Linux系統管理
磁盤分區及文件系統管理
RAID
LVM：能夠實現磁盤邊界的動態管理
網絡屬性管理
程序包管理：程序包的增刪查改
sed 和awk
進程查看和管理
內核管理：內核的組成部分，內核的編譯安裝
系統啓動流程
Linux內核的定製，編譯內核，busybox
系統安裝：kickstart，dhcp，pxe
shell腳本編程
Linux磁盤及文件系統管理：
整個操作系統的組成部分：硬件和軟件
整個操作系統的組成層次：最底層爲硬件設備（這也是我們計算機能夠運行的基礎），在硬件設備上馮諾依曼體系定義了計算機的五大部件：
CUP：運算器和控制器，他們被整合在一起，有一個硬件部件來提供；
存儲器：這裏是指主存，又叫做內存設備，我們稱之爲ram，它是一個可編址的存儲單元
尋址總線：
在我們的計算機上多個硬件部件，他們之間爲了能夠彼此間通信，我們需要使用線纜將其連接起來，比如說在主板上，有cpu的插槽，這個插槽我們稱之爲“cpu socket”
然後我們還有內存設備，cpu需要跟內存進行通信，二者之間就需要有線纜將其連接起來，cpu和內存之間的線纜，我們稱之爲“前端總線”，這就是FSB的連接。
計算機除了CPU和內存之外，還有很多的I/O設備，但是對於計算機來講，他的核心部件其實也就是隻有CPU和內存。其他的I/O設備都是爲了完成給CPU和內存數據的輸入輸出的。
在衆多的I/O設備中，最典型的的，最根本的應該有四個
非交互式環境下：的設備有兩個
交互式環境下：設備有四個
設備有：外存（用來實現持久存儲的，因爲內存叫PAM，他的每一次存儲都做重新充電的，因爲每一次對內存的讀操作以後，他會把內存中的電荷帶走了，也就意味着內存中的數據沒法保存下來，我們需要進行不斷的刷新和充電，因此一旦斷電，內存中的數據將不復存在，爲了我們的系統的數據能夠永久存儲，所以我們需要一個輔存，這個輔存主要是實現持久存儲的。輔存斷電以後他的數據依然存在，所以叫持久存儲。）
網卡：網卡也是在交互式環境下重要的I/O設備，對於服務器來講，網卡就更加重要了，因爲網卡是服務器向外提供服務的根本的服務口。
外存和網卡是服務器上最爲常見的I/O這兩個設備既能輸入也能輸出的I/O設備
除了外存和網卡以外，如果是一個交互式的平臺，還應該有兩個另外的硬件設備，分別是顯示器和鍵盤
上面提到的這些設備，計算機是怎樣連接起來的？
這麼多的I/O設備，我們需要一些被稱爲bus總線的東西，將這些設備連接起來，但是CPU需要跟每一個設備打交道，那麼難道我們就給CPU與這些設備之間單獨的挨個連一根線嗎，那就太麻煩了，所以早期的時候，計算機是通過橋設備，像北橋，南橋這個設備進行連接，現在的服務器架構上，這些東西已經被拋棄了，像北橋，南橋這樣經典的架構體系結構是比較理解的。多以對於CPU而言，他將自己的連接機制，一併連接到北橋上，任何其他的I/O設備，告訴I/O都可以直接連接在北橋上。通過北橋彙總以後，再跟CPU連接。這是因爲CPU的宿舍非常快，而各種I/O設備的速度都比較慢，所以這些I/O設備通過北橋彙總以後，連接到CPU上，由CPU負責進行數據的處理。但是衆多的I/O設備中，還有許許多多更慢的組件，像PCI總線，這個更慢的I/O設備通過慢速橋，也就是南橋進行彙總連接起來，然後在一起彙總到北橋上，然後再由北橋彙總連入CPU，北橋被稱爲高速橋，南橋被稱爲低速橋。
如果有些總線希望能夠高速訪問的話，像PCI-E，或者想一些顯卡設備，這些高速I/O是連接到北橋上的，像鍵盤鼠標這些慢設備是連接到南橋上的。
我們要明白我們的CPU要想跟這些設備打交道，比如跟這裏的顯卡或者硬盤打交道，他們必須實現這樣幾種的操作機制，首先CPU需要實現向這個設備發一個控制指令，比如說CPU向硬盤發起讀請求，發一個控制指令，有時候這個指令是由指令控制器來完成，並且CPU還需要將這個數據加載到內存中，那麼這就需要傳輸數據的，另外CPU還需要向內存上定位內存上每一個可用的內存空間，所以從這個本質上來講，CPU如果能跟這些設備打交道，有可能早期的時候，就連內存都有可能是連接到北橋上的。
CPU爲了能夠跟這些衆多的設備進行通信，那麼CPU與北橋之間需要一個總線，這個總線需要有三種功能：
第一個功能：CPU要完成在內存中的尋址，定位內存中的地址，這就是地址總線；
第二個功能：CPU要發控制指令，那麼這個又叫控制總線；
第三個功能：CPU要完成數據的存儲讀取，這個線又叫數據總線；
上面的三類總線其實是通過一組線纜實現的，因此我們將這種情況，叫線纜的複用機制。在某一時刻這個線纜只能用於傳輸數據，在某一時刻這個總線只能用於發送控制指令，等等
每一個I/O設備都因該連接到北橋或者南橋上，但是如果說當前主機上，將來可能用某個I/O設備。但是現在沒有加怎麼辦？那麼在主板上預留一個空間好將來進行擴展，這就叫擴展槽，所以我們在主板上預留一些PCI槽，或者叫PCI-E的槽。像現在的高速固態硬盤，性能非常好，他的就是PCI-E的。
上面談了很多，其實主要的就是說，我們的硬盤接口，這些不同的I/O設備能夠實現數據傳輸，那他們的方式一樣嗎？打個比方回答這個問題，就想我們的鼠標數據線纜傳輸數據的方式，和硬盤的數據傳輸方式會不會一樣？肯定不一樣。
那麼CPU是怎樣實現與這些通信方式不一樣的設備進行交互的？
我們的CPU要想與這些設備進行通信，所以每一種設備，在這裏每一種I/O設備通過一個線纜與主板上的接口連接起來的，因爲他們是可插拔的。比如說，內存有內存槽，硬盤有硬盤槽，然後通過不同結構的線纜，將插槽與各種I/O設備連接起來，（IDE線纜與SATA線纜的結構是不一樣，）說到這裏我們應該明白，對於我們的CPU或者內存來講，他在整個數據總線上是由CPU實現，但是真正的轉化成某個地方方言時，也就是真正的跟某個I/O設備打交道時，就需要這個槽來實現，我們可以將這個槽理解爲一個重要的翻譯官，我們一般將這個槽叫做控制器，我們叫他爲SATA控制器，或者爲IDE控制器，如果我們是通過PCI槽進行擴展的話，通常叫他爲適配器，這個槽的主要作用就是，把CPU能夠說明白的信息，通過這個槽或者線纜，轉化爲特定的I/O設備能夠理解的信息，也就是在CPU控制總線上說的都是官話，然後到了特定的I/O設備時，就會將這些官話轉化爲特性的地方話。所以他們之間的傳輸，也是通過一種特定的機制來傳輸的。
計算機中的五大部件：
CPU（包括了運算器和控制器） Memory（RAM存儲器） I/O（輸出設備和輸入設備）
對於服務器來講：
I/O：（磁盤）Disks, （網卡）Ehtercard
Disks：持久存儲數據
硬盤接口類型：
IDE（ata）：並口，理論速率：133MB/s
SCSI：並口，
SATA：串口（是IDE接口的升級版，傳輸是有先有後的）理論速率：6gbps 要換成上面的大B，那麼需要除以8
SAS：串口，6gps
USB：串口，480MB/s
並口：統一線纜可以接多塊設備；
IDE：兩個，主，從
SCSI：
寬帶：可以接16-1個設備
窄帶：可以連接8-1個設備
串口：同一線纜只可以接一個設備；
IOPS：Io per second ：IO次數每秒
爲什麼並行接口傳輸數據會慢呢？
解：需要並行傳輸數據的時候，我們需要在總線上產生數據控制，想要實現數據交換速度快的話，就需要頻率要高，這就與電磁信號的傳輸有關了，如果頻率高了後，彼此差生相互干擾的可能性是非常大的，那麼數據一干擾，我們就需重新傳輸數據，那麼我們就會限制數據交換的頻率，那麼數據交換的速度就會受到限制，所以說並行接口傳輸，速度一般是小於串行接口的。
硬盤：機械硬盤；固態硬盤；
固態硬盤：我們可以理解爲內部是多個並行存取的U盤。固態硬盤有一種就扣是PCI-E接口，這種PCI-E接口的速度接近於內存的速度，
無論是機械硬盤還是固態硬盤他們的接口都是一樣，無非就是IDE接口，SATA接口，或者是PCI-E接口，我們衡量一個硬盤的性能時，我們除了看他的傳輸速率外，我們還看另外一個指標來描述，IOPS（IO次數每秒）每一個I/O就是一個存取操作，對於IDE來講，每秒的IO次數大約在100個左右，而SCSI接口每秒大約爲150個到200個之間I/O，對於很多存取很頻繁的數據服務器來講100個左右的IO有點差，對於早期時候，人們爲了擴展ipos，就是將多個硬盤連起來並行使用，比如將硬盤做成rai0，它能夠拓展I/O能力，但是這種能力比固態硬盤的擴展能力就差很多了，比方說，市面上的固態硬盤IPOS在400個左右，這就是我們的主機換了固態硬盤後，開機僅用幾秒，固態硬盤是電器設備，而機械硬盤是機械設備。
固態硬盤是根據電子運轉來實現存取，機械硬盤是根據機械盤的旋轉來實現存取的，到目前爲止機械硬盤的封裝技術仍然是上個世界六七十年代的技術。我們桌面的固態硬盤一般都是SATA接口的。
機械硬盤的概念個工作原理：
（機械式的硬盤就是由馬達帶動的，同軸旋轉的，內部是真空封裝的，多個盤片，這些盤片上有一種磁性材料，盤片上面可以按照固定的軌道，實現數據存取，）
我們的盤片上畫了很多的同心圓的軌道，我們稱之爲磁道：（track），我們知道每一個盤片上的磁道都是同心圓，他們的周長是不一樣，所以說這樣圓僅是同軸的旋轉的，是同心圓，但是由內而外的周長不同，也就是意味着，他每一圈存儲的數據量不一樣，但是由於是同軸旋轉，也就是單位時間內劃過的長度是不一樣的，但是他們的角速度是一樣，所以我們稱之爲固定角速度的設備，那麼這樣的硬盤怎樣實現數據的存取呢？
簡單來講，我們知道磁盤中有盤片，也有磁頭，這些磁頭會在盤面上上懸浮着，這些磁頭可能距離盤面僅有幾個微米的間距，他通過這種磁場信息的交換，使得磁頭能夠從盤面上的磁場信息來讀取存儲的信息，也能夠發送高能信號，將數據保存在磁性材料中，爲了使得磁盤上上存儲更多的數據，我們的磁盤雙面都有磁性材料，也就是意味着雙面都要讀寫，所以說對於每一個盤片來講，每一個盤片的每一面都有一個磁頭，但是每一個盤面上的磁頭都被固定在同一個機械臂上，所以說磁頭的滑動也是同步的，所以說每一次的數據讀取，都是由兩步完成的，第一步先機械臂滑動磁頭定位磁道，第二步磁盤轉動，然後磁盤轉動使得磁頭讀取數據。
所以我們在讀取數據的時候有一個“平均尋道時間”
平均尋道時間，是衡量一個硬盤性能的重要指標。平均尋道時間：越短越好，有兩種方法提高尋道的速度：（1）是機械臂滑動時間縮短，（2）使磁盤的轉速提高
市面上有：5400rpm（rpm：表示多少轉每分鐘）,7200rpm，10000rpm，SCSI接口的尋道時間有15000rpm
因爲磁盤每分鐘轉這麼多次，必然會發出大量的熱，所以硬盤是真空封裝的，裏面不能有任何的雜質，在這裏面哪怕有一粒微小的灰塵，也會像巨石一樣。我們也知道磁盤中的磁頭與盤面之間有幾微米的間距，所以磁盤在工作的時候，磁盤是不能被震動的，因爲一旦震動，兩者之間就可能接觸了，接觸就很可能磁頭將盤面給劃壞了，這也是硬盤很容易損害的原因。所以現在的筆記本里面的硬盤都有特殊的保護機制。
由磁盤中的磁道是由內而外，所以每個磁道是不一樣的，所以我們不能安照一個磁道爲一個單位進行存儲，這樣的話我們很難實現數據的有效管理，更何況一個磁道也很難將一個文件存完，那麼我們就將一個磁道換成一個扇區，我們將每一個磁道劃分成固定大小的扇區，
sector：扇區，每一個扇區是大小固定的，每一個扇區大小爲512字節，字節：bytes
一般而言外道的扇區數和內道的扇區數是不一樣的，爲了便於管理和理解，現在硬盤通常對外接口上都把每一個磁道上的扇區數固定了，是通過虛擬曾固定的，看上去每一個磁道平均擁有多少個扇區，那事實上並不是這麼做的。
那麼我們的分區是怎麼分的？
在說分區之前，我們先說一下柱面：cylinder：
我們之前說過，每一個磁頭都固定在同一個機械臂上，那麼我們就可以認爲，這些磁頭也是同步進退的，因此在某一時刻，這個頭固定在某一個磁道上，那麼第二個磁頭就固定在第二個柱面上的相同磁道上，第三個刺頭就在第三個柱面上的相同磁道上.......不同盤面上的相同編號的磁道就叫一個柱面，就像一個薄薄的鐵通一樣，那麼我們分區是怎樣分的?
如果我們不分區的話，整塊磁盤就被當做一個文件系統進行管理，當做一個存儲空間，但是早些時候，硬盤只有幾個G，那我們爲什麼要分區呢？
因爲現在的硬盤都很大，爲了使得每一個硬盤中，我們可以獨立的組織爲多個可管理的文件系統，每一個被劃分出的獨立的文件系統，就叫塊設備，可以獨立使用，彼此間不會相互干擾，但是我們的分區應該怎樣分？
真正的文件存儲，是按照磁道進行的。
我們的分區劃分是按照柱面進行的，
那麼這樣的話，越靠近外面的分區性能越好，這是因爲單位時間內劃過的距離較長，完成的數據存取量較大。
（這也是爲什麼電腦裝系統，一般裝在C盤，因爲C盤是最外層的柱面所組成的分區，）
Linux的哲學思想：一切皆文件；
設備類型：
塊（block）：隨機訪問，數據交換單位是“塊”；
字符（character）：線性訪問，數據交換單位是“字符”；
設備文件：FHS，被放在/dev/目錄下，
/dev
設備文件作用：關聯至設備的驅動程序；
設備號：
major：主設備號，區分設備類型；用於標明設備所需要的驅動程序；
minor：次設備號，區分同種類型下的不同的設備，是特定設備的訪問入口；
手動創建設備文件：
每一個設備文件叫做一個節點；
mknod命令：
功能：用來創建塊設備或者字符設備文件的命令
格式：
mknod [OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]
選項：
-m,--mode=MODE：創建文件時，直接指明文件的訪問權限
設備文件名，不能隨便定義，是由ICANN組織定義的。
磁盤：
IDE： /dev/hd[a-z]
例如：/dev/hda /dev/hdb
SCSI,SATA,USB,SAS： /dev/sd[a-z]
分區：
/dev/sda#：
/dev/sda1,................
注意：CentOS6和7統統將硬盤設備文件標識爲/dev/sd[a-z]#
引用設備的方式：
設備文件名
卷標
UUID
磁盤分區類型：
有兩種：MBR,GPT
MBR：0sector（0號扇區）：0磁道0扇區
大小爲：512字節
全稱：Master Boot Record ：主引導記錄
分爲三部分：
前446bytes存放操作系統的加載程序：稱爲：bootloader，是一個程序，
bootloader是引導啓動操作系統的程序；
64bytes：分區表，每16個字節標識一個分區，一共只能有4個分區；
4個主分區
3主1擴展
在擴展分區中在劃分n個邏輯分區
2bytes：MBR區域的有效性標識，55AA爲有效，否則爲無效；
（上面的64bytes定義了我們的操作系統只能有4個分區，但是現在我們的硬盤好像不止只有4個分區，那我們是怎樣實現的呢？
我們把這四個分區中的一個分區拿出來，使得這個分區不再標識分區，而是用來指向另外一個存儲空間，把另一個存儲空間，當做新的分區表的存儲位置，）
主分區和擴展分區的表示：1-4
邏輯分區：只能從5開始，包括5；
[root@centos6 ~]# ls -l /dev //查看/dev/目錄先的設備文件
total 0
crw-rw----. 1 root video 10, 175 Nov 7 09:41 agpgart
crw-rw----. 1 root root 10, 54 Nov 7 09:41 autofs
drwxr-xr-x. 2 root root 660 Nov 7 09:41 block
drwxr-xr-x. 2 root root 80 Nov 7 2016bsg
crw-------. 1 root root 10, 234 Nov 7 2016btrfs-control
[root@centos6 ~]# mknod /dev/testdev b 111 1 //創建了一個快設備類型的主設備號爲111， 次設備號爲1，名稱爲testdev的設備文件
[root@centos6 ~]# ls -l /dev/testdev
brw-r--r--. 1 root root 111, 1 Nov 7 15:40 /dev/testdev
[root@centos6 ~]#
fdisk命令：
（這個命令非常危險，請勿在服務器上試用，請勿在生產環境中試用）
[root@centos6 ~]# man fdisk //查看fdisk命令的幫助
功能：
管理磁盤分區表
格式：
（1）查看分區情況：
fdisk[-uc] [-b sectorsize] [-C cyls] [-H heads] [-S sects] device
fdisk -l [-u] [device...] //列出指定磁盤設備上的分區情況；
centos6演示：
[root@centos6 ~]# fdisk -l
Disk /dev/sda: 214.7 GB, 214748364800 bytes //磁盤大小爲214.7GB，換算成字節位....
255 heads, 63 sectors/track, 26108cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280bytes //扇區大小爲512字節
Sector size (logical/physical): 512 bytes /512 bytes //扇區大小，邏輯大小，物理大小都是512 字節
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512bytes //I/O大小爲512字節
Disk identifier: 0x000066a0 //磁盤的標識符，是以以爲16進制的數字進行標識
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 1 26 204800 83 Linux //“*”表示是引導 分區，標識操作系統在這個分區上裝着呢。
Partition 1 does not end on cylinderboundary.
/dev/sda2 26 6400 51200000 83 Linux
/dev/sda3 6400 8950 20480000 83 Linux
/dev/sda4 8950 26109 137829376 5 Extended
/dev/sda5 8950 9460 4096000 82 Linux swap / Solaris
[root@centos6 ~]#
上面的“Id”表示類型，這個類型是指我們的分區所在的場景類型，linux的分區正常都用83來表示，而擴展分區使用5來表示，交換分區使用82表示；
“83”：是一個16進制的兩位數。
system：表示前面的Id對應的意義是什麼。
centos7演示：
[root@centos7 ~]# fdisk -l
Disk /dev/sda: 214.7 GB, 214748364800bytes, 419430400 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes /512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x0003325d
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 2048 411647 204800 83 Linux
/dev/sda2 411648 102811647 51200000 83 Linux
/dev/sda3 102811648 143771647 20480000 83 Linux
/dev/sda4 143771648 419430399 137829376 5 Extended
/dev/sda5 143773696 151965695 4096000 82 Linux swap / Solaris
[root@centos7 ~]#
總結：上面的顯示中，centos6與centos7的不同是：“start”
centos6表示從哪個柱面開始
centos7表示從哪個扇區開始
如果我們想看某一個指定的磁盤分區情況，則我們後面寫上指定的磁盤設備文件即可
[root@centos7~]# fdisk -l /dev/sda
（2）如果想管理分區：
fdisk device（device表示磁盤文件名），執行這個命令能夠打開fdisk的命令行接口，fdisk提供了一個交互式接口來管理分區，他有許多子命令，分別用於不同的管理功能，所有的操作均在內存中完成。這就意味着所有的操作不會保存在磁盤上，這就不會損害磁盤。直到使用“w”命令保存到磁盤上纔會生效，
常用的命令：
n：創建新分區；
d：刪除已有的分區；
t：修改分區類型；
l：查看所有已知ID；
w：保存並退出；
q：不保存並退出；
m：查看幫助信息；
p：顯示現有分區信息；（相當於在命令行中執行： fdisk -l ）
我們直接fdisk 後面跟上磁盤的設備文件名即可
例如： [root@centos7 ~]# fdisk /dev/sda
演示例二：
[root@centos6 ~]# fdisk /dev/sda
WARNING: DOS-compatible mode is deprecated.It's strongly recommended to
switch off the mode (command 'c') and change display units to
sectors (command 'u').
Command (m for help): m //使用m選項，查看fdisk的子命令。
Command action
a toggle a bootable flag
b edit bsd disklabel
c toggle the dos compatibilityflag
d delete a partition //表示刪除分區
l list known partition types //列出已知的分區類型（82 Linux swap / ；85 Linux extended；86 NTFS volume set；87 NTFS volume set； 88 Linux plaintext（linux純文本）；8e Linux LVM；fd Linuxraid auto；）
m print this menu
n add a new partition //表示添加新分區
o create a new empty DOSpartition table
p print the partition table
q quit without saving changes
s create a new empty Sundisklabel
t change a partition's system id //表示更改一個分區的system ID，即更改分區類型
u change display/entry units
v verify the partition table
w write table to disk and exit //表示 保存退出
x extra functionality (expertsonly)
Command (m for help):
fdisk -s partition...
fdisk -v
fdisk -h
課外作業：GPT