LFCA: Verständnis des Linux-Betriebssystems – Teil 1

Die Linux Foundation hat eine neue vorberufliche IT-Zertifizierung namens Linux Foundation Certified IT Associate (LFCA) vorgestellt. Dies ist eine neue Einstiegszertifizierung, die sich auf die Prüfung grundlegender IT-Konzepte wie grundlegende Systemverwaltungsbefehle, Cloud-Computing, Sicherheit und DevOps konzentriert.

LFCA: Überblick & Kursübersicht

Hier ist eine Zusammenfassung der Kompetenzen und Domänen, die LFCA testen wird:

Linux-Grundlagen 20%

Grundlagen der Systemverwaltung 20%

Cloud Computing Grundlagen 20%

Sicherheitsgrundlagen 16%

DevOps-Grundlagen 16%

Unterstützung von Anwendungen und Entwicklern 8%

Überblick über die LFCA-Zertifizierung

Die LFCA-Zertifizierung vermittelt grundlegende Kenntnisse über grundlegende System- und Dateiverwaltungsbefehle, Netzwerkbefehle und Fehlerbehebung, Konzepte des Cloud-Computing, Datensicherheit einschließlich System- und Netzwerksicherheit sowie Grundlagen von DevOps.

Nachdem Sie die grundlegenden Konzepte verstanden und die LFCA-Prüfung bestanden haben, können Sie mit der LFCS (Linux Foundation Certified Sysadmin)-Zertifizierung beginnen, die eine Zertifizierung auf mittlerer Ebene ist, und anschließend die LFCE (Linux Foundation Certified Engineer)-Zertifizierung verfolgen.

Die LFCA-Prüfung ist eine Multiple-Choice-Prüfung und kostet 200 $. Sie wird online durchgeführt, wobei ein Fernbetreuer Sie während der gesamten Sitzung über eine Webcam im Auge behält. Nach Bestehen der Prüfung erhalten Sie ein LFCA-Abzeichen und ein Zertifikat, das 3 Jahre gültig ist.

Linux-Grundlagen

In diesem ersten Abschnitt werden wir die folgenden Kapitel behandeln:

Ohne viel Aufhebens, legen wir gleich los.

Dieser Artikel ist Teil 1 der LFCA-Reihe, die die erforderlichen Bereiche und Kompetenzen abdecken wird, die für die LFCA-Zertifizierungsprüfung erforderlich sind.

Verständnis des Linux-Betriebssystems

Wenn wir beginnen, gehen wir davon aus, dass Sie entweder mit Windows oder macOS oder beiden interagiert haben, um Ihre täglichen Computeraufgaben auszuführen. Beide sind Betriebssysteme und ermöglichen es Ihnen, mit den Hardware- und Softwarekomponenten eines Computers zu interagieren und eine Vielzahl von Aufgaben auszuführen, darunter Surfen, Spielen, Musik- und Videostreaming sowie Softwareentwicklung, um nur einige zu nennen.

Windows ist ein weit verbreitetes Betriebssystem und verfügt über einen beträchtlichen Marktanteil unter Desktop-Benutzern. Es ist einfach zu bedienen und zu erlernen und ist in der Regel ein Einstieg für Lernende, die erste Schritte im Umgang mit Computern machen.

Was ist das Problem mit Windows und macOS?

Trotz seiner Benutzerfreundlichkeit und Unterstützung für eine Vielzahl von Hardwaregeräten hat Windows seinen gerechten Anteil an Nachteilen. Erstens ist Windows ein proprietäres Betriebssystem von Microsoft, und die meisten Softwareanwendungen wie die Microsoft Office-Suite sind kostenpflichtig. Dies schließt viele aus, die nicht die finanziellen Mittel haben, um eine Lizenz für das Produkt zu erwerben.

Das Gleiche gilt für Apples macOS, das trotz seiner Eleganz und lobenswerten Sicherheit mit einem saftigen Preisschild verbunden ist. Tatsächlich sind einige Anwendungen für den AppStore in der Regel kostenpflichtig. Benutzer haben oft bemängelt, dass sie für hinterlistige Abonnements von Anwendungen zahlen müssen, die auf anderen Plattformen sonst kostenlos wären.

Windows ist ziemlich instabil und oft anfällig für Malware-Angriffe wie Viren und Trojaner. Sie könnten Hunderte von Dollar ausgeben, um robuste Antivirenprogramme zur Abwehr von Angriffen und Sicherheitsverletzungen zu sichern oder eine Menge Geld ausgeben, um einen Profi zu bezahlen, der das Virus diagnostiziert und entfernt.

Zusätzlich ist die Anwendung von Sicherheitspatches und Funktionsupdates oft ein zeitaufwändiger Prozess. In den meisten Fällen kann das Aktualisieren Ihres Systems je nach Größe des Updates zwischen dreißig Minuten und einer Stunde dauern, und dies wird oft durch eine Reihe von Systemneustarts verursacht.

Warum das Linux-Betriebssystem verwenden?

Linux, genauso wie Windows und macOS, ist ein weiteres Betriebssystem, das die IT-Branche im Sturm erobert hat. Linux ist allgegenwärtig und wird täglich von Tausenden von Benutzern verwendet.

Das beliebte Android-Betriebssystem, das Millionen von Smart-Geräten antreibt, basiert auf dem Linux-Kernel. Ihr Lieblings-Android-Smartphone oder der Smart-TV in Ihrem Wohnzimmer wird von Linux betrieben. Am wichtigsten ist, dass Linux das vorherrschende System im Internet ist und einen großen Anteil an Webhosting-Plattformen und Internetservern einnimmt. Ungefähr 90% des öffentlichen Cloud- und 99% des Supercomputer-Marktanteils werden von Linux unterstützt.

Also, wie ist Linux entstanden?

An dieser Stelle wäre es ratsam, wenn wir zurück in der Zeit gehen und einen Blick auf die Entstehung eines der am weitesten verbreiteten Betriebssysteme werfen.

Geschichte von Linux

Die Geschichte von Linux reicht bis in die 1960er Jahre zurück, als bei den AT&T Bell Labs gearbeitet wurde, wo Dennis Ritchie – der Vater der Programmiersprache C & Ken Thompson – ein amerikanischer Informatiker – zusammen mit anderen Entwicklern am Multics-Projekt arbeiteten. Multics war ein Betriebssystem, das die Großrechner-Computersysteme antrieb.

Die beiden Informatiker wollten ein Mehrbenutzer-, Mehrprozess-Betriebssystem mit einem hierarchischen Dateisystem entwickeln. Zunächst war Multics ein Forschungsprojekt, das sich jedoch schnell in ein kommerzielles Produkt verwandelte. Nicht beeindruckt von der Richtung, die Multics einschlug, schlugen die beiden Hauptentwickler einen eigenen Weg ein und begannen, ein anderes System auf Basis von Multics namens UNICS zu entwickeln, das später in UNIX umgewandelt wurde.

In den 1970er und 80er Jahren wurde UNIX immer beliebter, insbesondere in akademischen Kreisen. Dies führte zu seiner Übernahme durch mehrere Institutionen, darunter die University of Berkley California, die später ihren Kurs änderte. Die Entwickler an der Universität arbeiteten weiter am UNIX-Code und kamen mit BSD, einem Akronym für Berkeley Software Development, heraus. BSD inspirierte später mehrere Betriebssysteme, von denen einige bis heute verwendet werden, wie FreeBSD und NetBSD.

In Bells Labs wurde die Forschung und Entwicklung an UNIX fortgesetzt, was zur Entstehung anderer Varianten von UNIX führte, die später von kommerziellen Anbietern übernommen wurden. BSD war jedoch weit beliebter als die kommerziellen Varianten von Bells Labs.

Unterdessen arbeitete im Jahr 1991 Linus Torvalds, ein finnischer Absolvent, an einer Version von UNIX namens MINIX, war jedoch enttäuscht von der Lizenzierung des Projekts. In einem Brief an seine MINIX-Benutzergruppe kündigte er an, an einem neuen Kernel zu arbeiten, der später als Linux-Kernel bezeichnet wurde. Er verwendete den GNU-Code zusammen mit dem GNU-Compiler und bash, um den ersten funktionsfähigen Linux-Kernel zu erstellen, der später unter dem GNU/GPL-Modell lizenziert wurde.

Der Linux-Kernel legte den Grundstein für die Entwicklung von Hunderten von Linux-Distributionen oder Varianten. Eine vollständige Übersicht über die beliebten Linux-Distributionen finden Sie auf distrowatch.

Beliebte Linux-Distributionen

Linux ist ein Open-Source-Betriebssystem. Was bedeutet das? Nun, das bedeutet, dass Sie den Linux-Quellcode anzeigen, bearbeiten und völlig kostenlos weiterverteilen können. Erfahrene Benutzer wie Entwickler können auch zum Code beitragen, um ihn zu verbessern und interessanter zu gestalten.

Aus diesem Grund gibt es Hunderte von Linux-Distributionen mit verschiedenen Paketverwaltungssystemen, Softwareanwendungen und visuellem Erscheinungsbild. Eine Linux-Distribution, umgangssprachlich als Distro bekannt, ist eine Version des Linux-Betriebssystems, die mit Programmen, Bibliotheken, Verwaltungstools und anderen zusätzlichen Softwarepaketen vorinstalliert geliefert wird. Alle Distributionen leiten sich vom Linux-Kernel ab.

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.

Es gibt 4 Hauptfamilien von Linux-Distributionen:

Debian-Familie (z.B. Ubuntu, Mint, Elementary & Zorin).
Fedora-Familie (z.B. CentOS, Red Hat 7 & Fedora).
SUSE-Familie (z.B. OpenSUSE & SLES).
Arch-Systeme (z.B. Arch, Manjaro, ArchLabs, & ArcoLinux).

Zu den beliebten und weit verbreiteten Linux-Distributionen gehören:

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

Benutzerfreundliche Distributionen, die für Neulinge in Linux sehr empfohlen werden, sind Ubuntu, Mint, Zorin OS und Elementary OS. Dies liegt größtenteils an ihrer Benutzerfreundlichkeit, einfachen und ordentlichen Benutzeroberflächen und hoher Anpassungsfähigkeit.

Einige Varianten wie Zorin OS ähneln stark Windows 10, was sie ideal für Windows-Benutzer macht, die zu Linux wechseln. Andere wie Elementary OS ahmen macOS mit einem charakteristischen Dock-Menü nach.

Für fortgeschrittene Benutzer oder diejenigen, die ein relativ gutes Verständnis von Linux haben, sind CentOS, Debian und Fedora ausreichend. Erfahrene Benutzer, die sich mit der Linux-Systemverwaltung auskennen, würden sich in der Regel wohlfühlen, mit Arch-basierten Linux-Systemen und Gentoo zu arbeiten.

Jede Linux-Distribution ist auf ihre eigene Weise einzigartig in Bezug auf die Desktop-Umgebung oder die grafische Benutzeroberfläche (GUI) und Standardanwendungen. Die meisten werden jedoch Anwendungen wie LibreOffice Suite, Thunderbird E-Mail-Client, GIMP Bildbearbeitungsprogramm und Multimedia-Anwendungen mitliefern, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern.

Linux-Distributionen, die in Serverumgebungen weit verbreitet sind, umfassen:

Red Hat Enterprise Linux (RHEL)
SUSE Linux Enterprise Server (SLES)
Ubuntu Server
Debian

Warum Linux so beliebt ist

Linux umfasst die folgenden Hauptkomponenten.

1. Linux-Kernel

Im Kern eines jeden Linux-Systems befindet sich der Linux-Kernel. Geschrieben in C, verbindet der Kernel die Hardwarekomponenten mit der zugrunde liegenden Software und Programmen. Der Kernel verwaltet die laufenden Prozesse und bestimmt, welche davon die CPU nutzen dürfen und für welche Dauer. Außerdem bestimmt er die Menge an Speicher, die jeder Prozess erhält. Darüber hinaus verwaltet er Gerätetreiber und empfängt Serviceanfragen von laufenden Prozessen.

2. Bootloader

Der Bootloader ist das Programm, das den Bootvorgang in einem Linux-System steuert. Es lädt das Betriebssystem von der Festplatte in den Hauptspeicher. Der Bootloader ist nicht spezifisch nur für Linux. Er ist auch in Windows und macOS vorhanden. In Linux wird der Bootloader als GRUB bezeichnet. Die neueste Version ist GRUB2, die von systemd-Distributionen verwendet wird.

3. Init

Init, eine Abkürzung für Initialisierung, ist der erste Prozess, der ausgeführt wird, sobald ein System eingeschaltet ist. Es wird eine Prozess-ID (PID) von 1 zugewiesen und initiiert alle anderen Prozesse im Linux-System, einschließlich Daemons und anderen Hintergrundprozessen und Diensten. Deshalb wird es als die Mutter aller Prozesse benannt. Init läuft im Hintergrund, bis das System ausgeschaltet wird.

Die frühesten Init-Systeme umfassten System V Init (SysV) und Upstart. Diese wurden in modernen Systemen durch das systemd-Init-System ersetzt.

4. Daemons

Daemons sind Prozesse, die leise im Hintergrund ablaufen, sobald das System hochgefahren wird. Die Daemons können vom Benutzer über die Befehlszeile gesteuert werden. Sie können gestoppt, neu gestartet, deaktiviert oder beim Systemstart aktiviert werden. Beispiele für Daemons sind sshd, welches der SSH-Daemon ist, der entfernte SSH-Verbindungen steuert, und ntpd, der die Zeitsynchronisierung auf Servern handhabt.

5. Shell

Die Linux-Shell ist eine Befehlszeilenschnittstelle, abgekürzt als CLI, in der Befehle ausgeführt oder aufgerufen werden, um administrative Aufgaben durchzuführen und zu automatisieren. Beliebte Shells sind die Bash-Shell (bash) und die Z-Shell (zsh).

6. Desktop-Umgebung

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.

Gängige Desktop-Umgebungen sind GNOME, MATE, XFCE, LXDE, Enlightenment, Cinnamon, Budgie und KDE Plasma. Desktop Manager werden mit grafischen Komponenten wie Dateimanager, Desktop-Widgets, Hintergrundbildern, Symbolen und anderen grafischen Elementen ausgeliefert.

7. Anwendungen

Die Desktop-Umgebung bietet nur die grundlegenden Anwendungen, um loszulegen. Genauso wie bei Windows oder macOS können Anwendungen für den täglichen Gebrauch installiert werden. Dazu gehören Anwendungen wie Google Chrome, der VLC-Mediaplayer, Skype, die LibreOffice-Suite, Dropbox, der GIMP-Bildeditor und so weiter. Einige Distributionen werden mit ihrem eigenen Softwarecenter ausgeliefert, das als Store fungiert, aus dem Sie die benötigten Anwendungen herunterladen können.

Vorteile der Verwendung von Linux gegenüber anderen Betriebssystemen

Langsam wird klar, warum Linux bei vielen Benutzern und Unternehmen ein beliebtes Betriebssystem ist. Lassen Sie uns kurz einige der Vorteile der Verwendung von Linux zusammenfassen.

1. Linux ist Open Source

Wie bereits erwähnt, ist Linux vollständig Open Source. Erfahrene Benutzer können den Code einsehen, ohne Einschränkungen zu bearbeiten und ihn für jeden beliebigen Zweck zu teilen. Zusätzlich sind die meisten Distributionen – mit Ausnahme weniger – kostenlos zum Herunterladen und Verwenden, ohne dass Lizenzen erworben werden müssen.

Windows ist proprietär und einige seiner Produkte sind ziemlich teuer. Derzeit liegt der Preis der Microsoft Office-Suite bei 430 $. Die Lizenzierung von Windows Server 2019 kostet so viel wie 6.000 $. macOS ist ebenfalls teuer und eine gute Anzahl von Anwendungen aus dem App Store werden über ein Abonnement bezahlt.

2. Hochgradig anpassbar

Einer der Hauptvorteile, den Linux seinen Benutzern bietet, ist die Möglichkeit, praktisch jede Komponente nach ihren Wünschen anzupassen. Sie können das Aussehen einschließlich des Hintergrunds, des Hintergrundbildes, des Farbschemas, des Erscheinungsbilds der Symbole usw. anpassen, um ihr Erscheinungsbild zu verbessern.

3. Außergewöhnliche Stabilität & Sicherheit

Linux-Systeme weisen ein bewundernswertes Maß an Stabilität und Sicherheit auf. Linux ist weniger anfällig für Angriffe, und Sie sind weitaus weniger wahrscheinlich Opfer von Malware wie Viren und Trojanern zu werden, wenn Sie Ihr System ständig aktualisieren.

4. Eine perfekte Wahl für Server

Dank seiner Sicherheit und Stabilität ist Linux die bevorzugte Wahl für Serverumgebungen beim Hosting von Websites, Datenbanken und Anwendungen. Es dauert nur wenige Befehle, um einen voll ausgestatteten Webserver zusammen mit anderen Komponenten wie Datenbanken und Scripting-Tools zu starten. Ein klassisches Beispiel ist der beliebte LAMP-Server, der eine Zusammenstellung des Apache-Webservers, der MySQL-Datenbank und der PHP-Skriptsprache ist.

Dank der Stabilität, die Linux bietet, müssen Sie Ihren Server in der Regel nur selten neu starten, außer wenn ein Kernel-Update durchgeführt werden muss. Dies stellt maximale Betriebszeit für Server und hohe Verfügbarkeit sicher.

5. Geringe Systemanforderungen

Die meisten Linux-Distributionen können auf PCs mit geringen Systemanforderungen wie CPU und RAM laufen. Tatsächlich können Sie einige alte PCs durch die Installation einiger leichtgewichtiger Linux-Distributionen wie Linux Lite, Puppy Linux und AntiX wiederbeleben.

Einige können auf einem System mit nur 1 GB RAM, 512 MHz CPU und 5 GB Festplatte laufen. Noch beeindruckender ist, dass Sie diese Distributionen sogar von einer Live-USB-Festplatte aus starten können und dennoch einige Arbeit erledigen können.

6. Verfügbarkeit von vielen Software-Paketen

Große Linux-Distributionen wie Debian und Ubuntu hosten Tausende von Software-Paketen in ihren Repositorien. Ubuntu allein verfügt über mehr als 47.000 Pakete. Sie können Anwendungen ganz einfach durch Ausführen einiger Befehle im Terminal installieren oder die App-Center verwenden, die in den Distributionen enthalten sind.

Sie können auch eine Vielzahl von Anwendungen erhalten, die ähnliche Aufgaben erfüllen, wie z. B. Textverarbeitung, Dateifreigabe, Audio-/Video-Wiedergabe, Fotobearbeitung, Grafikdesign und vieles mehr. Sie haben die Wahl und können eine Vielzahl von Anwendungen auswählen, um eine Aufgabe auszuführen.

7. Große Community-Unterstützung

Das Linux-Betriebssystem wird von einer lebendigen Gemeinschaft von Entwicklern entwickelt und gepflegt, die rund um die Uhr arbeiten, um sicherzustellen, dass Sie das Beste in Bezug auf Softwareanwendungen, Sicherheitsupdates und Fehlerbehebungen erhalten.

Große Distros wie Ubuntu und Debian verfügen über eine große Gemeinschaft von Entwicklern und viele Foren, die Benutzern insbesondere bei Schwierigkeiten oder Herausforderungen auf dem Weg Hilfe und Anleitung bieten.

Zusammenfassung

Das war ein Überblick über das Linux-Betriebssystem und seinen Platz in einer sich ständig weiterentwickelnden Computerumgebung. Zugegebenermaßen ist Linux allgegenwärtig und hat in der schnelllebigen technologischen Welt, in der wir leben, eine unauslöschliche Spur hinterlassen. Daher ist der Erwerb grundlegender Linux-Fähigkeiten für jeden IT-Profis, der darauf abzielt, in der wettbewerbsintensiven IT-Branche die Karriereleiter zu erklimmen, unerlässlich.

Das Erlernen von Linux wird Türen zu anderen fortgeschrittenen IT-Bereichen wie DevOps, Cybersicherheit und Cloud-Computing öffnen. In unseren folgenden Themen werden wir uns auf grundlegende Linux-Befehle konzentrieren, die Sie im Verlauf benötigen.

Become a Linux Foundation Certified IT Associate (LFCA)