Введение в Linux¶

О системе¶

Введение¶

Linux - ядро ОС, разработка начата финским студентом Линусом Торвальдсом.

Ядро - наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам системы, необходимым для их работы.

GNU/Linux - операционные системы, основанные на ядре Linux и системных библиотеках GNU (а часто и другом ПО)

Системы GNU/Linux распространяются на условиях лицензии особого рода, известной под названием GNU-лицензии (GNU General Public License, или GPL). Она устанавливает несколько условий на распространение и изменение свободного программного обеспечения. GNU-лицензия делает программное обеспечение свободно распространяемым, но не передаёт его в пользование обществу, а защищает права автора.

Согласно GNU программа свободна, если у ее пользователей есть четыре важнейших свободы:

Свобода выполнять программу как вам угодно в любых целях (свобода 0).
Свобода изучать работу программы и модифицировать программу, чтобы она выполняла ваши вычисления, как вы пожелаете (свобода 1). Это предполагает доступ к исходному тексту.
Свобода передавать копии, чтобы помочь другим (свобода 2).
Свобода передавать копии своих измененных версий другим (свобода 3). Этим вы можете дать всему сообществу возможность получать выгоду от ваших изменений. Это предполагает доступ к исходному тексту.

Ядро¶

Ядро Linux - очень большая программа, представляющая следующие функции:

Хранение данных:

RAM - Чтение и запись данных в оперативную память.
Постоянное хранение - Чтение и запись данных на постоянные запоминающие устройства.
Виртуальная файловая система.

Доступ к сетям:

Работа с физическими сетями (Ethernet, Wireless, LTE, коммутаторы, Bluetooth.
Виртуальные сети.

Планирование задач:

Совместное использование процессорного времени программами.
Балансировка нагрузки процессора и приоритеты.

Поддержка внешних устройств:

Съемные USB носители.
Веб-камеры.
Мыши и клавиатуры.

Безопасность:

Права доступа к файлам для пользователей и групп;
Разрешение доступа к ресурсам системы;

Спор об именовании¶

Если вы называете нашу операционную систему “Linux”, это передаёт неверное представление о её истоках, истории и назначении. Если вы называете её “GNU/Linux”, это передаёт (хоть и не во всех подробностях) правильное представление.

- Gnu.org

Операционные системы, основанные на ядре Linux и системных библиотеках GNU , часто называют просто Linux. Однако проект GNU настаивает на названии GNU/Linux. Особо сильно на это реагриуерт Ричард Мэттью Столлман(RMS), основатель движения свободного ПО и проекта GNU.

Линус Торвальдс, автор ядра Linux, на настойчивые требования Ричарда Столлмана поддержать его позицию всегда реагировал слабо, заявляя, что занимается разработкой программного обеспечения, а не политикой.

RMS:

Дистрибутивы¶

Дистрибутив GNU/Linux — общее определение операционных систем, использующих ядро Linux, представляющий собой настроенную систему с предустановленным комплектом приложений. У каждого дистрибутива свои правила и свое сообщество.

В настоящее время существует более шестисот дистрибутивов GNU/Linux; более половины из них поддерживаются в актуальном состоянии, что обеспечивается регулярным выпуском обновлений разработчиками дистрибутива.

Современные диструбутивы берут начало от трех старейших: Slackware, Debian, Red Hat.

GNU/Linux Distributions Timeline

Применение¶

Благодаря возможностями трансформации и масштабирования Linux ее можно встретить во всех областях компьютерной техники.

Лидер на рынке серверных ОС.
Лидер на рынке мобильных ОС (Ядро ОС Android - Linux).
Лидер на рынке встраеваемых систем.
Главный элемент кластеров и моделей распределенных вычислений.
100% суперкомпьютеров из ТОП-500 мира работают на Linux.
Востребован наукоемкими специальностями благодаря высокой скорости вычислений.

Работа c cистемой¶

Графический интерфейс¶

Внешний вид cистемы очень близок к популярным Windows или Mac OS, поэтому новым пользователям не придется долго привыкать к системе. С другой стороны, под Linux существует множество графических оболочек на любой вкус, цвет и характеристики компьютера. Любую из них можно настроить до мелочей.

Примеры:

Консоль¶

Куда более интересная часть системы. Взаимодействуя с компьютером через консоль можно сделать все то же, что и через графический интерфейс, и даже много больше.

Терминал - это устройство, при помощи которого человек взаимодействуют с компьютером. Изначально в качестве терминалов применялись электромеханические телетайпы.

В большинстве современных компьютеров работа терминала эмулируется средствами ОС, позволяя работать с текстовыми приложениями, когда графическую оболочку запустить невозможно или не нужно. При запущенной же графической оболочке возможно использовать специальные приложения — эмуляторы терминала. Современный терминал и эмуляторы сейчас обобщенно называют консолями.

Взаимодейсвтие с компьютером осуществляется посредством команд, которые имеют следующий вид:

[название команды] <опции> [аргументы]

Название	cowsay
Опции	-e99
Аргумент	Hellow, world

Некоторые команды требуют прав суперпользователя. На самом деле, большинство команд - это программы, все так же с открытым исходным кодом, который можно редактировать.

Файловая система. Права¶

Отдельно стоит упамянуть о файловой системе(ФС) и правах доступа. В отличие от Windows в GNU/Linux используется ФС ext4. Одним из основных ее отличий является поддержка прав доступа к файлам и папкам

Права бывают трех типов:

Read(r) - чтение файлов или папок.
Write(w) - запись в файл или папку.
Execute(x) - запуск программ.

Правами могут обладать:

Владелец файла или папки.
Группа пользователей.
Все остальные, не входящие в первые 2 группы.

Так выглядит полная информация о правах на файл в ФС ext4:

-rwx rw- r-- vladius wheel devyatka.cpp

Это значит, что права на файл devyatka.cpp распределены следующим образом:

Роль	Объект	Права	Обозначение
Владелец	vladius	read/write/execute	rwx
Группа	wheel	read/write	rw-
Остальные	Все	read	r–

Суперпользователь имеет неограниченный доступ ко всем файлам.

Cуперпользователь¶

root - суперпользователь системы. А если более точно, то это пользователь с идентификатором 0. Имя здесь не особо важно. Хотя по умолчанию это общее имя пользователя с нулевым идентификатором пользователя для всех unix-like операционных систем. Это пользователь обладает наивысшими привилегиями в ОС.

Мандатное управление доступом¶

Мандатное управление доступом (англ. Mandatory access control, MAC) — разграничение доступа субъектов к объектам, основанное на назначении метки конфиденциальности для информации, содержащейся в объектах, и выдаче официальных разрешений (допуска) субъектам на обращение к информации такого уровня конфиденциальности. Также иногда переводится как Принудительный контроль доступа.

Для файловых систем, оно может расширять или заменять дискреционный контроль доступа и концепцию пользователей и групп.

Реализации в Linux:

SELinux - реализация системы принудительного контроля доступа, которая может работать параллельно с классической избирательной системой контроля доступа. Разработан АНБ США, включен в состав ядра (начиная с 2.6).
AppArmor - программный инструмент упреждающей защиты, основанный на политиках безопасности, которые определяют, к каким системным ресурсам и с какими привилегиями может получить доступ то или иное приложение.
В сертифицированной в системах сертификации Минобороны России и ФСТЭК России операционной системе специального назначения Astra Linux Special Edition, механизм мандатного разграничения доступа реализован, как и механизм дискреционного разграничения доступа в ядре ОС и СУБД.

Cтандарт иерархии файловой системы(FHS)¶

FHS предлагает следующую иерархию подкатологов в корневом /:

/bin - основные утилиты, необходимые как в однопользовательском режиме, так и при обычной работе всем пользователям.
/boot - неизменяемые файлы, необходимые для загрузки системы.
/dev - файлы устройств.
/etc - файлы конфигурации системы на данном компьютере.
/home - домашние каталоги пользователей.
/lib - основные разделяемые библиотеки и модули ядра.
/mnt - точку монтирования для временно подключаемых файловых систем.
/root - домашний каталог пользователя root.
/opt - дополнительное программное обеспечение.
/sbin - основные системные программы для администрирования и настройки системы.
/tmp - временные файлы.
/usr - вторичная иерархия для данных пользователя. Содержит большинство пользовательских приложений и утилит, используемых в многопользовательском режиме.
- /usr/bin - дополнительные программы для всех пользователей, не являющиеся необходимыми в однопользовательском режиме.
- Факт: Изначально /usr использовался для хранения домашних директорий. Когда стало нехватать места под bin, было решено создать пользователя bin.
/var - изменяемые файлы, такие как файлы регистрации, временные почтовые файлы.

Systemd¶

Systemd — подсистема инициализации Linux — демон (программа, работающая в фоне) для запуска других демонов в Linux и управления ими в процессе работы системы. Название происходит от принятого в Unix добавления суффикса -d к демонам.

Разработана Леннартом Поттерингом взамен используемого ранее демона init. В свое время вызвала огромное количество не утихающий до сих пор споров. Сейчас исользуется по умолчанию во всех популярных диструбутивах.

Помимо простого запуска и контроля сервисов, systemd предлагает некоторые другие удобные функции, для использования которых ранее системным администраторам приходилось прибегать к помощи дополнительных программ-демонов. Среди таких функций:

Сокет-активация служб (заменяет inetd).
Запуск сервисов по расписанию (заменяет cron).
Работа с аппаратным сторожевым таймером (заменяет watchdog).
Смена корня (заменяет chroot).
Автомонтирование томов и сетевых ресурсов (заменяет mount и fstab).
Удобная работа с логами посредством journald (заменяет syslog)

Установка приложений¶

В отличие от Windows и Mac OS на GNU/Linux строго не рекоммендуется скачивать приложения с сайтов, даже с официальных. Все приложения представлены в виде пакетов, которые хранятся в репозиториях вашего дистрибутива.

Чтобы установить пакет, нужно воспользоваться графической утилитой или пакетным менеджером (В каждом диструбитве свой, например, dnf в Fedora или apt в Debian/Ubuntu). Пример использования смотрите в разделе Список часто используемых команд.