Linux初学者：从不同角度理解Linux系统

在我初学Linux系统时，虽然已经掌握了一些命令，但总觉得还是很混乱。大家新买的笔记本如果是Windows系统，那么第一件事往往就是分区，目的就是将系统和软件分开。然而Linux却没有类似于Windows分区的概念，取而代之的是挂载点。此外，Windows上安装软件一般即装即用，在linux上又有了软件依赖的概念，这更加让Linux新手摸不着头脑了。Linux的众多发行版也让Linux小白们陷入了选择困难症。虽然Linux发行版众多，但都万变不离其宗。下面从几个不同的角度来描述Linux系统来加深理解。

1.从linux软件包和运行库的依赖关系来看

Linux系统总体来说由四部分组成：kernel，glibc，shell，applications。

Linux最重要的便是kernel与glibc库了。kernel的功能是与硬件进行交互，是Linux系统与硬件交互的纽带。下来就是glibc库，几乎所有的软件都会依赖glibc库。在编译LFS(Linux from scratch)时，glibc库是也最先要编译的组件之一。再向上一层就是软件应用了。这里的Shell就是一个人机交互接口，它可以分为两种：字符终端和GUI。Shell里面的运行的就是各种软件。

2.从文件系统的层次上来看

Linux的思想为：一切皆文件。那么，从linux的文件系统上来看，也许能够更加深刻理解linux系统。如下图所示：

Linux的文件系统管理是通过虚拟文件系统（VFS）来完成的。Linux的文件系统不仅限于储存文件的磁盘，而是包括所有可以通过文件进行访问的内容。例如，磁盘文件访问使用ext4文件系统，目录访问使用rootfs，内核访问使用proc，内存文件使用tmpfs，设备访问使用sysfs等等。Linux将所要访问的目标以适当的文件系统的形式挂载到目录当中，以便进行操作。可以这样理解：假如你需要访问内核中的内容，但是没办法直接访问，所以内核可以通过VFS，将其以proc文件系统形式挂载到proc目录，这样便可以访问内核了。总之，最重要的一点，这里的proc，rootfs，ext4，xfs这些都是文件系统类型，不要将proc视为目录。

3.从根文件系统目录结构上来看

Linux的目录是很条理的，在某种程度上说，比Windows的目录更加条理。Linux的根文件系统是linux系统运行的基础。根文件系统（rootfs）提供了一个内核与磁盘文件相互通信的桥梁。根文件系统确保了所有文件拥有共同的起始路径/。根文件系统的目录结构基本上按照FHS（Filesystem Hierarchy Standard）标准来设置。在Linux系统根目录下包含以下几个目录：/boot, /bin, /dev, /etc, /home, /lib, /lib64, /media, /mnt, /opt, /proc, /root, /run, /sbin, /srv, /sys, /tmp, /usr, /var。其中一些目录为链接：

/bin ==> /usr/bin
/sbin ==> /usr/sbin
/lib ==> /usr/lib
/lib64 ==> /usr/lib64

每个目录的基本作用：

目录	作用
/boot	系统启动相关文件，如内核、initramfs，以及grub(bootloader)
/dev	设备文件。文件系统类型为udev
/etc	软件配置文件目录
/lib	库文件
/opt	可选目录（第三方软件安装目录,比如我会把MATLAB和texlive安装到这里）
/proc	原来为空，系统启动后内核会将自己的信息映射到此文件夹中（内容是动态的，包括进程信息，以及内核状态信息等），文件系统类型为`proc`
/sys	原来为空，跟硬件设备相关的属性映射文件，即内核与硬件之间的信息，类型为`sysfs`
/bin	用户命令（链接到/usr/bin）
/sbin	管理命令（链接到/usr/sbin）
/usr	全局共享目录，系统应用程序都在这里面
/run	进程信息。类型为`tmpfs`

4.从系统启动过程来看

Linux系统启动过程如下：

其实很简单，grub引导内核然后加载initramfs，执行systemd初始化程序，然后切换到真实根目录，再次接着systemd初始化，最后完成系统启动。

5.从系统应该包含的功能上看

操作系统需要实现众多的功能才能称之为一个完整的操作系统。Linux系统功能大致分为一下几个方面：

设备管理：设备的识别，udev，设备文件的特点，常见设备，虚拟设备
磁盘管理：磁盘识别，分区，文件系统，lvm和raid，磁盘管理命令和软件
文目管理：文件和目录的创建，文件访问时间，文件查找，压缩归档
进程管理：进程查看，后台进程，进程杀死
权限管理：文件访问权限，特殊权限位，文件访问控制列表，sudo
用户管理：用户和用户组的添加，修改，删除。
软件管理：软件安装，查找；软件源的配置；软件编译
网络管理：网络状态查看，网卡配置，路由信息
人机交互：bash基本语法及配置文件
服务管理：systemd，linux常用服务安装及配置。这个内容比较多，比如lamp环境搭建，ftp服务器搭建，samba共享服务，rsyslog日志服务等等。每个展开都是一本书。

6.总结

可以这样说，从来不存在什么“Linux系统”，存在的只是一堆文件和一个内核。然而就是这个内核和这些文件有机的组织在一起才形成了Linux系统。Linux系统管理就是配置和使用一系列软件，实现我们想要的功能，并对其进行维护的过程。Linux核心思想便是一切皆文件。所有的问题从文件入手，即可迎刃而解。