Linux内核
Linux内核是操作系统的核心,负责管理硬件资源、提供系统服务，并为用户程序运行提供基础环境，它由Linus Torvalds于1991年首次发布，采用宏内核架构，但通过模块化设计实现了高度的灵活性，内核的主要功能包括进程调度、内存管理、文件系统、设备驱动和网络协议栈等，进程调度器（如CFS Completely Fair Scheduler）确保CPU资源公平分配；内存管理通过虚拟内存技术实现进程隔离与高效利用；文件系统支持ext4、XFS等多种格式，满足不同场景的数据存储需求；设备驱动则使内核能够与硬件（如显卡、网卡）交互，内核的模块化特性允许动态加载或卸载驱动程序，无需重启系统即可扩展硬件支持。
Shell
Shell是用户与Linux内核之间的命令解释器,既是命令行界面（CLI）的核心，也是脚本编程的语言环境，常见的Shell包括Bash（Bourne Again Shell，大多数Linux发行版的默认Shell）、Zsh（功能丰富的增强版Shell）、Ksh（Korn Shell）等，Shell通过读取用户输入的命令，调用相应的程序或内核功能，并将结果返回给用户，输入ls命令时，Shell会执行ls程序列出当前目录的文件，Shell支持脚本编程，通过变量、循环、条件判断等语法实现自动化任务，如批量文件处理、系统监控等，Bash的通配符（如匹配任意字符）、管道符（）和重定向符（>、<）等功能，极大提升了命令行操作的效率。
发行版
Linux发行版是Linux内核与用户空间工具（如Shell、包管理器）的集合，针对不同需求提供定制化的操作系统，主流发行版可分为几类：
- 通用型：如Ubuntu（基于Debian，易用性高，适合新手）、Fedora（社区驱动，集成新技术，适合开发者）、Debian（稳定性和安全性著称，适合服务器）。
- 企业级：如Red Hat Enterprise Linux（RHEL，商业支持，稳定性强）、CentOS（RHEL的社区克隆版，免费）、SUSE Linux Enterprise Server（SLES，企业级解决方案）。
- 轻量级：如Alpine Linux（基于musl libc和BusyBox，资源占用少，适合容器化）、Arch Linux（滚动更新，简洁灵活，适合高级用户）。
发行版的核心差异在于包管理器（如APT、YUM、DNF）和软件源配置，决定了软件的安装、更新方式。
包管理器
包管理器是Linux系统中用于软件安装、更新、卸载和依赖管理的工具，解决了软件编译和依赖冲突的难题，主要分为两类：
- 基于Debian/Ubuntu的APT（Advanced Package Tool）：通过
apt-get install安装软件，apt update更新软件列表，apt upgrade升级已安装软件，依赖关系由.deb包文件和软件源列表自动处理。 - 基于RHEL/CentOS的YUM/DNF：YUM（Yellowdog Updater Modified）通过
yum install安装，DNF（Dandified YUM）是YUM的下一代替代品，支持更好的性能和依赖解析，依赖关系由.rpm包和仓库元数据管理。
还有源码包管理器如make和cmake，以及容器化时代的apt、yum在Docker镜像中的应用，确保软件环境的一致性。
文件系统
Linux文件系统是数据的组织结构,采用树形目录结构，所有文件和设备都从根目录（）开始，主要目录包括：
- 根目录,所有文件的起点。
/home：普通用户的家目录，存储个人文件和配置。/etc：系统配置文件（如/etc/passwd存储用户信息）。/var：经常变化的文件，如日志（/var/log）、缓存（/var/cache）。/usr：用户安装的软件和程序文件（如/usr/bin存放可执行文件）。
常见文件类型包括普通文件（文本、二进制）、目录文件、设备文件（字符设备如/dev/tty，块设备如/dev/sda）、链接文件（硬链接和软链接）等，文件系统格式如ext4（支持日志功能，提高数据安全性）、XFS（适合大文件和高并发场景）、Btrfs（支持快照和压缩）等，各有优势以满足不同存储需求。
进程管理
进程是程序的一次执行过程,是Linux系统资源分配的基本单位，进程管理涉及进程的创建、调度、通信和终止。
- 进程状态：包括运行（R）、睡眠（S，可中断睡眠；D，不可中断睡眠）、停止（T，暂停执行）、僵尸（Z，进程已终止但父进程未回收）。
- 进程查看：通过
ps命令查看当前进程（如ps aux显示所有进程详细信息），top或htop实时监控进程资源占用（CPU、内存）。 - 进程控制：
kill命令发送信号终止进程（如kill -9强制终止），nice和renice调整进程优先级，nohup使进程在用户退出后继续运行。 - 进程通信：包括管道（匿名管道、命名管道）、信号、共享内存、消息队列等，实现进程间数据交换和同步。
用户与权限
Linux是多用户系统,通过用户、用户组和权限管理实现安全性。
- 用户类型：超级用户（root，UID为0，拥有最高权限）、普通用户（UID≥1000，受限权限）、系统用户（UID<1000，服务专用）。
- 用户管理：
useradd创建用户，passwd设置密码，userdel删除用户；groupadd创建用户组，gpasswd管理组成员。 - 权限管理：文件权限分为读（r）、写（w）、执行（x），分别对应数字4、2、1，权限分为三类：文件所有者（u）、所属用户组（g）、其他用户（o），通过
chmod修改权限（如chmod 755 file设置所有者读写执行，用户组和其他用户读执行），chown修改所有者和用户组，特殊权限如SUID（Set User ID，执行时以文件所有者权限运行）、SGID（Set Group ID）、粘滞位（Sticky Bit，限制目录文件删除）进一步细化权限控制。
服务与守护进程
服务是长期运行的程序,通常在后台提供特定功能（如Web服务、数据库服务），守护进程（Daemon）是服务的一种实现形式。
- 服务管理：传统使用
service命令（如service nginx start），现代系统采用systemd（如systemctl start nginx）。systemd通过.service单元文件定义服务的启动、停止、重启等操作，并支持依赖关系管理（如服务A启动前需确保服务B已运行）。 - 常见守护进程：
sshd（SSH远程登录服务）、nginx（Web服务器）、mysqld（数据库服务）、crond（定时任务服务）。 - 开机自启：通过
systemctl enable设置服务开机自动启动（如systemctl enable nginx），避免手动干预。
网络配置
Linux网络配置涉及IP地址、路由、DNS等参数的设置，支持有线、无线和虚拟网络。
- 网络接口：通过
ip addr或ifconfig查看网络接口（如eth0、wlan0），ip link set启用/禁用接口。 - IP地址配置：静态配置通过编辑
/etc/network/interfaces（Debian）或/etc/sysconfig/network-scripts/（RHEL），动态配置使用DHCP客户端（如dhclient）。 - 网络工具：
ping测试网络连通性，traceroute跟踪路由路径，netstat或ss查看网络连接（如ss -tuln监听端口），iptables或nftables配置防火墙规则。 - DNS配置：通过
/etc/resolv.conf设置DNS服务器（如nameserver 8.8.8.8），systemd-resolved提供本地DNS解析缓存服务。
虚拟化与容器化
虚拟化和容器化是Linux环境下资源隔离和应用部署的关键技术。
- 虚拟化：通过Hypervisor（如KVM、VMware）模拟硬件环境，运行多个虚拟机（VM），每个VM拥有独立的操作系统和资源，KVM是Linux内核原生支持的虚拟化技术，结合
libvirt工具管理虚拟机。 - 容器化：基于Linux内核的Namespaces（隔离进程、网络、文件系统）和Cgroups（限制资源使用）技术，实现轻量级应用隔离，Docker是最主流的容器引擎，通过镜像（Image）打包应用及其依赖，容器（Container）作为镜像的运行实例，容器共享宿主机操作系统内核，启动速度快、资源占用低，适合微服务架构和持续集成/持续部署（CI/CD）。
安全机制
Linux通过多层次安全机制保护系统安全,包括身份认证、访问控制、加密通信等。
- 身份认证：传统密码认证易受暴力破解，推荐使用SSH密钥认证（如
ssh-keygen生成密钥对）或双因素认证（2FA）。 - 访问控制：SELinux（Security-Enhanced Linux）和AppArmor Mandatory Access Control（MAC）机制，通过策略文件限制进程的访问权限（如禁止Web服务器访问敏感目录）。
- 加密通信：OpenSSL提供SSL/TLS协议实现HTTPS加密，SSH协议确保远程登录安全，IPsec用于VPN加密通信。
- 安全审计：通过
auditd服务记录系统日志、文件访问、命令执行等操作，结合grep、awk分析日志，及时发现异常行为。
