1 操作系統(tǒng)概述

1.1 計(jì)算機(jī)原理

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)大部分都是基于馮.諾依曼結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的核心思想是將程序和數(shù)據(jù)都存放在計(jì)算機(jī)中，按存儲器的存儲程序首地址執(zhí)行程序的第一條指令，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理計(jì)算。

計(jì)算機(jī)應(yīng)包括運(yùn)算器、控制器、儲存器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件。

計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制來表示指令和數(shù)據(jù),將編寫好的程序送入儲存器中，然后啟動計(jì)算機(jī)工作，勿需操作人員干預(yù)，能自動逐條取出指令和執(zhí)行指令。

計(jì)算機(jī)是由軟件和硬件組成。硬件主要由CPU、存儲設(shè)備、輸入輸出設(shè)備組成。軟件包括操作系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

1.2 什么是操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)，英文為operating system（簡稱OS）。百科對其定義為:

操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的計(jì)算機(jī)程序，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)核與基石。

簡單來說，操作系統(tǒng)就是一個(gè)程序，這個(gè)程序和我們平時(shí)使用的程序略有不同，其作用是幫助我們協(xié)調(diào)、管理和控制計(jì)算機(jī)硬件和軟件。

沒有操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)稱之為“裸機(jī)”。操作系統(tǒng)運(yùn)行在裸機(jī)上，任何其他軟件在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行。

操作系統(tǒng)的存在意義是使編程變得更簡單。如果沒有操作系統(tǒng)，一個(gè)程序員編寫應(yīng)用程序需要先編寫一個(gè)可以操控計(jì)算機(jī)硬件的程序，再在這個(gè)程序的基礎(chǔ)上去編寫應(yīng)用程序，而想要編寫一個(gè)操控計(jì)算機(jī)硬件的程序，需要去了解計(jì)算機(jī)各硬件的工作原理，然后調(diào)用相應(yīng)的指令集去對其進(jìn)行控制。

1.3 操作系統(tǒng)分類

操作系統(tǒng)發(fā)展至今，種類繁多，可以根據(jù)應(yīng)用的不同領(lǐng)域進(jìn)行劃分：

桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、移動設(shè)備操作系統(tǒng)

1.3.1 桌面操作系統(tǒng)

通常所謂的桌面指的是圖形化操作頁面。在桌面操作系統(tǒng)誕生之前，最有名的操作系統(tǒng)就是DOS，但是DOS的操作界面十分不友好，僅僅是代碼而已，為此，微軟公司推出了它們的第一個(gè)圖形界面操作系統(tǒng)-windows 1.0，盡管只有256色，但是在當(dāng)時(shí)已經(jīng)夠吸引人了，直到今天mac os、windows、linux三足鼎立的局面。

1.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，如μClinux（嵌入式Linux）、WinCE（微軟嵌入式、移動計(jì)算平臺）、RTOS（嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，軍事航空領(lǐng)域）或者其他操作系統(tǒng)。在工業(yè)、軍事、航空等領(lǐng)域使用較多。

1.3.3 服務(wù)器操作系統(tǒng)

服務(wù)器操作系統(tǒng)一般指的是安裝在大型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)，比如Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等，是企業(yè)IT系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺。

服務(wù)器操作系統(tǒng)主要分為四大流派：Unix、Linux、Windows Server和Netware。

1.3.4 移動設(shè)備操作系統(tǒng)

移動設(shè)備也就是所說的手機(jī)。操作系統(tǒng)主要應(yīng)用在智能手機(jī)上。

目前應(yīng)用在手機(jī)上的操作系統(tǒng)主要有Android（谷歌）、iOS（蘋果）、Symbian（諾基亞）、BlackBerry OS（黑莓）、windows mobile（微軟）、Harmony（華為鴻蒙）等。

2 Linux基礎(chǔ)入門

2.1 Linux發(fā)展史

2.1.1 Unix的起源及發(fā)展

Unix是較早被廣泛使用的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)之一；

1969年，Unix系統(tǒng)的第一個(gè)版本由Ken Thompson在AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn),20世紀(jì)70年代末：AT&T成立Unix系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室；

20世紀(jì)70年代末：CSRG（加州大學(xué)伯克利分校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究小組）使用Unix對操作系統(tǒng)進(jìn)行研究并后續(xù)延伸出著名的BSD Unix(Berkeley Software Distributions)版本；

2.1.2 開放源代碼的發(fā)展

源代碼是指未編譯的按照一定的程序設(shè)計(jì)語言規(guī)范書寫的文本文件，開放源代碼就是程序開發(fā)者將自己的寫的代碼文件公開給別人學(xué)習(xí)使用或修改。

起初Unix是AT&T實(shí)驗(yàn)室一個(gè)開放源代碼的項(xiàng)目，所以Unix的源代碼可以被輕易獲得，但隨著Unix的廣泛應(yīng)用，AT&T開始認(rèn)識到Unix的價(jià)值，1979年成立了專門的Unix實(shí)驗(yàn)室（USL），并且AT&T同時(shí)宣布了對Unix的擁有權(quán)和商業(yè)化。

這也導(dǎo)致了CSRG發(fā)布了BSD Unix；1983年，為了反對軟件所有權(quán)私有化的趨勢，Richard Stallman發(fā)起了GNU計(jì)劃來推進(jìn)開放源代碼的發(fā)展，并為此開發(fā)了很多軟件，并創(chuàng)建了自由軟件基金會（FSF）和制定了GNU通用公共許可證,提出了“反版權(quán)”的概念。

2.1.3 Linux的誕生

Linux詳細(xì)發(fā)展歷史： https://www.linuxprobe.com/linux-historical-chronology.html 概括來說， Linux內(nèi)核項(xiàng)目由芬蘭的Linux Torvalds創(chuàng)建并主管后續(xù)升級維護(hù)，logo標(biāo)志取至芬蘭的吉祥物。最主要的是，開源！

2.2 Linux內(nèi)核（kernel）

內(nèi)核(kernel)是操作系統(tǒng)的心臟, 是運(yùn)行程序和管理磁盤和打印機(jī)等硬件設(shè)備的核心程序。在linux的術(shù)語中，內(nèi)核指操作系統(tǒng)的核心。 Linux內(nèi)核版本：

• 穩(wěn)定版

具有工業(yè)級強(qiáng)度, 可以廣泛的應(yīng)用和部署.

• 開發(fā)版

由于要試驗(yàn)各種解決方案, 所以變化很快

內(nèi)核源碼網(wǎng)址: http:www.kernet.ort

所有來自全世界的對linux源碼的修改最終都會匯總到這個(gè)網(wǎng)站, 由Linus領(lǐng)導(dǎo)的開源社區(qū)對其進(jìn)行甄別和修改, 最終決定是否進(jìn)入到Linux主線內(nèi)核源碼中。

因此，通常所說的linux操作系統(tǒng)有以下幾個(gè)部分組成：

Linux 操作系統(tǒng)=linux 內(nèi)核+GNU 軟件及系統(tǒng)軟件+必要的應(yīng)用程序

2.3 Linux發(fā)行版

Linux發(fā)行版就是由Linux內(nèi)核與各種常用軟件的集合產(chǎn)品，如今全球大約有數(shù)百款的Linux發(fā)行版本。

從大的方面來說，Linux發(fā)行版可大致分為 個(gè)人桌面版 和 企業(yè)服務(wù)器版。

2.3.1 個(gè)人桌面版

面向個(gè)人用戶。由于安裝了圖像界面，界面美觀、操作方便，比較適合新手，但相對于服務(wù)器版來說較消耗資源。 常見的桌面版有Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS、openSUSE等。

2.3.2 企業(yè)服務(wù)器版

面向企業(yè)用戶。系統(tǒng)穩(wěn)定性好，資源消耗較小，滿足企業(yè)需求，但基本都是命令行界面，需要有一定的基礎(chǔ)才能上手操作。 常見的服務(wù)器版有RedHat企業(yè)版、CentOS、Debian、Ubuntu、openSUSE 等。

3 Vmware虛擬機(jī)

3.1 VMware虛擬網(wǎng)絡(luò)

3.1.1 虛擬網(wǎng)卡、虛擬交換機(jī)

網(wǎng)卡，又稱網(wǎng)絡(luò)適配器，是一塊被設(shè)計(jì)用來允許計(jì)算機(jī)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通訊的計(jì)算機(jī)硬件。它使得用戶可以透過電纜或無線相互連接。在網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡都必須擁有一個(gè)獨(dú)一無二的MAC地址。

當(dāng)使用VMware Workstation安裝一個(gè)虛擬機(jī)時(shí)就會自動安裝一塊虛擬有線網(wǎng)卡，此外還可手動給虛擬機(jī)添加多塊虛擬網(wǎng)卡。

交換機(jī)用于電（光）信號的轉(zhuǎn)發(fā)?？梢詾榻尤虢粨Q機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號通路。簡單的理解可以把一些電腦連接在一起組成一個(gè)局域網(wǎng)。

安裝VMware Workstation 12時(shí)就自動安裝了20臺虛擬交換機(jī)。

常用的交換機(jī)是VMnet0、VMnet1、VMnet8，分別對應(yīng)VMware的三種網(wǎng)絡(luò)模式。

3.1.2 虛擬網(wǎng)橋

網(wǎng)橋（Bridge）是一個(gè)局域網(wǎng)與另一個(gè)局域網(wǎng)之間建立連接的橋梁。它是擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)和通信的手段，在各種傳輸介質(zhì)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信號，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離。

在VMware中，只有創(chuàng)建的虛擬機(jī)所使用的虛擬網(wǎng)卡連接到VMnet0虛擬交換機(jī)上才會應(yīng)用虛擬網(wǎng)橋。

3.1.3 虛擬DHCP服務(wù)器

在虛擬網(wǎng)卡連接到VMnet1或VMnet8虛擬交換機(jī)時(shí)，自動安裝運(yùn)行虛擬DHCP服務(wù)器并連接至這臺虛擬交換機(jī)。

DHCP服務(wù)器: （Dynamic Host Configuration Protocol, 動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議），主要有兩個(gè)用途：

1. 給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)自動分配IP地址；

2. 作為對所有計(jì)算機(jī)作中央管理的手段。

3.1.4 虛擬NAT服務(wù)器

只在虛擬網(wǎng)卡連接到VMnet8 (NAT)虛擬交換機(jī)時(shí)才自動安裝運(yùn)行虛擬NAT服務(wù)器，并連接至這臺虛擬交換機(jī)。

NAT服務(wù)器: （Network Address Translation, 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）提供NAT功能的服務(wù)器：就是把在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用的IP地址轉(zhuǎn)換成外部網(wǎng)絡(luò)中使用的IP地址，把不可路由的IP地址轉(zhuǎn)化成可路由的IP地址，對外部網(wǎng)絡(luò)隱蔽內(nèi)部網(wǎng)。

3.1.5 主機(jī)虛擬網(wǎng)卡

當(dāng)我們安裝VMware Workstation 12時(shí)，就會在我們的實(shí)體PC機(jī)器上安裝主機(jī)虛擬網(wǎng)卡。

3.2 VMware網(wǎng)絡(luò)模式

3.2.1 Bridged(橋接)

橋接模式就是將主機(jī)網(wǎng)卡與虛擬機(jī)虛擬的網(wǎng)卡利用虛擬網(wǎng)橋進(jìn)行通信。在橋接的作用下，類似于把物理主機(jī)虛擬為一個(gè)交換機(jī)，所有橋接設(shè)置的虛擬機(jī)連接到這個(gè)交換機(jī)的一個(gè)接口上，物理主機(jī)也同樣插在這個(gè)交換機(jī)當(dāng)中，所以所有橋接下的網(wǎng)卡與網(wǎng)卡都是交換模式的，相互可以訪問而不干擾。在橋接模式下，虛擬機(jī)ip地址需要與主機(jī)在同一個(gè)網(wǎng)段，如果需要聯(lián)網(wǎng)，則網(wǎng)關(guān)與DNS需要與主機(jī)網(wǎng)卡一致。

至于是橋接到宿主機(jī)的無線網(wǎng)卡還是有線網(wǎng)卡取決于宿主機(jī)上網(wǎng)模式。

橋接模式下最大的特點(diǎn)就是虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)特性跟主機(jī)除了ip外幾乎一致。

3.2.2 NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)

在NAT網(wǎng)絡(luò)中，會使用到VMnet8虛擬交換機(jī)，宿主機(jī)上的VMware Network Adapter VMnet8虛擬網(wǎng)卡被連接到VMnet8交換機(jī)上，來與虛擬機(jī)進(jìn)行通信，但是VMware Network Adapter VMnet8虛擬網(wǎng)卡僅僅是用于和VMnet8虛擬交換機(jī)網(wǎng)段通信用的，它并不為VMnet8網(wǎng)段提供路由功能，處于虛擬NAT網(wǎng)絡(luò)下的虛擬機(jī)是使用虛擬的NAT服務(wù)器連接的Internet的。

這時(shí)候，虛擬機(jī)和宿主機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)互訪了，若此時(shí)宿主機(jī)已經(jīng)連接到了Internet，那么虛擬機(jī)也就可以連上Internet了。VMware Network Adapter VMnet8虛擬網(wǎng)卡在這里僅僅是為Host和NAT虛擬網(wǎng)絡(luò)下的虛擬機(jī)通信提供一個(gè)接口。所以，即便卸載掉這塊虛擬網(wǎng)卡，虛擬機(jī)仍然是可以上網(wǎng)的，只是宿主機(jī)無法再訪問VMnet8網(wǎng)段而已。

NAT模式下，宿主機(jī)需要開啟VMware NAT Service和VMware DHCP Service。

采用NAT模式最大的優(yōu)勢是虛擬系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)非常簡單，你不需要進(jìn)行任何其他的配置，只需要宿主機(jī)器能訪問互聯(lián)網(wǎng)即可。 如果你想利用VMware安裝一個(gè)新的虛擬系統(tǒng)，在虛擬系統(tǒng)中不用進(jìn)行任何手工配置就能直接訪問互聯(lián)網(wǎng)，建議你采用NAT模式。

3.2.3 Host-only (主機(jī))

Host-Only模式其實(shí)就是NAT模式去除了虛擬NAT設(shè)備，然后使用VMware Network Adapter VMnet1虛擬網(wǎng)卡連接VMnet1虛擬交換機(jī)來與虛擬機(jī)通信的，Host-Only模式將虛擬機(jī)與外網(wǎng)隔開，使得虛擬機(jī)成為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，只與主機(jī)相互通訊。

3.3 SSH(安全外殼協(xié)議)

SSH為Secure Shell的縮寫,是一種網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議，專為遠(yuǎn)程登錄會話和其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供安全性的協(xié)議。通過使用SSH，可以把傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密,有效防止遠(yuǎn)程管理過程中的信息泄露問題。

從客戶端來看，有兩種驗(yàn)證方式：基于密碼、基于密鑰

3.3.1 用戶名密碼驗(yàn)證方式

說明：

（1） 當(dāng)客戶端發(fā)起ssh請求，服務(wù)器會把自己的公鑰發(fā)送給用戶；

（2） 用戶會根據(jù)服務(wù)器發(fā)來的公鑰對密碼進(jìn)行加密；

（3） 加密后的信息回傳給服務(wù)器，服務(wù)器用自己的私鑰解密，如果密碼正確，則用戶登錄成功。

3.3.2 基于密鑰的登錄方式

說明：

（1） 首先在客戶端生成一對密鑰（公鑰、私鑰）；

（2） 客戶端將生成的公鑰拷貝到需要訪問的服務(wù)端機(jī)器上；

（3） 當(dāng)客戶端再次發(fā)送一個(gè)連接請求，包括ip、用戶名；

（4） 服務(wù)端得到客戶端的請求后，會到authorized_keys中查找，如果有相應(yīng)的IP和用戶，就會隨機(jī)生成一個(gè)字符串，例如：qwer；

（5） 服務(wù)端將使用客戶端拷貝過來的公鑰對隨機(jī)字符串qwer進(jìn)行加密，然后發(fā)送給客戶端；

（6） 得到服務(wù)端發(fā)來的消息后，客戶端會使用私鑰進(jìn)行解密，然后將解密后的字符串發(fā)送給服務(wù)端；

（7） 服務(wù)端接受到客戶端發(fā)來的字符串后，跟之前的字符串進(jìn)行對比，如果一致，就允許免密碼登錄。

3.3.3 OpenSSH使用

OpenSSH是SSH協(xié)議的免費(fèi)開源實(shí)現(xiàn)。

OpenSSH由客戶端和服務(wù)端的軟件組成。服務(wù)端是一個(gè)守護(hù)進(jìn)程(daemon)，他在后臺運(yùn)行并響應(yīng)來自客戶端的連接請求。服務(wù)端一般是sshd進(jìn)程，提供了對遠(yuǎn)程連接的處理。 客戶端包含ssh程序以及像scp（遠(yuǎn)程拷貝）、slogin（遠(yuǎn)程登陸）、sftp（安全文件傳輸）等其他的應(yīng)用程序。 默認(rèn)情況下，CentOS系統(tǒng)會自帶安裝OpenSSH服務(wù)。

? ? 使用示例： 配置node1至node2機(jī)器的免密登錄。

1. 在node1機(jī)器上

ssh-keygen -t rsa [dsa] 按四下回車 生成密鑰文件和私鑰文件 id_rsa,id_rsa.pub

1. 將公鑰拷貝給node2機(jī)器

ssh-copy-id node2 首次鏈接需要輸入用戶密碼、驗(yàn)證成功后后續(xù)免密登陸。

3.4 文件上傳、下載

在涉及Linux相關(guān)的開發(fā)中，經(jīng)常需要進(jìn)行l(wèi)inux和Windows之間的文件、安裝包等上傳和下載操作。sftp和lrzsz是使用比較廣泛的兩種方式。

3.4.1 SFTP

sftp是Secure File Transfer Protocol的縮寫，安全文件傳送協(xié)議?？梢詾閭鬏斘募峁┮环N安全的網(wǎng)絡(luò)的加密方法。sftp為 SSH的其中一部分，本身沒有單獨(dú)的守護(hù)進(jìn)程，使用sshd守護(hù)進(jìn)程（端口號默認(rèn)是22）來完成相應(yīng)的連接和答復(fù)操作。

SecureCRT遠(yuǎn)程連接至CentOS后，按alt+p即可打開sftp會話窗口。

常用的sftp命令有：

pwd和lpwd

pwd是看sftp服務(wù)所在機(jī)器（即CentOS）默認(rèn)的當(dāng)前目錄

lpwd是看Windows本地默認(rèn)目錄。

ls和lls

ls查看sftp服務(wù)器默認(rèn)當(dāng)前目錄下內(nèi)容

lls是看Windows默認(rèn)當(dāng)前目錄下內(nèi)容

put d:/sparksql_textdata.csv

把Windows上文件上傳到sftp服務(wù)器的默認(rèn)當(dāng)前目錄下

get install.log.syslog

把sftp服務(wù)器當(dāng)前目錄下的文件下載到windows當(dāng)前目錄下

Help

幫助命令。列出sftp的使用方法。

3.4.2 lrzsz

lrzsz是一款在linux里可代替sftp上傳和下載的程序。

Centos系統(tǒng)中，可直接yum -y install lrzsz 程序會自動安裝好，也可以下載安裝包離線進(jìn)行安裝，詳細(xì)參考附件資料。

上傳文件：命令行輸入rz,打開上傳文件會話窗口。

下載文件：sz ?下載文件路徑

3.5 系統(tǒng)備份（快照）

3.5.1 備份系統(tǒng)

a. 右鍵目標(biāo)centos系統(tǒng) -> 快照 -> 快照管理器

b. 拍攝快照

3.5.2 系統(tǒng)恢復(fù)(恢復(fù)到快照狀態(tài))

右鍵目標(biāo)centos系統(tǒng) -> 快照 -> 恢復(fù)到指定快照即可