Linux网络操作系统项目化教程项目理解操作系统概念与RHEL.安装实训PPT课件

项目1理解操作系统概念与RHEL6 5安装实训 1 理解操作的概念 功能 分类了解Linux操作系统的发展 特点和版本理解Linux操作系统的体系结构理解Linux操作系统的磁盘分区与多重启动掌握VMware虚拟机的安装掌握在VMware虚拟机上安装RHEL6 5 项目目标 2 任务1认识操作系统 1 操作系统的概念 计算机系统的体系架构如图1 1所示 图1 1计算机体系架构 3 操作系统操作系统 OperatingSystem OS 是在计算机裸机硬件上加载的第一层次的软件 其他各种各样的应用程序都是在操作系统的支撑下完成各种特定的功能 使用操作系统的目的不同 操作系统就有不同的表现特征 不同的人也就有不同定义 下面给出两种不同的操作系统的定义 定义1 所谓操作系统 就是为方便用户使用计算机 充分发挥计算机系统的硬件和软件资源的使用效率而开发出来的程序以及相关文档的集合 它是用户与计算机的接口 定义2 所谓操作系统 就是一组控制和管理计算机硬件和软件资源 协调计算机的各种动作 合理地组织工作流程以及方便用户操作的程序集合 4 定义1从用户的角度给出操作系统的定义 而定义2从系统的角度给出操作系统的定义 不管何种不同的定义 都要从下面几点来理解和掌握操作系统的定义 操作系统的目的之一是为方便用户使用计算机 为用户操作计算机提供操作平台和接口 操作是系统的另一个目的是合理地管理和控制计算机系统的软硬件资源 充分发挥计算机系统软硬件资源的使用效率 操作系统在本质上是一组程序和相关文档的集合 也就是一种软件 5 2 操作系统的功能1 处理机管理功能现代的操作系统都以进程的形式来实现处理机的管理 处理机管理功能主要体现在进程的创建 撤销 并按照一定的算法规则来调度进程 分配其所需的资源 对处理机的时间进行分配 管理和控制各个用户的多个进程的协调运行 确保进程之间的正确通信 2 存储器管理功能其主要任务是提供一种有效的内存管理手段 提供优质的控制 存取功能 保证多道程序能够良好地并发运行 而不会相互干扰 提高内存储器的使用效率 存储器管理的功能包括内存的分配 内存回收 内存保护 地址映射和虚拟存储器等功能 内存分配分为静态分配和动态分配两种方式 常见的内在管理包括分区管理 分页管理 分段管理和段页式管理等几种方法 6 3 设备管理功能 计算机系统中 通常把处理机和主存储器之外的部分统称为外围设备 简称外设 设备管理的主要作用是使用统一的方式控制 管理和访问各种外围设备 其任务就是为用户提供设备的独立性 使用户在使用设备时不需要了解设备的工作方式和具体参数 只需调用设备名就可以了 设备管理的主要功能是接收 分析和处理用户提出的I O请求 为用户分配所需的I O设备 提高设备的利用率 根据设备管理模块的功能要求 设备管理的功能可以分为设备分配 缓冲管理 设备处理和虚拟设备等 4 作业管理功能 作业管理的工作有 1 向计算机通知用户的到来 对用户要求的任务进行登记和调度 运行 2 向用户提供操作计算机的界面和提示信息 接收用户输入的程序 数据和请求 同时向用户反馈计算机的运行结果 操作系统的作业管理的功能包括用户界面 资源管理 用户管理 作业调度等 7 5 文件管理功能 文件管理是指操作系统对信息资源的管理 操作系统负责存取和管理信息的部分称为文件系统 文件是在逻辑上具有完整意义的一组相关信息的有序集合 每个文件都有一个文件名 现代操作系统都提供了文件管理机制 其主要功能就是以友好的界面来提供高效的文件管理 提供文件的存取 共享和保护手段 文件管理机制还能有效地管理外存空闲区域 提供外存空间的分配和回收空闲空间 提供目录管理机制来快速定位文件 这也是操作系统不可或缺的组成部分 8 3 操作系统的发展史操作系统并不是与计算机硬件一起诞生的 操作系统是随着计算机的发展而不断发展的 在早期计算机诞生的初期并没有操作系统的概念 随着计算机的发展 它是在人们使用计算机的过程中 为了满足两大需求 提高资源利用率 增强计算机系统性能 伴随着计算机技术本身及其应用的日益发展的 而逐步地形成和完善起来的 随着用户的需要和硬件的发展变化而不断发展 1 人工操作阶段 2 单道批处理系统 3 多道批处理系统 4 联机多道程序系统 9 4 操作系统的分类操作系统的设计原则是 1 尽可能地提高系统效率 2 尽可能高的系统吞吐能力 3 尽可能快的系统响应时间 但这三个原则是相互矛盾的 无法同时满足这三个方面的原则 不同的操作系统有不同的倾向性 只能在以某一个原则为主 兼顾另外的设计原则 根据操作系统设计原则的倾向性 可以把操作系统分成三大类 多道批处理系统 分时系统和实时系统 10 1 多道批处理操作系统多道批处理系统按用户作业的类型不同分成若干批次 将不同批次的作业都存放于存储器中 每一批次作业顺序处理 如果当前程序需要输入输出 就调用另一批次作业运行 从而提高处理机的利用率 多道批处理系统有两个特点 1 多道 系统内可同时容纳多个作业 2 成批 在系统运行过程中 不允许用户与其作业发生交互作用 即 作业一旦进入系统 用户就不能直接干预其作业的运行 11 2 分时操作系统所谓分时技术 就是把处理机的运行时间分成很短的时间片 按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用 分时操作系统的特点是 1 多路性 若干个用户同时使用一台计算机 从微观上看是各用户轮流使用计算机 从宏观上看是各用户并行工作 2 交互性 用户可根据系统对请求的响应结果 进一步向系统提出新的请求 这种能使用户与系统进行人机对话的工作方式 明显地有别于批处理系统 因而 分时系统又被称为交互式系统 3 独立性 用户之间可以相互独立操作 互不干扰 系统保证各用户程序运行的完整性 不会发生相互混淆或破坏现象 4 及时性 系统可对用户的输入及时做出响应 分时系统性能的主要指标之一是响应时间 它是指从终端发出命令到系统予以应答所需的时间 12 3 实时操作系统 虽然多道批处理系统和分时系统能获得较令人满意的资源利用率和系统响应时间 但却不能满足实时控制与实时信息处理两个应用领域的需求 于是就产生了实时系统 即系统能够及时响应随机发生的外部事件 并在严格的时间范围内完成对该事件的处理 实时系统可分成两类 1 实时控制系统 2 实时信息处理系统 实时操作系统的主要特点如下 1 及时响应 每一个信息接收 分析处理和发送的过程必须在严格的时间限制内完成 2 高可靠性 需采取冗余措施 双机系统前后台工作 也包括必要的保密措施等 13 任务2认识Linux操作系统 1 什么是Linux系统Linux是一套基于GNU和GPL GNUGeneralPublicLience 声明的免费开源和自由传播的类UNIX操作系统 是一个基于POSIX PortableOperationSystemInterfaceofUNIX 和UNIX的多用户 多任务 支持多线程和多CPU的操作系统 Linux最早是由一位名叫林纳斯 托瓦兹 LinusTorvalds 如图1 2所示 芬兰赫尔辛基大学计算机科学系二年级的学生开发的 他最初的目的是设计一个代替Minix 可应用于X86系列的计算机系统 且具有全部UNIX功能的操作系统 图1 2林纳斯 托瓦兹 14 2 Linux操作系统系统的历史1991年 林纳斯 托瓦兹在赫尔辛基大学编写Linux操作系统 并公开发布了Linux内核0 11版 1992年 林纳斯 托瓦兹经过一年的工作 第一个完整的Linux发行版SoftlandingLinuxSystem公开发布了 提供TCP IP支持和XWindow 1993年 第一个商业Linux发行版诞生 SlackwareLinux 这也是目前还在继续开发的最老的Linux发行版 1994年3月 林纳斯 托瓦兹发布Linux1 0 该内核版本包含176250行代码 Linux转向GPL版权协议 1995年 Linux1 0版内核发布 1996年 Linux2 0版本内核发布 1999年 Linux2 2版本内核发布 简体中文发行版的Linux相继问世 中国科学院软件研究所1999年8月发布了红旗Linux1 0版 2002年 GNOME基金会在渥太华Linux讨论会上发布了GNOME桌面和开发者平台2 0版本Gnome2 0 2003年 Linux2 6版本内核发布 支持多处理地对空配置和64位计算 2004年 Canonical发布了Ubuntu4 1 该发行版的特点是注重用户体验 2008年 KDE4 0发布 KDE和GNOME等桌面系统使Linux更像是一个Mac或Windows之类的操作系统 提供完善的图形用户界面 2011年 Linux3 0版本内核发布 2012年 Linux3 6版本内核发布 15 3 Linux的特点 自由开放和免费性可靠的系统安全性极好的多平台性极高的系统稳定性真正的多用户多任务友好的用户界面强大的网络功能强大的软件开发支持 16 4 Linux的系统结构 Linux系统一般由内核kernel 命令解释shell 文件系统和实用工具4个主要部分组成 内核 shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构 它们使得用户可以运行程序 管理文件并使用系统 Linux系统结构如图1 3所示 图1 3Linux系统结构 17 1 Linux内核Kernel内核是操作系统的核心 是运行程序和管理像磁盘 打印机等硬件设备的核心程序 它负责管理系统的进程 内存 设备驱动程序 文件和网络系统等基本功能 决定着系统的性能和稳定性 如果内核发生问题 整个计算机系统就可能崩溃 图1 4Linux内核结构 18 2 Linux命令解释shellshell是系统的用户界面 提供了用户与内核进行交互操作的一种接口 shell在操作系统内核与用户之间提供了操作界面 它负责接收用户输入的命令并对其进行解释 且把它送入内核去执行 是一个命令解释器 Linux中具有多种不同版本的shell 目前主要有下列版本的shell Bourneshell是贝尔实验室开发的版本 BASH是GNU的Bourneagainshell 是GNU操作系统上默认的shell 大部分Linux的发行套件使用的都是这种shell Kornshell 是对Bourneagainshell的发展 在大部分内容上与Bourneagainshell兼容 Cshell 是SUN公司shell的BSD版本 19 3 文件系统文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法 和UNIX操作系统一样 Linux操作系统将独立的文件系统组合成了一个层次化的树形结构 并且由一个单独的实体代表这一文件系统 Linux将新的文件系统通过一个称为 挂装 或 挂上 的操作将其挂装到某个目录上 从而让不同的文件系统结合成为一个整体 Linux操作系统的一个重要特点是它支持许多不同类型的文件系统 Linux系统能支持多种目前流行的文件系统 如EXT2 EXT3 FAT FAT32 VFAT MINIX和ISO9660 虚拟文件系统 VitualFileSystem VFS 藏了各种硬件的具体细节 把文件系统操作和不同文件系统的具体实现细节分离开来 为所有的设备提供了统一的接口 VFS提供了多达数十种不同的文件系统 20 4 实用工具标准的Linux系统一般都有一套称为实用工具的应用程序集 包括文本编辑器 编程语言 X Window 办公套件 Internet工具和数据库等 实用工具可以分为如下三类 编辑器 用于编辑文件 主要有Ex Ed Vi Vim和Emacs等行编辑或全屏编辑器 过滤器 用于接收数据并过滤数据 Linux过滤器读取从用户文件或其他输入 检查和处理数据 然后输出结果 从而过滤了数据 交互程序 用户与机器的接口 Linux是一个多用户程序 必须与所有用户保持联系 允许用户发送消息或接收其他用户的消息 消息的发送有一对一方式和一对多的广播通信两种方式 21 5 Linux的版本Linux的版本分为内核版本和发行版本两种 内核版本Linux的核心就是其内核 它是运行程序和管理磁盘和打印机等硬件设备的核心程序 提供了一个在裸机与应用程序之间的抽象层 内核的主要功能包括进程管理 内存管理 配置和管理虚拟文件系统 提供网络接口及支持进程间的通信 用 uname r 命令查看内核版本 其格式为 major nimor patch build descr 最新的红帽子RHEL6 5的内核版本号为3 10 0 123 el7 x86 64 major为主版本号 一般只有结构性变化时才变更 minor为次版本号 新增功能时才变更 一般奇数表示开发版 偶数表示稳定版 patch表示对次版本的修订次数或补丁包数 build表示编译次数 descr表示当前版本的特殊描述信息 22 Linux的发行版本只有内核而没有应用软件的操作系统是无法使用的 一个完整的操作系统不仅具有内核 还包括一系列为用户提供各种服务的外围应用程序 许多个人 组织 社团和企业开发了基于GNU Linux的发行版 他们将Linux的内核 源代码和外围应用软件及文档包装起来 提供一系统的安装界面 系统设置和管理工具来构成一个完整操作系统的发行版本 distribution Linux发行版本大体上可以分为两类 一类是商业公司维护的发行版本 最流行的发行版本套件有红帽子RedHat SUSELinux Ubuntu 乌班图 红旗Linux等 23 任务3Linux操作系统的安装实训 1 安装VMware虚拟机1 VMware介绍VMware是一个 虚拟PC 软件公司 提供服务器 桌面虚拟化的解决方案 是全球桌面到数据中心虚拟化解决方案的领导厂商 总部设在美国加利福尼亚州帕罗奥多市 VMware最著名的产品为ESX服务器 安装在裸服务器上的强大server 系列产品升级更名为vSphere系列 最新产品为vSphere5 5 VMware第二大产品为VMwareWorkstation虚拟机 它是一个在Windows或Linux计算机上运行的应用程序 模拟一个基于x86的标准PC环境 最新的版本是VMwareWorkstation11 VMWare提供了三种工作模式 它们是bridged 桥接模式 NAT 网络地址转换模式 和host only 主机模式 24 2 VMware虚拟机安装和配置 图1 5加载VMwareWorkstation11 25 欢迎使用VMwareworkstation安装向导 画面 如图1 6所示 图1 6欢迎使用VMwareworkstation安装向导 确认 许可协议 画面如图1 7 用户只有选择 我接受许可协议中的条款 单选按钮后 才可以单击 下一步 按钮继续 26 图1 7VMware许可协议 选择安装类型对话框如图1 8所示 VMware有 典型 和 自定义 两种安装类型 一般选择 典型 安装 单击 下一步 按钮继续 27 出现 选择安装文件夹 对话窗口 如图1 9所示 用户可以按默认把VMware安装于 C ProgramFiles x86 VMware VMwareWorkstation 文件夹 也可以单击 更改 按钮自己选择安装文件夹 这里单击 下一步 按钮进行默认安装 图1 8VMware安装类型 图1 9选择VMware安装文件夹 28 安装过程按向导提示一步一步地进行 很简单 这里不在赘述 安装程序自动复制所需的文件 并执行后继安装任务 期间还要输入产品密钥 并最后完成安装 如图1 14所示 安装完成后 在桌面上会出现VMwareWorkstation图标 双击该图标启动VMwareWorkstation 出现如图1 15所示的虚拟机窗口 图1 14完成安装向导 图1 15虚拟机窗口 29 3 在VMWare中创建虚拟机图1 15所示的VMwareWorkstation窗口中单击 创建新的虚拟机 图标或者选择 文件 新建虚拟机 菜单命令 弹出 欢迎使用新建虚拟机向导 对话框 如图1 16所示 图1 16欢迎使用新建虚拟机向导 30 选择虚拟机的兼容性 按默认在硬件兼容性下拉列表中选择Workstation11 0选项 如图1 17所示 图1 17欢迎使用新建虚拟机向导 31 选择 安装客户机操作系统 对话框 其中有 安装程序光盘 安装程序光盘镜像文件 ISO 和 稍后安装操作系统 三个选项 如图1 18所示 在此选择 稍后安装操作系统 单选按钮 图1 18安装客户机操作系统 32 选择客户机操作系统 对话框中 选择Linux单选按钮 在 版本 下拉列表框中选择 RedHatEnterprise664位 选项 如图1 19所示 图1 19选择客户机操作系统 33 命名虚拟机 对话框中 输入虚拟机名称RHEL6 5 并选择虚拟机的存储位置 单击 浏览 按钮 选择位置为 E redhat RHEL6 5 并单击 下一步 按钮 如图1 20所示 图1 20命名虚拟机 34 如图1 21所示的 指定磁盘容量 对话框中 可以设置虚拟机最大磁盘大小 单位为 GB 并设置虚拟磁盘存储为单个文件或者拆分为多个文件 用户可以根据实际情况来设置虚拟机的磁盘大小和文件存储种类 这里设置为40GB 并设置存储虚拟机为单个文件 方便复制虚拟机 图1 21指定磁盘容量 35 出现 已准备好创建虚拟机 对话框 其中显示出了已经设置的虚拟机配置情况 如图1 22所示 单击 完成 按钮来完成虚拟机的创建工作 图1 22已准备好创建虚拟机 36 完成虚拟机如图1 23所示 点击 开启此虚拟机 选项来运行此虚拟机 图1 23虚拟运行窗口 37 如图1 23所示的窗口单击 编辑虚拟机设置 选项 在弹出的 虚拟机设置 窗口中选择 硬件 选项卡 在 设备 中选择 CD DVD 选项 在 连接 选项区域选择 使用ISO映像文件 单选按钮 单击 浏览 按钮选择RHEL6 5的镜像文件 如图1 24所示 图1 24虚拟机设置窗口 38 2 Linux磁盘分区 1 磁盘分区简介 若把整个磁盘比作一座房子 则磁盘分区就相当于房子里的房间 一般磁盘要划分出若干个磁盘分区来 Linux磁盘分区有主分区 扩展分区和逻辑分区3种类型 主分区主要用于操作系统的引导 一块磁盘最多可以划分出4个主分区 逻辑分区的引入是为了解决只能划分4个主分区的问题 只有当主分区的数量小于4个时才可以创建扩展分区 且一块磁盘只能有一个扩展分区 扩展分区是不能用于存储数据的 只有在扩展分区中划分逻辑分区才能存储数据 Linux中大多数计算机硬件都是以文件的形式来进行管理 在 dev目录中 以hd开头的设备表示IDE硬盘 以sd开头的设备表示SCSI硬盘 设备名的的第三个字母若为a表示第一块硬盘 b表示第二块硬盘 以此类推 硬盘的分区则用数字来表示 1 4表示主分区或扩展分区 从5开始表示逻辑分区编号 例如 dev sda1表示第一块SCSI硬盘的第一个分区 39 2 Linux硬盘分区方案 Linux系统安装默认的主要目录如下 根目录 Linux下的所有内容都从根目录开始 boot Linux的引导目录 存放系统的启动文件和一些内核文件 root Linux超级用户root用户的家目录 etc Linux系统配置文件的存放目录 home Linux普通用户的家目录 每个普通用户的配置文件 桌面及相关数据都存放在该目录下相应用户名下 dev Linux下设备文件存放目录 bin Linux下一般用户使用的命令文件存放的目录 sbin 此目录存放只有超级用户root能够使用的命令文件 usr 系统默认安装软件的位置 相当于Windows的ProgramFiles目录 lib Linux系统的库文件目录目录 var Linux系统用于存放一些经常变化的文件如系统日志 电子邮件等 media 某些版本的Linux使用此目录来挂载CD DVD等移动媒介 opt 第三方面可选工具的安装目录 tmp Linux系统的临时文件存放目录 lost found 存放系统意外关机或崩溃时产生的碎片文件 40 在安装RHEL6 5时 需要在硬盘上建立Linux分区 通常情况下 至少要为Linux建立以下两个分区 1 分区 根分区 一台Linux只有一个根目录 Linux将大部分的系统文件和用户文件都保存在根分区上 一般根分区要足够大 2 swap分区 交换分区 该分区是Linux用来实现虚拟内存功能 一般大小为计算机物理内存的2倍 但物理内存大于1GB时 该分区为1GB就够了 Linux安装完成后 会在根分区中创建出许多系统默认的目录 如 boot root dev 及 home等 而把硬盘划分出来的分区当成目录使用 利用mount挂载命令把分区挂载到称为挂载点的目录下才可以使用 假设虚拟机有一个40GB的SCSI硬盘 即 dev sda 虚拟机的内在1024MB 则我们把磁盘分出 根分区为20GB swap分区为2048MB 另外划分出一个10GB的主分区 dev sda2 用于挂载 home分区 剩下的10GB未划分空间备用 可用于磁盘分区练习和磁盘配额练习 41 3 多重启动和GRUB GRUB GrandUnifiedBootLoader 是一个多重操作系统启动的引导程序 很多时候一台计算机中会安装多个不同的操作系统 GRUB可以在多个操作系统共存时让用户选择引导哪个系统 从而实现多个操作系统的多重启动 GRUB是一个功能强大的多系统引导程序 专门处理Linux与其他操作系统的多重引导问题 它支持大硬盘 开机画面和菜单式选择 能够引导Linux Windows Solaris OS 2等多种操作系统 在开机后出现GNUGRUB 证明安装Linux系统时已经安装了GRUB 如果有的版本的Linux没有安装GTUB 则可以用如下命令来安装 42 4 安装基础RedHatEnterpriseLinux6 5操作系统 1 启动虚拟机 开始安装Linux 在虚拟窗口中 单击 开启此虚拟机 选项来运行此虚拟机 系统自动从光盘启动Linux安装光盘 出现如图1 26所示的Linux安装界面 图1 26Linux安装界面 43 2 选择安装方式 有5个安装选项 Installorupgradeanexistingsystem Installsystemwithbasicvideodriver Rescueinstalledsystem Bootfromlocaldrive和Memorytest 这里选择Installorupgradeanexistingsystem选项开始安装 经过初始化后出现如图1 27所示的测试媒介的界面 图1 27是否检测磁盘媒介界面 44 3 选择安装语言 并设置键盘布局 按Tab键 选择Skip按钮来跳过媒介检查 在欢迎界面 进入图形化安装向导安装阶段 单击Next按钮 出现如图1 29所示的选择安装语言界面 选中 ChineseSimplified 中文 简体 选项 则以后的安装向导界面就都是中文显示了 单击Next按钮 出现如图1 30所示键盘布局界面 接下来的键盘布局窗口 一般选择 美国英语式 单击 下一步 按钮继续 图1 29选择安装语言界面 45 图1 30键盘布局界面 46 单击 是 忽略所有数据 按钮 进入 设置主机名 对话框如图1 32所示 输入主机名或者按默认名 localhost localdomain 这里按默认设置 单击 下一步 按钮 出现图1 33的设置时区对话框 在中国一般选择 亚洲 上海 4 设置主机名和时区 图1 33设置时区界面 图1 32设置时区界面 47 5 设置根口令 设置根口令界面中 输入超级用户root的密码 两次输入必须一致 如图1 34所示 图1 34设置根口令界面 6 选择安装类型 在RHEL6 5中提供了五种可选的安装类型 如图1 35所示 这里选择 创建自定义布局 单选按钮 并单击 下一步 按钮来创建分区 图1 35选择安装类型界面 48 7 创建分区 规划的分区如下 swap交换分区大小为2GB boot启动分区大小为200MB 根分区大小为10GB home分区大小为20GB 如图1 40所示 剩余8G作为备用 用于磁盘限额和备份 图1 37生成存储界面 49 图1 38创建启动分区界面 图1 39创建交换分区界面 图1 40创建家分区界面 50 提示格式化分区警告 确定格式化后 出现如图1 41所示的安装引导装载程序的对话框 在RHEL6 5中内置的引导程序就是GRUB 一般情况下 按默认把GTUB安装在主引导记录MBR即可 此外 若选中 使用引导装载程序密码 复选框 还可以给引导程序加密码 这里保留默认设置 单击 下一步 按钮 8 设置引导装载程序 图1 41