LFCA：理解Linux操作系统-第1部分

Linux Foundation发布了一项名为Linux Foundation Certified IT Associate（LFCA）的新初级IT认证。这是一个侧重于测试基本IT概念的新入门级认证，如基本系统管理命令、云计算、安全性和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%

系统管理基础知识20%

云计算基础知识 20%

安全基础知识 16%

DevOps 基础知识 16%

支持应用程序和开发人员 8%

LFCA 认证概述

LFCA 认证传授基本系统和文件管理命令、网络命令与故障排除、云计算概念、数据安全（包括系统和网络安全）以及 DevOps 基础知识。

一旦掌握了基本概念并通过了 LFCA 考试，您可以期待着开始学习 LFCS（Linux 基金会认证系统管理员），然后追求 LFCE（Linux 基金会认证工程师）。

LFCA考试是一项多项选择考试，费用为$200。考试在线进行，远程监考员将通过网络摄像头全程监控您。通过考试后，您将获得一个有效期为3年的LFCA徽章和证书。

Linux基础知识

在这个初级部分，我们将涵盖以下章节：

话不多说，让我们开始吧。

本文是第1部分，属于LFCA系列，将涵盖LFCA认证考试所需的必要领域和能力。

理解Linux操作系统

在开始时，我们假设您可能已经与Windows或macOS或两者都进行了互动，以完成您的日常计算任务。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进行交互，并运行包括浏览、游戏、流媒体音乐和视频以及软件开发在内的多种任务，仅举几例。

Windows是一种常见的操作系统，在台式机用户中拥有相当大的市场份额。它易于使用和学习，通常是初学者学习如何与计算机进行交互的入门途径。

Windows和macOS有什么问题吗?

尽管Windows易于使用并支持各种硬件设备，但它也有其自身的缺点。首先，Windows是Microsoft的专有操作系统，大多数软件应用程序如Microsoft Office套件都需要付费。这使得许多没有财力购买许可证的人无法使用该产品。

同样，Apple的macOS尽管优雅且安全性可观，但价格昂贵。实际上，AppStore的一些应用通常也需要付费。用户经常抱怨为本应在其他平台上免费的应用支付隐秘订阅费用。

Windows 相当不稳定，经常容易受到诸如病毒和木马等恶意软件攻击的影响。你可能需要花费数百美元购买强大的杀毒软件来防范攻击和入侵，或者付出一大笔钱请专业人员诊断和清除病毒。

此外，安全补丁和功能更新的应用通常是一个漫长的过程。在大多数情况下，更新系统可能需要三十分钟到一小时不等的时间，这往往需要一系列的系统重新启动。

为什么使用Linux操作系统？

Linux，就像Windows和macOS一样，是又一个风靡IT行业的操作系统。Linux无处不在，每天被成千上万的用户使用。

流行的Android操作系统驱动着数百万智能设备，它就是基于Linux内核。你最喜欢的安卓智能手机或者客厅里的智能电视都是由Linux驱动的。更重要的是，Linux是互联网上的主要系统，在网络托管平台和互联网服务器中占据着巨大份额。大约有90%的公共云和99%的超级计算机市场份额都是由Linux支撑的。

那么，Linux是如何产生的呢？

在这个时刻，回顾一下这个被广泛使用的操作系统的起源会是明智的选择。

Linux的历史

Linux的历史可以追溯到20世纪60年代，在AT&T贝尔实验室，丹尼斯·里奇——C编程语言之父和美国计算机科学家肯·汤普逊以及其他开发人员正在进行Multics项目的开发。Multics是一种为大型机提供支持的操作系统。

这两位计算机科学家希望构建一个多用户、多任务处理的操作系统，并具有分层文件系统。最初，Multics是一个研究项目，但很快就变成了一个商业产品。对Multics发展方向不满意的两位主要开发人员决定另辟蹊径，开始开发另一个基于Multics的系统，称为UNICS，后来演变为UNIX。

在20世纪70年代和80年代，UNIX变得越来越受欢迎，特别是在学术界。这促使多个机构采用了UNIX，其中包括后来改变了方向的加州伯克利大学。该大学的开发人员进一步改进了UNIX代码，并开发出了BSD，即伯克利软件开发的缩写。BSD后来启发了多个操作系统，其中一些仍在使用，如FreeBSD和NetBSD。

在贝尔实验室（Bells Labs）进行的UNIX研究和开发持续进行，产生了其他UNIX变体，后来被商业供应商采纳。然而，BSD比贝尔实验室的商业变体更受欢迎。

同时，1991年，芬兰毕业生Linus Torvalds正在开发一个名为MINIX的UNIX版本，但对项目的许可感到失望。在一封致MINIX用户组的信中，他宣布正在开发一个后来被称为Linux内核的新内核。他使用了GNU代码，以及GNU编译器和bash来创建第一个可行的Linux内核，后来在GNU/GPL模式下获得许可。

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

流行的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，修改它并免费重新分发它。像开发人员这样的熟练用户也可以贡献代码，使其变得更好更有趣。

因此，有数百种不同的Linux发行版，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，俗称为distro，是Linux操作系统的一个版本，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。

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.

有4个主要的Linux发行版系列：

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）。

一些流行和广泛使用的Linux发行版包括：

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

适合初学者的发行版，如Ubuntu、Mint、Zorin OS和Elementary OS，备受新手Linux用户推荐。这主要是因为它们的易用性、简单整洁的用户界面以及高度的自定义性。

一些版本如Zorin OS与Windows 10非常相似，这使它们非常适合从Windows转向Linux的用户。而Elementary OS等其他版本则紧密模仿macOS的特色Dock菜单。

对于中级用户或对Linux有相对深入了解的用户来说，CentOS、Debian和Fedora就足够了。熟练掌握Linux系统管理知识的资深用户通常会选择在基于Arch的Linux系统和Gentoo上工作感到舒适。

每个Linux发行版在桌面环境或图形用户界面（GUI）以及默认应用程序方面都有其独特之处。但是，大多数发行版会预装诸如LibreOffice办公套件、Thunderbird邮件客户端、GIMP图像编辑器和多媒体应用程序等应用，让您可以立即开始使用。

在服务器环境中广泛使用的Linux发行版包括：

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

为什么Linux如此受欢迎

Linux包括以下主要组件。

1. Linux内核

任何Linux系统的核心都是Linux内核。内核用C语言编写，它将硬件组件与底层软件和程序进行接口连接。内核管理运行中的进程，并确定哪些进程可以使用CPU以及使用的时间长度。它还确定每个进程获得的内存量。此外，它管理设备驱动程序并接收来自运行中进程的服务请求。

2. 引导加载程序

引导加载程序是在Linux系统中处理引导过程的程序。它将操作系统从硬盘加载到主内存中。引导加载程序不仅仅适用于Linux。它也存在于Windows和macOS中。在Linux中，引导加载程序被称为GRUB。最新版本是GRUB2，它被systemd发行版使用。

3. Init

初始化，是Initialization的缩写，是系统启动后运行的第一个进程。它被赋予进程ID（PID）为1，并生成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。因此被称为所有进程的母亲。初始化一直在后台运行，直到系统关闭。

最早的初始化系统包括System V Init（SysV）和Upstart。这些已被现代系统中的systemd init所取代。

4. 守护进程

守护进程是在系统启动时在后台静默运行的进程。用户可以通过命令行控制这些守护进程。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控制远程SSH连接的sshd守护进程和处理服务器上时间同步的ntpd。

5. Shell

Linux shell是一个命令行界面，简称CLI，用于执行或调用命令来执行和自动化管理任务。流行的shell包括bash shell（bash）和Z shell（zsh）。

6. 桌面环境

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.

常见的桌面环境包括GNOME，MATE，XFCE，LXDE，Enlightenment，Cinnamon，Budgie和KDE Plasma。桌面管理器配备了诸如文件管理器、桌面小部件、壁纸、图标和其他图形元素等图形组件。

应用程序

桌面环境仅提供了基本的应用程序供您开始使用。就像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。一些发行版配备了自己的软件中心，充当商店，您可以从中下载所需的应用程序。

使用Linux的优势

到目前为止，为什么Linux成为许多用户和企业喜爱的操作系统已经变得清晰。让我们简要总结一些使用Linux的优势。

1. Linux是开源的

正如前面所指出的，Linux是完全开源的。熟练的用户可以查看代码，无限制地修改代码以实现他们希望的任何目的，并与社区分享。此外，大多数发行版（除了少数几个）都可以免费下载和使用，无需支付许可费。

Windows是专有的，它的一些产品价格相当昂贵。目前，Microsoft Office套件的价格为$430。Windows Server 2019的许可证价格高达$6,000。macOS同样昂贵，App Store中的许多应用都需要通过订阅付费。

2. 高度可定制

Linux给用户带来的主要优势之一是能够根据他们的偏好定制几乎任何组件。您可以调整外观，包括壁纸、背景图片、颜色方案、图标外观等，以增强它们的外观。

3. 异常的稳定性和安全性

Linux系统具有令人钦佩的稳定性和安全性。Linux不太容易受到攻击，如果您不断更新系统，你几乎不太可能成为恶意软件的受害者，比如病毒和木马。

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，就可以启动一个包括数据库和脚本工具在内的完整的Web服务器。一个经典的例子是流行的LAMP服务器，它是Apache Web服务器、MySQL数据库和PHP脚本语言的组合。

借助Linux提供的稳定性，除了进行内核升级时，您几乎不需要重新启动服务器。这确保了服务器的最高运行时间和高可用性。

5. 低系统要求

大多数Linux发行版都能在配置低的个人电脑上运行，比如CPU和内存。事实上，您可以通过安装一些轻量级Linux发行版，比如Linux Lite、Puppy Linux和AntiX，来恢复一些旧的个人电脑。

一些可以在只有1GB RAM，512 MHZ CPU和5GB硬盘的系统上运行。更令人印象深刻的是，你甚至可以从一个Live USB存储设备上运行这些发行版，并且仍然可以完成一些工作。

6. 大量软件包可用

主要的Linux发行版，比如Debian和Ubuntu，在它们的软件仓库中托管着数千个软件包。单单Ubuntu就拥有超过47,000个软件包。你可以通过在终端上运行一些命令或使用发行版中包含的应用中心来轻松安装应用程序。

另外，你可以获得各种执行类似任务的应用程序，比如文字处理、文件共享、音视频播放、照片编辑、图形设计等等。你可以选择各种应用程序来执行任务，简直是应接不暇。

7. 广泛的社区支持

Linux操作系统是由一个充满活力的开发者社区开发和维护的，他们不知疲倦地全天候工作，以确保你能得到最好的软件应用程序、安全更新和错误修复。

像Ubuntu和Debian这样的主要发行版拥有庞大的开发者社区和大量的论坛，为用户提供帮助和指导，特别是当他们在使用过程中遇到困难或挑战时。

摘要

那是对Linux操作系统及其在不断发展的计算环境中的位置的俯瞰。诚然，Linux无处不在，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行业中攀登阶梯的IT专业人士来说，获得基本的Linux技能是必不可少的。

学习Linux将为您打开其他高级IT领域的大门，如DevOps、网络安全和云计算。在我们接下来的主题中，我们将专注于您需要熟记的基本Linux命令。

Become a Linux Foundation Certified IT Associate (LFCA)