零基础Linux快速上手03

好的，各位同学，欢迎来到《零基础Linux快速上手》第三章节！

在前两章中，我们已经掌握了Linux的基础操作和核心工具。现在，我们要向"系统管理员"的方向迈进。本章将学习如何安装和管理软件、管理系统磁盘和存储、理解用户和权限的深层原理，以及实现自动化任务。

这些技能将让你从一个普通用户成长为能够真正"驾驭"系统的Linux使用者。

实验十：软件包管理——使用APT管理软件

实验目标： 掌握Ubuntu下最强大的软件管理工具APT，学会查找、安装、更新和卸载软件包。

场景： 你需要安装一个开发工具（如Python3）、一个系统监控工具，并保持系统更新。

关键命令：

sudo apt update：更新软件包列表（从服务器获取最新信息）
sudo apt upgrade：升级所有可升级的软件包
sudo apt install <package>：安装软件包
sudo apt remove <package>：卸载软件包（保留配置文件）
sudo apt purge <package>：完全卸载软件包（包括配置文件）
apt search <keyword>：搜索软件包
apt show <package>：显示软件包详细信息
sudo apt autoremove：自动删除不再需要的依赖包

实验步骤与答案：

更新软件源列表
```
sudo apt update
```
解析： 这不会更新任何软件，只是让系统知道现在有哪些软件的最新版本可用。
升级已安装的软件包
```
sudo apt upgrade
```
解析： 这会实际下载并安装所有可用的更新。系统会列出将要升级的软件包，输入 y 确认。
搜索软件包 搜索与Python3相关的软件包。
```
apt search python3
```
安装Python3
```
sudo apt install python3
```
验证： 安装完成后，输入 python3 --version 查看版本信息。
安装一个图形化系统监控工具
```
sudo apt install htop
```
验证： 安装完成后，输入 htop 运行，你会看到一个比 top 更友好的系统监控界面。
查看软件包信息
```
apt show htop
```
卸载软件包（保留配置）
```
sudo apt remove htop
```
完全清除软件包
```
sudo apt purge htop
```
清理系统
```
sudo apt autoremove
```
解析： 这会删除那些因为其他软件依赖而自动安装，但现在不再被任何软件需要的"孤儿"包。

实验十一：磁盘存储管理——查看和使用磁盘空间

实验目标： 学会查看磁盘使用情况、挂载外部存储设备，以及查找大文件。

场景： 系统提示磁盘空间不足，你需要找出是哪些文件占用了大量空间，并学会挂载U盘。

关键命令：

df -h：查看磁盘空间使用情况（人类可读格式）
du -sh <directory>：查看目录总大小
du -h --max-depth=1：查看当前目录下一级子目录的大小
find <path> -size +100M：查找大于100M的文件
mount / umount：挂载和卸载文件系统
lsblk：列出所有块设备（磁盘和分区）

实验步骤与答案：

查看磁盘整体使用情况
```
df -h
```
解析： 注意观察 / 根分区的使用率，这是系统最重要的分区。
找出家目录下哪个文件夹最大
```
cd ~
du -h --max-depth=1 | sort -hr
```
解析：
- du -h --max-depth=1 显示一级子目录的大小
- sort -hr 按人类可读的数字逆序排序（最大的在最上面）
在整个系统中查找大文件（需要sudo权限）
```
sudo find / -type f -size +100M 2>/dev/null
```
解析：
- / 表示从根目录开始搜索
- -type f 只搜索文件
- -size +100M 大小超过100MB
- 2>/dev/null 将错误信息（如权限不足）重定向到空设备，使输出更清晰
挂载U盘或外部存储
- 插入U盘
- 查看设备标识：
```
lsblk
```
  解析： 你会看到类似 sdb1 的设备，这就是你的U盘。
- 创建挂载点：
```
sudo mkdir /mnt/myusb
```
- 挂载设备：
```
sudo mount /dev/sdb1 /mnt/myusb
```
- 查看U盘内容：
```
ls /mnt/myusb
```
卸载U盘
```
sudo umount /mnt/myusb
```
重要： 在拔出U盘前必须卸载！

实验十二：用户、组和权限深度解析

实验目标： 深入理解用户、组和权限的关系，学会管理用户和组，并理解特殊权限。

场景： 你需要为新的团队成员创建账户，并设置适当的文件共享权限。

关键命令：

sudo adduser <username>：创建新用户
sudo deluser <username>：删除用户
sudo usermod -aG <group> <username>：将用户添加到组
groups <username>：查看用户所属的组
id <username>：显示用户ID和组信息
chown：改变文件所有者
chgrp：改变文件所属组

实验步骤与答案：

创建新用户
```
sudo adduser alice
```
解析： 按照提示设置密码和用户信息。
创建共享组
```
sudo addgroup project_team
```
将用户添加到组
```
sudo usermod -aG project_team alice
```
解析： -aG 选项表示"追加到组"，如果不加 -a 会覆盖用户原有的组设置。
验证用户组信息
```
groups alice
id alice
```
创建共享目录并设置权限
```
sudo mkdir /shared
sudo chown root:project_team /shared
sudo chmod 2775 /shared
```
解析：
- chown root:project_team：所有者设为root，所属组设为project_team
- chmod 2775：
  - 2：设置setgid位，在此目录下创建的文件会自动继承目录的组
  - 7：所有者有rwx权限
  - 7：所属组有rwx权限
  - 5：其他用户有r-x权限
测试共享目录
- 切换到alice用户：
```
sudo su - alice
```
- 在共享目录创建文件：
```
touch /shared/test_from_alice.txt
```
- 查看文件权限：
```
ls -l /shared/test_from_alice.txt
```
  观察： 文件的所属组自动变成了 project_team，这就是setgid位的作用。
退出alice用户
```
exit
```

实验十三：计划任务与系统服务——自动化管理

实验目标： 学会使用cron设置定时任务，并管理系统的后台服务。

场景： 你需要设置每天自动备份重要文件，并学会管理Web服务器等系统服务。

关键命令：

crontab -e：编辑当前用户的计划任务
crontab -l：列出当前用户的计划任务
systemctl status <service>：查看服务状态
systemctl start/stop/restart <service>：启动/停止/重启服务
systemctl enable/disable <service>：设置服务开机自启/禁用

实验步骤与答案：

编辑计划任务
```
crontab -e
```
解析： 首次使用会让你选择编辑器，推荐选择 nano（比较简单）。

添加一个简单的定时任务 在打开的文件末尾添加：

# 每天凌晨2点清理临时文件
0 2 * * * rm -rf /tmp/*

# 每分钟向日志文件写入当前时间（用于测试）
* * * * * echo "Cron is working at $(date)" >> ~/cron_test.log

cron时间格式：

* * * * * 要执行的命令
│ │ │ │ │
│ │ │ │ └── 星期几 (0 - 6) (0表示周日)
│ │ │ └──── 月份 (1 - 12)
│ │ └────── 日 (1 - 31)
│ └──────── 小时 (0 - 23)
└────────── 分钟 (0 - 59)

查看计划任务
```
crontab -l
```
等待一分钟，验证测试任务
```
tail -f ~/cron_test.log
```
解析： 你应该会看到每分钟新增一行时间记录。按 Ctrl+C 退出跟踪。
管理系统服务 查看Apache Web服务器状态（如果未安装，可以先 sudo apt install apache2）：
```
systemctl status apache2
```

停止和启动服务

sudo systemctl stop apache2
sudo systemctl start apache2
sudo systemctl restart apache2  # 重启服务

设置服务开机自启

sudo systemctl enable apache2
sudo systemctl disable apache2  # 禁用开机自启

实验十四：日志分析——读懂系统的故事

实验目标： 学会查看和分析系统日志，用于故障排查和安全审计。

场景： 系统出现异常，你需要查看相关日志来诊断问题。

关键命令：

journalctl：查看systemd日志
tail -f /var/log/syslog：实时跟踪系统日志
grep：在日志中搜索关键信息
less：分页查看日志文件

实验步骤与答案：

查看最近的系统日志
```
journalctl -e
```
解析： -e 选项直接跳转到日志末尾。
查看指定服务的日志
```
journalctl -u apache2
```
实时监控系统日志
```
sudo tail -f /var/log/syslog
```
解析： 打开另一个终端执行一些操作（如插入U盘），观察日志的变化。
在系统日志中搜索SSH相关记录
```
grep ssh /var/log/syslog | tail -20
```
解析： 查看最近20条SSH相关的日志记录。
查看认证日志
```
sudo tail -f /var/log/auth.log
```
解析： 这个日志记录了所有用户认证（登录、sudo等）相关信息。

本章总结

在第三章节中，你已经掌握了Linux系统管理的核心技能：

软件包管理：使用APT生态系统安装、更新和管理软件。
磁盘存储管理：监控磁盘使用、查找大文件、挂载外部设备。
用户与权限管理：深入理解用户、组和权限模型，实现安全的文件共享。
自动化任务：使用cron设置计划任务，使用systemctl管理系统服务。
日志分析：查看和分析系统日志，用于故障诊断。

这些技能让你能够真正地"管理"一个Linux系统，而不仅仅是"使用"它。

作业：

安装并配置nginx Web服务器，设置其开机自启。
创建一个新用户bob，并为其设置一个每天凌晨3点执行的备份任务。
找出系统中占用空间最大的前10个文件，并分析是否可以安全删除。
创建一个共享目录，使得project_team组的所有成员都能在其中读写文件，但这些文件对其他用户不可见。

下一章我们将探索网络配置、防火墙和更高级的系统调试技巧。继续保持学习的热情！