LFCA: فهم نظام تشغيل Linux – الجزء ١

مؤسسة لينكس كشفت عن شهادة جديدة معتمدة في تكنولوجيا المعلومات تعرف باسم معتمد مؤسسة لينكس لتكنولوجيا المعلومات (LFCA). هذه شهادة مستوى الدخول الجديدة التي تركز على اختبار مفاهيم تكنولوجيا المعلومات الأساسية مثل أوامر إدارة الأنظمة الأساسية، والحوسبة السحابية، والأمان، وDevOps.

LFCA: نظرة عامة ومخطط الدورة

إليكم ملخص للكفاءات والمجالات التي ستسعى LFCA لاختبارها:

أساسيات لينكس 20%

• نظام تشغيل لينكس – الجزء 1
• أوامر إدارة الملفات – الجزء 2
• أوامر نظام لينكس – الجزء 3
• أوامر الشبكات العامة – الجزء 4

أساسيات إدارة الأنظمة 20%

• إدارة مستخدمي Linux – الجزء 5
• إدارة الوقت والتاريخ في Linux – الجزء 6
• إدارة البرمجيات في Linux – الجزء 7
• مراقبة المقاييس الأساسية في Linux – الجزء 8
• الشبكات الأساسية في Linux – الجزء 9
• الأرقام الثنائية والعشرية في Linux – الجزء 10
• LFCA: تعلم فئات نطاق عناوين IP للشبكات – الجزء 11
• LFCA: تعلم نصائح أساسية ل solv تكنولوجيا الشبكات – الجزء 12

أساسيات الحوسبة السحابية 20٪

• تعلم أساسيات الحوسبة السحابية – الجزء 13
• تعلم توافر السحابة والأداء والقابلية للتوسع – الجزء 14
• LFCA: تعلم الحوسبة الخادمة، الفوائد والمخاطر – الجزء 15
• LFCA: تعلم تكاليف السحابة والميزانية – الجزء 16

أساسيات الأمان 16٪

• نصائح الأمان الأساسية لحماية نظام Linux – الجزء 17
• نصائح مفيدة لتأمين البيانات ونظام لينكس – الجزء 18
• كيفية تحسين أمان الشبكة في نظام لينكس – الجزء 19

أساسيات DevOps 16٪

دعم التطبيقات والمطورين 8٪

نظرة عامة على شهادة LFCA

تمنح شهادة LFCA المعرفة الأساسية حول الأوامر النظام الأساسية وإدارة الملفات، وأوامر الشبكة وحل المشاكل، ومفاهيم الحوسبة السحابية، وأمان البيانات الذي يتضمن أمان النظام والشبكة، وأساسيات DevOps.

بمجرد أن تتقن المفاهيم الأساسية وتجتاز امتحان LFCA، يمكنك أن تتطلع إلى البدء مع LFCS (Linux Foundation Certified Sysadmin) وهي شهادة مستوى متوسط، ومن ثم متابعة LFCE (Linux Foundation Certified Engineer).

يعد امتحان LFCA امتحان اختياري متعدد الخيارات وتكلفته $200. يتم إجراؤه عبر الإنترنت مع وجود مراقب عن بعد يراقبك عبر كاميرا الويب طوال فترة الاختبار بأكملها. عند اجتياز الامتحان، ستحصل على شارة LFCA وشهادة صالحة لمدة 3 سنوات.

أساسيات نظام Linux

في هذا القسم الأول، سنغطي الفصول التالية:

• نظام تشغيل Linux – الجزء 1
• أوامر إدارة الملفات – الجزء 2
• أوامر نظام Linux – الجزء 3
• أوامر الشبكات العامة – الجزء 4

دون إضافة كثيرة، دعونا نبدأ.

هذه المقالة هي الجزء 1 من سلسلة LFCA، التي ستغطي المجالات الضرورية والكفاءات المطلوبة لامتحان الحصول على شهادة LFCA.

فهم نظام التشغيل Linux

بينما نبدأ، نفترض أنك ربما تكون قد تفاعلت مع إما ويندوز أو ماك أو إس أو كلاهما في أداء مهام الحوسبة اليومية الخاصة بك. كلاهما نظامي تشغيل ويتيحان لك التفاعل مع مكونات الأجهزة والبرمجيات في الكمبيوتر وتشغيل مجموعة متنوعة من المهام بما في ذلك التصفح، والألعاب، وتشغيل الموسيقى والفيديو، وتطوير البرمجيات لنذكر فقط بعضها.

ويندوز هو نظام تشغيل شائع ويتمتع بحصة سوقية كبيرة بين مستخدمي أجهزة الكمبيوتر المكتبية. إنه سهل الاستخدام والتعلم وعادة ما يكون بوابة للمتعلمين الذين يبدؤون خطواتهم الأولى في تعلم كيفية التفاعل مع الكمبيوترات.

ما هي المشكلة مع ويندوز وماك أو إس؟

على الرغم من سهولة الاستخدام ودعم مجموعة واسعة من أجهزة الأجهزة، إلا أن ويندوز لديه نصيبه العادل من العيوب. أولاً، ويندوز هو نظام تشغيل مملوك من مايكروسوفت، ومعظم تطبيقات البرمجيات مثل حزمة مايكروسوفت أوفيس مدفوعة. وهذا يحجب العديد من الأشخاص الذين ليس لديهم القدرة المالية على الحصول على ترخيص للمنتج.

الأمر نفسه صحيح لـ ماك أو إس من آبل الذي، على الرغم من أناقته وأمانه القابل للإشادة، يأتي بسعر باهظ المبلغ. في الواقع، يتم دفع ثمن بعض التطبيقات في متجر التطبيقات. غالبًا ما انتقد المستخدمون دفع الاشتراكات الخفية للتطبيقات التي يمكن أن تكون مجانية على منصات أخرى.

ويندوز غير مستقر وغالبًا ما يكون عرضة لهجمات البرامج الضارة مثل الفيروسات وأحصنة طروادة. يمكنك أن تنفق مئات الدولارات على برامج مكافحة الفيروسات القوية لصد الهجمات والاختراقات أو تدفع ثروة لمحترف لتشخيص وإزالة الفيروس.

بالإضافة إلى ذلك، تطبيق تصحيحات الأمان وتحديثات الميزات غالبًا ما يكون عملية طويلة. في معظم الأحيان، يمكن أن يستغرق تحديث النظام الخاص بك ما بين ثلاثين دقيقة إلى ساعة تبعًا لحجم التحديث، ويتسبب ذلك في العديد من إعادات تشغيل النظام.

لماذا استخدام نظام تشغيل لينكس؟

لينكس، تمامًا مثل ويندوز و ماك أو إس هو نظام تشغيل آخر قد اجتاح صناعة تكنولوجيا المعلومات عاصفة. لينكس شائع ويستخدمه الآلاف من المستخدمين يوميًا.

نظام التشغيل الشهير أندرويد الذي يشغل الملايين من الأجهزة الذكية مبني على نواة لينكس. هاتفك الذكي المفضل أو التلفزيون الذكي في غرفة المعيشة الخاصة بك يعمل بنظام لينكس. الأهم من ذلك، لينكس هو النظام السائد على الإنترنت، حيث يشكل حصة كبيرة في منصات استضافة الويب وخوادم الإنترنت. تعتمد حوالي 90% من السحابة العامة و 99% من حصة سوق الحواسيب الضخمة على لينكس.

إذا، كيف ظهر لينكس؟

في هذه اللحظة، سيكون من الحكمة إذا عدنا إلى الوراء ورأينا نظرة على نشأة أحد أكثر أنظمة التشغيل استخدامًا.

تاريخ لينكس

تعود تاريخ نظام Linux إلى الستينيات في مختبرات AT&T Bell حيث كان دينيس ريتشي – والد لغة البرمجة C و كين تومبسون – عالم الحاسوب الأمريكي – جنبًا إلى جنب مع مطورين آخرين يعملون على مشروع Multics. كان Multics نظام تشغيل يعمل على تشغيل أنظمة الحاسوب الرئيسية.

كان العالمان في مجال الحاسوب يبحثان عن بناء نظام تشغيل متعدد المستخدمين ومتعدد المهام بنظام ملفات هرمي. في البداية، كان Multics مشروع بحثي ولكنه سرعان ما تحول إلى منتج تجاري. لم يكونا معجبين بالاتجاه الذي كان يسلكه Multics، فقام العالمان بوضع خطتهما الخاصة وبدآا في تطوير نظام آخر مستند إلى Multics يسمى UNICS والذي تحول فيما بعد إلى UNIX.

في السبعينيات والثمانينيات، أصبح نظام UNIX شائعًا بشكل متزايد، خاصة في الأوساط الأكاديمية. وقد رأى ذلك اعتماده من قبل العديد من المؤسسات، من بينها جامعة بيركلي في كاليفورنيا التي غيرت توجهها لاحقًا. تابع المطورون في الجامعة العمل على كود UNIX وأتوا بنظام BSD، وهو اختصار لـ تطوير برمجيات بيركلي. BSD ألهم فيما بعد العديد من أنظمة التشغيل، بعضها لا يزال يستخدم اليوم مثل FreeBSD و NetBSD.

في مختبرات بيلز، استمرت البحث والتطوير على نظام UNIX، مما أدى إلى ظهور تباينات أخرى من UNIX التي تبنى لاحقًا بواسطة الموردين التجاريين. ومع ذلك، كانت BSD أكثر شهرة من التباينات التجارية من مختبرات بيلز.

وفي الوقت نفسه، في عام 1991، لينوس تورفالد، خريج فنلندي، كان يعمل على نسخة من UNIX تسمى MINIX لكنه كان محبطًا بشأن ترخيص المشروع. في رسالة موجهة إلى مجموعة المستخدمين MINIX، أعلن أنه كان يعمل على نواة ما جديدة تم تسميتها لاحقًا بنواة لينكس. استخدم كود GNU، جنبًا إلى جنب مع مترجم GNU و bash لإنشاء أول نواة لينكس قابلة للاستخدام التي تم ترخيصها لاحقًا بنموذج GNU/GPL.

نواة لينكس ساعدت في إعداد المرحلة لتطوير مئات التوزيعات أو نكهات لينكس. يمكنك الحصول على نظرة كاملة على التوزيعات الشهيرة لنظام لينكس في distrowatch.

التوزيعات الشهيرة لنظام لينكس

نظام لينكس هو نظام تشغيل مفتوح المصدر. ماذا يعني ذلك؟ حسنًا، يعني أنه يمكنك مشاهدة مصدر لينكس، تعديله وإعادة توزيعه بحرية تمامًا دون تكلفة. يمكن للمستخدمين المهرة، مثل المطورين، أيضًا المساهمة في الكود لجعله أفضل وأكثر إثارة.

لهذا السبب، هناك مئات التوزيعات الخاصة بنظام التشغيل لينكس مع أنظمة متعددة لإدارة الحزم وتطبيقات البرامج والجاذبية المرئية. توزيع لينكس، المعروف بشكل شائع باسم ديسترو، هو نسخة من نظام التشغيل لينكس الذي يأتي معبأً مسبقًا ببرامج ومكتبات وأدوات إدارة وبرامج أخرى إضافية. يتم اشتقاق جميع التوزيعات من نواة لينكس.

A good number of Linux distros are free to download. However, there are exceptions such as Zorin OS which requires a small fee to download. Enterprise Linux distributions including RHEL – Red Hat Enterprise Linux – require a subscription for support, security, and feature updates.

هناك 4 عائلات رئيسية من توزيعات لينكس:

• أنظمة العائلة الديبيان (مثل Ubuntu، Mint، Elementary & Zorin).
• أنظمة العائلة الفيدورا (مثل CentOS، Red Hat 7 & Fedora).
• أنظمة العائلة SUSE (مثل OpenSUSE & SLES).
• أنظمة Arch (مثل Arch، Manjaro، ArchLabs، & ArcoLinux).

بعض التوزيعات الشهيرة والمستخدمة على نطاق واسع من نظم لينكس تشمل:

• Ubuntu
• Debian
• Linux Mint
• Fedora
• Deepin
• Manjaro Linux
• MX Linux
• Elementary OS
• CentOS
• OpenSUSE

توزيعات موجهة للمبتدئين والتي تأتي بتوصية عالية للمستجدين في لينكس تشمل أوبونتو، مينت، زورين أو إس، و إليمنتري أو إس. ويرجع ذلك في الغالب إلى سهولة استخدامها، واجهات المستخدم البسيطة والأنيقة، والتخصيص العالي.

بعض النكهات مثل زورين أو إس تشبه إلى حد كبير ويندوز 10 مما يجعلها مثالية لمستخدمي ويندوز الذين ينتقلون إلى لينكس. والبعض الآخر مثل إليمنتري أو إس يحاكي نظام التشغيل macOS بقائمة دوك مميزة.

بالنسبة للمستخدمين المتوسطين أو أولئك الذين لديهم فهم نسبياً جيد للينكس، سنت أو إس، ديبيان و فيدورا ستكون كافية. المستخدمون ذوو الخبرة الذين يعرفون دخول وخروج إدارة نظام لينكس، عادة ما يكونون مرتاحين في العمل على أنظمة لينكس المبنية على أرتش و جنتو.

كل توزيع لينكس فريد من نوعه بطريقته الخاصة من حيث بيئة سطح المكتب أو واجهة المستخدم الرسومية (GUI) والتطبيقات الافتراضية. ومع ذلك، معظمها سيأتي مع تطبيقات جاهزة للاستخدام مثل حزمة ليبر أوفيس، عميل البريد ثاندربيرد، محرر الصور جيمب، وتطبيقات الوسائط المتعددة لتبدأ بها.

تشمل توزيعات Linux التي تستخدم على نطاق واسع في بيئات الخوادم ما يلي:

• Red Hat Enterprise Linux (RHEL)
• SUSE Linux Enterprise Server (SLES)
• خادم Ubuntu
• ديبيان

لماذا أصبح Linux شائعًا جدًا

يضم Linux المكونات الرئيسية التالية.

1. نواة Linux

في جوهر أي نظام Linux توجد نواة Linux. مكتوبة بلغة C، تتفاعل النواة مع مكونات الأجهزة مع البرمجيات الأساسية والبرامج. تدير النواة العمليات الجارية وتحدد أي منها يحصل على استخدام وحدة المعالجة المركزية ولمدة كم من الوقت. كما تحدد كمية الذاكرة التي يحصل عليها كل عملية. بالإضافة إلى ذلك، تدير مشغلات الأجهزة وتستقبل طلبات الخدمة من العمليات الجارية.

2. محمل التمهيد

هو البرنامج الذي يدير عملية التمهيد في نظام Linux. يقوم بتحميل نظام التشغيل من القرص الصلب إلى الذاكرة الرئيسية. ليس المحمل التمهيدي محددًا لنظام Linux وحده. إنه موجود أيضًا في نظامي Windows و macOS. في Linux، يُشار إلى محمل التمهيد بـ GRUB. أحدث إصدار هو GRUB2 الذي يستخدمه توزيعات systemd.

3. مبدأ

تهيئة، اختصار للتهيئة، هو أول عملية تعمل مرة واحدة يتم تشغيل النظام بعد تشغيله. يتم تعيين مُعرف العملية (PID) لها بقيمة 1 وتشعيل جميع العمليات الأخرى في نظام Linux بما في ذلك الشياطين والعمليات الخلفية الأخرى والخدمات. وبالتالي، يُعتبر مبدأ الأم لجميع العمليات. تعمل التهيئة في الخلفية حتى اللحظة التي يتم فيها إيقاف تشغيل النظام.

أقدم أنظمة التهيئة تضمنت System V Init (SysV) و Upstart. تم استبدال هذه الأنظمة بمبدأ التهيئة systemd في الأنظمة الحديثة.

4. الشياطين

الشياطين هي عمليات تعمل بصمت في الخلفية منذ بدء تشغيل النظام. يمكن التحكم في الشياطين من قبل المستخدم عبر سطر الأوامر. يمكن إيقاف تشغيلها، وإعادة تشغيلها، وتعطيلها، أو تمكينها عند بدء التشغيل. أمثلة على الشياطين تشمل sshd وهو شيطان SSH الذي يتحكم في اتصالات SSH عن بعد و ntpd الذي يدير تزامن الوقت على الخوادم.

5. القشرة

القشرة في Linux هي واجهة سطر الأوامر، المختصرة بـ CLI، حيث يتم تنفيذ أو استدعاء الأوامر لتنفيذ وتأمين المهام الإدارية بشكل تلقائي. تشمل القشور الشهيرة قشرة باش (bash) وقشرة زد (zsh).

6. بيئة سطح المكتب

A desktop environment is what a user uses to interact with the Linux system. It provides a GUI (graphical user interface ) which is made possible through the X windows system software. The X windows system (X11, also referred to as X) is a system that provides a display framework or GUI and determines how users interact with windows, keyboard, mouse, and touchpad.

تشمل بيئات سطح المكتب الشائعة GNOME, MATE, XFCE, LXDE, Enlightenment, Cinnamon, Budgie, و KDE Plasma. تأتي مديرات سطح المكتب مع مكونات رسومية مثل مديري الملفات، وحاجيات سطح المكتب، وخلفيات، وأيقونات، وعناصر رسومية أخرى.

7. التطبيقات

توفر بيئة سطح المكتب تطبيقات أساسية فقط للبدء. تمامًا مثل نظامي التشغيل Windows أو macOS، يمكنك تثبيت تطبيقات للاستخدام اليومي. تشمل هذه التطبيقات مثل Google Chrome، ومشغل الوسائط VLC، وبرنامج Skype، وحزمة LibreOffice، وDropBox، ومحرر الصور GIMP، وهكذا. تأتي بعض التوزيعات مع مركز برمجياتها الخاص الذي يعمل كمتجر من حيث يمكنك تنزيل التطبيقات التي تحتاجها.

فوائد استخدام نظام Linux على نظم التشغيل الأخرى

في هذه النقطة، يصبح واضحًا لماذا يعتبر Linux نظام التشغيل المفضل لدى العديد من المستخدمين والشركات. دعنا نلخص بإيجاز بعض مزايا استخدام Linux.

1. Linux مفتوح المصدر

كما أشير سابقًا، فإن Linux مفتوح المصدر بالكامل. يمكن للمستخدمين المهرة عرض الشفرة، وتعديلها دون أي قيود لأي غرض يرونه مناسبًا، ومشاركتها مع المجتمع. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم التوزيعات – باستثناء قليلة – مجانية للتنزيل والاستخدام دون الحاجة لدفع تراخيص.

ويندوز هو نظام ملكي وبعض منتجاته باهظة الثمن. في الوقت الحالي، سعر حزمة مايكروسوفت أوفيس هو 430 دولارًا. وتصل ترخيص ويندوز سيرفر 2019 إلى 6000 دولار. ماك أو إس مكلف بنفس القدر وعدد كبير من التطبيقات في متجر التطبيقات تُدفع عن طريق الاشتراك.

2. قابلية تخصيص عالية

أحد المزايا الرئيسية التي يقدمها لينكس لمستخدميه هو القدرة على تخصيص أي مكون تقريبًا حسب تفضيلاتهم. يمكنك تعديل المظهر بما في ذلك الخلفية، صورة الخلفية، نظام الألوان، شكل الأيقونات، وما إلى ذلك لتحسين مظهرها.

3. استقرار وأمان استثنائي

أنظمة لينكس لها درجة مثيرة للإعجاب من الاستقرار والأمان. لينكس أقل عرضة للهجمات ومن المستبعد جدًا أن تكون ضحية للبرامج الضارة مثل الفيروسات والتروجان إذا كنت تحدث نظامك باستمرار.

4. خيار مثالي للخوادم

بفضل أمانها واستقرارها، تعتبر لينكس الخيار الأمثل لبيئات الخوادم في استضافة المواقع الإلكترونية وقواعد البيانات والتطبيقات. يكفي بضعة أوامر لإنشاء خادم ويب متكامل بجانب مكونات أخرى مثل قواعد البيانات وأدوات البرمجة. مثال كلاسيكي هو الخادم LAMP الشهير الذي يضم خادم الويب أباتشي وقاعدة البيانات MySQL ولغة البرمجة PHP.

بفضل الاستقرار الذي يوفره لينكس، فلن تحتاج إلى إعادة تشغيل الخادم إلا عند الحاجة إلى تنفيذ ترقية للنواة. وهذا يضمن أقصى درجات التشغيل للخوادم والتوافر العالي.

5. متطلبات النظام المنخفضة

معظم توزيعات لينكس قادرة على العمل على أجهزة الكمبيوتر ذات المواصفات المنخفضة مثل وحدة المعالجة المركزية والذاكرة. في الواقع، يمكنك إحياء بعض أجهزة الكمبيوتر القديمة من خلال تثبيت بعض توزيعات لينكس الخفيفة مثل لينكس لايت و ببي لينكس و أنتي إكس.

يمكن لبعضها العمل على نظام بمجرد 1 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ومعالج 512 ميغاهرتز ومحرك أقراص صلبة 5 جيجابايت. الأكثر إثارة للدهشة هو أنه يمكنك حتى تشغيل توزيعات هذه من USB المباشر ولا تزال تحصل على بعض العمل الجاري.

6. توافر العديد من حزم البرامج

توزيعات Linux الرئيسية مثل Debian و Ubuntu تستضيف آلاف الحزم البرمجية على مستودعاتها. يفتخر Ubuntu بأكثر من 47000 حزمة. يمكنك بسهولة التثبيت التطبيقات عن طريق تشغيل عدد قليل من الأوامر على الصالة أو استخدام مراكز التطبيقات التي تأتي مضمنة في التوزيعات.

أيضا ، يمكنك الحصول على مجموعة متنوعة من التطبيقات التي تقوم بمهام مماثلة مثل معالجة الكلمات ومشاركة الملفات وتشغيل الصوت / الفيديو وتحرير الصور وتصميم الرسومات وأكثر من ذلك بكثير. أنت مفتوح الخيارات ويمكنك اختيار مجموعة متنوعة من التطبيقات لتنفيذ مهمة.

7. دعم المجتمع الواسع

نظام التشغيل Linux هو تطوير وصيانة مجتمع من المطورين النشطين الذين يعملون بجد على مدار الساعة لضمان تلقي أفضل البرمجيات والتحديثات الأمنية وإصلاح الأخطاء.

التوزيعات الرئيسية مثل Ubuntu و Debian لديها مجتمع كبير من المطورين والكثير من المنتديات التي تقدم المساعدة والتوجيه للمستخدمين خاصة عندما يواجهون صعوبات أو تحديات في الطريق.

ملخص

كان ذلك نظرة شاملة لنظام التشغيل لينكس ومكانته في بيئة الحوسبة المتطورة باستمرار. بلا شك، لينكس موجود في كل مكان وقد ترك بصمة لا تُمحى في عالم التكنولوجيا سريع الخطى الذي نعيش فيه. وعليه، فإن اكتساب مهارات لينكس الأساسية أمر ضروري لأي محترف تقنية معلومات يتطلع إلى تسلق السلم في مهنة تقنية المعلومات التنافسية.

سيفتح تعلم لينكس الأبواب أمام مجالات تكنولوجيا المعلومات المتقدمة الأخرى مثل DevOps والأمن السيبراني والحوسبة السحابية. في مواضيعنا اللاحقة، سنركز على الأوامر الأساسية للينكس التي تحتاج إلى أن تكون في متناول يدك كلما تقدمنا.