LFCA：了解 Linux 操作系统 - 第 1 部分

Linux 基金会推出了一项新的专业 IT 认证，即Linux 基金会认证 IT 助理 (LFCA)。这是一项新的入门级认证，侧重于测试基本 IT 概念，例如基本系统管理命令、云计算、安全和 DevOps。

LFCA：概述和课程大纲

以下是LFCA将寻求测试的能力和领域的摘要：

Linux 基础知识 20%

• Linux 操作系统 - 第 1 部分
• 文件管理命令 - 第 2 部分
• Linux 系统命令 - 第 3 部分
• 常规网络命令 - 第 4 部分

系统管理基础 20%

• Linux 用户管理 - 第五部分
• 管理 Linux 中的时间和日期 - 第 6 部分
• 在 Linux 中管理软件 - 第 7 部分
• 监控 Linux 基本指标 – 第 8 部分
• Linux 基础网络 - 第九部分
• Linux 二进制和十进制数 - 第 10 部分
• LFCA：了解网络 IP 寻址范围类别 - 第 11 部分
• LFCA：学习基本的网络故障排除技巧 - 第 12 部分

云计算基础知识 20%

• 学习云计算基础知识 - 第 13 部分
• 了解云的可用性、性能和可扩展性 - 第 14 部分
• LFCA：了解无服务器计算、优势和缺陷 - 第 15 部分
• LFCA：了解云成本和预算 - 第 16 部分

安全基础知识 16%

• 保护 Linux 系统的基本安全技巧 - 第 17 部分
• 保护数据和 Linux 安全的实用技巧 - 第 18 部分
• 如何提高 Linux 网络安全性 - 第 19 部分

DevOps 基础知识 16%

支持应用程序和开发人员 8%

LFCA 认证概述

LFCA认证传授有关基本系统和文件管理命令、网络命令和故障排除、云计算概念、数据安全（包括系统和网络安全）以及 DevOps 基础的基础知识。

一旦您掌握了基本概念并通过了LFCA考试，您就可以开始学习中级认证LFCS（Linux 基金会认证系统管理员） ，然后再学习LFCE（Linux 基金会认证工程师）。

LFCA考试是一项多项选择题考试，费用为200 美元。考试在线进行，远程监考人员会在整个考试过程中通过网络摄像头监视您。通过考试后，您将获得有效期为 3 年的 LFCA 徽章和证书。

Linux 基础知识

在本部分中，我们将介绍以下章节：

• Linux 操作系统 - 第 1 部分
• 文件管理命令 - 第 2 部分
• Linux 系统命令 - 第 3 部分
• 常规网络命令 - 第 4 部分

不用多说，让我们开始吧。

本文是LFCA系列的第 1 部分，将介绍LFCA 认证考试所需的必要领域和能力。

了解 Linux 操作系统

首先，我们假设您在执行日常计算任务时可能使用过Windows或macOS或两者。两者都是操作系统，它们允许您与计算机的硬件和软件组件交互并运行多种任务，包括浏览、游戏、流媒体音乐和视频以及软件开发等等。

Windows是一种常见的操作系统，在桌面用户中占有相当大的市场份额。它易于使用和学习，通常是初学者学习与计算机交互的入门之选。

Windows 和 macOS 有什么问题？

尽管 Windows 易于使用且支持多种硬件设备，但它也存在不少缺点。首先，Windows是Microsoft的专有操作系统，大多数软件应用程序（如Microsoft Office套件）都是付费的。这让许多没有经济能力购买产品许可证的人望而却步。

苹果的 macOS也是如此，尽管它优雅且安全性值得称赞，但价格却不菲。事实上，AppStore的一些应用程序通常需要付费。用户经常谴责为在其他平台上免费使用的应用程序支付偷偷摸摸的订阅费用。

此外，Windows非常不稳定，经常容易受到病毒和木马等恶意软件的攻击。您可能需要花费数百美元购买强大的防病毒程序来抵御攻击和入侵，或者花一大笔钱聘请专业人士来诊断和清除病毒。

此外，应用安全补丁和功能更新通常是一个漫长的过程。大多数情况下，更新系统可能需要 30 分钟到一个小时，具体取决于更新的大小，而且这通常需要一系列系统重启。

为什么使用Linux操作系统？

Linux与Windows和macOS一样，是另一个席卷 IT 行业的操作系统。Linux 无处不在，每天有成千上万的用户使用它。

数百万台智能设备所采用的Android操作系统非常流行，它基于 Linux 内核。您最喜欢的 Android 智能手机或客厅里的智能电视都采用 Linux。最重要的是，Linux 是互联网上的主导系统，在网络托管平台和互联网服务器中占据了巨大的份额。大约 90% 的公共云和 99% 的超级计算机市场份额都由 Linux 支撑。

那么，Linux 是如何诞生的呢？

在这个时刻，如果我们回顾过去，了解一下最广泛使用的操作系统之一的起源，那将是一个明智的决定。

Linux 的历史

Linux 的历史可以追溯到 20 世纪 60 年代的AT&T 贝尔实验室，当时C语言之父Dennis Ritchie和美国计算机科学家KenThompson与其他开发人员一起致力于Multics项目。Multics是一款为大型计算机系统提供支持的操作系统。

这两位计算机科学家希望构建一个具有分层文件系统的多用户、多任务操作系统。最初，Multics是一个研究项目，但很快就变成了商业产品。两位首席开发人员对Multics的发展方向并不满意，于是他们制定了自己的路线，着手开发另一个基于Multics 的系统，称为UNICS，后来演变成UNIX。

在 20 世纪 70 年代和 80 年代，UNIX 变得越来越流行，尤其是在学术界。它被几所机构采用，其中包括加州伯克利大学，后来改变了其发展轨迹。该大学的开发人员进一步研究了 UNIX 代码，并提出了BSD ，即伯克利软件开发 (Berkeley Software Development)的缩写。BSD后来启发了多种操作系统，其中一些至今仍在使用，例如FreeBSD和NetBSD。

在贝尔实验室，UNIX 的研究和开发仍在继续，并催生了其他 UNIX 变体，这些变体后来被商业供应商采用。然而，BSD 比贝尔实验室的商业变体更受欢迎。

与此同时，1991 年，芬兰毕业生Linus Torvalds正在开发一个名为MINIX的UNIX版本，但对该项目的许可感到失望。在一封致MINIX用户组的信中，他宣布他正在开发一个新内核，后来被称为 Linux 内核。他使用GNU代码以及 GNU 编译器和 bash 创建了有史以来第一个可行的 Linux 内核，后来该内核根据GNU/GPL模型获得许可。

Linux 内核为数百个 Linux 发行版或变体的开发奠定了基础。您可以在distrowatch上全面了解流行的 Linux 发行版。

热门 Linux 发行版

Linux 是一个开源操作系统。这意味着什么？嗯，这意味着您可以查看 Linux 源代码、修改它并免费自由地重新分发它。开发人员等熟练用户也可以为代码做出贡献，使其变得更好、更有趣。

因此，Linux 发行版有数百种，它们具有不同的软件包管理系统、软件应用程序和视觉吸引力。Linux 发行版，俗称 distro，是 Linux 操作系统的一个版本，其中预先打包了程序、库、管理工具和其他附加软件。所有发行版都源自 Linux 内核。

很多Linux 发行版都可以免费下载。但是也有例外，例如Zorin OS需要支付少量费用才能下载。企业 Linux 发行版（包括RHEL – Red Hat Enterprise Linux）需要订阅才能获得支持、安全和功能更新。

Linux 发行版主要有 4 个系列：

• Debian 系列系统（例如 Ubuntu、Mint、Elementary 和 Zorin）。
• Fedora 系列系统（例如 CentOS、Red Hat 7 和 Fedora）。
• SUSE 系列系统（例如 OpenSUSE 和 SLES）。
• Arch 系统（例如 Arch、Manjaro、ArchLabs 和 ArcoLinux）。

一些流行且广泛使用的 Linux 发行版包括：

• Ubuntu
• Debian
• Linux Mint
• Fedora
• 深度
• Manjaro Linux
• MX Linux
• 基本操作系统
• CentOS
• OpenSUSE

强烈推荐给 Linux 新手的适合初学者的发行版包括Ubuntu、Mint、Zorin OS和Elementary OS。这主要是因为它们的用户友好性、简洁的用户界面和高度可定制性。

Zorin OS等某些版本与Windows 10非常相似，因此非常适合 Windows 用户过渡到 Linux。Elementary OS等其他版本与 macOS 非常相似，带有标志性的 Dock 菜单。

对于中级用户或对 Linux 掌握较好的用户，CentOS、Debian和Fedora就足够了。熟悉 Linux 系统管理的资深用户通常可以轻松地使用基于Arch 的 Linux 系统和Gentoo。

每个 Linux 发行版在桌面环境或图形用户界面 (GUI) 和默认应用程序方面都有自己的独特之处。不过，大多数发行版都会附带开箱即用的应用程序，例如LibreOffice套件、Thunderbird邮件客户端、GIMP图像编辑器和多媒体应用程序，供您入门。

在服务器环境中广泛使用的Linux发行版包括：

• 红帽企业 Linux（RHEL）
• SUSE Linux 企业服务器 (SLES)
• Ubuntu 服务器
• Debian

Linux 为何如此受欢迎

Linux 包含以下主要组件。

1. Linux 内核

Linux 系统的核心是Linux 内核。内核用 C 语言编写，将硬件组件与底层软件和程序连接起来。内核管理正在运行的进程，并确定哪些进程可以使用 CPU 以及使用多长时间。它还确定每个进程获得的内存量。此外，它还管理设备驱动程序并接收来自正在运行的进程的服务请求。

2. 引导加载程序

引导加载程序是处理 Linux 系统中的引导过程的程序。它将操作系统从硬盘加载到主内存。引导加载程序并非 Linux 独有的。它也存在于 Windows 和 macOS 中。在 Linux 中，引导加载程序称为GRUB。最新版本是GRUB2，由 systemd 发行版使用。

3. 初始化

Init是初始化 ( Initialization) 的缩写，是系统启动后运行的第一个进程。它的进程 ID (PID) 为 1，它会生成 Linux 系统中的所有其他进程，包括守护进程和其他后台进程和服务。因此，它被称为所有进程之母。Init 在后台运行，直到系统关闭。

最早的Init系统包括System V Init (SysV)和Upstart 。在现代系统中，它们已被systemd init取代。

4. 守护进程

守护进程是从系统启动时开始在后台静默运行的进程。用户可以在命令行上控制守护进程。它们可以在启动时停止、重新启动、禁用或启用。守护进程的示例包括sshd （控制远程 SSH 连接的SSH守护进程）和ntpd（处理服务器上的时间同步）。

5. 壳牌

Linux shell是一个命令行界面，缩写为 CLI，在其中执行或调用命令来执行和自动执行管理任务。常用的 shell 包括 bash shell ( bash ) 和 Z shell ( zsh )。

6. 桌面环境

桌面环境是用户与 Linux 系统交互的工具。它提供了一个 GUI（图形用户界面），该界面由 X windows 系统软件实现。X windows 系统（X11，也称为X）是一个提供显示框架或 GUI 的系统，它决定了用户如何与窗口、键盘、鼠标和触摸板交互。

常见的桌面环境包括GNOME、MATE、XFCE、LXDE、Enlightenment、Cinnamon、Budgie和KDE Plasma。桌面管理器附带图形组件，例如文件管理器、桌面小部件、壁纸、图标和其他图形元素。

7. 应用

桌面环境仅提供入门所需的基本应用程序。与 Windows 或 macOS 一样，您可以安装日常使用的应用程序。这些应用程序包括 Google Chrome、VLC 媒体播放器、Skype、LibreOffice 套件、DropBox、GIMP 图像编辑器等。一些发行版附带自己的软件中心，可作为商店，您可以从中下载所需的应用程序。

相对于其他操作系统，使用 Linux 的好处

至此，Linux 成为众多用户和企业喜爱的操作系统的原因已经显而易见。让我们简单总结一下使用 Linux 的一些优势。

1. Linux 是开源的

正如前面指出的，Linux是完全开源的。熟练的用户可以查看代码，根据自己的目的不受任何限制地修改代码，并与社区共享。此外，大多数发行版（少数发行版除外）都可以免费下载和使用，无需支付许可证费用。

Windows是专有的，其部分产品价格相当昂贵。目前，Microsoft Office套件的价格为430 美元。Windows Server 2019许可证价格高达6,000 美元。macOS同样昂贵， App Store 中的许多应用程序都是通过订阅付费的。

2. 高度可定制

Linux 为用户提供的主要优势之一是能够根据自己的喜好自定义几乎任何组件。您可以调整外观，包括壁纸、背景图像、配色方案、图标外观等，以增强其外观。

3. 卓越的稳定性和安全性

Linux系统具有令人钦佩的稳定性和安全性。如果您不断更新系统，Linux 不易受到攻击，并且您成为病毒和木马等恶意软件的受害者的可能性也会大大降低。

4. 服务器的完美选择

由于其安全性和稳定性，Linux是托管网站、数据库和应用程序的服务器环境的首选。只需几个命令即可启动功能齐全的 Web 服务器以及数据库和脚本工具等其他组件。一个典型的例子是流行的LAMP 服务器，它是Apache Web 服务器、MySQL数据库和PHP脚本语言的集合。

凭借 Linux 提供的稳定性，您几乎无需重启服务器，除非需要进行内核升级。这可确保服务器的最大正常运行时间和高可用性。

5. 系统要求低

大多数 Linux 发行版都能够在 CPU 和 RAM 等系统规格较低的 PC 上运行。事实上，你可以通过安装一些轻量级 Linux 发行版（如Linux Lite、Puppy Linux和AntiX ）来让一些旧 PC 焕发新生。

有些可以在只有 1GB RAM、512 MHZ CPU 和 5GB 硬盘的系统上运行。更令人印象深刻的是，您甚至可以从 Live USB 棒上运行这些发行版，并且仍能继续工作。

6. 大量软件包可用

主流 Linux 发行版（例如Debian和Ubuntu）在其存储库中托管了数千个软件包。仅 Ubuntu 就拥有超过47,000 个软件包。您可以通过在终端上运行几个命令或使用发行版附带的应用中心轻松安装应用程序。

此外，您还可以获得各种执行类似任务的应用程序，例如文字处理、文件共享、音频/视频播放、照片编辑、图形设计等等。您有太多选择，可以选择各种应用程序来执行任务。

7. 广泛的社区支持

Linux 操作系统由一个充满活力的开发者社区开发和维护，他们夜以继日地工作，以确保您获得最好的软件应用程序、安全更新和错误修复。

Ubuntu和Debian等主要发行版拥有庞大的开发者社区和大量论坛，可以为用户提供帮助和指导，尤其是在用户遇到困难或挑战时。

概括

以上是对 Linux 操作系统及其在不断发展的计算环境中的地位的概述。不可否认，Linux 无处不在，并在我们生活的快节奏技术世界中留下了不可磨灭的印记。因此，对于任何希望在竞争激烈的 IT 行业中晋升的 IT 专业人士来说，掌握基本的 Linux 技能都是必不可少的。

学习 Linux 将为你打开通往其他高级 IT 领域的大门，例如 DevOps、网络安全和云计算。在后续主题中，我们将重点介绍你需要随时掌握的基本 Linux 命令。