LFCA: Понимание операционной системы Linux – Часть 1

Linux Foundation представил новую предпрофессиональную ИТ-сертификацию, известную как Linux Foundation Certified IT Associate (LFCA). Это новая сертификация начального уровня, направленная на тестирование фундаментальных ИТ-концепций, таких как базовые команды системного администрирования, облачные вычисления, безопасность и DevOps.

LFCA: обзор и план курса

Вот краткое описание компетенций и областей, которые LFCA будет проверять:

Основы Linux 20%

Операционная система Linux. Часть 1.
Команды управления файлами – Часть 2
Системные команды Linux – Часть 3
Общие сетевые команды – Часть 4

Основы системного администрирования 20%

Управление пользователями Linux – часть 5
Управление временем и датой в Linux – часть 6
Управление программным обеспечением в Linux – часть 7
Мониторинг основных показателей Linux – часть 8
Базовая сеть Linux – часть 9
Двоичные и десятичные числа в Linux – часть 10
LFCA: Изучите классы диапазона сетевой IP-адресации – Часть 11
LFCA: Изучите основные советы по устранению неполадок в сети – часть 12

Основы облачных вычислений 20%

Изучите основы облачных вычислений – часть 13
Изучите доступность, производительность и масштабируемость облака. Часть 14.
LFCA: Изучите бессерверные вычисления, преимущества и подводные камни – Часть 15
LFCA: Изучите затраты на облако и бюджетирование – Часть 16

Основы безопасности 16%

Основные советы по безопасности для защиты системы Linux – часть 17
Полезные советы по защите данных и Linux – часть 18
Как улучшить сетевую безопасность Linux – Часть 19

Основы DevOps 16%

Поддержка приложений и разработчиков 8%

Обзор сертификации LFCA

Сертификация LFCA дает фундаментальные знания по основным командам управления системой и файлами, сетевым командам и устранению неполадок, концепциям облачных вычислений, безопасности данных, включая системную и сетевую безопасность, а также основам DevOps.

Как только вы хорошо освоите фундаментальные концепции и сдадите экзамен LFCA, вы сможете начать работу с LFCS (Linux Foundation Certified Sysadmin), который представляет собой сертификацию среднего уровня, а затем продолжить обучение LFCE ( Сертифицированный инженер Linux Foundation).

Экзамен LFCA представляет собой экзамен с несколькими вариантами ответов и стоит 200 долларов США. Оно проводится онлайн, при этом удаленный наблюдатель будет следить за вами через веб-камеру на протяжении всего заседания. После сдачи экзамена вам будет вручен значок LFCA и сертификат, действительный в течение 3 лет.

Основы Linux

В этом первом разделе мы рассмотрим следующие главы:

Операционная система Linux. Часть 1.
Команды управления файлами – Часть 2
Системные команды Linux – Часть 3
Общие сетевые команды – Часть 4

Без лишних слов, давайте сразу приступим.

Эта статья является Частью 1 серии LFCA, в которой будут рассмотрены необходимые области и компетенции, необходимые для сдачи сертификационного экзамена LFCA.

Понимание операционной системы Linux

Вначале мы предполагаем, что при выполнении повседневных вычислительных задач вы, возможно, взаимодействовали либо с Windows, либо с macOS, либо с обоими. Обе являются операционными системами и позволяют вам взаимодействовать с аппаратными и программными компонентами компьютера и выполнять множество задач, включая просмотр веб-страниц, игры, потоковую передачу музыки и видео, а также разработку программного обеспечения, и это лишь некоторые из них.

Windows — распространенная операционная система, занимающая значительную долю рынка среди пользователей настольных компьютеров. Его легко использовать и изучать, и он обычно служит шлюзом для учащихся, делающих первые шаги в обучении взаимодействию с компьютерами.

В чем проблема с Windows и macOS?

Несмотря на простоту использования и поддержку широкого спектра аппаратных устройств, Windows имеет немало недостатков. Во-первых, Windows – это собственная операционная система от Microsoft, и большинство программных приложений, таких как пакет Microsoft Office, являются платными. Это лишает возможности многих, у кого нет финансовой возможности приобрести лицензию на продукт.

То же самое относится и к macOS от Apple, которая, несмотря на свою элегантность и похвальную безопасность, имеет немалую цену. На самом деле, некоторые приложения в AppStore обычно платные. Пользователи часто осуждают оплату скрытых подписок на приложения, которые в противном случае были бы бесплатными на других платформах.

Кроме того, Windows весьма нестабильна и часто уязвима для атак вредоносных программ, таких как вирусы и трояны. Вы можете потратить сотни долларов на обеспечение надежных антивирусных программ для предотвращения атак и взломов или расстаться с огромным состоянием, заплатив профессионалу за диагностику и удаление вируса.

Кроме того, установка исправлений безопасности и обновлений функций часто является длительным процессом. По большей части обновление вашей системы может длиться от тридцати минут до часа в зависимости от размера обновления, и это часто происходит из-за серии перезагрузок системы.

Зачем использовать операционную систему Linux?

Linux, как и Windows и macOS, — это еще одна операционная система, которая штурмом захватила ИТ-индустрию. Linux распространен повсеместно и ежедневно используется тысячами пользователей.

Популярная операционная система Android, на которой работают миллионы интеллектуальных устройств, основана на ядре Linux. Ваш любимый Android-смартфон или смарт-телевизор в вашей гостиной работают под управлением Linux. Самое главное, Linux является преобладающей системой в Интернете, занимая огромную долю платформ веб-хостинга и интернет-серверов. Примерно 90% рынка общедоступных облаков и 99% рынка суперкомпьютеров приходится на Linux.

Итак, как появился Linux?

На данном этапе было бы разумно вернуться в прошлое и взглянуть на зарождение одной из наиболее широко используемых операционных систем.

История Linux

История Linux берет свое начало в 1960-х годах в AT&T Bell Labs, где Деннис Ритчи – отец языка программирования C и Кен Томпсон – американский ученый-компьютерщик – вместе с другими разработчиками работал над проектом Multics. Multics — операционная система, которая работала на мейнфреймах.

Два учёных-компьютерщика хотели создать многопользовательскую, многозадачную операционную систему с иерархической файловой системой. Изначально Multics был исследовательским проектом, но быстро превратился в коммерческий продукт. Не впечатленные направлением, в котором развивалась Multics, два ведущих разработчика наметили свой собственный курс и приступили к разработке еще одной системы на основе Multics под названием UNICS. >, который позже превратился в UNIX.

В 1970-х и 80-х годах UNIX становилась все более популярной, особенно в академических кругах. Его приняли несколько учреждений, в том числе Университет Беркли, Калифорния, который позже изменил свою траекторию. Разработчики из университета продолжили работу над кодом UNIX и придумали BSD, аббревиатуру от Berkeley Software Development. BSD позже послужил основой для создания нескольких операционных систем, некоторые из которых используются до сих пор, например FreeBSD и NetBSD.

В Bells Labs продолжались исследования и разработки UNIX, что привело к появлению других вариантов UNIX, которые позже были приняты коммерческими поставщиками. Однако BSD была гораздо более популярной, чем коммерческие варианты от Bells Labs.

Тем временем в 1991 году Линус Торвальдс, выпускник Финляндии, работал над версией UNIX под названием MINIX, но был разочарован лицензией проект. В письме, адресованном группе пользователей MINIX, он объявил, что работает над новым ядром, которое позже было названо ядром Linux. Он использовал код GNU вместе с компилятором GNU и bash для создания первого в мире жизнеспособного ядра Linux, которое позже было лицензировано по модели GNU/GPL.

Ядро Linux подготовило почву для разработки сотен дистрибутивов или разновидностей Linux. Вы можете получить полное представление о популярных дистрибутивах Linux на сайте distrowatch.

Почему Linux так популярен

Linux включает в себя следующие основные компоненты.

1. Ядро Linux

В основе любой системы Linux лежит ядро Linux. Ядро, написанное на языке C, связывает аппаратные компоненты с базовым программным обеспечением и программами. Ядро управляет запущенными процессами и определяет, какие из них будут использовать процессор и в течение какого времени. Он также определяет объем памяти, который получает каждый процесс. Кроме того, он управляет драйверами устройств и получает запросы на обслуживание от запущенных процессов.

2. Загрузчик

Загрузчик — это программа, которая управляет процессом загрузки системы Linux. Он загружает операционную систему с жесткого диска в основную память. Загрузчик предназначен не только для Linux. Он также присутствует в Windows и macOS. В Linux загрузчик называется GRUB. Последняя версия — GRUB2, которая используется дистрибутивами systemd.

3. Инициализация

Init, сокращенная форма инициализации, — это первый процесс, который запускается после включения системы. Ему присваивается идентификатор процесса (PID) 1, и он запускает все остальные процессы в системе Linux, включая демоны и другие фоновые процессы и службы. Поэтому его называют матерью всех процессов. Init выполняется в фоновом режиме до момента выключения системы.

Самые ранние системы Init включали System V Init (SysV) и Upstart. В современных системах они заменены на systemd init.

4. Демоны

Демоны — это процессы, которые незаметно выполняются в фоновом режиме с момента загрузки системы. Демонами может управлять пользователь из командной строки. Их можно остановить, перезапустить, отключить или включить во время загрузки. Примеры демонов включают sshd, демон SSH, который управляет удаленными соединениями SSH, и ntpd, который отвечает за синхронизацию времени на серверах.

5. Ракушка

Оболочка Linux — это интерфейс командной строки, сокращенно CLI, в котором команды выполняются или вызываются для выполнения и автоматизации административных задач. Популярные оболочки включают оболочку bash (bash) и оболочку Z (zsh).

6. Окружение рабочего стола

Среда рабочего стола – это то, что пользователь использует для взаимодействия с системой Linux. Он предоставляет графический интерфейс пользователя (графический интерфейс пользователя), который стал возможен благодаря системному программному обеспечению X Windows. Система X Windows (X11, также называемая X) – это система, которая предоставляет структуру отображения или графический интерфейс и определяет, как пользователи взаимодействуют с окнами, клавиатурой, мышью и тачпад.

Общие среды рабочего стола включают GNOME, MATE, XFCE, LXDE, Enlightenment, Cinnamon, Budgie и KDE Plasma. Менеджеры рабочего стола поставляются с графическими компонентами, такими как файловые менеджеры, виджеты рабочего стола, обои, значки и другие графические элементы.

7. Приложения

Среда рабочего стола предоставляет вам только базовые приложения для начала работы. Как и в Windows или macOS, вы можете устанавливать приложения для повседневного использования. К ним относятся такие приложения, как Google Chrome, медиаплеер VLC, Skype, пакет LibreOffice, DropBox, редактор изображений GIMP и так далее. Некоторые дистрибутивы поставляются с собственным Центром программного обеспечения, который действует как магазин, из которого вы можете загружать нужные вам приложения.

Преимущества использования Linux перед другими операционными системами

На данный момент становится ясно, почему Linux является любимой операционной системой для многих пользователей и предприятий. Давайте кратко суммируем некоторые преимущества использования Linux.

1. Linux имеет открытый исходный код

Как отмечалось ранее, Linux является полностью открытым исходным кодом. Опытные пользователи могут просматривать код, изменять его без каких-либо ограничений для любых целей и делиться им с сообществом. Кроме того, большинство дистрибутивов, за исключением некоторых, можно загрузить и использовать бесплатно, не платя за лицензии.

Windows является собственностью компании, и некоторые из ее продуктов довольно дороги. На данный момент цена пакета Microsoft Office составляет 430 долларов США. Лицензия на Windows Server 2019 стоит 6000 долларов США. macOS стоит одинаково дорого, и большое количество приложений из магазина приложений оплачиваются по подписке.

2. Широкие возможности настройки

Одним из основных преимуществ, которые Linux дает своим пользователям, является возможность настроить практически любой компонент по своему усмотрению. Вы можете настроить внешний вид, включая обои, фоновое изображение, цветовую схему, внешний вид значков и т. д., чтобы улучшить их внешний вид.

3. Исключительная стабильность и безопасность

Системы Linux обладают замечательной степенью стабильности и безопасности. Linux менее подвержен атакам, и у вас гораздо меньше шансов стать жертвой вредоносных программ, таких как вирусы и трояны, если вы постоянно обновляете свою систему.

4. Идеальный выбор для серверов

Благодаря своей безопасности и стабильности Linux является идеальным выбором для серверных сред при размещении веб-сайтов, баз данных и приложений. Требуется всего несколько команд, чтобы развернуть полноценный веб-сервер вместе с другими компонентами, такими как базы данных и инструменты сценариев. Классическим примером является популярный сервер LAMP, который представляет собой совокупность веб-сервера Apache, базы данных MySQL и языка сценариев PHP.

Благодаря стабильности, которую обеспечивает Linux, вам вряд ли когда-либо понадобится перезагружать сервер, за исключением случаев, когда вам нужно выполнить обновление ядра. Это обеспечивает максимальное время безотказной работы серверов и высокую доступность.

5. Низкие системные требования

Большинство дистрибутивов Linux могут работать на ПК с низкими системными характеристиками, такими как процессор и оперативная память. Фактически, вы можете оживить некоторые старые компьютеры, установив легкие дистрибутивы Linux, такие как Linux Lite, Puppy Linux и AntiX.

Некоторые из них могут работать в системе с 1 ГБ ОЗУ, процессором 512 МГц и жестким диском 5 ГБ. Что еще более впечатляет, так это то, что вы можете даже запускать эти дистрибутивы с USB-накопителя Live и продолжать работать.

6. Доступность множества программных пакетов.

Основные дистрибутивы Linux, такие как Debian и Ubuntu, содержат в своих репозиториях тысячи программных пакетов. Только в Ubuntu имеется более 47 000 пакетов. Вы можете легко установить приложения, выполнив несколько команд на терминале, или использовать Центры приложений, которые включены в дистрибутивы.

Кроме того, вы можете получить множество приложений, которые выполняют аналогичные задачи, такие как обработка текста, обмен файлами, воспроизведение аудио/видео, редактирование фотографий, графический дизайн и многое другое. Вы просто избалованы выбором и можете выбрать множество приложений для выполнения той или иной задачи.

7. Огромная поддержка сообщества

Операционная система Linux разрабатывается и поддерживается энергичным сообществом разработчиков, которые неустанно работают круглосуточно, чтобы обеспечить вам самое лучшее в плане программных приложений, обновлений безопасности и исправлений ошибок.

Основные дистрибутивы, такие как Ubuntu и Debian, имеют большое сообщество разработчиков и множество форумов, которые предлагают пользователям помощь и рекомендации, особенно когда они сталкиваются с трудностями или проблемами на своем пути.

Краткое содержание

Это был взгляд с высоты птичьего полета на операционную систему Linux и ее место в постоянно развивающейся компьютерной среде. Следует признать, что Linux распространен повсеместно и оставил неизгладимый след в быстро развивающемся технологическом мире, в котором мы живем. Таким образом, приобретение фундаментальных навыков работы с Linux имеет важное значение для любого ИТ-специалиста, стремящегося подняться по карьерной лестнице в конкурентной ИТ-профессии.

Изучение Linux откроет двери в другие передовые области ИТ, такие как DevOps, кибербезопасность и облачные вычисления. В наших последующих темах мы сосредоточимся на основных командах Linux, которые вам нужно иметь под рукой по мере продвижения вперед.