用工具

文本编辑器

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# Vim
vim filename

# Nano
nano filename

# Emacs
emacs filename

系统工具

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# 网络工具
curl example.com  # 发送 HTTP 请求
wget example.com  # 下载文件

# 文件传输
scp localfile user@remote:/path/to/destination  # 复制文件到远程
scp user@remote:/path/to/file localdestination  # 从远程复制文件
rsync -avz localdirectory user@remote:/path/to/destination  # 同步目录

# 终端多路复用
tmux  # 启动 tmux
tmux new -s sessionname  # 创建新会话
tmux attach -t sessionname  # 连接到会话
tmux list-sessions  # 列出所有会话

screen  # 启动 screen
screen -S sessionname  # 创建新会话
screen -r sessionname  # 连接到会话
screen -ls  # 列出所有会话

# 系统日志
journalctl  # 查看系统日志
journalctl -u servicename  # 查看特定服务日志
journalctl -f  # 实时查看日志
cat /var/log/syslog  # 查看系统日志（旧系统）
cat /var/log/messages  # 查看系统日志（RHEL/CentOS）
cat /var/log/auth.log  # 查看认证日志（Debian/Ubuntu）
cat /var/log/secure  # 查看认证日志（RHEL/CentOS）

12. 故障排除

常见问题解决

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# 网络不通
# 检查网络接口状态
ip link
# 检查 IP 配置
ip addr
# 检查路由
ip route
# 检查 DNS 配置
cat /etc/resolv.conf
# 测试网络连接
ping -c 4 8.8.8.8
ping -c 4 example.com

# 服务无法启动
# 查看服务状态
systemctl status servicename
# 查看服务日志
journalctl -u servicename
# 检查配置文件
sudo nvim /etc/servicename/servicename.conf

# 磁盘空间不足
# 查看磁盘使用情况
df -h
# 查找大文件
find / -type f -size +100M 2>/dev/null | sort -rh
# 清理临时文件
sudo rm -rf /tmp/*
sudo journalctl --vacuum-time=7d  # 清理 7 天前的日志

# 内存不足
# 查看内存使用情况
free -h
# 查看进程内存使用
top
htop
# 查找内存使用高的进程
ps aux --sort=-%mem | head -10

13. 常用快捷键

终端快捷键

  • Ctrl + C：终止当前命令
  • Ctrl + D：退出当前会话
  • Ctrl + Z：暂停当前进程
  • Ctrl + L：清屏
  • Ctrl + A：光标移到行首
  • Ctrl + E：光标移到行尾
  • Ctrl + U：删除光标前的内容
  • Ctrl + K：删除光标后的内容
  • Ctrl + W：删除光标前的一个单词
  • Ctrl + R：搜索历史命令
  • Tab：自动补全命令和文件名
  • ↑/↓：浏览历史命令

Vim 快捷键

  • i：进入插入模式
  • Esc：退出插入模式，进入命令模式
  • :w：保存文件
  • :q：退出 Vim
  • :wq：保存并退出
  • **:q!**：强制退出，不保存
  • yy：复制当前行
  • p：粘贴
  • dd：删除当前行
  • u：撤销
  • Ctrl + r：重做
  • /pattern：搜索模式
  • n：下一个匹配项
  • N：上一个匹配项

希望这份 Linux 操作系统使用说明对你有所帮助！如果有任何问题，请随时查阅 Linux 官方文档 或 Linux 手册页.