1 计算机系统

1.1 基本原则

硬件——CPU + 内存 + 外设

软件——系统软件 + 应用软件

冯诺依曼体系结构——运算器+控制器+存储器+输入+输出

其中CPU=运算器+控制器

8bit = 1byte（字节）

1.2 关于服务器

服务器server是计算机的一种！

服务器硬件组成=CPU + 主板 + 内存 + 硬盘 + 网卡 + 其他硬件

机架式Rack服务器（统一标准制作）宽度19英寸高度单位为U

1U=1.75英寸=44.45mm分为1U、2U、3U、4U、5U、7U（主流为2U、4U）

机架总高度一般为42U（约2m）

服务器的CPU一般使用Intel Xeon（至强）

手机CPU一般使用高通骁龙/华为麒麟

1.2.1 中央处理器CPU

按照CPU的体系架构可分为：

非x86服务器RISC：价格昂贵、体系封闭、稳定安全（精简指令集）

全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构（典型的精简指令集微处理器）

x86服务器CISC：便宜、兼容性好、稳定性较差（复杂指令集）包括Intel、AMD

之所以称为X86，是因为最早Intel的CPU型号是8086，后来出现了80286，80386，80486，80586等，所以之后的Intel和其兼容的厂商的生产CPU都称为X86 CPU为了区别，一般将64位的CPU称为X86-64不同厂商称呼有所不同，AMD 64，x86-64，x64都指的是基于X86的64位CPU

主要性能指标：

主频是CPU的时钟频率，是CPU运算时1秒内发生的同步脉冲数

高速缓存高速交换的存储器

内存总线速度

地址总线宽度

1.2.2 主板mainboard

一般为矩形电路板，安装了组成计算机的主要电路系统

提供插槽——插入内存、硬盘、CPU

1.2.3 内存RAM

是CPU进行高速运算时存放数据的临时场所（一种高速集成电路）

是CPU能够直接寻址的存储空间，特点是存取速度快

计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的（关键性）

外存：硬盘、光盘、U盘内存(RAM)断电后数据丢失！外存(ROM)可以断电保存！

内存带宽：内存与芯片之间的数据传输率（基本单位为字节byte）

内存带宽 = 内存总线频率 x 数据总线位数 / 8

单通道DDR内存带宽计算：DDR4-4000 : 4000MHz x 64bit/8=32000Mb/s（理论值）双通道则为2倍！

出现多位错或物理故障时，保证系统仍然正常运行的办法：

在线备用内存技术（由备用内存接替工作）

内存镜像（数据同时写入两个镜像的内存区域）

1.2.4 硬盘

机械硬盘（损坏可恢复）信息存储在盘片中、读写头为磁头、高速马达、固定转速

容量——MB/GB/TB

转速——单位为rpm，每分钟转速

传输速率——读写速率，MB/s

缓存——为了解决系统前后级读写速度不匹配的问题（提速）

硬盘接口类型（家用）SATA接口——提高速率、支持热插拔（服务器）SAS接口——兼容SATA

固态硬盘（损坏不可恢复）泛指使用NAND flash组成的固态硬盘

无机械结构，以区块写入和抹除的方式来进行读写

读写速度快！性能稳定！价格高、容量小

改进思路：把数据放进缓存，大大提升处理速度（缓存为王）

1.2.5 网卡

服务器都在主板上集成了网卡，传输速率为1Gbps，即千兆网卡

特殊应用需要用到高端网卡，如光纤网卡。。。速度可达10Gpbs、20Gbps，即万兆网卡

1.2.6 阵列卡Raid

用来实现RAID的建立和重建，检测修复多位错误，错误磁盘自动检测

RAID芯片使得CPU的资源得以释放

把若干磁盘按照一定要求组成一个整体（一个由阵列控制器管理的系统）

此卡用来提高磁盘子系统的性能及可靠性

性能参数：

支持的RAID级别

阵列卡缓存

电池保护

1.2.7 各种硬件处理速度

总体性能短板的影响因素：综合CPU、网卡、内存、硬盘

各个处理能力取最低值（木桶效应）

因此硬盘读写速率成为性能瓶颈！

各种硬件处理速度CPU > 缓存 > 内存 > 固态硬盘 > 机械硬盘

2 操作系统（operating system）

2.1 基本概念

操作系统本质是一个软件，为了实现一些通用的目的

包括：硬件驱动/进程/内存/网络/安全/文件的管理

2.1.1 OS分类

服务器OS——windows server，centOS，RHEL，AIX

桌面OS——Windows 10，Mac OS，Fedora

移动设备OS——Andriod，IOS，AliOS

2.1.2 接口（interface）

用来连接两个东西、信号转换、屏蔽细节

用户——应用软件——操作系统——硬件

两部分之间的交互通过不同的接口(interface)来实现

操作系统一般提供两个重要接口来满足用户基本使用需求

1.命令行：由一个名为shell的终端程序提供，底层实质是调用一些OS提供的函数

2.窗口界面：通过编写的窗口程序接收来自操作系统消息队列的一些键鼠动作，进而做出一些响应

开发接口标准：

ABI=应用程序二进制接口——描述app与OS之间的底层接口，允许编译好的目标代码在使用兼容ABI的系统中无需改动就能运行

API=应用程序开发接口——定义了源代码和库之间的接口，表示在调用某个特定功能时需要遵守的规范

运行程序的格式（在不同OS中不一样）Windows：.exe，.dii，.libLinux：ELF，.so，.a

POSIX（可移植的操作系统接口）IEEE在操作系统上定义的一系列API标准

2.1.3 用户态/内核态

计算机硬件资源都是由OS内核进行管理，为保证OS的安全与稳定，将程序执行的状态分为不同级别，为0~3

0是内核态，具有最高权限，能访问所有数据

3为用户态，只能执行一些特定的指令

2.1.4 系统调用(system call)

由OS内核提供的一系列函数，让开发者实现非一般性使用需求。属于一种特殊的函数调用

2.1.5 用户空间/内核空间

用户空间：User space用户程序的运行空间，处在隔离区，用户程序崩溃不会影响内核只能执行简单运算，不能直接调用系统资源，必须通过系统调用向内核发出指令

内核空间：Kernel space是Linux内核的运行空间可以执行任何命令、调用一切系统资源

2.1.6 编程语言

低级语言机器语言：0 1

汇编语言：与机器语言一一对应，与硬件相关的特有代码、驱动程序开发

中级语言（C语言）系统级应用、驱动程序

高级语言java，python，go，php，C#，objective-C应用级程序开发

2.2 服务器操作系统

三大主流：Windows、Linux、Unix

Linux操作系统是什么：

完整的类UNIX操作系统： Linux内核 + GNU工具 = Linux/GNU

比如：CentOS,Ubuntu,Android

Linux是一个开源内核，套上不同的外壳可以有许多不同的版本在此主要学习CentOS(redhat公司社区版)，Ubuntu(debian公司)

2.2.1 Linux内核

Linux内核版本组成部分：主 . 次 . 末 - 打包 . 厂商

打包版本号：表示编译次数

厂商版本号：表示适用于哪个OS

2.2.2 Linux发行版本

发行版的名称和版本号由该发行版的维护者决定

RedHat Enterprise Linux 7.5（Enterprise表示企业版）由红帽公司发布

2.2.3 开源 Open Source

表示软件和源代码提供给所有人，能修改和创建衍生作品

2.2.4 Linux哲学思想

一切皆为文件（包括硬件）

小型、用途单一的程序

链接各个程序共同完成复杂的任务

避免复杂的用户界面

配置数据存储在文本中

Linux安装与基本操作

1 Linux安装前准备

打开虚拟化功能（有些品牌CPU默认关闭此功能）

在很多家用台式机和笔记本电脑上，虚拟化功能默认是关闭的，再要打开后才能使用Vmware等虚拟化软件，否则会报错

2 Linux目录结构

只有一个根目录 / 至少有一个分区与根目录关联

/Users 用户

/home

/boot 启动相关

/proc 内存（虚拟目录）

/var/log 日志信息

/tem 临时

/etc 注册表

/dev 设备

硬盘分区在/dev目录之下，按顺序命名为sda、sdb、sdc...

为了访问其中存放的文件，需要将每个分区关联到某个确定的文件夹（即为挂载mount），以此获得一个路径

磁盘分区类型：

GPT：只支持主分区（安装OS）

MBR：

主分区：多个主分区只会有一个处于激活（安装OS时系统自动寻找激活的主分区）

扩展分区：一个硬盘最多一个，不能直接存数据逻辑分区（扩展分区内的小块）：可存放数据

主分区加上扩展分区最多只能有4个，扩展分区细分成逻辑分区数目不限

多个主分区的命名：/dev/sda1、/dev/sda2（数字1/2不需要强制排序）

扩展之下的逻辑分区命名：/dev/sda5、/dev/sda6 （强制从5开始，因为主分区+扩展最多排到4）

3.1.2 分区策略（推荐）

/dev/sda 200G（磁盘总空间）

/dev/sda1 mount /boot 1G （主分区1挂载到boot目录，分配1G空间）

挂载的目标文件夹称为挂载点mount point

/dev/sda2 mount / 100G（根目录分配100G）

/dev/sda3 mount /data 50G （测试与练习分配50G）

/dev/sda4 extend 50G （只剩一个，先分为扩展分区，再分逻辑分区用于其他）

在Windows中可以在磁盘上划分一块储存空间，在RAM不足时临时应急使用，称之为虚拟内存
同理，在Linux中也存在类似的思路，不同之处在于Linux使用一个分区来实现，称之为swap分区
与设备挂载不同，swap是一个特殊分区，用于实现虚拟内存，但swap也需要一个分区序号，
为了不占用主分区名额，先将剩余空间全部分配给扩展分区，然后使用/dev/sda5 作为swap的使用空间（这是人的思路）

实际安装向导中，直接分配swap的大小，然后系统会自动将其分配为sda5！！！

/dev/sda5 swap 4G 此处不是挂载，不需要 /

swap一般情况取值为自身物理内存的1.5或2倍（内存不足时的思路）

3 使用虚拟机进行安装

在C盘新建VMs文件夹，子目录分别建好对应的不同版本OS

VMware开始创建虚拟机：

向导安装来源：选择稍后安装（若选择映像文件就直接默认自动安装了）

选择所需的OS版本

名称改为对应版本名，位置存放在第一步设置的文件夹

设置磁盘大小，此处选择200G勾选，将虚拟磁盘存储为单个文件

完成

调整硬件设置：

点击CD/DVD，使用ISO映像文件，选择下载好的文件进行关联

CentOS6.10内存分配1G

CentOS7.6内存分配2G

Ubuntu内存分配2G

各个CPU核心数量也可适当增加，设置为双核

4 各系统安装详细步骤

CentOS 6.10

开机，进入光盘加载页面

选择第一行进入，进入安装界面，等待

提示：是否需要测试，OK > Test 等待 > 显示Success > OK

提示光盘是否插入，右下角光盘图标，右击选择连接 > OK > continue

进入安装向导界面 > Next > 选择语言(English) > 选择键盘布局(默认U.S. English)

what type of devices will you installation involve？ > 默认第一行（Basic storage devices本地硬盘）

弹出Warning，检测到200G硬盘，选择yes，discard any data（初始化所有数据）

设定主机名 Hostname：centos6.localdomain左下角configure network点击进入，点击默认网卡eth0，右侧点击Edit编辑，勾选自动连接 > apply

按ctrl+alt+F2切换到命令行界面，输入ifconfig查看Internet是否已经连接（if=interface接口）若已经连接，在Windows的cmd界面用ping命令检测可用性按ctrl+alt+F6回到安装界面

选择时区，下拉选择上海Asia/Shanghai，左下角的勾选需要取消掉！不使用UTC时区

为root用户设置密码

which type of installation would you like？此处我们选择自定义分区策略，为最后一项，Creat custom layout

选择sda硬盘，单击create，选择standard partition（标准分区），文件系统默认ext4选择mount point挂载点：首先给根目录100G，默认单位是MB，因此填写102400， > OK

重复操作，设置好/boot、/data

设置虚拟内存：直接选择文件系统为swap，分配内存即可
1=若想查看当前系统的RAM，如何查看？
直接右击VMware标签页查看属性即可
2=如果是物理电脑又应该如何查看？
按ctrl+alt+F2切换到命令行界面，输入 cat /proc/meminfo执行（centos7直接用free，此处mem=memory，info=information）

然后shift+pgup向上翻页可看到MemTotal=即为内存总大小

按ctrl+alt+F6回到安装界面，设置好swap的大小 > next

设置之后发现系统自动设置 swap 为 sda5 > next

格式化警告 Format warning ，点击format确定格式化弹窗点击write changes to disk > 真正开始分区输入 cat /proc/partitions执行，查看分区状态

分区完成之后 > next > 选择工作场合 > 默认选择desktop（工作中选择最小化minimal）最下面选择右边customize now（定制） > next

选择desktops > 右侧勾选KDE desktop > next

开始安装，时间等待 > > > > > 安装完成 > 点击重启reboot

重启完成 > 初次启动的初始化设置 > forward > license> forward

创建用户 > 输入用户名和密码 > 提示密码太简单 > YES > 时间设置 > forward

提示kdump无法启用 > 继续 > finish > 安装完成！

！！！！！！！刚装好的系统，设置快照作为备份

CentOS 7.6（安装之前确保内存足够）

开机 > 选择第二项，测试并安装（默认值）。。。等待

进入向导 > 选择语言和键盘 > 默认值English

设置日期东八区上海

安装资源选择默认值

软件选项选择GNOME Desktop（默认值最小化，用于实际工作）

选择安装目标（分区）先在下方勾选 I will configure partitioning > Done > 下拉框选择标准分区点击 + 开始挂载 各个文件夹并分配内存（默认格式xfs）

swap可直接选择分配，若不知道物理内存，centos7可直接使用 free 命令查看mem空间，

设置完成后单击Done > accept > 设置KDUMP取消勾选（禁用内核分析）

network设置 > 默认OFF禁用网卡，点击打开ON，即可显示IP，左下角设置主机名 > apply > done

检查无误 > > > 右下角begin installation开始安装

设置root密码 > done > 创建普通用户 > 起名 > 不设置管理员 > 密码 > done > 等待 > > > > >

安装完成 > 点击重启reboot > > > > > > >

设置license > 下方勾选接受 > done > 设置network > 前期已完成，无需修改 > done > finish

等待完成 > > > 设置快照

Ubuntu1804（全程键盘操作）

开启虚拟机向导，选择典型 > 稍后按照操作系统 > 选择下拉框ubuntu64位 > 修改名字与安装路径

设置硬盘200G，单个文件 > 自定义硬件

选择DVD设置映像文件路径 > 完成

确定光盘映像文件已经选择好

工具栏绿色三角开机 > 选择语言English > 版本选择第一项 > 语言English > 国家选择other > 地区选择Asia > China > 选择locales（语言字符集）united states > 是否检测键盘 NO > 键盘English >English（US）

设置hostname > Ubuntu1804

设置新的用户（root默认不允许登录）> 输入密码 > 确认密码 > 简单密码确认 > > > 等待设置clock

选择时区

磁盘管理 > 选择最下方manual > 选择设置好的硬盘 > 下一步yes > 选择sda > yes > 选择free space

开始分区 > create a new partition > 填写分配的内存 > 选择primary（主分区） > begin > 选择第二行挂载点 > done setting > 完成一个盘的挂载

依次完成 / /boot /data （100+1+50），其中/data需要手动输入目录名

最后swap也是先输入内存大小 > 选择logical > 选择第一行swap area > done setting > finish partitioning在Ubuntu中进入命令行是C+A+F2，返回界面是C+A+F1

写入修改左下角yes > > > > > 配置package manager 直接continue > > > >

选择更新选项 > 拒绝自动更新 > 软件选项 勾选最下方Open SSH server 按空格键确定> >

是否安装GRUB 引导程序 > yes > > > 安装结束，是否重启 yes > > > 设置快照

备份很重要！

退出VMware，进行各个OS的彻底备份：

将各个文件夹直接复制到另一个盘！！！！！

Linux基础与安装