Введение

Зачем изучать Linux?

Рыночные доли десктопных ОС:

  • Windows - 85-88%
  • Mac OS - 10%
  • Linux - 2-5%

Рыночные доли мобильных ОС:

  • Linux - 77%
  • iOS - 20%

Рыночные доли серверных ОС:

  • UNIX - 30%
  • Linux - 30%
  • Windows Server - 30%

Основные сферы применения Linux:

  • серверы (веб-сервер, сервер СУБД, файл-сервер, сервер виртуализации, сервер службы каталогов)
  • смартфоны и носимая электроника (Android, Tizen, Maemo)
  • встраиваемые системы (Raspberry Pi, медиа-приставки, смарт-телевизоры, автомобили)
  • сетевое оборудование
  • вычислительные кластеры
  • технологическое оборудование

Каким специалистам нужно изучать Linux?

  • Научные работники;
  • Системные администраторы и администраторы БД;
  • Разработчики.

Благодаря совместимости с POSIX принципы работы в Linux унифицированы с UNIX.

Что такое дистрибутив?

Linux — операционная система с открытым исходным кодом.

Ядро Linux было создано Линусом Торвальдсом. Ядро Linux продолжает развиваться с 1991 года по сегодняшний день под его руководством.

Что делает ядро ОС?

  • предоставление прикладным программам удобной и эффективной среды для работы;
  • организация эффективной совместной работы прикладных программ;
  • управление ресурсами компьютера (процессорным временем, оперативной памятью, внешней памятью, устройствами ввода-вывода и т. д.);
  • реализация высокоуровневых программных абстракций (файл, процесс, сетевое соединение и т. д.)

Для создания полноценной ОС ядру Linux необходимо системное и прикладное ПО:

  • системные утилиты;
  • компиляторы (трансляторы, компоновщики, интерпретаторы, ассемблеры и т.п.);
  • командный интерпретатор (оболочка);
  • и т. д.

FSF — Free software Foundation (Р. Столлман) — фонд свободного ПО, который в рамках проекта GNU, разрабатывает широкий спектр ПО под лицензией GPL.

В ОС Linux в качестве системного ПО используются:

  • GNU Coreutils
  • GNU Binutils
  • GNU Compiler Collection
  • GNU Bash

Дистрибутив Linux = Ядро Linux + системное ПО + прикладное ПО

Обзор дистрибутивов Linux

Дистрибутивы Linux:

  • Debian. Дистрибутив Debian создан в 1993 году супругами Деброй и Иеном Мердок и является одним из старейших дистрибутивов Linux, активно развивающихся на сегодняшний день. Имеет 3 варианта:

    • Debian Stable — вариант Debian в котором все пакеты максимально оттестированы;
    • Debian Unstable (Sid) — вариант Debian в котором самые новые, но не неоттестированные пакеты;
    • Debian Testing — вариант Debian в котором пакеты проходят тестирование. В определенный момент он становится Stable-дистрибутивом;

  • Семейство Ubuntu создано на базе Debian Testing и поддерживается компанией Canonical во главе с Марком Шаттлвортом.

    • Ubuntu Desktop — десктопный дистрибутив на базе Gnome 3;
    • Ubuntu Server — популярный серверный дистрибутив;
    • Edubuntu — десктопный дистрибутив на базе Gnome 3 для образования;
    • Ubuntu Studio — десктопный дистрибутив на базе Gnome 3 для редактирования мультимедиа-контета;
    • Ubuntu Kylin — десктопный дистрибутив на базе Gnome 3 для Китая;
    • Kubuntu — десктопный дистрибутив на базе KDE;
    • Lubuntu — десктопный дистрибутив на базе LXDE/LXQT;
    • Ubuntu Budgie — десктопный дистрибутив на базе Budgie;
    • Ubuntu Mate — десктопный дистрибутив на базе Mate;
    • Xubuntu — десктопный дистрибутив на базе Xfce.

  • Дистрибутивы основанные на базе Debian / Ubuntu:

    • Mint — дистрибутив ориентированный на удобство и стабильность;
    • elementary — дистрибутив с интерфейсом напоминающим Mac OS;
    • Zorin — дистрибутив с красивым графическим интерфейсом пользователя;
    • Kali Linux — дистрибутив для специалистов по информационной безопасности;
    • The Amnesic Incognito Live System (Tails) — дистрибутив ориентированный на приватность и конфиденциальность;
    • Deepin — дистрибутив на базе Debian Stable с графическим окружением Deepin;
    • MX Linux — сбалансированный дистрибутив с графическим окружением Xfce на базе Debian Stable;
    • antiX — дистрибутив для устаревших компьютеров на базе Debian Stable;

  • RedHat — американская корпорация, крупный разработчик свободного ПО и одноименное семейство дистрибутивов:

    • RedHat Enterprise Linux (RHEL) — серверный дистрибутив с платной поддержкой;
    • Fedora — бесплатный дистрибутив, на котором RedHat обкатывает все новейшие изменения;
    • AlmaLinux — свободный бесплатный клон RHEL;
    • Oracle Linux — вариант от Oracle;
    • Amazon Linux — вариант дистрибутива от Amazon.

  • ArchLinux — независимый дистрибутив, развиваемый сообществом и отличающийся максимально новым ПО, простотой и гибкостью кастомизации.

    • Manjaro — вариант дистрибутив ArchLinux с графическим установщиком и рядом всмопогательных утилит.
    • EndeavourOS
    • SteamOS — игровой дистрибутив основанный на Debian.

  • Другие известные дистрибутивы:

  • SUSE Linux Enterprise Server (SLES) — популярный серверный дистрибутив с платной поддержкой от компании SUSE

  • openSUSE — популярный бесплатный дистрибутив от компании SUSE

    • Slackware — олдскульный и простой дистрибутив, поддерживаемый Патриком Фолькердингом

    • Gentoo — дистрибутив использующий установку ПО из исходных кодов.

    • Solus — дистрибутив с графическим окружением Budgie.

    • NixOS — дистрибутив с атомарными обновлениями.

Стабильность или новизна?

По графику выхода релизов дистрибутивы можно разделить на две категории:

  • Фиксированные релизы — время от времени (в некоторых случаях, по заранее оговоренному графику) выпускается очередной релиз дистрибутива. Каждый релиз имеет оговоренный срок поддержки. Во время срока поддержки релиз дистрибутива получает обновления безопасности. Релизы с пометкой LTS имеют удлиненный срок поддержки. Обновление на новый релиз часто производится путем переустановки системы. Примеры:

    • Дистрибутив Ubuntu имеет четкий график выхода релизов — два раза в год в апреле и октябре. Каждый релиз отмечен номером года и месяца, например 18.10 (октябрь 2018) или 19.04 (апрель 2019). Каждые два года в апреле выходит LTS релиз (20.04, 18.04, 16.04, 14.04 и т.д.). Из-за жесткого графика выхода релизов иногда у них бывают проблемы некоторыми пакетами. Поэтому ответственные системы не рекомендуется обновлять сразу после выхода релиза.
    • Дистрибутив Debian Stable выпускается только после нескольких месяцев тщательного тестирования, когда мейнтейнеры уверены в его стабильности. Выход дистрибутива происходит обычно раз в несколько лет, однако строго оговоренного графика нет.

  • Плавающие (роллинг) релизы — установленная система получает обновления в виде постоянного потока обновлений пакетов без выхода четко сформированных релизов. Примеры:

    • Дистрибутив ArchLinux — отличается новизной пакетов и вследствие этого нестабильностью в работе после обновления. Дистрибутив предназначен для энтузиастов, которым необходимо самое новое ПО и не рекомендуется для серверного применения.

Дистрибутивы с фиксированными релизами, в целом, ведут себя стабильнее чем плавающие релизы. Объясняется это тем, что мейнтейнеры могут более тщательно протестировать его. При этом, при переходе с релиза на релиз происходят глубокие структурные изменения. Дистрибутивы с плавающими релизами, в среднем, имеют более свежее ПО, однако структурные изменения происходят плавно и постепенно.

Наиболее важными для практического применения в промышленном программировании являются серверные дистрибутивы.

Серверные дистрибутивы Linux отличают упор на:

  • стабильную безошибочную работу
  • регулярная публикация обновлений безопасности
  • длительный срок поддержки

На сегодняшный день на рынке серверных ОС представлены следующие системы:

  • различные версии Windows Server (около трети рынка)

  • семейство Unix (около трети рынка):

    • BSD (FreeBSD, OpenBSD, DragonflyBSD, NetBSD)
    • Mac OS for Server
    • IBM AIX
    • Hewlett-Packard HP-UX
    • Oracle Solaris

  • Семейство Linux (около трети рынка):

Интерфейс командной строки

Основным способом управления серверных систем является использование интерфейса командной строки. Этот способ требует минимальных системных ресурсов и достаточно легко реализуется программистами. При этом, настройки программы хранятся в конфигурационных файлах, а часто повторяющиеся действия автоматизируются с помощью скриптов.

Графический интерфейс пользователя

Окружение рабочего стола (Desktop Environment) — это набор ПО, позволяющий создать полноценный графический интерфейс пользователя.

  • GNOME 3
  • KDE
  • Xfce
  • LXDE / LXQt
  • Mate
  • Budgie

Оконный менеджер (Window Manager) — это приложение управляющее работой окон приложений. Оконный менеджер является частью окружения рабочего стола. Оконный менеджер может работать самостоятельно.

Оконные менеджеры бывают двух типов:

  • Стекируемый — окна могут изменять размеры и положение независимо от других окон, а также могут заслонять их собой (как в ОС Windows)

пример стекируемого оконного меннеджера

  • Тайловый — экран разделяется на смежные области занятые окнами приложений. Увеличение окна одного приложения приводит к уменьшению других окон.

пример тайлового оконного меннеджера

Идентификация дистрибутива

Для идентификация дистрибутива можно использовать следующие команды:

  • uname -a ­— запрос версии ядра Linux
  • lsb_release -a — запрос описания дистрибутива
  • cat /etc/issue — текстовый файл с именем дистрибутива
  • cat /etc/*-release — текстовый файл с именем дистрибутива
  • cat /proc/version — текстовый файл с версией ядра Linux
  • screenfetch / neofetch — дополнительные утилиты

Литература

  • Дмитрий Кетов. Внутреннее устройство Linux
  • Михаэль Кофлер. Linux. Установка, администрирование, настройка
  • Уильям Шоттс. Командная строка Linux