Linux系统管理

本文为操作系统复习笔记，临时上传以供移动端阅读。

[TOC]

Linux系统管理

Linux启动

1. Linux启动流程分析

大体过程如下。

1、主机加电自检，加载 BIOS 硬件信息。
2、读取 MBR 的引导文件(GRUB、LILO)。
3、引导加载 Linux 内核。
4、运行第一个进程 init (进程号永远为 1)。
5、进入相应的运行级别。
6、运行终端，输入用户名和密码。

(1) 内核引导

当计算机打开电源后，首先是 BIOS 开机自检，按照 BIOS 中设置的启动设备（通常是硬盘）来启动。自检完成后从 MBR（主引导记录） 中读取 BootLoader（启动引导程序），Linux 中最常见的 BootLoader 就是 GRUB。

之后 BootLoader 会加载操作系统内核。操作系统接管硬件以后，首先读入 /boot 目录下的内核文件。

(2) 运行init

内核加载完毕，会完成硬件检测和驱动程序加载。完成之后则会运行第一个进程，也就是 /sbin/init 进程。init 进程是系统所有进程的起点，可以把它比拟成系统所有进程的老祖宗，没有这个进程系统中任何进程都不会启动。

init 进程首先是需要读取配置文件 /etc/inittab。配置文件就各种调用进行设置。

(3) 系统初始化

许多程序需要开机启动。它们在 Windows 叫做”服务“（service），在 Linux 就叫做”守护进程“（daemon）。init 进程的一大任务，就是去运行这些开机启动的进程。

Linux 允许为不同的场合，分配不同的开机启动程序，这就叫做”运行级别“（runlevel）。也就是说，启动时根据”运行级别” 确定要运行哪些程序。比如 Apache 用作服务器时需要启动，用作桌面就不需要。

Linux 系统有 7 个运行级别(runlevel)：

运行级别 0：系统停机状态，系统默认运行级别不能设为 0，否则不能正常启动。
运行级别 1：单用户工作状态，root 权限，用于系统维护，禁止远程登陆。
运行级别 2：多用户状态(没有 NFS)。
运行级别 3：完全的多用户状态(有 NFS)，登陆后进入控制台命令行模式。
运行级别 4：系统未使用，保留。
运行级别 5：X11 控制台，登陆后进入图形 GUI 模式。
运行级别 6：系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为 6，否则不能正常启动。

在 init 的配置文件中有这么一行： si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit，也就是调用执行了 /etc/rc.d/rc.sysinit，而 rc.sysinit 是一个 bash shell 的脚本，它主要是完成一些系统初始化的工作， rc.sysinit 是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本。它主要完成的工作有：激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块以及其它一些需要优先执行任务。

1	l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5

这一行表示以 5 为参数运行 /etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc 是一个 Shell 脚本，它接受 5 作为参数，去执行 /etc/rc.d/rc5.d/ 目录下的所有的 rc 启动脚本，/etc/rc.d/rc5.d/ 目录中的这些启动脚本实际上都是一些连接文件，而不是真正的 rc 启动脚本，真正的 rc 启动脚本实际上都是放在 /etc/rc.d/init.d/ 目录下。

而这些 rc 启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受 start、stop、restart、status 等参数。/etc/rc.d/rc5.d/ 中的 rc 启动脚本通常是 K 或 S 开头的连接文件，对于以 S 开头的启动脚本，将以 start 参数来运行。而如果发现存在相应的脚本也存在 K 打头的连接，而且已经处于运行态了(以 /var/lock/subsys/ 下的文件作为标志)，则将首先以 stop 为参数停止这些已经启动了的守护进程，然后再重新运行。

这样做是为了保证是当 init 改变运行级别时，所有相关的守护进程都将重启。

至于在每个运行级中将运行哪些守护进程，用户可以通过 chkconfig 或 setup 中的 “System Services” 来自行设定。

(4) 建立终端

rc 执行完毕后，返回 init，这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。

init 接下来会打开 6 个终端，以便用户登录系统。在 inittab 中的以下 6 行就是定义了 6 个终端：

1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

2. 应用开机自启

比如开机自启 Zookeeper：

新建一个脚本 zookeeper。
为新建的脚本 zookeeper 添加可执行权限，命令是：chmod +x zookeeper。
把 zookeeper 这个脚本添加到开机启动项里面，命令是：chkconfig –add zookeeper。
查看是否添加成功，命令是：chkconfig –list。

Linux进程管理

1. 查看进程

(1) ps

查看某个时间点的进程信息。

示例一：查看自己的进程：

# ps -l

示例二：查看系统所有进程：

[nano@localhost ~]$ ps -aux
USER        PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root          1  0.0  0.0 128116  6664 ?        Ss   May14   0:08 /usr/lib/systemd/systemd --system --deserialize 18
root          2  0.0  0.0      0     0 ?        S    May14   0:00 [kthreadd]
root          3  0.0  0.0      0     0 ?        S    May14   0:00 [ksoftirqd/0]
root          5  0.0  0.0      0     0 ?        S<   May14   0:00 [kworker/0:0H]
root          7  0.0  0.0      0     0 ?        S    May14   0:03 [migration/0]
root          8  0.0  0.0      0     0 ?        S    May14   0:00 [rcu_bh]
root          9  0.0  0.0      0     0 ?        S    May14   5:05 [rcu_sched]
root         10  0.0  0.0      0     0 ?        S<   May14   0:00 [lru-add-drain]
root         11  0.0  0.0      0     0 ?        S    May14   0:03 [watchdog/0]
root         12  0.0  0.0      0     0 ?        S    May14   0:03 [watchdog/1]
root         13  0.0  0.0      0     0 ?        S    May14   0:02 [migration/1]
root         14  0.0  0.0      0     0 ?        S    May14   0:04 [ksoftirqd/1]
root         16  0.0  0.0      0     0 ?        S<   May14   0:00 [kworker/1:0H]
root         18  0.0  0.0      0     0 ?        S    May14   0:00 [kdevtmpfs]
root         19  0.0  0.0      0     0 ?        S<   May14   0:00 [netns]

示例三：查看特定的进程

1	# ps aux \| grep threadx

(2) pstree

查看进程树。

示例：查看所有进程树。

1	# pstree -A

(3) top

实时显示进程信息。包含任务队列信息、进程信息、CPU 信息、物理内存信息、交换分区信息。

示例：两秒钟刷新一次

1	$ top -d 2

指定查看某个进程：

1	$ top -p 14253

(4) netstat

查看占用端口的进程。

示例：查看特定端口的进程，比如查看 MySQL 开没有。

1	# netstat -anp \| grep 3306

2. 进程状态

1563425817881

状态	说明
R	running or runnable (on run queue)
D	uninterruptible sleep (usually I/O)
S	interruptible sleep (waiting for an event to complete)
Z	zombie (terminated but not reaped by its parent)
T	stopped (either by a job control signal or because it is being traced)

3. 关闭进程

(1) kill命令

关掉进程。命令格式：

1	$ kill [信号] PID

进程信息常用 1, 9，15。只能识别进程号。

(2) killall命令

关掉进程。使用进程名杀死进程。

4. 进程优先级

表示进程优先级的参数有 Priority 和 Nice。

[nano@localhost ~]$ ps -el
F S   UID    PID   PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
4 S     0      1      0  0  80   0 - 32029 ep_pol ?        00:00:08 systemd
1 S     0      2      0  0  80   0 -     0 kthrea ?        00:00:00 kthreadd
1 S     0      3      2  0  80   0 -     0 smpboo ?        00:00:00 ksoftirqd/0
1 S     0      5      2  0  60 -20 -     0 worker ?        00:00:00 kworker/0:0H

这里 PRI 和 NI 就是这两个参数。数值越小优先级越高，PRI 是内核动态调整的，普通用户只能调整 NI 值，且只能增大。仅 root 用户可以将 NI 值设为负值。

nice 命令可以给新执行的命令直接赋予 NI 值，但是不能修改已经存在进程的 NI 值。

关闭 Apache 服务并重启设置优先级为 5。

1 2	$ service http stop $ nice -n -5 service httpd start

renice 命令可以给已经存在的进程设置优先级。

1	renice -10 12345

5. 父进程与子进程

(1) SIGCHLD

当一个子进程改变了它的状态时（停止运行，继续运行或者退出），有两件事会发生在父进程中：

得到 SIGCHLD 信号。
waitpid() 或者 wait() 调用会返回。

其中子进程发送的 SIGCHLD 信号包含了子进程的信息，比如进程 ID、进程状态、进程使用 CPU 的时间等。

在子进程退出时，它的进程描述符不会立即释放，这是为了让父进程得到子进程信息，父进程通过 wait() 和 waitpid() 来获得一个已经退出的子进程的信息。

(2) wait()

1	pid_t wait(int *status)

父进程调用 wait() 会一直阻塞，直到收到一个子进程退出的 SIGCHLD 信号，之后 wait() 函数会销毁子进程并返回。

如果成功，返回被收集的子进程的进程 ID；如果调用进程没有子进程，调用就会失败，此时返回 -1，同时 errno 被置为 ECHILD。

参数 status 用来保存被收集的子进程退出时的一些状态，如果对这个子进程是如何死掉的毫不在意，只想把这个子进程消灭掉，可以设置这个参数为 NULL。

(3) waitpid()

1	pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)

作用和 wait() 完全相同，但是多了两个可由用户控制的参数 pid 和 options。

pid 参数指示一个子进程的 ID，表示只关心这个子进程退出的 SIGCHLD 信号。如果 pid=-1 时，那么和 wait() 作用相同，都是关心所有子进程退出的 SIGCHLD 信号。

options 参数主要有 WNOHANG 和 WUNTRACED 两个选项，WNOHANG 可以使 waitpid() 调用变成非阻塞的，也就是说它会立即返回，父进程可以继续执行其它任务。

(4) 孤儿进程

一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么这些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被 init 进程（进程号为 1）所收养，并由 init 进程对它们完成状态收集工作。由于孤儿进程会被 init 进程收养，所以孤儿进程不会对系统造成危害。

(5) 僵尸进程

一个子进程的进程描述符在子进程退出时不会释放，只有当父进程通过 wait() 或 waitpid() 获取了子进程信息后才会释放。如果子进程退出，而父进程并没有调用 wait() 或 waitpid()，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中，这种进程称之为僵尸进程。

僵尸进程通过 ps 命令显示出来的状态为 Z（zombie）。系统所能使用的进程号是有限的，如果产生大量僵尸进程，将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程。

要消灭系统中大量的僵尸进程，只需要将其父进程杀死，此时僵尸进程就会变成孤儿进程，从而被 init 进程所收养，这样 init 进程就会释放所有的僵尸进程所占有的资源，从而结束僵尸进程。

Linux系统资源管理

1. 资源查看

(1) vmstat命令

用于监控系统资源，可以监控 CPU 使用、进程状态、内存使用等信息。

[nano@localhost ~]$ vmstat
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0      0 4216980   4172 1987016    0    0     0     1    2    4  0  0 100  0  0

(2) free命令

查看内存使用状态。free 命令是一个快速查看内存使用情况的方法，它是对 /proc/meminfo 收集到的信息的一个概述。这个命令用于显示系统当前内存的使用情况，包括已用内存、可用内存和交换内存的情况。

默认情况下 free 会以字节为单位输出内存的使用量。

[nano@localhost ~]$ free
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:        7990076     1781780     4217136      192428     1991160     5730212
Swap:       2519036           0     2519036

如果想以其他单位输出内存的使用量，需要加一个选项，-g 为GB，-m 为MB，-k 为KB，-b 为字节。

$ free -g
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:             3          1          1          0          0          0
-/+ buffers/cache:          0          2
Swap:            3          0          3

使用 -t 选项查看所有内存的汇总，使用这个选项会在输出中加一个汇总行。

[nano@localhost ~]$ free -t
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:        7990076     1782028     4216824      192428     1991224     5729960
Swap:       2519036           0     2519036
Total:     10509112     1782028     6735860

(3) 查看CPU信息

CPU 主要信息保存在 /proc/cpuinfo 这个文件中。查看就行。

[nano@localhost ~]$ cat /proc/cpuinfo 
processor	: 0
vendor_id	: GenuineIntel
cpu family	: 6
model		: 85
model name	: Intel(R) Xeon(R) Gold 6136 CPU @ 3.00GHz
stepping	: 4
microcode	: 0x2000069
cpu MHz		: 2992.968
cache size	: 25344 KB
physical id	: 0
siblings	: 2
core id		: 0
cpu cores	: 2
apicid		: 0
initial apicid	: 0
fpu		: yes
fpu_exception	: yes
cpuid level	: 22
wp		: yes
flags		: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon nopl xtopology tsc_reliable nonstop_tsc eagerfpu pni pclmulqdq ssse3 fma cx16 pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch invpcid_single ssbd ibrs ibpb stibp fsgsbase tsc_adjust bmi1 avx2 smep bmi2 invpcid rdseed adx smap xsaveopt arat md_clear spec_ctrl intel_stibp flush_l1d arch_capabilities
bogomips	: 5985.93
clflush size	: 64
cache_alignment	: 64
address sizes	: 42 bits physical, 48 bits virtual
power management:

processor	: 1
vendor_id	: GenuineIntel
cpu family	: 6
model		: 85
model name	: Intel(R) Xeon(R) Gold 6136 CPU @ 3.00GHz
stepping	: 4
microcode	: 0x2000069
cpu MHz		: 2992.968
cache size	: 25344 KB
physical id	: 0
siblings	: 2
core id		: 1
cpu cores	: 2
apicid		: 1
initial apicid	: 1
fpu		: yes
fpu_exception	: yes
cpuid level	: 22
wp		: yes
flags		: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon nopl xtopology tsc_reliable nonstop_tsc eagerfpu pni pclmulqdq ssse3 fma cx16 pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch invpcid_single ssbd ibrs ibpb stibp fsgsbase tsc_adjust bmi1 avx2 smep bmi2 invpcid rdseed adx smap xsaveopt arat md_clear spec_ctrl intel_stibp flush_l1d arch_capabilities
bogomips	: 5985.93
clflush size	: 64
cache_alignment	: 64
address sizes	: 42 bits physical, 48 bits virtual
power management:

top 命令也可以看 CPU 状态信息。

dstat 命令每秒 CPU 使用率情况获取，一秒刷新一次。

[root@localhost nano]# dstat
You did not select any stats, using -cdngy by default.
----total-cpu-usage---- -dsk/total- -net/total- ---paging-- ---system--
usr sys idl wai hiq siq| read  writ| recv  send|  in   out | int   csw 
  0   0 100   0   0   0| 195B 1626B|   0     0 |   0     0 | 310   457 
  0   0 100   0   0   0|   0     0 | 540B  842B|   0     0 | 312   472 
  0   1  99   0   0   0|   0     0 |2020B  362B|   0     0 | 330   465 
  1   0 100   0   0   0|   0     0 |2986B  822B|   0     0 | 346   529 
  1   1  99   0   0   0|   0     0 |1880B  362B|   0     0 | 401   594 
  0   1 100   0   0   0|   0     0 |1564B  362B|   0     0 | 323   446 
  1   0  99   0   0   0|   0     0 | 628B  362B|   0     0 | 305   438 
  0   1 100   0   0   0|   0     0 | 658B  494B|   0     0 | 302   456 
  1   1  99   0   0   0|   0     0 | 556B  362B|   0     0 | 304   449 
  0   0 100   0   0   0|   0     0 |1910B  822B|   0     0 | 357   566 
  0   0  99   0   0   0|   0     0 |1844B  362B|   0     0 | 327   463 
  0   1  99   0   0   0|   0     0 |2127B  362B|   0     0 | 334   474 
  0   0 100   0   0   0|   0     0 |1036B  362B|   0     0 | 286   426 
  1   1  99   0   0   0|   0     0 |1752B  362B|   0     0 | 325   460 
  0   1  99   0   0   0|   0     0 | 956B  362B|   0     0 | 365   560 
  0   0  99   0   0   0|   0     0 |1950B  822B|   0     0 | 311   481 
  0   0 100   0   0   0|   0     0 | 780B  362B|   0     0 | 291   440

Linux网络管理

1. 基础命令

查看当前系统的网卡信息：ifconfig。
查看与某台机器的连接情况：ping。
查看当前系统的端口使用：netstat -an。

2. 限制IP访问

Linux 下最直接限制 IP 访问的方式有两种：

(1) hosts.allow和hosts.deny

使用 hosts.allow 和 hosts.deny 来设置 IP 白名单和黑名单，/etc/ 目录下。优先级为先检查 hosts.deny，再检查hosts.allow，后者设定可越过前者限制。冒号前面是服务进程名称，通常系统进程在 /etc/inetd.conf 中指定，比如in.ftpd，in.telnetd，in.sshd。

其中 IP 地址范围的写法有若干中，主要的三种是：

网络地址-子网掩码方式：216.64.87.0/255.255.255.0。
设置地址范围：216.64.（即以 216.64 打头的 IP 地址）。
缩略子网掩码方式：216.64.87.0/255.255.255.0 – 216.64.87.0/24。

设置好后，要重新启动。

1 2	$ /etc/rc.d/init.d/xinetd restart $ /etc/rc.d/init.d/network restart

下面是设置例子：

限制所有的 ssh，除非从 216.64.87.0 - 127 上来。

hosts.deny:   
in.sshd:ALL   
hosts.allow:   
in.sshd:216.64.87.0/255.255.255.128

封掉 216.64.87.0 - 127 的 telnet。

1 2	hosts.deny in.sshd:216.64.87.0/255.255.255.128

限制所有人的 TCP 连接，除非从 216.64.87.0 - 127 访问。

hosts.deny   
ALL:ALL   
hosts.allow   
ALL:216.64.87.0/255.255.255.128

限制 216.64.87.0 - 127 对所有服务的访问。

1 2	hosts.deny ALL:216.64.87.0/255.255.255.128

(2) iptables命令

iptables 是防火墙相关的命令，可以用来限制 IP 登录。

Linux定时任务crontab

crontab 命令常见于 Unix 和类 Unix 的操作系统之中，用于设置周期性被执行的指令。该命令从标准输入设备读取指令，并将其存放于 crontab 文件中，以供之后读取和执行。通常 crontab 储存的指令被守护进程激活，crond 常常在后台运行。这类作业一般称为 cron jobs。

1. crontab文件

crontab 文件包含送交 cron 守护进程的一系列作业和指令。每个用户可以拥有自己的 crontab 文件；同时，操作系统保存一个针对整个系统的 crontab 文件，该文件通常存放于 /etc 或者 /etc 之下的子目录中，而这个文件只能由系统管理员来修改。

crontab 文件的每一行均遵守特定的格式，由空格或 tab 分隔为数个领域，每个领域可以放置单一或多个数值。 cron 服务是 Linux 的内置服务，但它不会开机自动启动，可以用以下命令启动和停止服务：

/sbin/service crond start
/sbin/service crond stop
/sbin/service crond restart
/sbin/service crond reload

要把 cron 设为开机自动启动，需要在 /etc/rc.d/rc.local 脚本中加入 /sbin/service crond start。

1
2
3

[nano@localhost ~]$ crontab -l  # 查看当前用户的crontab
[nano@localhost ~]$ crontab -e  # 编辑crontab
[nano@localhost ~]$ crontab -r  # 删除crontab

2. 操作符号

在一个区域里填写多个数值的方法：

逗号（’,’）分开的值，例如：“1, 3, 4, 7, 8”。
连词符（’-‘）指定值的范围，例如：“1-6”。
星号（’‘）代表*任何可能的值**。例如，在“小时域”里的星号等于是“每一个小时”。
某些 cron 程序的扩展版本也支持斜线（’/‘）操作符，用于表示跳过某些给定的数。例如，“/3”在小时域中等于“0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21”等被 3 整除的数；。

3. 时间设置

前 5 个域称之分时日月周，方便记忆。

# 文件格式说明
#  ——分钟（0 - 59）
# |  ——小时（0 - 23）
# | |  ——日（1 - 31）
# | | |  ——月（1 - 12）
# | | | |  ——星期（0 - 7，星期日=0或7）
# | | | | |
# * * * * * 被执行的命令

从第六个域起，指明要执行的命令。

4. 例子

每 1 分钟执行一次 command：

1	* * * * * command

每小时的第 3 和第 15 分钟执行：

1	3,15 * * * * command

在上午 8 点到 11 点的第 3 和第 15 分钟执行：

1	3,15 8-11 * * * command

每隔两天的上午 8 点到 11 点的第 3 和第 15 分钟执行：

1	3,15 8-11 /2 * command

参考资料

https://blog.csdn.net/sinat_24928447/article/details/78042290