linux運維-包08.計算機基礎和安裝

計算機基內容計算機系計算機硬世界上第一馮·諾依曼體系結二進制和十常見摩爾計算機分按規(guī)模劃按功能和角色劃服務器按外形分服務器硬件服務器硬件---服務器硬件---主服務器硬件---內服務器硬件---硬服務器硬件---網服務器硬件--相關其它硬服務器各種操作操作系統(tǒng)功操作系統(tǒng)相關概系.5開源OpenSource2Linux安裝Linux哲學思Linux生產主流版本安裝LinuxLinux安裝前準備安裝CentOS針對CentOS8創(chuàng)建虛擬機環(huán)安裝安裝針對Ubuntu1804創(chuàng)建虛擬機環(huán)安裝Ubuntu內容概Linux計算機系計算機有很多形式，比如：生活中常見的家用電腦，筆記本，智能，平板電腦等，還有生產環(huán)境提供重要業(yè)務支撐的各種服務器（Serve），都算是計算機。計算機（Computr）：俗稱電腦，是一種能接收和信息，并按照在其的程序對海量數(shù)據進行自動、高速地處理，然后把處理結果輸出的現(xiàn)代化智能電子設備發(fā)展歷史 電子管時第二代計算機(1958-1964)晶體管時第三代計算機(1965-1970)集成電路時第四代計算機(1971以后)大規(guī)模集成電路時世界上第一臺計1946年,世界上第一臺計算機ENC(lctoicnumericlegtorandclcltor電子數(shù)字積分計算機)在賓州大學誕生，是奧伯丁試驗場為了滿足計算彈道需要而研制成的。使用了17468只電子管，占地170平方米,重達30噸，耗電174千瓦，耗資40多萬。每秒可進行5000次加法或減法運算馮·諾依曼體系結1946年美籍匈牙利數(shù)學家馮諾依曼于提出程序原理，把程序本身當作數(shù)據來對待，程序和該程序處理的數(shù)據用同樣的方式。馮·諾依曼體系結構馮諾依曼理論的要點是：數(shù)字計算機的數(shù)制采用二進制，bit位,byte字節(jié)1byte=8計算機硬件由運算器、控制器、器、輸入設備和輸出設備五大部分組早期計算機系統(tǒng)的輸入設備二進制和十進制常見10的36次方10的33次方10的30次方10的27次方10的24次方10的21次方10的18次方10的15次方10的12次方T二進制10的9次方G二進制10的6次方M二進制10的3次方K二進制10的2次方10的1次方10的-1次方分10的-2次方厘10的-3次方10的-6次方10的-9次方10的-12次方10的-15次方10的-18次方摩爾由英特爾（In ）創(chuàng)始人之一戈登摩爾于1965年提出，當價格不變時，集成電可容納的元器件的數(shù)目，約每隔1-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍計算機分按規(guī)模劃超級計算機：SuperComputr，又稱巨型計算機，應用于國防尖端技術和現(xiàn)代科學計算中。巨型機的運算速度可達每秒百萬億次以上，天河一號為我國首臺千萬億次超級計算機于科學計算、數(shù)據處理或作為網絡服務器使用，如：IBMz13mainframe64位計算機。，小型機上用來指UNIX服務微型計算機：指采用X86PU架構的PC服務器，處理器（P）采用微處理器，體積小巧輕便，廣泛用于商業(yè)、服務業(yè)、工廠的自動控制、辦公自動化以及大眾化的信息處理,互聯(lián)網公司發(fā)起去E運動,代替小型機按功能和角色劃服務器和客戶機服務器：即Seve，計算機的一種，通常是網絡中為客戶端計算機提供各種服務的高性能的計算機，服務器在網絡操作系統(tǒng)的控制下，將與其相連的硬盤、磁帶、及昂貴的通訊設備提供給網絡上的客戶站點共享，也能為網絡用戶提供集中計算、信息發(fā)布及數(shù)據管理等服務服務器按應用功能可分為：Web服務器、數(shù)據庫服務器、文件服務器、中間件應用服務器、日志服務器、服務器、程序版本控務器、虛擬機服務器、郵件服務器、打印服務器、域控務器、多服務器、通訊服務器、ERP服務器服務器按外形分早期的服務器形式，目前較少使用和平時使用的立式PC差不多空間大，主板擴展性較強，插槽較多預留了足夠的空間，以便日后進行硬盤和電源的冗余擴展，設計一般都考慮降噪速的網絡環(huán)境，并同時共享資源，為相同的用戶群服務機架式服務器的寬度為19英寸（4.26cm），厚度通常有1U，2U，U，U，U，U機柜的尺寸也是采用通用的工業(yè)標準，如：寬度00,深度100m,高00m（2U）現(xiàn)階段是最主流的的服務器服務器硬件組服務器硬件---CPU：CentralProcessingUnit，即 CPUCISC：ComplexInstructionSetComputer，復雜指令集RISC：ReducedInstructionSetComputer，精減指令集精減指令集和復雜指令集早期計算機一直沿用CISC指令集方式。它的設計目的是要用最少的機器語言指令來完成所需的計算任務。在CIC處理器中，程序的各條指令是按順序串行執(zhí)行的，每條指令中的各個操作也是按順序串行執(zhí)行的。順序執(zhí)行的優(yōu)點是控制簡單，但計算機各部分的利用率不高，執(zhí)行速度慢。CISC的指令系統(tǒng)龐大，功能復雜，指令格式、尋址方式多；執(zhí)行速度慢；難以優(yōu)化編譯，編譯程序復雜；無法并行；無法兼容。大約%的指令占據了%的處理器時間。其余%指令使用頻度只占%的處理機運行時間。由此CISC生產廠商長期致力于復雜指令系統(tǒng)的設計，實際上是在設計一種難得在實踐中用得上的指令系統(tǒng)的處理器，同時．復雜的指令系統(tǒng)必然帶來結構的復雜性．這不但增加了設計的時間與成本還容易造成設計失誤。目前個人計算機x8體系PU廠商一直在走CISC的發(fā)展道路，包括In、AMD、VA（威盛）等。之所以稱為86，是因為最早In的PU型號是8086，后來出現(xiàn)了80286，80386，80486，80586等，所以之后的I和其兼容的廠商的生產P都稱為X86P。而后P從最初的8位，16位，32位，發(fā)AMD設計公開64位技術，稱為x86-64，后來改名為AMD64，不同廠商稱呼有所不同，所以AMD因為CISC存在上面的問題，于是有了RISC，它是得主Jhn.Hennssy和DvidA.Pttrso對行業(yè)的重大貢獻，由加州大學伯克利分校于1980年發(fā)布，其基本思想是盡量簡化計算機指令功能，只保留那些功能簡單、能在一個節(jié)拍內執(zhí)行完成的指令，使其實現(xiàn)更容易，指令并行執(zhí)行程度更好，此稱為精簡指令集SC(RdcdItuonStComptin）。精減指令集其風格是強調計算機結構的簡單性和高效性,其特點是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，支持并行，并且采用流水線技術。當需要完成復雜任務時，就由多個指令組合來實現(xiàn)。常用的精簡指令集微處理器包括ARM、RISC-V、MPS、A-RISC、PwrAchitectue包括PPC、DC和SARC等。說到這里不得不提一下ARM，全世界超過%的智能和平板電腦都采用ARM架構，當前最先進的的海思麒麟980P，高通的驍龍855P，蘋果的A2P也都屬于ARM架構。ARM可以說是目前世界上使用最廣泛的P架構了。ARM：AcornRISCMachine高通，麒MIPS龍芯Power：Ultrasparc：SunAlpha：In：Xeon至強Itanium安AMD：AlthlonMPIBM：Power按照P體系架構來區(qū)分，服務器主要分為兩類：服務器：采用CISC（復雜指令集）架構服務器，即通常所講的PC服務器，它是基于PC機體系結構，使用In或其它兼容x指令集的處理器的服務器。目前主要為in的eonE3，E5，E7系列，價格相對便宜、兼容性好、穩(wěn)定性較差、安全性不算太高非服務器：采用RISC（精簡指令集）或EPIC（并行指令代碼）處理器，主要采用UN和其它專用操作系統(tǒng)的服務器，P主要有IBM的PwerPC、M a的Ala 微處理器，In 公司的工程師特德·霍夫發(fā)明了世界上第一個微處理器—400，這款4位微處理器雖然只有45條指令，而且每秒只能執(zhí)行5萬條指令。性能很低，但它的集成度卻要高很多，一塊400的重量還不到一盅司In 從808開始，就進入了我們常說的x8時代。而80386的誕生則標志著In 正是進入了32位微處理器的時代。從8038到Petim這個年代的P，就是中的時代x86-6（又稱x6，即英文詞64-itxtended，64位拓展的簡寫）是x6架構的64位拓展，向后兼容于1位及3位的x架構。x6于1999年由AMD設計，AD首次公開6位集以擴展給x8，稱為AMD64”。其后也為英特爾所采用，現(xiàn)時英特爾稱之為“In ”，在之前曾使用過lckamscnlgy”(C)、A2”及E4”In 公司的P發(fā)展歷程P主頻：主頻是P的時鐘頻率(CPUClckSd，是P運算時的工作的頻率（1秒內發(fā)生的同步脈沖數(shù)）的簡稱。單位是Hz。一般說來，主頻越高，P的速度越快，由于結構不同，并非所有的時鐘頻率相同的P的性能都一樣外頻：系統(tǒng)總線的工作頻率，P與外部（主板組）交換數(shù)據、指令的工作時鐘頻率倍頻：倍頻則是指P外頻與主頻相差的倍數(shù)三者關系是：主頻=外頻倍頻高速緩存（cce）：高速交換的器。P緩存分為一級，二級，三級緩存，即，2，3線速度(MmrBsSp)：一般等同于P的外頻，指P與二級(L2高速緩存和內存之間的通信速度地址總線寬度：決定了P可以的物理地址空間主板minboad，安裝在機箱內，是計算機最基本的也是最重要的部件之一主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計算機的主要電路系統(tǒng)，一般有BS、I/O控制、鍵盤和面板控制開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件內存是介于CPU和外部之間，是CPU對外部中程序與數(shù)據進行高速運算時存放程序指令、數(shù)據和中間結果的臨時場所，它的物理實質就是一組具備數(shù)據輸入輸出和數(shù)據功能的高速集成電路內存是CPU能直接尋址的空間，由半導體器件制成。內存的特點是存取速度快計算機中所有程序的運行內存斷電后數(shù)據服務器內存常用技術1、備用內存技由備用內存出現(xiàn)故障內存的工作2從一個區(qū)域進行數(shù)據容量：即該內存的容量，單位一般為內存帶寬：內存帶寬是指內存與北橋之間的數(shù)據傳輸率單通道內存控制器一般都是64-it的，個二進制位相當于1個字節(jié)，換算成字節(jié)是6/8=，再乘以內存的運行頻率，如果是雙通道內存就要再乘以2內存帶寬=內存總線頻內存帶寬=內存總線頻率×數(shù)據總線位數(shù)單通道DDR（DoubleDataRate雙倍速率）內存帶寬計算DDR4-4000：4000MHz*64bit/8=32000MB/SDDR4-3600：3600MHz*64bit/8=28800MB/S雙通道：DDR4-IDE：IntegratedDriveElectronics，電子集成[驅動器，早期家用電腦常SCSI：SmallComputerSystemInterface，小型計算機系統(tǒng)接口，早期的服務器常用接口SATA：SerialATA（AdvancedTechnologyAttaent高技術配置），家用電腦常用的接口SAS：SerialAttachedSCSI，是目前服務器上主流的接口光纖通道：FiberChanne，高性能服務器上采用的M.2：固態(tài)硬盤接結構分類機械硬盤HDD（HardDiskDrive）固態(tài)硬盤SSD（SolidStateDrives）機械硬盤介質（Media）——盤片盤片的基板是金屬或玻璃材質制成，為達到高密度高穩(wěn)定的質量，讀寫磁頭（ReadWriteHead）——磁頭磁頭是硬盤數(shù)據的關鍵部件，它的主要作用就是將馬達（SpindleMotor&VoiceCoilMotor）馬達上裝有一至多片盤片，以15000RPM等定速旋轉，為保持其平衡不可抖動，所以其質量要求嚴謹，不產生高機械硬盤基本參傳輸速率：傳輸速率(DataTransferRate)。硬盤的數(shù)據傳輸率是指硬盤讀寫數(shù)據的速度，單位為是否支持熱插SSD，即固態(tài)硬盤，泛指使用NANDFlash組成的固態(tài)硬盤。其特別之處在于沒有機械結構，以區(qū)入和抹除的方式作讀寫的功能，因此在讀寫的效率上，非常依賴讀寫技術上的設計SSD讀寫存取速度快，故障幾率也較小。缺點：價格高，容量小，相對普通機械硬盤性價比特殊應用需要高端網卡，如光纖網卡，Iian網卡等，傳輸速率能達到0Gbps、20Gbs陣列卡可以用來提高磁盤子系統(tǒng)的性能及可靠性支持的多種RAID級別，RAID0，1，5，6等陣列卡提支持服務器的電力負載，支持冗余，防止電源故障，故障和防止，故障之前的預防性，保證服務器都在主板上集成了顯卡，但是顯存容量不高，一般為16M或32M，GPUGraphicProcessing熱插拔技術，稱為熱交換技術（HotSap），允許在不關機的狀態(tài)下更換故障熱插拔設備，常見的熱插拔設備：硬盤，電源，PCI設備，風扇等。熱插拔硬盤技術與AID技術配合起來，可以使服務器在不關機的狀態(tài)下恢復故障硬盤上的數(shù)據，同時并不影響網絡用戶對數(shù)據的使用機架式服務器-服務器放通常使用的機柜是42U（約2米高）機柜（1U=44.45mm）在一個機架上，累計設備U數(shù)一般不超過26U，全1U設備部署數(shù)量一般不超過16臺，全2U超過1臺，全U設備一般到7臺服務器各種硬件服務器的性能短板：如果P有每秒處理100個服務請求的能力，各種總線的負載能力能達到500但網卡只能接受200個請求，而硬盤只能負擔150個的話，那這臺服務器得處理能力只能是150個請求/秒，有%的處理器計算能力浪費了，在計算機系統(tǒng)當中，硬盤的讀寫速率已經成為影響系統(tǒng)性能進一步提高的瓶頸OS:OperatingSystem操作系統(tǒng)，通用目的的軟主要功能文件服務器OS：CentOS，Ubuntu，Windows桌面OS：Windows10，Mac移動設備操作系統(tǒng)相關概接口：intrface，來源于電氣工程學科，指的是插座與插頭的連接口，起到將電與電器連接起為的功能。后來延伸到軟件工程里指軟件包向外提供的功能模塊的函數(shù)接口。所以接口是用來連接兩個東西、信號轉換和細計算機的各種計算服務。 做出一些響應AplictionBinryItrfac，應用程序二進制接口，AB描述了應用程序與OS之間的底層接口,譯好的目標代碼在使用兼容AB的系統(tǒng)中無需改動就能運行運行程序格式Windows:PE(portableexecutable）格式，.dll(dynamiclinklibrary)，.libLinux:ELF(ExecutableandLinkingFormat)格式,.so(sharedobject),.aApicaionProgrammingInteface，應用程序開發(fā)接口，API定義了源代碼和庫之間的接口，因此同APPS:PegSysmce可移植EEAP標準PSS譯執(zhí)行用戶態(tài)和內核計算機硬件資源都是操作系統(tǒng)內核進行管理的，目前操作系統(tǒng)都是基于多任務、多用戶的。如果每個用戶進程都可以隨便操作系統(tǒng)內核的模塊，改變狀態(tài)，那整個操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性都大大降低為了將內核程序與用戶程序開，在硬件層面上提供了一次機制，將程序執(zhí)行的狀態(tài)分為了不同的級別，從0到3，數(shù)字越小，級別越高。0代表內核態(tài)，在該級別下，所有內存上的數(shù)據都是可見的，可的。3代表用戶態(tài)，在這個級下，程序只能一部分的內存區(qū)域，只能執(zhí)行一些限定的指令systemcall和Library函數(shù)庫和系統(tǒng)調用system對于非一般性使用需求，操作系統(tǒng)提供了一系列的函數(shù)調用給軟件開發(fā)者，由軟件開發(fā)者來實現(xiàn)一些用戶需要的功能。這些函數(shù)調用由于是操作系統(tǒng)內核提供的，為了有別于一般的函數(shù)調用，被稱為系統(tǒng)調 用戶和內核空用戶空間：Urpce用戶程序的運行空間。為了安全，它們是的，即使用戶的程序，內核也不受影響只能執(zhí)行簡單的運算，不能直接調用系統(tǒng)資源，必須通過系統(tǒng)接口（sstmcll），才能向內核發(fā)出指令內核空間：Krlsce是inx內核的運行空間可以執(zhí)行任意命令，調用系統(tǒng)的一切資源范例strstr=x=x+y=x+200"http://////切換到內核空間//切換回用戶空間說明：第一行和第二行都是簡單的賦值運算，在Userspace執(zhí)行。第三行需要寫入文件，就要切Kernelspace，因為用戶不能直接寫文件，必須通過內核安排。第四行又是賦值運算，就切換回編程低級語言：計算機能理解的語言，二進制機器語言：0和1匯編語言：和機器語言一一對應，與硬中級語言：C語言，系統(tǒng)高級語言：av，thn，o，php，bectveC，C#，易語言(中文)，應用級程序開發(fā)，人類語言實現(xiàn)1.2.3系單用戶系批處理系統(tǒng)：提高系統(tǒng)運行服務器三大操作Unix：1969年KenThompsonSystem:BellLabAIX（IBM）Solaris(SUN)HP-UX(HP)（BSRG）BerkeleySystemDistributionNetBSDOpenBSD服務器操作系統(tǒng)UNIX兼容分時系統(tǒng)為了進一步強化大型主機的功能，讓主機的資源可以提供的使用者來利用，所以在1964年，由貝爾Bl)、麻省理工學院及奇異公司(GE通用電氣公司)共同發(fā)起了Mltic（多路信息計算系統(tǒng)）的計劃，Mltic計劃的目的是讓大型主機可以同時支持30個以上的終端機連線使用。不過，到了1969年前后，由于計劃進度緩慢，也短缺，所以該計劃雖然繼續(xù)在研究，但最終貝爾還是選擇了退出1966年從加州大學伯克利分校畢業(yè)的KenThmso加入了貝爾。參與了Mltis系統(tǒng)的研發(fā)。他基于Mltics開發(fā)了startavl游戲。不幸的是，1969年由于貝爾退出Mltics項目這同意味著Kn將沒有機器可以再玩這個游戲了。面對此情此景，Ke作為一個創(chuàng)造者的本性立即體現(xiàn)了出來，于是他決定自己寫一個操作系統(tǒng)來滿足他玩游戲的需要，Kn找到了一臺廢棄已久的老式PP7，并在這臺機器上重寫了他的游戲。在這個過程中，Ke有了一個主意，要開發(fā)一個全新的操作系統(tǒng)。利用PP7上的匯編語言，Kn只花了一個月就編寫完了操作系統(tǒng)的內核，在這個一個月中，他一周一個內核，一個文件系統(tǒng)，一個編輯器和一個編譯程序的完成1969Unix雛形UNICSThompson匯編語言B語言1973正式命名為UnixDennisRitchieC語言1977BSDBerkeleySoftwareDistribution伯克利大學1979SystemV架構HP-UNIXIBMAIX“不對學生提供源碼”收回1984年Minix操作系統(tǒng)AndrewS.Tanenbaum荷蘭阿姆斯特丹自由大學計算機科學NU：GNUisNtUix1984年由RicadStll發(fā)起并創(chuàng)建目標是編寫大量兼容于Uix系統(tǒng)的自由軟件：GPL：NUGlPuicicese自由軟件：FeeSftweFoundtion允許用戶任意、傳遞、修改及再發(fā)布基于自由軟件修改再次發(fā)布的軟件，仍需遵守GPLGPL：esserGnlPuicces，GPL相對于GPL較為寬松，允許不公開全部源代碼GNU操作系統(tǒng)Hurd：Hird(HurdofInterfacesRepresentingDepth)ofUnix-ReplacingDaemonsrichard 1.2.51991年的10月5日LinusBenedict 在p.os.minix組上發(fā)布消息，正式向外宣布他自行編寫的完全自由免費的內核誕生（Freeminix-likekernelsourcesfor386-AT）—FREAX，含義是怪誕Linux操作系統(tǒng)：完整的類UNIX操作系統(tǒng)Linux內核+GNU工具=Linux/GNULinuxLinuxslackware：SUSELinuxEnterpriseServerSLESOpenSuse桌debian:ubuntu，deepin（深度redhat：RHEL:RedHatEnterpriseLinux,每18個月一個新版本CentOS：CommunityEnterpriseOperatingSystem兼容RHEL的格式中標麒麟：中標ArchLinux：輕量簡潔，遵循K.I.S.S.原則（keepitsimpleandstupid），ManjaroLFS：LinuxFromscratchLinuxAndroid：kernel+busybox（工具集）+javaLinux分支參考：Linux版:https RedHatMacEi早在卡內基梅隆大學讀書的時候就戴著他祖父的紅色曲球帽.Mac在MacEin大學常把自己的軟件命名為RdHt—Rdat,RdHt2用來區(qū)別他人的軟件.所以當他開始自己的inux項目,自然就會命名為RdHtinx。Eig非常樂于幫助同學解決計算機問題你的朋友可能會說,去跟朋友朋友Marc交流.誰是Marc?他是紅帽男孩.”所以,至少在他們最親密的朋友當中,的同義詞1993年，BobYoung建立ACC公司，Linux和UNIX的支持軟件和書籍雜志1995年BobYoung收購了MarcEwing的業(yè)務，合并后的ACC公司成為新的RedHat軟件公司，發(fā)布了RedHatLinux2.0，IBM宣布將以約340億收購開源軟件和技術主要供應商紅帽公司紅帽版RedHatLinux1.0(Mother'sDay)RedHatLinux2.0RedHatLinux3.0(Picasso)RedHatLinux4.0(Colgate)RedHatLinux5.0(Hurricane)RedHatLinux6.0(Hedwig)RedHatLinux6.2(Zoot)RedHatLinux6.2E