Linux私房菜笔记

1.磁盘分区

      在Linux系统中，每个装置都被当成一个文件来对待，正常实体机使用/dev/sd[a-p]的磁盘文件名，而在虚拟机环境下，为了加速，可能会使用/dev/vd[a-p]，由Linux核侦测到磁盘的顺序来决定磁盘名。
       磁盘的组成主要有磁盘盘、机械手臂、磁盘读取头与主轴马达，数据的写入是在磁盘盘面上，盘面可以分出扇区和磁道，扇区物理大小可分为512bytes和4Kbytes，而所有磁盘盘的同一磁道称为磁柱。

1.1MBR分区

​ MBR在磁盘第一个扇区用512bytes来处理开机管理程序(446bytes)与分区表(64bytes)，64bytes的分区表最多仅有4组记录区，记录了该区段的起始与结束的磁柱号码，4组分区信息主要称为主要或延伸分区槽，分区槽最小单位为磁柱，如果要四个以上分区，则需要通过延伸分区槽使用额外扇区来记录分区信息，通过延伸分区槽继续切出来的分区槽称为逻辑分区槽。

• 主要分区槽和延伸分区槽最多可以有四个，延伸分区槽最多一个；
• 逻辑分区由延伸分区持续切割出来的分区槽；
• 能够被格式化后，作为数据存储的分区槽为主要分区与逻辑分区，延伸分区无法格式化，由于延伸分区起始扇区被用于逻辑分区表管理，如果延伸分区被破坏，所有逻辑分区将被删除；
• 由于每组分区表仅有16bytes，所有无法记录大于2.2TB以上的磁盘容量，且仅有一个区块，被破坏后很难救援；

1.2GPT分区

​ 将磁盘所有区块以逻辑区块地址(Logical Block Address,LBA，预设为512bytes)来规划，使用34个LBA区块来记录分区信息，并使用磁盘的最后33个区块做备份。

• LBA0(MBR兼容区块)：分为446bytes的开机管理程序区块和标志GPT分区区块；
• LBA1(GPT表头记录)：记录分区表本身的位置和大小、备份用到的GPT分区放置的位置以及分区表校验机制码(CRC32)，可以根据校验码判断GPT是否正确和通过记录区取得备份GPT来恢复运作；
• LBA2-33(实际记录分区信息)：每个LBA可记录4笔分区，所以默认情况下总共可以有4*32=128笔分区记录；每笔分区记录分别提供了64bits记录开始/结束扇区号码；

比较项	传统BIOS	UEFI
使用程序语言	汇编	C
硬件资源控制	使用中断(IRQ)管理,不可变的内存存取,不可变的输入/输出存取	使用驱动程序与协议
处理器运作环境	16位	CPU保护模式
扩充方式	透过IRQ连接	直接加载驱动程序
第三方厂商支持	较差	较佳可支持多平台
图形化能力	较差	较佳
内建简化操作系统前环境	不支持	支持

2.开机流程

1）BIOS搭配MBR/GPT的开机流程
       计算机系统在开机时会主动执行的第一个程序也就是BIOS，BIOS会分析计算机里有哪些存储设备，并依据设定取得开机的硬盘，到该硬盘里面去读取第一个扇区的MBR位置中的开机管理程序(boot loader)，boot loader的主要任务有：

• 提供选单：用户可以选择不同的开机项目，也是多重引导的重要功能；
• 载入核心文件：直接指向可开机的程序区段来开始操作系统；
• 转交其他loader：将开机管理功能转交给其他loader负责，bootloader除了可以在MBR之外，还可以安装在每个分区槽的启动扇区；

2）UEFI搭配GPT的开机流程： 与BIOS直接了解CPU以中断方式管理硬件资源比较，UEFI使用轮询方式，且UEFI不提供快取功能，不过加载所有的UEFI驱动程序后，会开启一个类似操作系统的shell环境来执行任意的UEFI应用程序。UEFI加入了安全启动装置(secure boot)，代表即将开机的操作系统必须要被UEFI所验证，否则无法顺利开机。

3.系统目录树结构

       最重要的是根目录，用斜线'/'表示，而文件系统与目录树通过挂载关联，利用一个目录作为进入点，将磁盘分区槽的数据放置在该目录下。

• /bin：存放最常使用的命令；
• /boot：存放启动Linux时使用的核心文件，包括镜像文件以及连接文件；
• /dev：存放Linux的外部设备，在Linux中访问设备的方式和访问文件的方式是相同的；
• /etc：存放所有系统管理所需的配置文件和子目录；
• /home：用户主目录；
• /mnt：为了用户临时挂载别的文件系统；
• /root：该目录为系统管理员，也称作超级权限者的用户主目录；
• /srv：存放服务启动之后需要提取的数据；
• /usr：存放用户的应用程序和文件，类似于windows下的program files，/usr/bin存放用户使用的应用程序，/usr/src则是内核源代码默认的放置位置；
• /var：存放不断扩张的东西，习惯将经常被修改的目录放在这个目录下，包括各种日志文件；

4.文件权限与目录管理

用户与用户组：Linux一般将文件可存取的身份分为三个类别，分别是owner/group/others;账号信息记录在/etc/passwd文件内，密码记录在/etc/shadow文件下，所有组名记录在/etc/group内。

4.1文件属性

drwxr-xr-x     2    root  root 4096  Dec 14  2018  bin  
[    权限   ][连接][所有者][群组][大小][  修改日期   ][档名]

①文件权限

​ Linux对不同的用户访问同意文件的权限做了不同的规定，每个文件的权限属性对应其属性的第一栏，由下图所示的10个字符来确定：

• Linux中第0位代表这个文件的类型：[d]代表目录；[-]代表文件；[l]代表连接文档；[b]代表装置文件里可供存储的借口设备(可随机存取装置)；[c]代表装置文件里的串行端口设备，如键盘、鼠标(一次性读取装置)
• 第1-3位确定文件所有者拥有该文件的权限；
• 第4-6位确定所有者同组用户拥有该文件的权限；
• 第7-9位确定其他用户拥有该文件的权限；

       其中，(1，4，7)表示读权限，用'r'表示，如果是'-'，则没有权限；(2，5，8)表示写权限，用'w'表示，如果是'-'，则没有权限；(3，6，9)则表示可执行权限，用'x表示'，如果是'-'，则没有权限。

②连接

​ 第二栏表示有多少档名连接到此节点(i-node)；

4.2修改文件属性与权限

• chgrp [-R] 组名 文件/目录名：改变文件所属群组，[-R]选项递归变更，连同此目录下的所有文件、目录都更新群组，群组名必须存在；

• chown [-R] 账户名称/账户名称：组名 文件名/目录 ：改变文件所有者，还可以同时修改组名；

• chmod [-R] xyz 文件/目录名：改版文件的权限，xyz为三种权限的rwx分数相加，r=4，w=2，x=1；或者使用如下所示命令，u,g,o,a分别代表user,group,other和所有人，+-=分别是对权限的增加删除以及设定，rwx则是具体操作的权限；

  chmod + (ugod) + (+-=) + (rwx) + (文件或目录名)
  

4.3目录与文件的权限意义

①文件的权限

• r(read)：可读取此文件的实际内容；
• w(write)：可以编辑、新增或者修改该文件的内容，但不含删除该文件；
• x(eXecute)：具有被系统执行的权限，执行与否跟档名没有绝对关系；

②目录的权限

• r(read contents in directory)：表示具有读取目录结构列表的权限，可查询该目录下的文件名数据；
• w(modify contents of directory)：表示具有改的目录结构列表的权限：建立新的文件/目录；删除已存在的文件/目录(无论该文件的权限如何)；将已存在的目录/文件改名；搬移该目录内的文件、目录位置；
• x(access directory)：表示用户能否进入该目录成为工作目录；