第一章：Linux操作系统安装以及服务控制
本章重点
Ø CentOS系统的安装过程
Ø 启动、停止、重启服务的方法。
Ø 优化自动运行的系统服务。
1 CentOS
Red Hat公司代表着Linux操作系统的事实标准，而CentOS系统是基于红帽RHEL的源代码组件重构的社区版Linux操作系统。
Ø Red Hat企业版
Red Hat Enterprise Linux（简称RHEL），是红帽公司面向企业级应用推出的官方版本。目前最新的版本为7.x系列，它是面向企业应用的操作系统，它的应用包括网站、数据库、电子邮件、虚拟化、存储、云计算、高可用性等技术的全新支持（需要买维保）。
Ø CentOS社区版
CentOS的全称为Community Enterprise Operating System（社区企业操作系统），它并不属于红帽公司，而是基于红帽RHEL的源代码组件进行重构的社区版Linux操作系统（翻版），CentOS使用的是RHEL的源代码，但是这些源代码是红帽公司开源发布的，所以CentOS的使用者不会遇到任何版权问题。不过需要使用者自己进行维护（不需要买维保）。
2 安装CentOS操作系统
2.1 虚拟机安装
2.1.1 下载CentOS
国内有几个个开源的镜像网站“网易镜像站”、“清华大学开源镜像站”、“阿里云开源镜像站”百度一下就可以找到，然后在镜像站下找到需要的操作系统就可以下载了。
2.1.2 创建虚拟机
由于Linux需要的系统资源不高，在实验的环境下如需安装图形化界面内存不少于2G、硬盘不少于20G即可。
2.1.3 安装CentOS
插入光盘，开机后将自动从光盘引入CentOS安装程序，这个界面会出现几个选项。
u Install CentOS 7：直接安装CentOS 7
u Test this media & install CentOS 7：先测试安装介质并安装CentOS 7
u Troubleshooting：用来测试内存和启动救援模式修复已存在的CentOS。修复选项还包括以下几个子选项：
l install CentOS Linux 7 in basic graphic mode：以基本图形用户模式安装CentOS 7（使用标准显卡来设置安装步骤图示）
l Rescue a CentOS Linux system：选择该选项可以修复已安装的无法正常引导的CentOS。
l Run a memory test：在系统中运行内存测试
l Boot from local drive：从本地硬盘引导启动系统，不由光盘启动。
2.2 配置安装程序
2.2.1 选择安装程序的显示语言
安装程序默认为English（英文），因为Linux下的程序均为英文显示，建议大家使用English，不过对于没有英文基础的学生来说请选择“简体中文”。然后点击“Continue”按钮继续。
2.2.2 查看安装信息摘要
安装程序将需要用户设置的信息分为三部分：本地化、软件和系统。带有“感叹号”的选项必须手动配置。
ü 本地化：设置日期和时间、键盘、语言支持
ü 软件：安装源、软件选择。
n 对于初学者来说，在软件选择选项下最好选择GNOME桌面、兼容性程序库、开发工具。
ü 系统：安装位置、KDUMP、网络和主机名、SECURITY POLICY
n 安装位置：打开安装位置选项后会看到本地标准磁盘、专用磁盘&网络磁盘、其它存储选项。
u 本地标准磁盘：会看到创建虚拟机是添加的那一块40G的空闲磁盘。
u 专用磁盘&网络磁盘：这里可以添加其它磁盘。
u 其它存储选项：有三个子选项
l 自动配置分区：系统自动分配磁盘空间（这种方式比较浪费系统资源）
l 我要配置分区：重点难点
n 标准分区：就是我们一直谈的分区
n LVM：这是一种可以弹性增加或缩小文件系统容量的分区。
n LVM精简配置：LVM的高级版这个选项可以让你在使用多少容量才分配多少容量给你。
n ext2/ext3/ext4：这是Linux早期使用的文件系统类型。由于ext3/ext4文件系统多了日志功能，对于系统的恢复比较快速，不过由于磁盘容量越来越大，ext似乎有点挡不住了，所以除非你有特殊的设置需求，否则少用ext文件系统。
n BIOS Boot：就是GPT分区表可能会使用的东西，若你使用MBR，那就不需要这个东西了
n xfs：这个是目前CentOS 7默认的文件系统，最早是为大型服务器开发，他对于大容量的磁盘管理非常好
n vfat：同时被Linux和windows所支持的文件系统类型。
n swap：交换文件系统，用于为Linux操作系统建立交换分区，单内存不足的时候，系统将调用swap分区充当内存。
文件系统与目录树的关系（挂载）
所谓的“挂载”就是利用一个目录当成进入点，将磁盘分区的数据放置在该目录下；也就是说进入该目录就可以读取该分区的意思。（windows也用挂载的概念，当你拿U盘连接到你的windows时，系统会检测到一个H盘，那你想要读取U盘数据，要去哪里？当然去H盘）
2.3 Linux操作系统的引导过程
2.3.1 MBR（MS-DOS）与GPT磁盘分区表
早期磁盘的第一个扇区含有的重要信息我们称为MBR（master boot record）格式，但是由于近年来磁盘容量的不断扩大，造成读写上的不便，甚至有些2TB的磁盘分区已经让某些操作系统无法存取，因此后来又多了一个新的磁盘分区格式，称为GPT，这两种分区格式与限制大不相同。
2.3.2 MBR分区表格式与限制
早期Linux系统为了兼容windows的硬盘，因此使用的是MBR（主引导记录）的方式来处理启动引导程序与分区表。而启动引导程序记录区与分区表区则通通放在磁盘的第一个扇区，这个扇区通常是512字节的大小，第一个扇区的512字节主要会有这两个东西
u 主引导记录（Master Boot Record，MBR）：可以安装启动引导程序的地方，有446字节
u 分区表（Partition table）：记录整块硬盘分区的状态，有64字节。
由于分区表所在的区块仅有64字节容量，因此最多仅能有四组记录区，每组记录区记录了该区段的启始与结束的柱面号码。若将硬盘以长条形来看，然后将柱面图来看，那么那64字节的记录区段有点像下面图：
假设上面的硬盘设备文件名为/dev/sda时，那么这四个分区在Linux系统中的设备文件名如下所示，重点在于文件名后面会再接一个数字，这个数字与该分区所在的位置有关：
u P1：/dev/sda1
u P2：/dev/sda2
u P3：/dev/sda3
u P4：/dev/sda4
上图中我们假设硬盘只有400个柱面，共划分为四个分区，第四个分区所在为第301~400号柱面的范围。当你的操作系统为windows时，那么第一到第四个分区的代号应该就是C、D、E、F。当你有数据写入F区时，你的数据会被写入这块磁盘的301~400号柱面之间的意思。
由于分区表就只有64字节而已，最多只能容纳四组分区记录，这四个分区的记录被称为主要（Primary）或扩展（Extended）分区。根据上面的图与说明，我们可以得到几个重点信息：
u 其实所谓的分区只是对那个64字节的分区进行设置而已
u 硬盘默认的分区表仅能写入四组分区信息
u 这四组划分信息我们称之为主要（Primary）或扩展（Extended）分区
u 分区的最小单位通常称为柱面（Cylinder）
u 当系统要写入磁盘时，一定会参考磁盘分区表，才能针对某个分区进行数据的处理。
MBR主要分区，扩展分区的特性我们做一个简单的定义。
u 主要分区与扩展分区最多可以有4个
u 扩展分区最多只能有一个
u 逻辑分区是由扩展分区持续划分出来的分区
u 能够被格式化后作为数据存取的分区是主要分区与逻辑分区，扩张分区无法格式化
u 逻辑分区的数量依操作系统而不同，在Linux系统中SATA硬盘已经可以突破63个以上的分区限制。
2.3.3 启动流程中的BIOS启动检测程序
BIOS是写入到主板上的一道程序，这个BIOS就是在启动的时候，计算机系统会主动执行的第一个程序，接下来BIOS会去分析计算机有哪些存储设备，BIOS会依据用户的设置去取得能够启动的硬盘，并且到该硬盘里面去读取第一个扇区的MBR位置。MBR这个仅有446字节的硬盘容量里面会放置最基本的启动引导程序，此时BIOS就功成圆满，而接下来就是MBR内的启动引导程序的工作了。
这个启动引导程序的目的是在加载内核文件，由于启动引导陈序是操作系统在安装的时候所提供的，所以它会认识硬盘内的文件系统格式，因此就能够读取内核文件，然后接下来就是内核文件的工作，启动引导程序与BIOS也功成圆满了
简单地说，整个启动流程到操作系统之间的过程应该是这样的：
1. BIOS：启动主动执行的程序，会认识第一个可启动的设备。
2. MBR：第一个可启动设备的第一个扇区内的主引导记录块，内涵启动引导代码
3. 启动引导程序（boot loader）：一个可读取内核文件来执行的软件
4. 内核文件：开始启动操作系统。
5. init进程初始化
2.3.4 系统初始化进程以及文件
2.3.4.1 init进程
Linux操作系统中的进程使用数字进行标记，每个进程的身份标记号码为PID。在引导Linux操作系统的过程中，“/sbin/init”是内核第一个加载的程序，因此init进程对应的PID号总是为1.
2.3.4.2 Systemd概述
Systemd是Linux操作系统的一种init软件，CentOS 7系统中采用了全新的Systemd启动方式，取代了传统的SysVinit。
3 服务控制以及优化启动过程
3.1 系统服务控制
在CentOS系统中，各种系统服务的控制脚本默认放在/usr/lib/systemd目录下。通过systemctl命令工具可以实现对指定系统服务的控制，语法格式如下：
systemctl 控制类型 服务名称
对于大多数系统服务来说，常见的几种控制类型如下所述
u start（启动）：运行指定的系统服务程序，实现服务功能
u stop（停止）：终止指定的系统服务程序，关闭相应的功能
u restart（重启）：先退出，在重新运行指定的系统服务程序
u reload（重载）：不退出服务程序，只是刷新配置
u status（查看状态）：查看指定的系统服务的运行状态以及相关信息。
例：关闭防火墙
[root@localhost ~]#systemctl stop firewalld.service
[root@localhost ~]#systemctl disable firewalld.serivce
查看防火墙状态
[root@localhost ~]#systemctl status firewalld.service
重启防火墙
[root@localhost ~]#systemctl restart firewalld.service
重新加载防火墙
[root@localhost ~]#systemtel reload firewalld.service
3.2 切换运行级别
不同的target代表系统运行不同的运行状态，所启用的服务或程序也不一样。例如，对于互联网中的网站、电子邮件等服务器来说，只需要运行文本模式就可以了，启用图像化桌面程序主要是为了做一下图片类的编辑。
3.2.1 查看系统的target
[root@localhost ~]#runlevel
3.2.2 查看系统启动时默认的target
[root@localhost ~]#systemctl get-default
3.2.3 切换系统的target
[root@localhost ~]#init 3
或者
[root@localhost ~]#systemctl ioslate multi-user.target
通过切换target操作机还可以关机和重启。
关闭当前系统
[root@localhost ~]#init 0
重启当前系统
[root@localhost ~]#init 6
因为级别0和6又分别对应着systemd的“poweroff.target”和“reboot.target”因此关闭和重启也可以这样写
[root@localhost ~]#systemctl poweroff
[root@localhost ~]#systemctl reboot
3.3 优化启动过程
3.3.1 使用ntsysv工具
ntsysv工具可以在字符模式中运行，为用户提供一个仿图形的交互式操作界面，专门用于集中配置各种系统服务状态。当需要同时设置多个服务启动状态时，使用ntsysv工具会比较方便
3.3.2 使用systemctl工具
systemctl不提供交互式操作界面，它用于查询或设置系统服务的默认启动状态
systemctl 控制类型 服务名称
常见的选项有三种
u enable：开机自动启动
u disable：开机自动关闭
u is-enable：查看开机启动状态
开机开启防火墙
[root@localhost ~]#systemctl enable firewalld.service
查看防火墙开机启动状态
[root@localhost ~]#systemctl is-enabled firewalld.service
开机关闭防火墙
[root@localhost ~]#systemctl disable firewalld.service
查看当前系统中所有已激活的系统服务
[root@localhost ~]#systemcrl list-units --type=service
4 重点回顾
Ø 磁盘的第一个扇区主要记录了两个重要的信息，分别是（1）主引导记录（Master Boot Record，MBR）可以安装启动引导程序的地方，有446字节；（2）分区表（partition table）：记录整块硬盘分区状态，有64字节。
Ø 磁盘的MBR分区方式中，主要与扩展分区最多有四个，逻辑分区的设备文件号码，一定由5开始。
Ø 如果磁盘容量大于2TB以上是时，系统会自动使用GPT分区方式来处理磁盘分区。
Ø GPT分区已经没有扩展与逻辑分区的概念，你可以想象成所有分区都是主要分区
Ø 开机的流程由：BIOS--->MBR--->引导启动程序--->内核文件
Ø 引导启动程序的功能主要由：提供选项，加载内核，转交控制权给其他引导程序
Ø 引导启动程序可以安装的地点有两个，分别是MBR与引导扇区。
Ø 建议练习机安装时的磁盘区能有/，/boot，/home，交换分区等四个分区。
Ø 安装CentOS7.x的模式至少有两种，分别是图形用户界面与命令行模式
Ø CentOS 7会主动依据你的磁盘容量判断要用MBR或GPT分区格式，你也可以强制使用GPT格式
Ø 一般要求交换分区应该为物理内存的1.5~2倍，但即使没有交换分区依旧能够安装与运行Linux操作系统。
Ø CentOS 7默认使用xfs作为文件系统
