作者：老男孩
出版社：机械工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
跟老男孩学Linux运维：核心基础篇(上)(第2版)试读：
前言
为什么要写这本书最近几年，老男孩一口气出了好多本Linux运维书籍，但是由于时间比较紧张，这些书籍的内容并不完全成体系，使得读者没办法完整从零学习提高到企业Linux运维岗位要求的高度，而且随着时间的推移，这些书籍涉及的软件版本都落后了，因此，从2019年年初开始，我就着手开始进行系统化的运维书籍的写作，将Linux系统全新升级到CentOS7.6（当下最新版本）。
根据我近20年的工作经验和教学经验，把企业运维岗位必备的Linux基础部分分为上下册来写，使得读者可轻松阅读，吸收效果好。本书为上册，下册也在写作中。很快就会和大家见面。
除了出版这两本Linux核心基础书籍之外，老男孩还会写作集群的书籍，集群书籍计划分为上中下三册，其中上册就是已经出版的[1]《跟老男孩学Linux运维：Web集群实战》的升级版。中册和下册也在写作中。届时，读者只要从头学习老男孩写的书籍系列，就可以拥有胜任企业运维工作的能力。
老男孩写书一直采取的是实战路线，即不讲或少讲企业中用不到的内容，让读者能够通过学习最少的有价值的知识，花最少的时间、精力，拥有胜任运维相关工作的能力。
在长期的运维工作以及深度教学中，老男孩发现很多Linux入门人员对Linux基础掌握得不够好，他们都更关注高端的集群和云计算知识，其实，所有高端知识都是以细小的Linux基础知识和命令等为根基的，只有对Linux核心基础掌握牢固了，再学习高级技术才能轻车熟路，如鱼得水，相信本书以及后续系列书籍一定会让众多读者受益，提升个人Linux运维能力，达到找到满意工作或加薪升职的目的。
本书是“跟老男孩学Linux运维”（CentOS7全新升级）系列的第一本书，《跟老男孩学Linux运维：核心基础篇（下）》（CentOS7全新升级）、《跟老男孩学Linux运维：Web集群实战（上）》（CentOS7全新升级）是后续的第二本和第三本，后两本将在几个月后和大家见面。更多Linux运维实战系列图书在持续写作中，敬请期待。
在老男孩教育培训班教学中，本书被采纳为内部教材，有对本书配套视频感兴趣的读者，可以搜索oldboylinux（注明：读者）加入微信群或者加入下文提到的QQ群，凭购书付费凭证免费获取。读者对象
·Linux系统管理员和运维工程师
·程序开发及数据库管理人员
·网络管理员和项目实施工程师
·Linux相关售前售后技术工程师
·开设Linux相关课程的大学以及专科院校
·对Linux运维感兴趣的人群
·从其他行业转入IT行业的新手如何阅读本书
本书是一本以企业Linux运维需要的知识为基础的实战型教学图书，书的内容并非大而全，但处处可以体现实战二字，非常多的内容取之于企业实战案例，并结合老男孩十几年的运维工作和教学工作进行了梳理。本书从脉络上可分为三大部分：
第一部分为Linux入门环境与基础（第0章～第4章），此部分着重介绍新手需要了解的计算机核心硬件基础知识，学习Linux运维需要的环境搭建、系统安装、远程连接，以及进入命令行感受Linux命令行的魅力。
第二部分为Linux目录结构与文件属性（第5章～第9章），着重讲解Linux的目录结构与重要文件路径知识，Linux系统启动核心知识（含CentOS7），大量和文件、目录相关的核心命令讲解与实践，Linux系统文件类型、权限、用户、用户组、时间戳、软硬链接等核心知识。
第三部分为中高级实战知识和技能篇（第10章～第15章）。着重讲解Linux系统各类特殊字符、正则表达式与三剑客知识，Linux系统权限，Linux系统定时任务，Linux用户管理知识与企业级用户管理项目案例。
全书内容都是想高薪就业的读者必须掌握的内容。勘误和支持
由于老男孩的培训班课程排期很紧，课程较多，全书写作内容基本上都是利用早晨和夜晚的时间完成的，限于本人的水平和能力，加之编写的时间仓促，书中难免有疏漏和不当之处，恳请读者批评指正。你可以将书中的错误发布在专门为本书准备的博客评论处http://blog.51cto.com/oldboy/2125172，同时不管你遇到何种问题，都可以加入我为本书提供的QQ交流群204041129（验证口令：oldboy），我将尽力为读者提供最满意的解答。如果你有更多的宝贵意见，也欢迎发送邮件至我的邮箱oldboy@oldboyedu.com，很期待能够听到你的真挚反馈。致谢
感谢“老男孩IT教育”的所有员工和同事，正是你们辛勤努力的工作，让我得以有时间完成此书。
一如既往地感谢中网志腾的郭威和数码创天的王斐及梁露女士，感谢你们提供的优质DELL服务器资源，使得本书得以高效顺利地完成！
感谢森华易腾的陆锦云女士及其同事，感谢你们提供的优质IDC机房带宽支持，使得本书得以顺利完成！
感谢机械工业出版社华章公司的编辑杨绣国女士，感谢你的包容和鼓励，在我升级书籍的写作中一如既往地支持我，正是你的鼓励和帮助引导我顺利完成全部书稿。
感谢没有提及名字的所有学生、网友以及关心关注老男孩的每一位朋友。
最后要感谢我的父母、家人，正是你们的支持和体谅，让我有无限信心和力量去写作，并最终完成此书！
谨以此书，献给支持老男孩IT教育的每一位朋友、学员以及众多热爱Linux运维技术的人们。老男孩中国，北京，2019年7月[1] 本书已由机械工业出版社出版，ISBN为978-7-111-52983-5。——编辑注第0章 计算机硬件与组成基础0.1 计算机硬件分类
1.家用台式电脑介绍
家用台式电脑主要分为主机和显示器两部分（如图0-1所示），一般用于家庭娱乐（例如，听音乐、打游戏、看电影等），优点是可以配置独立显卡、声卡、显示器等设备，因此配置会更高一些，娱乐时更让人享受；缺点就是设备的体积和重量都太大，占地方且移动不方便，其在国内一二线城市已经逐步退出历史舞台了，被简便、小巧并且同样可以拥有高配置的笔记本电脑所取代。图0-1 家用台式电脑
2.笔记本电脑介绍
笔记本电脑以简便、轻巧、携带方便等优点被更多人选择使用（如图0-2所示），其早期多用于办公，现在已经逐步走进千家万户，成为国内计算机用户的主流选择。与早期的产品不同，现在的笔记本电脑的部件配置也可以很高，并且价格早已下降到普通用户可以接受的程度了。图0-2 笔记本电脑0.2 运维与服务器
90%以上的Linux基础图书，都只讲解了Linux基础以及Linux开发，而未提及Linux运维这个岗位名词，其实学Linux最直接的目的就是维护Linux服务器，哪怕是开发人员，学习的目的也是如此，因此本书不会只讲解Linux，而是根据企业Linux运维岗位真正的需求来讲解Linux基础及Linux运维核心知识，使得读者在学习Linux的同时，可以对未来企业里的Linux运维工作岗位所需的知识有一个很好的了解，这也是本书区别于其他Linux基础图书的核心所在。0.2.1 运维人员的三个核心职责
下面来看一下运维人员的三大核心职责。
·企业数据安全（不丢失、不泄露）。
企业数据是现代各个IT企业的生命线，作为Linux运维人员，不但不能丢失任何数据，同时，也不能向外部人员泄露公司的任何有用数据。读者可以搜索“拖库事件”以了解当下社会上的企业数据安全信息。
·企业业务7×24小时运行（永不停机）。
互联网企业甚至是传统企业（例如，银行和电信），除了数据安全之外，还需要业务有持续运行的能力，这对Linux运维人员提出了更高的要求，也是运维人员高薪的原因。
如表0-1所列举的是企业网站和应用的可用性的衡量标准。表0-1 企业网站和应用的可用性的衡量标准
其中，一般中小企业的业务持续可用性级别至少应该是99.9%，中大型企业应达到99.99%甚至是99.999%。
·企业业务服务效率高（用户体验好）。
一切的企业工作最终都是为了向用户提供高效、舒心的服务，如果网站打开的速度很慢，用户体验很差，那么这样的企业是没有任何生命力的，因此Linux运维人员需要不断地优化网站业务，使得用户能够进行高效的访问，这种能力是决定Linux运维人员是否能拿高薪的必备条件。注意：运维人员的基本工作原则：简单、易用、高效、稳定、安全。
如果在达到上述三大核心原则的情况下，还能对网站架构不断地进行优化和调整，从而达到节省服务器数量、IDC和CDN带宽，甚至能够使用云计算、容器服务，以及开发自动化平台等提高工作效率、节省企业人力成本，那这样的运维工程师简直堪称完美，拿到高薪自然也是水到渠成。0.2.2 运维人员工作的主战场——服务器
1.什么是服务器？
服务器是提供计算和存储服务的设备（如图0-3所示）。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说，服务器应具备承担服务及保障服务的能力。服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，这与通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高性能高可靠的服务，因此，在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。图0-3 Dell R730 2U和R620 1U互联网主流服务器外观
上述对于服务器的介绍比较复杂，一句话概括：服务器就是一台特殊的计算机，配置更高，设备更贵更好，主要用在企业的后台，为用户提供各种业务服务。
服务器的功能：搭建网站（互联网企业常见应用）等应用服务所使用的机器，相对于其他台式电脑、笔记本电脑来说，使用服务器更加稳定可靠，其硬件有7×24小时的持续运行能力。
2.服务器的尺寸[1]
就像笔记本电脑的显示器按照屏幕大小可分为14英寸、15.6英寸等一样，服务器也是有尺寸的，这个尺寸一般用于描述服务器的高度，即（U）（如图0-4所示）。图0-4 Dell 4U服务器的背面
服务器的尺寸是按U计算的。1U服务器表示服务器的高度是4.45cm（1.75英寸）。
如图0-5所示，服务器的内部结构与台式电脑大同小异，基本零部件与台式电脑一样必须要有，例如，CPU处理器、内存、磁盘，所不同的是，服务器可以容纳的CPU处理器的数量更多，风扇也更多，可插拔的硬盘数量也可以多很多，后文将为大家详细讲解服务器的内部组件。图0-5 Dell 2U服务器的内部结构
关于服务器，如有不了解或者存在疑问的地方，可以咨询相关的服务器销售人员，他们一定会很乐意回答。0.2.3 服务器按外形分类
1.机架式服务器
机架式服务器的外形看起来不像计算机，而更像“抽屉”（如图0-6所示），有1U（1U=1.75英寸=44.45mm）、2U、4U等规格。机架式服务器一般安放在标准的19英寸机柜里面，是工作中使用最多的服务器类型。图0-6 2U机架式服务器外形
2.刀片服务器
刀片服务器的外观类似于一个箱子里摆放整齐的书（如图0-7所示）。
所谓刀片服务器（准确地说应该叫作刀片式服务器），是指在标准高度的机架式机箱内插装多个卡式服务器单元，以实现高可用性和高密度。每一块“刀片”实际上就是一块系统主板。它们可以通过“板载”硬盘启动自己的操作系统，如Windows 8/10、Linux等，类似于一个个独立的服务器。在这种模式下，每一块母板均会运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联，因此相对于机架式服务器和机柜式服务器，单片母板的性能较低。不过，管理员可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板都可以连接起来，从而提供高速的网络环境，并且它们还会共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的“刀片”即可提高整体性能。而由于每块“刀片”都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。图0-7 刀片式服务器
3.塔式服务器——更强壮的计算机
塔式服务器（Tower Server）应该是最容易理解的一种服务器结构类型，因为它的外形及结构都与立式PC差不多（如图0-7所示）。当然，由于服务器的主板的扩展性较强，插槽也多出了若干个，所以外观会比普通主板大一些，因此塔式服务器的主机机箱也比标准的ATX机箱要大，一般都会预留足够的内部空间以便日后进行硬盘和电源的冗余扩展。但这种类型的服务器具有不少局限性，比如，在需要多台服务器同时工作以满足较高的服务器应用需求时，由于其个体比较大，占用空间比较多，也不方便管理，所以会显得很不适合。图0-8 塔式服务器的外部结构[1] 1英寸＝2.54厘米。——编辑注0.3 互联网公司的服务器品牌
国内互联网公司使用的服务器品牌比较多，从笔者及同行和学员从事的互联网公司来看，DELL品牌的服务器是最多的，也是性价比较高的，下面笔者将比较了解的品牌整理成一个简表，见表0-2。表0-2 服务器品牌简表
需要说明的是，现在越来越多的企业直接购买云服务了，因此，服务器硬件也逐渐落寞。随着云服务器的发展，中小企业直接购买硬件的机会也越来越少，各类硬件工程师的岗位和前景越来越不明朗，建议这部分人员加速转行到Linux运维或者Python开发的领域（在这两个领域上，他们之前用到的技术都可以叠加到Linux运维上）。0.4 服务器品牌详解及对应型号
1.Dell服务器
如表0-3所示的是Dell服务器生产与使用的时间，以及对应的U数，读者可以参考。表0-3 Dell服务器生产与使用的时间及对应的U数
提示：以Dell机架式服务器为例，R2X0到R6X0基本都是1U的，R7X0或R8X0是2U的，R9X0是4U的。其中，“X”表示1~3这几个数字，个别可以有4。
下面推荐一些查询DELL服务器配置的方式。
·Dell服务器的配置官网：http://china.dell.com/cn/business/p/servers。
·中关村在线：http://server.zol.com.cn/。
·咨询服务器的销售人员。
图0-9～图0-12以Dell R720 2U服务器为例说明了服务器的外部结构。图0-9 Dell R720服务器常用接口说明图0-10 Dell R720液晶屏幕显示IP地址图0-11 Dell R720正面图图0-12 Dell R720正面加上盖子后的图
2.IBM服务器
IBM服务器的型号及对应的U数见表0-4。表0-4 IBM服务器型号及对应的U数
IBM服务器质量好，但价格贵，互联网公司不太常用，仅作了解即可。
目前来看，“IOE”代表了全球三个领域里最好的品牌，即IBM服务器、Oracle（甲骨文数据库）和Emc（存储厂商设备），但互联网公司从2010年起就在提倡去IOE，代表企业为阿里巴巴集团，企业去IOE的本质是企业变大以后，购买IOE的成本开销会成倍增加，而且IOE的设备都是黑盒运行，并不能为企业完全掌控，受限于厂商。0.5 服务器（计算机）核心零部件介绍
图0-13为拆开盖子后的Dell服务器内部结构图，读者可以通过此图了解Dell服务器的内部结构信息，其中对相关区域做了简单标记。图0-13 Dell服务器的内部结构图0.5.1 电源
电源相当于人体的心脏，需保障电力供应，如果要买服务器，请选择质量好的电源。
在生产中，若是单个服务器负责核心业务，那么最好使用双电源，分别接机房A、B线路。如果服务器是集群中的一台（若干机器做一件事），那么可以不用双电源。除此之外，运维工作就不用再过多考虑电源的其他问题了。
电源的代表示例如图0-14和图0-15所示。图0-14 Dell服务器可插拔电源的“苗条”和“富态”两种外形图0-15 台式电脑和笔记本电脑的电源0.5.2 CPU处理器
CPU处理器相当于人体的大脑，负责整个计算机的运算和控制，是影响服务器性能效率的最核心部件（如图0-16所示）。
CPU常见的种类分为精简指令集和复杂指令集两类，具体说明如下。
精简指令集的CPU设计代表有SUN公司的SPARC系列和ARM系列等，这类CPU的设计特点是指令集精简，每个指令执行的时间很短，操作很简单、效率较高。图0-16 CPU外形示例
复杂指令集的设计代表有大家熟知的Intel至强系列（XEON）（应用广泛）和AMD系列（应用不多）等。这类CPU的设计特点是指令数量多、指令集复杂，且执行的时间较长，但能处理的事务更多、更丰富。
Intel、AMD作为x86架构的CPU，主要用于PC或DELL等常见品牌的系列服务器上。
服务器CPU的颗数，我们称为路数。例如，DELL R630双路1U服务器、DELL R720双路2U服务器、DELL R830四路2U服务器。
CPU一般通过频率吉赫兹（GHz）表示性能的好坏，频率越高速度越快，简单地说，CPU频率就是用来表示CPU每秒钟的工作次数，例如，笔者所用电脑的CPU是Intel（R）Core（TM）i7-6700HQ CPU@2.60Hz（8 CPUs），~2.6GHz。
企业级常见的物理服务器配置包括如下两种。
·一般企业里的服务器，CPU个（颗）数为2～4颗，单个（颗）CPU是四核。内存总量一般是16～256GB（32GB、64GB比较常见）。
·用于虚拟化的宿主机（例如，应用VMware（虚拟化软件）、KVM的主机），CPU颗数可达4～8颗，内存总量一般是48～128GB，常规企业可以同时启动6～10个虚拟机，甚至更多，主要是根据业务需求决定虚拟机的配置大小。图0-17 服务器CPU风扇
CPU长时间运行会发热，因此需要配置降温的设备，即CPU风扇或散热片（如图0-17和图0-18所示），散热片主要是用金属铜或者铝制作的，目的是将热量快速传导出去。
在企业级系统运维中，选择CPU硬件配置，以及监测和优化服务器系统的CPU性能，是运维人员的常见工作之一。CPU的优化是一项复杂的工作，需要长期的实践和反复观察，由于这部分内容的难度很大且复杂，笔者在后期出版的系列高级技术图书中会加重笔墨，读者可以重点关注。图0-18 服务器CPU上附带的散热片以及翻开的CPU示意0.5.3 内存
内存（RAM）是CPU和磁盘之间的缓冲设备（如图0-19所示），是临时存储器（用于存放数据）。若断电，数据就会丢失。图0-19 服务器内存展示
程序运行的时候，一般会被调度到内存中执行，服务器关闭或程序关闭之后，数据将自动从内存中释放掉。
1.程序和进程的基本概念
这里简单介绍程序和进程的区别，具体见表0-5。表0-5 程序、进程、守护进程间的区别
2.企业案例：提升用户体验的网站解决方案（1）门户（大网站）极端案例：大并发写入案例（抢红包、微博）
遇到高并发、大数据量“写”数据的极端情况时，系统会将数据先写到内存中，在数据积累了一定的量后，再定时或者定量地写到磁盘中以减轻磁盘的压力，减少磁盘I/O（Input/Output，磁盘的输入/输出），最终再将数据加载到内存中以对外提供访问，目的还是为了减轻对磁盘的访问压力，相关流程如图0-20所示。图0-20 企业高并发业务写入流程图
这种状况的特点具体如下。
·优点是写数据到内存时，性能高、速度快（适用于微博、微信、SNS（社交网）、秒杀等场景）。
·缺点是可能会丢失一部分在内存中还没有来得及存入磁盘的数据。
解决数据丢失的方法具体如下。
·在服务器主板上安装蓄电池，在断电后宕机前瞬间将内存数据回写到磁盘。
·UPS（一组蓄电池）不间断供电（IDC数据中心机房一般都会用UPS持续供电）。UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不间断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。
·选双路电的机房，使用双电源、分别接不同路的电，以及将服务器放到不同的机柜中，将企业业务放置到不同的地区（异地）。
·柴油发电机+油罐，机房一般会与附近的加油站签订紧急供油协议。（2）中小型企业案例
对于并发访问（可简单理解为同时访问的数量）不是很大、数据量也不是特别大的网站，若是业务读多写少，则会先将数据写入磁盘中，然后通过程序将写到磁盘的数据读到内存中，再对外通过读取内存提供访问服务（如图0-21所示）。绝大多数企业的业务逻辑还是读请求（例如，浏览页面）多于写请求（例如，写文章、发朋友圈）。图0-21 中小型企业访问量低的读写流程示意注意：由于99%的网站以及企业业务都是以读取为主、写入为辅的，读写比例一般可能大于10：1，所以并发写入一般都不是大问题。这里提到的将数据写入内存一般是由Memcached或Redis等高效的内存级别软件来实现的，各类关系型数据库一般也都提供了读写缓存的功能。
3.企业Linux面试题：计算机操作系统中，缓冲区和缓存区有什么区别？
对于新手，可参考如下说明来理解或解答。（1）缓冲区
将数据写入内存，这个数据的内存空间在Linux系统里一般称为缓冲区（buffer），例如，写入到内存缓冲区，即写缓冲。
为了提高写操作性能，数据在写入最终介质或下一层级介质之前会合并放入缓冲区中。这样会增加数据持久写的延时，因为第一次写入缓冲区后，在向下写入数据之前，还要等待后续的写入，以便凑够数据或者定时写入到永久存储介质中。（2）缓存区
从内存中读取数据，这个存数据的内存空间在Linux系统里一般称为缓存区（cache），例如，从内存缓存区读取，即读缓存。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]