作者：胡玲,曲广平
出版社：电子工业出版社
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Linux系统管理与服务配置试读：
前言
如今，以Internet为代表的计算机网络已经深入人们日常生活中的各个层面，网络之所以如此丰富多彩，正是因为网络提供着诸多的网络服务。网络服务主要是由各种服务器所提供的，服务器使用的操作系统是专门的网络操作系统，与普通用户所使用的客户端操作系统不同，网络操作系统具备强大的网络管理和服务功能。目前所使用的网络操作系统主要有两大类：一类是微软的Windows Server系列操作系统，另一类是开源的Linux系列操作系统。相较于Windows Server, Linux系统在企业服务器中应用得更加广泛。Linux的最大优势在于它的开放性，Linux系统的所有源代码及Linux系统中的绝大部分应用软件都是开源的。在企业网络中部署 Linux 系统不仅可以节省一大笔费用，而且还可以获得比 Windows Server系统更高的可靠性和稳定性，所以Linux系统目前在企业网络中得到了越来越广泛的应用。
本书内容丰富、技术更新及时，图文并茂、通俗易懂，具有很强的实用性。本书以目前最为流行的红帽公司的Red Hat Enterprise Linux 6为对象，由浅入深，全面、系统地介绍了Linux系统管理及各种网络服务的安装与配置。在编写上以项目教学为主线，以任务驱动为核心，以培养技术应用型人才为目标，将基本技能培养和主流技术相结合，使学生通过学习能够掌握Linux的基础知识、安装和配置方法、系统的视窗环境——X Window、文本编辑工具、用户账号与组管理、文件与目录系统管理、逻辑卷、进程、软件和服务管理等内容，增长Linux网络基础和常用网络服务器配置等方面的操作和应用能力。特别是本书在书末附加的综合实训，把近年来Linux发展的新技术和高职高专全国职业技能大赛的经典案例与职业技能要求有机地结合起来，做到知识、技能相融合，具有很强的的实践性和应用性。
配套的教学资源有 PPT 课件，如有需要，请登录电子工业出版社华信教育资源网（www.hxedu.com.cn），注册后免费下载。
本书可作为高职高专院校计算机或相关专业的教材，也可作为计算机爱好者和网络管理员的参考用书，以及社会培训班的教材。
本书在出版过程中，得到了电子工业出版社编辑宋梅老师在策划方面的大力帮助与支持，同时也得到廖学旺、梁庞莲等同志对编写工作的支持，在此表示由衷的感谢！由于编写时间仓促，又因为计算机网络技术发展迅猛，加之编著者水平有限，书中难免存在不足和错漏之处，敬请广大读者批评指正，以便再版时修订，在此表示衷心的感谢。编著者2014年12月第1章了解并安装Linux系统在计算机系统的应用中，Windows绝对不是唯一被使用的操作系统平台，尤其是在服务器和开发环境等领域，Linux操作系统正得到越来越广泛的应用。在企业级应用中， Linux操作系统在稳定性、高效性和安全性等方面都具有相当优秀的表现。在生产环境中，Windows Server服务器主要被应用在局域网内部，而众多面向互联网的服务器则更多地是采用Linux或者是UNIX操作系统。Linux操作系统版本众多，其中由红帽公司推出的Red Hat Linux是影响力最大的发行版本，Red Hat Enterprise Linux 6（以下简称RHEL 6）是Red Hat Linux的最新企业版本。本书就将以RHEL 6系统为蓝本，介绍Linux操作系统的安装使用、管理维护及基本服务配置等相关知识。本章将介绍Linux系统的发展和特点，Linux系统的安装过程及基本操作。1.1了解Linux的发展及特点任务描述
在学习Linux系统之前，如何选择一个恰当的Linux发行版本是我们需要解决的首要问题。
通过本任务的学习，我们将了解Linux系统的来龙去脉，知道“开源”的概念，能够区分Linux那些纷繁复杂的发行版本及众多的类UNIX系统之间的区别和联系。任务分析及实施1.1.1 Linux的发展历史
在学习Linux系统之前，不得不先简单介绍一下它的发展历史，这将有助于我们更好地去了解和把握Linux的特点。1. UNIX系统
谈到Linux，一定要先提起UNIX。
Linux来源于UNIX系统，UNIX是一种主流经典的操作系统，于1969年诞生于美国贝尔实验室。当时贝尔实验室的工程师肯·汤普森（Ken Thompson）为了能在闲置不用的PDP-7计算机上运行他非常喜欢的星际旅行（Space Travel）游戏，在1969年夏天趁他夫人回家乡度假期间，在一个月内开发出了UNIX操作系统的原型。后来又于1972年与丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）一起用C语言重写了UNIX系统，大幅增加了其可移植性，其后UNIX系统开始蓬勃发展。
总体来讲，UNIX操作系统具有如下特点：
● 多用户、多任务；
● 强大的网络支持，具有完善的安全保护机制；
● 具有强大的并行处理能力，稳定性好；
● 系统源代码是用C语言编写的，具有较强的移植性。
在UNIX发展的早期，任何感兴趣的机构或个人只需向贝尔实验室支付一笔数目极小的名义上的费用就可以完全获得UNIX的使用权，这些使用者主要是一些大学和科研机构，他们对UNIX的源代码进行扩展和定制，以适合各自的需要。
随着UNIX系统的不断发展，逐渐出现了一些商业化的UNIX版本，如美国加州大学伯克利分校开发的BSD、IBM开发的AIX、HP的HP-UX等，后来贝尔实验室也收回了UNIX的版权，并推出了商业化的版本——System V。这些不同版本的系统之间展开了激烈的竞争，并且大多数系统至今也仍然在一些大型机或小型机上使用。虽然它们的名称各异，但由于都是来自于UNIX，因而统称之为“类UNIX操作系统”。2.MINIX系统
由于贝尔实验室收回了UNIX系统的版权，而且各个商业化的UNIX系统版本价格不菲，这就为荷兰Vrije大学讲授操作系统原理课程的Andrew S.Tanenbaum教授带来了诸多不便。于是，Tanenbaum教授在1987年仿照UNIX自行设计了一款精简版的微型UNIX系统，并将之命名为MINIX，专门用于教学。
MINIX系统是免费的，至今仍然可以从许多FTP上下载到，但是它作为一款教学演示用的操作系统，功能非常简单，而Tanenbaum教授为了保持系统代码的纯洁性，拒绝了全世界许多人对MINIX功能进行扩展的要求，这限制了MINIX的发展，但同时也为别人创造了机会。3.Linux系统
来自芬兰赫尔辛基大学的学生李纳斯·托沃兹（Linus Torvalds）抓住了机会，他在MINIX系统的基础上，增加了很多功能并将之完善，并于1991年将修改之后的系统发布在互联网上，所有人都可以免费下载、使用它的源代码，这也就是Linux系统。
Linux 采用市集（Bazaar）式的开发模式，欢迎任何人参与其开发及修正工作，这吸引了大量黑客及计算机发烧友通过Internet使用及寄回自己对系统的改良或研发程序，这使得Linux的除错（Debug）及改版速度更快，稳定性和效率更高，并且资源丰富。这也是Linux得以迅速发展并广为接受的最主要原因。
经过几十年的发展，Linux目前已成为全球最受欢迎的操作系统之一。它不仅稳定可靠，而且还具有良好的兼容性和可移植性，其市场竞争力日渐增强。在未来的网络发展领域中， Linux将占据绝对重要的地位。1.1.2 Linux Kernel
系统内核Kernel是Linux系统中一个非常重要的概念。所谓的系统内核，就是负责完成操作系统最基本功能的程序。那什么是操作系统最基本的功能呢？想想我们平常在用计算机时都会做些什么？无非是用 QQ 聊天、用 Word 打字、用 IE 浏览器上网，再加上玩各种游戏……但这些都不是操作系统的功能，而是由应用软件提供的功能。可是系统内核是实现上述所有这些应用的前提——要想做这些事情，必须先把操作系统装好才行。
那么，到底什么是系统内核，它在计算机中具体又起到了什么作用呢？可参看图1-1。
从图中可以看出，内核直接运行在计算机硬件之上，系统内核的主要作用就是替我们管理计算机中那些形形色色的硬件设备，它是所有外围程序运行的基础，也是计算机硬件跟我们用户之间的一个接口或桥梁。通过它，用户才能让CPU去高效地处理各种数据；通过它，我们才能在硬盘中读/写各种文件；通过它，用户才能与网络上的计算机之间传输数据……
具体来说，系统内核的主要作用就是负责管理计算机中的硬件资源、提供用户操作界面、提供应用程序的执行环境，因而可以说它是计算机中软件的核心和基础。
Linux系统中的内核程序称为Kernel，实际上，当年Linus Torvalds在互联网上发布的程序就是Kernel，而且一直到今天，Linux Kernel仍是由Linus Torvalds领导的一个小组负责开发更新的。Linux Kernel的官方网站是http://www.kernel.org，从该站点中可以下载到已发布的每一个版本的Kernel程序。图1-1 系统内核的作用
图1-2为Linux Kernel官方网站。图1-2 Linux Kernel官方网站
从官网中可以看到，截至目前，Linux Kernel的最新版本是3.17.0。1.1.3 GNU计划
Kernel作为Linux系统的心脏，只能实现系统最基本的功能，作为一个操作系统，仅有内核是远远不够的，我们的重点是要使用在Kernel之上运行的Web服务、FTP服务、邮件服务……这类应用程序，所以一个完整的Linux系统应该包括Kernel和应用程序两部分。
无论是Linux的Kernel还是Linux中的应用程序，它们都具有一个共同的特点——都属于一个名为GNU的计划项目，都要遵守GNU计划中的GPL或LGPL协议。
GNU 是世界知名的自由软件项目，正是它决定了 Linux 系统自由开放的属性，也正是它才导致了Linux系统百花齐放、版本众多的现状。
GNU计划是由Richard M. Stallman于1984年发起并创建的，Stallman堪称世界顶级程序员，其技术超凡，思想也更是超前。他认为：对于整个人类，知识传播的过程应该是开放的（试想一下，如果一些基本的科学定理或法则都是封闭的，都要求付费以后才能使用，那我们的世界将会是什么样子）。计算机软件作为人类智慧的结晶，也是知识的一种，所以它应以源代码的方式呈现，没有人可以独占。软件的开发没有壁垒，也没有垄断，其主要目的就是为了满足更多的用户需求，激发更多的创新力量。
所以，凡是属于GNU计划中的软件都是开放源代码的，任何人都可以自由地去使用、修改或传播这些软件。而且为了保证GUN计划内的软件经传播、改写以后仍然具有“自由”的特性，该计划还专门制定了针对自由软件的授权许可协议GPL和LGPL协议，正是这些协议为GNU计划中的软件提供了统一的使用规范。
应当说，Stallman的思想在当年是很超前的，因为在那个时期有很多人就是靠卖一两款软件而白手起家的，比尔·盖茨更是凭借DOS和Windows操作系统这两款软件独霸多年的世界首富宝座。但时代的发展越来越体现出Stallman这种思想的正确性，这点从Red Hat公司与Microsoft公司的财报就可见一斑，作为自由软件公司的代表，Red Hat 2012财年全年总营收11.3亿美元，净利润为1.466亿美元，而作为对立面的Microsoft却在2012年首度出现了亏损。所以，单纯靠卖软件赚钱这条路必将越走越窄，提供有偿服务才是将来的大势所趋。
至此，我们可以简单地总结一下：Linux系统的内核Kernel及Linux系统中的绝大多数应用软件都来自于GNU计划，任何人都可以自由地（也可以狭隘地理解为免费地）去使用、传播它们，因此Linux系统的确切名称应该为“GNU/Linux操作系统”。1.1.4 Linux的发行版本
正是由于Linux自由开源的特性，才造就了目前各种不同的Linux发行版本百花齐放的局面。
Linux的标识是一只企鹅，如图1-3所示。企鹅只在南极才有，而南极洲不属于任何国家，所以企鹅的寓意是开放和自由，这也正是Linux的精髓。图1-3 Linux Logo
所谓的Linux发行版，就是指在Linux内核的基础之上添加各种管理工具和应用软件，这就构成了一个完整的操作系统。根据GNU的相关协议，任何公司或社团甚至是个人都可以将Linux内核和各种自由软件打包成一个完整的Linux发行版。据不完全统计，目前各种Linux发行版本已超过300种，虽然每个Linux发行版都有单独的名称，但其实它们所采用的Linux内核和使用的软件包都是基本类似的，只是在具体操作和使用上略有差别而已，所以我们只要学会了其中的一种，其他的也就基本是无师自通了。
下面将介绍一些被广泛使用的Linux发行版本。1.Red Hat Linux
在各种Linux发行版中最为知名的是Red Hat Linux, Red Hat也是全球最大的Linux厂商。Red Hat Linux系列发行版具有广泛的企业用户基础，也代表着Linux操作系统的事实标准，因此大多数人学习Linux都是从Red Hat Linux入手的。
早期的Red Hat Linux主要面向个人用户，任何人都可以免费使用。但后来Red Hat Linux逐渐发展为两个分支：Fedora项目和Red Hat Enterprise Linux（Red Hat Linux企业版）。
Fedora项目是一个由Red Hat公司资助并被Linux社区支持的开源项目，仍然是免费的。Fedora主要定位于桌面用户，追求绚丽的桌面效果，使用最新的应用软件。
Red Hat Enterprise Linux（简称RHEL）则专门面向企业用户，功能更加强大，性能也更优越。RHEL为很多企业所采用，但需要向Red Hat付费才可以使用。注意，这个费用并不是用于购买RHEL操作系统本身的，而是为了得到Red Hat公司的服务和技术支持，以及专门针对企业应用的第三方软件定制的。当然，依据GNU的规定，RHEL系统的源代码依然是开放的。
本书所采用的Linux发行版就是Red Hat Enterprise Linux，截至目前其最新版本为RHEL 7。2.CentOS
CentOS在国内大名鼎鼎，其应用的广泛程度甚至可能超过了RHEL。
CentOS是RHEL的再编译版本，其实也就是抹去了RHEL系统中Red Hat的标识信息，其功能和使用与RHEL基本是一致的。而且其版本更新也与RHEL保持同步，只要Red Hat发布了RHEL 6.0，过不了多久就会紧跟着出现CentOS 6.0，所以CentOS 其实就相当于是免费版的RHEL。
估计Red Hat对此会有意见，但根据GNU计划，CentOS的这种做法又是完全合情合理的。所以很多人也用CentOS作为学习和实施Linux的发行版本，尤其是对于一些中小企业和个人，他们并不需要专门的商业支持服务，用CentOS以最低的成本就能开展稳定的业务。3.Debian
Debian是除Red Hat Linux之外，另外一个被广泛应用的Linux发行版。
Debian由社区组织负责开发，是一个免费版的Linux系统，也是迄今为止最遵循GNU规范的Linux系统。Debian的官方网站地址是www.debian.org，用户可在官网上下载最新版本的Debian进行安装。
Debian以稳定性闻名，很多服务器都使用Debian作为其操作系统，而在Debian的基础之上二次开发的Ubuntu则是一个非常流行的桌面版Linux系统。4.SUSE
SUSE是欧洲最流行的Linux发行版，它在软件国际化上做出过不少的贡献。现在SUSE已经被Novell公司收购，发展也一路走好。不过与Red Hat的系统相比，SUSE并不太适合初级用户使用。
SUSE也分为两个不同的版本：面向企业用户的SUSE Linux Enterprise，以及面向个人用户的openSUSE。1.1.5 Linux系统的特点与应用
与其他操作系统相比，Linux具有三大突出优势。1． 可靠性高
实践证明，Linux是能够达到主机可靠性要求的少数操作系统之一，许多Linux主机和服务器在国内和国外大中型企业中每天24小时、每年365天不间断地运行。这是Microsoft Windows Server等操作系统所不能比拟的。2． 彻底的开放性
这是Linux系统最重要的特征之一，也是Linux强大生命力的所在。按照GNU的规定，不仅Linux系统本身是开源的，在Linux系统核心上开发的软件也必须开源。而实际上Linux的内核版本是开源免费的，而部分发行版本则是收费的。对于在Linux系统上运行的应用软件，目前的一些跨系统平台的软件采用了中间件的方法，即软件本身不开源，而只是将软件与系统之间的中间件开源。无论如何，Linux都在Windows这种商业操作系统之外，为用户提供了一种更多的选择。3． 强大的网络功能
实际上，Linux诞生于互联网，并且也是依靠互联网才迅速发展起来的，因此Linux具有强大的网络功能也就不足为奇了。它支持所有标准互联网协议（Linux是第一个支持IPv6的操作系统），可以轻松地与TCP/IP、LANManager、Windows for Workgroups、Novell NetWare或Windows NT网络集成在一起，还可以通过以太网或调制解调器连接到Internet上。由于低成本、高可靠、丰富的Internet应用软件，Linux成为互联网服务提供商ISP中最流行的服务器操作系统。任何 Linux 发行版都提供了电子邮件、文件传输、Web 等服务软件，使得Linux不仅能够作为网络工作站使用，更可以充当各类服务器，如Web服务器、文件服务器、邮件服务器等。
正是由于Linux这三大突出优势，使得Linux在世界超级计算机500强排行榜中占据了462个席位，比率高达92%。基于Windows的超级计算机仅有2个席位，还有1个基于BSD的系统，11个基于混合操作系统，另外24个基于UNIX系统。
早期的Linux主要是被用作服务器的操作系统，如以Linux为基础的LAMP（Linux、Apache、MySQL、PHP的组合）就是使用最普遍的Web服务器平台。现今，Linux也被广泛用于各种嵌入式系统中，如电视机顶盒、手机，以及路由器、防火墙等。目前流行的Android （安卓）手机操作系统，就是使用了经过定制后的Linux内核。
Linux的缺点是没有特定的赞助商，可以在Linux系统上运行的软件并不丰富，而且其图形界面也做得不够好，系统操作主要依靠命令进行，这提高了Linux系统的使用门槛。因而，目前Linux系统主要应用于服务器和嵌入式系统两个方面，Linux虽然也有像Fedora和Ubuntu 这样的桌面版本，但普通用户在使用和操作时还是有诸多不便，所以这种为个人用户设计的桌面版Linux系统使用并不广泛。我们在这里所要介绍的也是服务器版的Linux系统。1.2利用VMWare Workstation搭建实验环境任务描述
配置好虚拟机是学习本课程的前提，在本任务中将介绍如何安装配置 VMWare Workstation，以及如何在VMWare虚拟机中安装Linux系统。任务分析及实施
在学习Linux系统的过程中必定要进行大量的实验操作，这些操作离不开各种虚拟机软件。通过虚拟机，用户可以在一台计算机上同时运行多套操作系统和应用程序，这些操作系统使用的是同一套硬件装置，但在逻辑上各自独立运行、互不干扰。虚拟机软件将物理计算机的硬件资源映射为本身的虚拟机器资源，使每个虚拟机器看起来都像拥有各自的CPU、内存、硬盘、I/O设备等。1.2.1 VMWare Workstation的基本操作1．了解虚拟化技术
虚拟化及云计算是目前 IT 领域的热门技术，其中虚拟化技术主要是指各种虚拟机产品的应用。
目前的虚拟机产品主要分为两个大类，如图1-4所示：（1）一类称为原生架构，有时也被称作裸金属架构。这种类型的虚拟机产品直接安装在计算机硬件之上，不需要操作系统的支持，它可以直接管理和控制计算机中的所有硬件设备，因而这类虚拟机拥有强大的性能，主要用于生产环境。典型产品就是 VMWare 的 VSphere及微软的Hyper-V，目前所说的虚拟化技术也正是使用的这类产品。（2）一类称为寄居架构，这类虚拟机必须安装在操作系统之上，通过操作系统去调用计算机中的硬件资源，虚拟机本身被看作操作系统中的一个应用软件。这种虚拟机的性能与原生架构的虚拟机产品有着天壤之别，因而主要被用于学习或教学。典型产品是 VMware 的VMWare Workstation及微软的Virtual PC。图1-4 寄居架构和裸金属架构
绝大多数普通用户所接触到的都是寄居架构的虚拟机产品，这其中VMWare Workstation凭借其强大的性能及对Windows和Linux系列操作系统的完美支持，得到了广泛的应用。本书中的绝大部分实验都是利用VMWare Workstation（以下简称VMWare）来搭建实验环境的，所使用的软件版本为VMWare Workstation 10.0。2．安装VMWare Workstation
VMWare的安装过程比较简单，下面是主要步骤。
① 运行安装程序，打开安装向导。接受许可协议之后，在“设置类型”中建议选择“自定义”安装类型，以便对虚拟机的各项配置进行修改。
② 修改软件的安装位置。建议不要使用默认的安装路径，而是将VMWare安装到C盘以外的分区，如安装到D:\vmware文件夹中，如图1-5所示。图1-5 修改安装路径
③ 接下来输入序列号进行注册。正确注册之后，VMWare Workstation的安装就完成了。
VMWare Workstation 10相比之前版本的改进之一就是自带简体中文版，因而无须再进行汉化。3．物理主机的硬件要求
安装完 VMWare 之后，就可以创建和使用虚拟机了。在这之前，还必须先保证物理主机的硬件配置达到相关要求。
Linux系统有32位和64位两种不同的版本，作为主要在服务器上安装使用的RHEL系统，强烈建议使用64位的版本。要想在虚拟机中安装64位的RHEL系统，要求物理主机的CPU必须支持硬件虚拟化技术，即Intel-VT技术或AMD-V技术。通常AMD的CPU大都支持虚拟化技术，Intel的酷睿系列CPU也都支持，但一些型号较老的奔腾或赛扬系列CPU则有可能不支持虚拟化技术。
另外，在BIOS中还必须开启相关硬件虚拟化设置选项，这项功能默认大多是关闭的。进入物理主机的BIOS，找到图1-6中的类似设置选项，将其设为“Enabled”启用即可。当然，如果CPU不支持硬件虚拟化，那么BIOS中也就没有这项设置了。图1-6 在BIOS中开启硬件虚拟化功能
对于不支持硬件虚拟化技术的物理主机，也可以选择安装32位的RHEL系统作为替代。
另外，物理主机的内存大小虽然不算作必要条件，但也是越大越好，一般要确保至少有4GB以上的物理内存。4．创建虚拟机
准备工作做好之后，下面就来创建一台虚拟机，以下是主要步骤。
① 在VMWare主窗口中单击“创建新的虚拟机”按钮，打开“新建虚拟机向导”。
② 选择“自定义”模式，以对虚拟机中的硬件设备进行定制。
③ 在“安装客户端操作系统”界面中选择“稍后安装操作系统”，待创建完虚拟机之后再单独进行系统的安装。
④ 选择要安装的操作系统类型为“Red Hat Enterprise Linux 64-bit”，如图1-7所示。注意，如果物理主机不支持虚拟化技术，或者BIOS中没有启用虚拟化选项，那么在这里就无法继续“下一步”了。图1-7 选择安装的操作系统类型
⑤ 设置虚拟机的名称及虚拟机文件的存放位置，如图1-8所示。建议最好在专门的文件夹中单独存放。图1-8 设置虚拟机名称及存放位置
⑥ 对虚拟机的CPU和内存进行配置。
物理主机的CPU现在大都是双核心四线程的，一般给虚拟机只配置一个CPU核心即可。
虚拟机内存可根据物理内存的大小灵活设置。如果物理内存大于4GB，可以将虚拟机内存设为2GB，否则建议设为1GB。
⑦ 网络类型及I/O控制器、磁盘类型都选择默认设置即可。
在“选择磁盘”界面中选择“创建新虚拟磁盘”。虚拟磁盘以扩展名为．vmdk 的文件形式存放在物理主机中，虚拟机中的所有数据都存放在虚拟磁盘里。
然后需要指定磁盘容量，默认为20GB。这里的容量大小是允许虚拟机占用的最大空间，而并不是立即分配使用这么大的磁盘空间。磁盘文件的大小随着虚拟机中数据的增多而动态增长，但如果选中“立即分配所有磁盘空间”，则会立即将这部分空间划给虚拟机使用，这里不建议选择该项。
另外强烈建议选中“单个文件存储虚拟磁盘”，如图1-9所示，这样会用一个单独的文件来作为磁盘文件，前提是存放磁盘文件的分区必须是NTFS分区。如果选择“虚拟磁盘拆分成多个文件”，则会严重影响虚拟机性能。
⑧ 虚拟机创建完成，可以单击“自定义硬件”按钮对虚拟机硬件做进一步调整。建议将“声卡”、“打印机”等虚拟机用不到的硬件设备都移除掉，以节省系统资源，如图1-10所示。图1-9 设置虚拟磁盘图1-10 移除不必要的硬件设备
至此，一台新的虚拟机就创建好了。1.2.2 Linux中的磁盘分区和目录结构
在正式开始安装Linux系统之前，有必要先了解一些Linux中的基本概念，如在Linux系统中如何表示硬盘和分区，以及Linux中的文件系统类型和目录结构等。1.Linux中如何表示硬盘和分区
在安装操作系统之前，一般需要先对硬盘进行分区。硬盘分区包括主分区、扩展分区、逻辑分区三种类型，之所以会有这样的区分，是因为在硬盘的主引导扇区MBR中用来存放分区信息的空间只有64字节（主引导扇区一共只有512字节空间），而每一个分区的信息都要占用16字节空间，因而理论上一块磁盘最多只能拥有4个分区，当然这4个分区都是主分区。这在计算机早期没什么问题，但后来随着硬盘空间越来越大，4个分区就远远不够了，所以才又引入了扩展分区的概念。扩展分区也是主分区，但它不能直接使用，它就相当于是一个容器，可以在扩展分区中再创建新的分区，这些分区被称为逻辑分区。逻辑分区的数量不再受主引导扇区空间大小的限制，像SCSI或SATA接口的磁盘在Linux系统中最多可以创建12个逻辑分区。
在Windows系统中一般只创建一个主分区（也就是C盘），再将剩余的磁盘空间全部划给扩展分区，最后在扩展分区中创建逻辑分区。Linux 系统中表示硬盘及分区的方法与Windows完全不同。
首先，在Linux系统中所有的磁盘及磁盘中的每个分区都是用文件的形式来表示的，如在计算机中有一块硬盘，硬盘上划分了3个分区，那么在Linux系统中就会有相对应的4个设备文件，一个是硬盘的设备文件，另外每个分区也有一个设备文件，所有的设备文件都统一存放在/dev目录中。
不仅仅是硬盘，绝大多数的硬件设备在 Linux 系统中都是以文件的形式存在的。“一切皆文件”正是Linux系统最重要的特点之一。
不同类型硬盘和分区的设备文件都有统一的命名规则，具体表述形式如下：● 硬盘：对于IDE接口的硬盘设备，表示为“hdX”形式的文件名，对于SATA或SCSI接口的硬盘设备，则表示为“sdX”形式的文件名，其中“X”可以为 a、b、c、d等字母序号。例如，将系统中的第1个IDE设备表示为“hda”，将第2个SATA设备表示为“sdb”。● 分区：表示分区时，以硬盘设备的文件名作为基础，在后边添加该分区对应的数字序号即可。例如，第1个IDE硬盘中的第1个分区表示为“hda1”、第2个分区表示为“hda2”，第2个SATA硬盘中的第3个分区表示为“sdb3”，第4个分区表示为“sdb4”等。
Windows和Linux系统中对磁盘分区的不同表示方式可参看图1-11。图1-11 Windows和Linux系统对分区的表示
需要注意的是，由于主分区的数目最多只有4个，因此主分区和扩展分区的序号也就限制在1～4之间，而逻辑分区的序号将始终从5开始。例如，即便系统中的第1块SCSI硬盘只划分了1个主分区和1个扩展分区，则第1个逻辑分区的序号仍然是从5开始，应表示为“sda5”。它们之间的关系如图1-12所示。
Linux中所有的设备文件都存放在/dev目录中，一个磁盘分区设备文件的各部分含义可参考图1-13所示。图1-12 Linux中磁盘分区的命名图1-13 硬盘分区设备文件命名2.Linux使用的文件系统类型
文件系统类型决定了向分区中存放、读取文件数据的方式和效率，在对分区进行格式化时需要选择所使用的文件系统类型。在Windows系统中，硬盘分区通常都是采用FAT32或NTFS文件系统的，而在Linux系统中，硬盘分区则大都采用EXT4文件系统。
EXT4，第4代扩展文件系统，是RHEL 6系统中默认使用的文件系统类型，属于典型的日志型文件系统。其特点是保持有磁盘存取记录的日志数据，便于恢复，性能和稳定性也更加出色。
除了EXT4文件系统之外，Linux中还有一个比较特殊的swap类型的文件系统，swap文件系统是专门给交换分区使用的。交换分区类似于 Windows 系统中的虚拟内存，能够在一定程度上缓解物理内存不足的问题。不同的是，在 Windows 系统中是采用一个名为pagefile.sys的系统文件作为虚拟内存使用的，而在Linux系统中则是划分了一个单独的分区作为虚拟内存的，这个分区就被称为交换分区。交换分区的大小通常设置为主机物理内存的2倍，如主机的物理内存大小为1GB，则交换分区大小设置为2GB即可。3.Linux的目录结构
在 Windows 系统中，为每个分区分配一个盘符，在资源管理器中通过盘符就可以访问相应的分区。每个分区使用独立的文件系统，在每一个盘符中都会有一个根目录。
在Linux系统中，将所有的目录和文件数据组织为一个树形目录结构，整个系统中只存在一个根目录，所有的分区、目录、文件都在同一个根目录下面。
在Linux系统中定位文件或目录位置时，使用“/”进行分隔（区别于Windows中的“\”）。如图1-14所示，在整个树形目录结构中，使用独立的一个“/”表示根目录，根目录是Linux文件系统的起点。在根目录下面按用途不同划分有很多子目录，而一个硬盘分区只有挂载到某个目录中才能被访问，这个指定的目录就被称为挂载点。例如，将分区“/dev/hda2”挂载到根目录“/”，那么通过访问根目录“/”就可以访问“/dev/hda2”分区，这个分区也就称为根分区。图1-14 Linux系统目录结构
在根目录下，Linux系统将默认建立一些特殊的子目录，分别用于不同的用途。下面简单介绍一下其中常见的子目录及其作用。● /boot：存放Linux系统启动所必需的文件，出于系统安全考虑，/boot目录通常被划分为独立的分区。● /etc：存放Linux系统和各种程序的配置文件，Linux中的很多操作和配置都是通过修改配置文件实现的。● /dev：存放Linux系统中的硬盘、光驱、鼠标等硬件设备文件。● /bin：存放Linux系统中最常用的基本命令，普通用户权限可以执行。● /usr：安装软件的默认存放位置，类似于Windows中的Program Files目录。● /home：用户家目录（也称为主目录），类似于Windows中的用户配置文件夹。例如，用户账号“student”对应的家目录位于“/home/student”。
如果应用需要，Linux系统中所有的子目录都可以创建为独立的硬盘分区，没有进行独立分区的子目录都会保存在根分区中。对于初学者，除了交换分区以外，一般只需要再创建两个分区，分别作为根分区和/boot分区，基本就可以满足需求了。1.2.3 在虚拟机中安装Linux系统
安装系统是学习Linux的第一步，安装与升级Linux对于一个优秀的管理者来说，也是最重要最基础的工作之一。下面将介绍如何在虚拟机中安装RHEL 6系统，RHEL作为开源系统，获得它的系统安装软件是很方便的，一般可以很容易地从Internet获得RHEL的系统ISO镜像，也可以把它们制作成光盘使用。本教材中由于采用虚拟机搭建实验环境，因而直接采用ISO镜像来安装系统。1．系统安装过程
对于Linux初学者来说，安装Linux系统的过程可能比安装Windows要稍微复杂一些，但是只要理解了Linux系统的一些基础知识，掌握安装过程中的关键步骤，将会发现Linux操作系统的安装过程具有更高的灵活性和可定制性。下面以64位的RHEL 6系统为例，演示Linux的安装过程。
在创建好的虚拟机中加载事先准备好的RHEL 6系统镜像文件，打开虚拟机电源，虚拟机会自动从光盘引导，在引导界面中选择第一项“Install or upgrade an existing system”，如图1-15所示。图1-15 开始系统安装过程
然后要检查光盘的兼容性，这里选择“Skip”跳过，如图1-16所示。图1-16 跳过光盘检查
安装语言选择“中文简体”，键盘选择“美国英语式”。
存储设备选择“基本存储设备”，即将系统安装在本地存储设备上，如图1-17所示。图1-17 选择存储设备
弹出“存储设备警告”，提示是否要将整个硬盘重新分区格式化，这样会清除掉硬盘中的所有数据。这里选择“是，忽略所有数据（Y）”，如图1-18所示。图1-18 选择“是，忽略所有数据（Y）”
主机名选择默认设置，或是自己定义一个主机名，如图1-19所示。图1-19 设置主机名
时区选择默认的“亚洲/上海”，如图1-20所示。图1-20 设置时区
为根用户（root用户）设置密码，密码长度要求至少6位，如图1-21所示。图1-21 为root用户设置密码
Linux系统对密码的设置要求比Windows还要严格，这里很可能会提示密码过于简单，由于只是学习之用，所以可以不用理会，选择“无论如何都要使用（U）”即可，如图1-22所示。图1-22 脆弱密码提示
接下来需要对硬盘进行分区，硬盘分区是安装Linux系统过程中的重点和难点，若在已包含其他数据的硬盘中安装RHEL 6系统，分区时更需小心谨慎。RHEL 6的安装程序提供了自动分区和手动分区两种方式，作为初学者，而且是在虚拟机里实验，所以这里建议选择自动分区方式。在如图1-23所示的界面里选择“使用所有空间”，将虚拟机的所有硬盘空间全部给Linux系统使用，同时勾选左下角的“查看并修改分区布局”选项，以查看自动分区情况。图1-23 硬盘分区
自动分区方案将整个硬盘划分为“dev/sda1”、“dev/sda2”两个分区，其中“dev/sda1”挂载到“/boot”目录，“dev/sda2”作为LVM（逻辑卷）卷组VolGroup使用，在该卷组中创建了2个逻辑卷，并分别挂载为根目录“/”和swap交换分区，如图1-24所示。
LVM 是 Linux 环境中对磁盘分区进行管理的一种机制，是建立在硬盘和分区之上、文件系统之下的一个逻辑层，可提高磁盘分区管理的灵活性。LVM 的相关知识将在后续内容中介绍。
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