Linux系统安装与登陆等基础知识讲解

1. 设备文件名

各硬件设备在Linux中的设备文件名如下，

这里需要说明的是两种硬盘的设备文件名确定方式：

① IDE硬盘是根据排线和跳针的连接情况确定

② SATA硬盘是根据内核检测到的顺序来命名，与实际插槽代号无关

2. Linux中磁盘使用步骤

1）磁盘的第一个扇区

A. Boot Sector构成

Boot Sector（引导扇区）通常指设备的第一个扇区（是整个磁盘的第一个扇区，需要区别于分区引导扇区），在PC上BIOS会读取该扇区，并将控制权转交给Boot Sector上的MBR。

Boot Sector包含3部分内容：

MBR（Master Boot Record，主引导记录），446B，实际为bootloader的一部分

DPT（Disk Partition Table，磁盘分区表）， 64B

BRID（Boot Record ID，引导记录标识），2B，且必须是0x55AA

B. 开机流程与MBR

① 开机简要流程

注意：BIOS是根据设置去取得能够开机的硬盘设备，然后在该硬盘的第一个扇区的MBR位置取得引导加载程序。当然，用户可以设置不从硬盘启动，但与此类似。

② bootloader的功能

a. 提供菜单：可供用户选择不同的开机选项

b. 载入内核文件：直接指向可开机的程序区段来开始操作系统

c. 转交其他loader：将引导加载功能交给其他loader负责

转交其他loader的功能用于实现多重引导启动，实现原理是Linux的引导加载程序除了可以安装在MBR，还可以安装在每个分区的引导扇区

需要注意的是，安装多重引导时，应该先安装Windows后安装Linux，因为只有Linux可以选择将grub安装到分区的引导扇区

2）分区

A. 分区规定解析

每个表项占用16B，所以DPT最多只能容纳4个分区，因此传统磁盘上引入了扩展分区和逻辑分区的概念。

引入扩展分区的目的就是使用额外的扇区来记录分区信息，因此扩展分区本身不能被格式化与写入数据，只能包含逻辑分区。

Linux中对分区有如下规定：

① 主分区（Primary）最多只有4个（磁盘的限制）

② 扩展分区（Extended）最多只能有1个（操作系统的限制）

③ 主分区 + 扩展分区最多只有4个

④ 逻辑分区数量依操作系统和磁盘类型而定，在Linux中，IDE硬盘最多有59个逻辑分区（5 ~ 63号），SATA硬盘最多11个逻辑分区（5 ~ 15号）

B. 分区设备文件名

① 1 ~ 4号为主分区或扩展分区

② 逻辑分区从5号开始

示例如下，

C. 必须分区与建议分区

① 必须分区

/：根分区

swap分区：交换分区，一般为内存2倍但不超过2G（如果物理内存足够大，不分配swap分区也是可以的）

② 建议分区

/boot：启动分区，200MB。该分区包含了grub、Linux内核镜像、initramfs。/boot分区的关键是将启动扇区所在的分区规范在小于1024个柱面以内

说明：只要设置/boot分区，就会自动被调整为sda1（即分区号为1）。因为硬盘最开始部分有和系统启动相关的信息（e.g. 分区表）

我们最终的分区如下图所示，

3）格式化

此处涉及的格式化是高级格式化又称逻辑格式化，他是指根据用户指定的文件系统（如FAT16、FAT32、NTFS、EXT2、EXT3、EXT4等）在磁盘的特定区域写入特定的数据，在分区中划出一片用于存放文件分配表、目录表等用于文件系统管理的磁盘空间，同时磁盘被划分为统一大小的数据块（block），Linux中根据存放文件的不同分为1KB和4KB（主要是出于存储效率的考虑，之后有介绍）

补充：所谓低级格式化则是将磁盘内容清空，恢复出厂时的状态，划分出柱面的磁道，一般在硬盘出厂和出现坏道时才会进行

说明：注意PC机和嵌入式设备格式化时的区别。PC机格式化时一般都是直接以分区为单位，因此文件系统的大小和分区大小匹配。嵌入式设备中一般是制作文件系统镜像然后烧写到分区中，因此分区大小和文件系统大小可能不匹配。

4）挂载

挂载就是利用一个目录作为进入点，将磁盘分区的数据放置在该目录下，进入该目录就可以读取该分区的数据。这也就是根目录/ 必须挂载的原因，不然整个目录系统的“大门”都进不去。

说明1：挂载时使用的是分区设备文件名

说明2：可以给子目录挂载分区

虽然/home是/ 的子目录，但可以给其单独挂载硬盘分区。在后续的Linux内核文档中会发现，所谓挂载，就是将一个文件系统的顶层目录与Linux目录树中的一个目录结合起来。

3. 登陆与注销

1）运行等级

纯文本界面：run level 3

图形界面：run level 5

注：可以修改/etc/inittab确定下次启动时的运行等级

可以使用runlevel命令查询系统运行级别，

此处的N是指上一个运行级别，由于我们开机就是图形界面，所以显示为N。

说明1：可以使用init命令切换运行等级（e.g. init 3）

说明2：使用init 0也可以关机，但不会关闭正在运行的服务，所以不推荐使用

2）字符界面登陆时显示的内容

其中前两行的内容来自/etc/issue文件

第1行：Linux发行版本

第2行：内核版本及主机硬件等级（i686）

注：login之前的localhost为主机名

登陆后显示内容如下：

root@localhost：登陆用户名@主机名

#为root用户提示符，其余为$

3）注销命令exit

这是一个bash内建命令，用于注销用户

注：离开系统不是关机，Linux本身已经有很多的工作在进行，你的登陆也仅是其中一个“工作”而已

补充：当使用字符界面登陆时，也可以用logout注销，这也是一个bash内建命令

4. 语系设置

1） 查看当前语系

其中LANG是一个环境变量

2） 修改当前语系

① 在shell中临时修改

本质是修改了环境变量LANG的值，由于修改语系为美国英语，此时中文显示将是乱码

② 修改配置文件

配置文件路径：/etc/sysconfig/i18n

5. Linux命令执行的2种情况

1）直接显示结果后回到命令提示符，等待下一条命令的输入，如ls。

2）进入该命令的环境，直到结束该命令才回到命令提示符环境，如tftp和bc

6. 重要热键

1）[Tab]键：命令/文件名补全

2）[Ctrl] + c：结束当前程序，实际上是发送SIGKILL信号给当前进程

3）[Ctrl] + d：表示End of line，即EOF；也可用于离开文字界面（包括图像界面下的模拟终端），作用相当于exit命令

7. 出现command not found的三种原因

1）命令打错

2）软件没安装

3）这个命令所在路径不在PATH环境变量中

8. 关机与重启

1）正确的关机步骤

A. 查看系统状态

who：查看哪些用户在线

netstat -a：查看网络连接状态

ps -aux：查看主机进程状态

说明：需要上述步骤是因为Linux是多用户多任务操作系统

B. 通知在线用户关机时刻

使用shutdown的特殊功能

C. 使用shutdown或reboot命令关机重启

2）相关命令

A. sync

作用：将数据同步写入磁盘

说明：shutdown/reboot/halt命令均会在关机前调用sync工具

注意：一般账户使用sync只能同步自己的数据，而root用户可以同步系统中所有数据

B. shutdown

作用：惯用的关机命令，可以正确地保存正在运行的服务的状态

说明：除了在图像界面登陆，只有root用户才有关机权限

常见用法：shutdown [-rhkc] 时间 [警告信息]

-h：关机

-r：重启

-k：并不关机，只是发送警告信息

-c：取消之前的shutdown命令

时间：必须参数，可以指定具体时间，也可以用当前时间作基准指定时间间隔

示例：shutdown -h now <---> shutdowm -h 0

shutdown -h 20:15

shutdown -h +10 #10 minutes

shutdown -k now 'system will reboot'

C. reboot，halt，poweroff

poweroff相当于直接断电，不提倡使用

9. 帮助命令

1）man

命令名称：man

命令英文原意：mannual

命令所在路径：/usr/bin/man

执行权限：所有用户

功能描述：查看帮助信息（获得完整帮助）

语法：man [命令或配置文件]

示例：man ls

man inittab

说明1：使用man查询配置文件时不加路径名（如/etc/inittab），只要配置文件名即可

说明2：查询配置文件时注意两点：①该配置文件的用途；②该配置文件中条目的格式

说明3：man手册可分册查看（如man 1 passwd和man 5 passwd），各分册含义如下，

1：shell命令（User Commands）

2：系统内核调用（System Calls）

3：C库函数（C Library Functions）

4：设备/特殊文件，使用时直接用设备文件名，不需要路径，如man sd（Devices and Special Files）

5：配置文件，查询时不需要配置文件的绝对路径，只需要配置文件名，比如man inittab

6：游戏

7：惯例与协议，如Linux文件系统、网络协议（如TCP/IP）等（Miscellanea，杂记）

8：系统管理员可用的管理命令，如man init

说明4：man手册数据一般存放在/usr/share/man目录下

2）whatis & apropos

如果不需要完整的帮助信息，只是需要简短信息，可以使用whatis和apropos

用法：whatis/apropos 命令名称/配置文件名

两者的差别在于，whatis是匹配完整的文件名，而apropos是匹配字符串。可参见下面是示例，一目了然

注意：whatis和apropos均是查询whatis数据库，使用前需要使用makewhatis来生成该数据库

3）查询命令选项

如果只是查询命令选项

命令 --help

4）查询shell内置命令

命令名称：help

命令所在路径：shell内置命令

执行权限：所有用户

功能描述：获得shell内置命令的帮助信息

语法：help 命令

补充：help命令还可以查询shell脚本中的if、while等结构性语句用法，可在编写shell脚本时参考

10. 忘记root密码如何处理

关键：进入单用户模式进行修复

步骤：

① 在开机都秒时打断，进入grub模式

② 点击e，修改该命令行

修改kernel所在行，即启动内核时传递的参数，在最后添加single，即启动后进入单用户模式

③ 进入单用户模式使用passwd命令修改root密码即可

注意：此处修改内核参数在下次启动时会恢复原样，因为系统启动时会从/boot/grub/grub.conf中读取启动参数

11. 系统安装日志

/root/install.log：存储了安装在系统中的软件包及其版本信息

/root/install.log.syslog：存储了安装过程中留下的事件记录

/root/anaconda-ks.cfg：以Kickstart配置文件的格式记录安装过程中设置的选项信息