網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)：第1章 Linux操作系統(tǒng)概述

第1章Linux操作系統(tǒng)概述1.1Linux發(fā)展歷史1.2Linux的發(fā)展要素1.3Linux與UNIX的異同1.4操作系統(tǒng)類型選擇和內(nèi)核版本的選擇1.5Linux的系統(tǒng)架構(gòu)1.6GNU通用公共許可證1.7Ubuntu安裝1.1Linux發(fā)展歷史1.1.1Linux的誕生和發(fā)展1.1.2Linux名稱的由來1.1.1Linux的誕生和發(fā)展Linux的誕生和發(fā)展與個人計算機的發(fā)展歷程緊密相關(guān)1981年推出個人計算機IBMPC，造成個人計算機的發(fā)展和普及；1981年微軟推出MS-DOS（單用戶單任務(wù)）；1991年Linux誕生，MS-DOS5.0發(fā)布。在大型機上的主流操作系統(tǒng)是UNIX：UNIX價格高昂，不利于操作系統(tǒng)的普及。UNIX操作系統(tǒng)的源代碼具有版權(quán)，沒有一個很好的辦法來解決UNIX操作系統(tǒng)普及性問題的方法。1.1.2Linux名稱的由來Linux創(chuàng)始者LinusTorvalds（林納斯·托瓦茲）Linux最初名字是Freax，含義是怪誕的、怪物、異想天開。操作系統(tǒng)上傳到服務(wù)器ftp.funet.fi后，管理員AriLemke將操作系統(tǒng)的名稱改為了Linus的諧音Linux，于是這個操作系統(tǒng)的名稱就以Linux流傳下來。語錄：I'mbasicallyaverylazypersonwholikestogetcreditforthingsotherpeopleactuallydo1.2Linux的發(fā)展要素1.2.1UNIX操作系統(tǒng)1.2.2Minix操作系統(tǒng)1.2.3POSIX標(biāo)準(zhǔn)在Linux的誕生、成長和發(fā)展過程中，以下五個方面起到了重要作用：UNIX、Minix、POSIX、GNU、Internet1.2.1UNIX操作系統(tǒng)UNIX操作系統(tǒng)1969年在Bell實驗室誕生，Ken.Thompson和DennisRitchie開發(fā)的分時操作系統(tǒng)。通常情況下，比較大型的系統(tǒng)應(yīng)用，例如銀行、電信部門，一般都采用固定機型的UNIX解決方案：SUN（已被Oracle公司收購）的Solaris；HP的HP-UXIBM的AIX。Linux是一種UNIX的克隆系統(tǒng)，采用了幾乎一致的系統(tǒng)API接口。特別是網(wǎng)絡(luò)方面，二者接口的應(yīng)用程序幾乎完全一致。1.2.2Minix操作系統(tǒng)Minix操作系統(tǒng)UNIX操作系統(tǒng)的一種克隆系統(tǒng)，由荷蘭Amsterdam的Vrije大學(xué)著名教授AndrewS.Tanenbaum于1987年開發(fā)完成;目的主要用于學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)原理時教學(xué)使用。1.2.3POSIX標(biāo)準(zhǔn)POSIX（PortableOperatingSystemInterfaceforComputingSystems）由IEEE和ISO/IEC開發(fā)的一套標(biāo)準(zhǔn);對操作系統(tǒng)調(diào)用的服務(wù)接口進行了標(biāo)準(zhǔn)化，保證所編制的應(yīng)用程序在源代碼一級可以在多種操作系統(tǒng)上進行移植。1.3Linux與UNIX的異同UNIX大多數(shù)是與硬件配套的；而Linux則可運行在多種硬件平臺上。UNIX是一種商業(yè)軟件；而Linux操作提供則是一種自由軟件，免費且公開源代碼。UNIX的歷史要比Linux悠久，Linux設(shè)計思想雖然源于UNIX但是要優(yōu)于UNIX。UNIX除了是一種操作系統(tǒng)的名稱外，作為商標(biāo)，它歸SCO所有。Linux的商業(yè)化版本有RedHatLinux、SuSeLinux、UbuntuKylin等，UNIX主要有Oracle的Solaris、IBM的AIX，HP的HP-UX等；在對硬件的要求上，Linux操作系統(tǒng)要比UNIX要求低，并且沒有UNIX對硬件要求的那么苛刻；在對系統(tǒng)的安裝難易度上，Linux比UNIX容易得多；在使用上，Linux相對沒有UNIX那么復(fù)雜。1.4操作系統(tǒng)類型選擇和內(nèi)核版本的選擇1.4.1常見的不同公司發(fā)行的Linux異同1.4.2內(nèi)核版本的選擇1.4.1常見的不同公司發(fā)行的Linux異同版本名稱網(wǎng)

址特

點軟件包管理器DebianLinux

aptFedoraCore

up2date（rpm)，yum（rpm）CentOS

rpmSUSELinux

YaST（rpm），第三方apt（rpm）軟件庫（repository）Mandriva

rpmKNOPPIX

aptGentooLinux

portageUbuntu

apt1.4.2內(nèi)核版本的選擇內(nèi)核是Linux操作系統(tǒng)的最重要的部分從最初的0.95版本到目前的3.16.1版本，Linux內(nèi)核開發(fā)經(jīng)過了20多年的時間，其架構(gòu)已經(jīng)十分穩(wěn)定。Linux內(nèi)核的編號采用如下編號形式：主版本號.次版本號.主補丁號.次補丁號/1.5Linux的系統(tǒng)架構(gòu)1.5.1Linux內(nèi)核的主要模塊1.5.2Linux的文件結(jié)構(gòu)1.5.1Linux內(nèi)核的主要模塊Linux的內(nèi)核主要由5個子系統(tǒng)組成：1．進程調(diào)度SCHED2．內(nèi)存管理MMU3．虛擬文件系統(tǒng)VFS4．網(wǎng)絡(luò)接口5．進程間通信1．進程調(diào)度SCHED進程調(diào)度指的是系統(tǒng)對進程的多種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的策略。Linux下的進程調(diào)度有3種策略：SCHED_OTHER、SCHED_FIFO和SCHED_RR。SCHED_OTHER：針對普通進程的時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略。SCHED_FIFO：針對實時性要求較高，運行時間短的進程調(diào)度策略，系統(tǒng)按照進入隊列先后進行調(diào)度，在沒有更高優(yōu)先級進程到來或當(dāng)前進程沒有因為等待資源而阻塞的情況下一直運行。SCHED_RR：針對實時性要求比較高，運行時間較長的進程的時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略。2．內(nèi)存管理MMU內(nèi)存管理是多個進程間的內(nèi)存共享策略。在Linux系統(tǒng)中，內(nèi)存管理的主要概念是虛擬內(nèi)存。虛擬內(nèi)存可以讓進程擁有比實際物理內(nèi)存更大的內(nèi)存，可以是實際內(nèi)存的很多倍。每個進程的虛擬內(nèi)存有不同的地址空間，多個進程的虛擬內(nèi)存不會沖突。3．虛擬文件系統(tǒng)VFS在Linux下支持多種文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)是在存儲設(shè)備上組織文件的方法。操作系統(tǒng)中負責(zé)管理和存儲文件信息的軟件機構(gòu)稱為文件管理系統(tǒng)，簡稱文件系統(tǒng)。如ext、ext2、minix、umsdos、msdos、vfat、ntfs、proc、smb、ncp、iso9660、sysv、hpfs、affs等。目前Linux下最常用的文件格式是ext2和ext3。4．網(wǎng)絡(luò)接口Linux支持多種網(wǎng)絡(luò)接口和協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)接口分為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和驅(qū)動程序網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是一種網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動則是對硬件設(shè)備的驅(qū)動程序。。5．進程間通信Linux操作系統(tǒng)支持多進程進程之間需要進行數(shù)據(jù)的交流才能完成控制、協(xié)同工作等功能Linux的進程間通信是從UNIX系統(tǒng)繼承過來的Linux下的進程間通信方式主要有管道方式、信號方式、消息隊列方式、共享內(nèi)存和套接字等方法。1.5.2Linux的文件結(jié)構(gòu)Linux不使用磁盤分區(qū)符號來訪問文件系統(tǒng)，而是將整個文件系統(tǒng)表示成樹狀的結(jié)構(gòu)。1.5.2Linux的文件結(jié)構(gòu)根目錄：單獨的頂級目錄結(jié)構(gòu)，“/”/bin，bin是binary的縮寫，存放常用操作命令/dev，設(shè)備文件，訪問外部設(shè)備的接口/home，用戶賬戶目錄/etc，配置文件、啟動腳本等/mnt，給外掛文件系統(tǒng)使用/root，超級用戶主目錄/tmp，臨時文件/usr，存放用戶的很多應(yīng)用程序和文件/lib，存放動態(tài)鏈接共享庫/var，經(jīng)常變化的(variable)文件，如日志、電子郵件等1.5.2Linux的文件結(jié)構(gòu)Linux下的主要文件類型：常規(guī)文件(-)：文本文件和二進制文件目錄文件(d)：將文件的名稱和它的索引節(jié)點號結(jié)合在一起的一張表設(shè)備文件(corb)：每種I/O設(shè)備對應(yīng)一個設(shè)備文件管道文件(p)：主要用于在進程間傳遞數(shù)據(jù)，又稱先進先出(FIFO)文件鏈接文件(L)：又稱符號鏈接文件，它提供了共享文件的一種方法1.5.2Linux的文件結(jié)構(gòu)Linux給文件設(shè)定了一定的訪問權(quán)限

Linux對文件的訪問設(shè)定了三級權(quán)限：文件所有者，與文件所有者同組的用戶，其他用戶。對文件的訪問主要是三種處理操作：讀取、寫入和執(zhí)行1.6GNU通用公共許可證1.6.1GPL許可證的歷史1.6.2GPL的自由理念1.6.3GPL的基本條款1.6.4關(guān)于GPL許可證的爭議1.6.1GPL許可證的歷史GPL（GNU通用公共許可證）由RichardStallman為了GNU計劃而撰寫以GNU的Emacs、GDB、GCC的早期許可證為藍本目標(biāo)是創(chuàng)造出一種通用的軟件許可證制度，來為所有的開源軟件代碼計劃使用。GPL的“版本1”，在1989年1月誕生。GPL“版本2”于1991年6月發(fā)布時。GPLv3在2007年6月份開始使用。1.6.2GPL的自由理念軟件的版權(quán)保護機制在保護發(fā)明人權(quán)益的同時，對軟件的技術(shù)進步造成了影響，GPL授予程序接受方下述權(quán)利：可以以任何目的運行所購買的程序；在得到程序代碼的前提下，可以以學(xué)習(xí)為目的，對源程序進行修改；可以對復(fù)制件進行再發(fā)行；對所購買的程序進行改進，并進行公開發(fā)布。其他的許可證BSD、APACHE、MIT……1.6.3GPL的基本條款GPL中的主要條款包括權(quán)利授予、Copyleft。1．授予的權(quán)利GPL不禁止商業(yè)用途，允許采用服務(wù)的方式盈利要求分發(fā)者提供源代碼2．Copyleft著佐權(quán)，是一種利用現(xiàn)有著作權(quán)體制來挑戰(zhàn)該體制的授權(quán)方式。在自由軟件授權(quán)方式中增加著佐權(quán)條款之后，該自由軟件除了允許使用者自由使用、散布、修改之外，著佐權(quán)條款更要求使用者修改后的衍生作品必須要以同等的授權(quán)方式釋出以回饋社會。補充Ubuntu安裝物理機安裝Linux虛擬機安裝Linux（推薦）虛擬化軟件：Vmware、

virtualbox、Hyper-V……Virtualbox：4.3.12/virtualbox/4.3.12/VirtualBox-4.3.12-93733-Win.exeUbuntu：12.04/ubuntu-releases/12.04/ubuntu-12.04.4-desktop-i386.isoHost鍵默認(rèn)是右側(cè)的ctrl鍵Virtualbox共享文件夾設(shè)置記著這個共享名稱Vi