服务器硬件与 Linux 初体验

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一、服务器硬件知识

1.服务器概述

• 我们知道，组成计算机的硬件主要有主机和输入/输出设备
• 主机包括机箱、电源、主板、CPU(Central Procesing Unit，中央处理）、内存、显卡、声卡、网卡、硬盘、光驱等，而输入/输出设备包括显示器、键盘、鼠标、音箱、摄像头、打印机和扫描仪等
• 那么什么事服务器呢？
• 服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件，为网上用户提供共享信息资源和
  各种服务的一种高性能计算机，英文名叫做 Server
• 服务器无论是在网络连接性能，还是在稳定性等其他各个方面都比 PC 机要高得多
• 具体性能对比如下表所示：

指标	服务器	PC
处理器性能	支持多处理器，性能高	一般不支持多处理，性能低
I/O 性能	强大	相对弱小
可管理性	高	相对低
可靠性	非常高	相对低
扩展性	非常强	相对弱

2.服务器分类

2.1 按照体系架构分类

2.1.1 非 x86 服务器

• 这种服务器有很好的稳定性，整体性能强，就是价格昂贵，体系封闭
• 主要用在金融、电信等大型企业的核心系统中
• 包括大型机、小型机和 UNIX 服务器，主要采用 UNIX 和其他专用操作系统的服务器
• 使用 RISC(精简指令集）或 EPIC(并行指令代码）处理器，RISC 处理器主要有 IBM 公司的 POWER 和 PowerPC 处理器、Sun 与富士康公司合作研发的 SPARC 处理器，EPIC 处理器主要是 Intel 研发的安腾处理器等

2.1.2 x86 服务器

• 又称 CISC(复杂指令集）服务器，基于 PC 机体系结构，也被称为 PC 服务器，一般使用 Intel 或其他兼容 x86 指令集的处理器芯片
• 这种服务器主要用在中小企业和非关键业务中，价格相对便宜、兼容性好

2.2 按照应用层次分类

• 分为入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器
• 越往上，服务器的档次也越高，所支持的处理器个数、插槽个数越多，所支持的内存、带宽越多，对于数据处理的能力也就越强

2.3 按照机箱结构分类

2.3.1 塔式服务器

• 塔式服务器在外型和结构上和台式机差不多，所以也被称为“台式服务器”
• 由于塔式服务器的机箱比较大，主板扩展性较强，插槽也多，所以服务器的配置可以很高，成本比较低，适合入门级、工作组级服务器应用
• 但是在外形尺寸上没有统一的标准，占用空间多也不方便管理，整体的扩展性能会受到主板和机箱的限制

2.3.2 机架式服务器

• 机架式服务器外形上类似于交换机，有 1U(1U=1.75英寸）、2U、4U 等不同规格
• 被安装在标准的 19 英寸机柜里面
• 相对于塔式服务器要更节约空间，适合于大型专用机房统一部署和管理大量的服务器的场合

2.3.3 刀片式服务器

• 刀片式服务器是一种高可用高密度的低成本服务器，主要结构为标准高度的机架
  式机箱，内部可以插上多“刀片”，其中每一“刀片”都是一块系统母板，相当于一
  个独立的服务器，每一系统母版都可以运行自己的系统
• 比机架式服务器更节省空间，但是为了散热，机箱内需要安装大型强力风扇
• 这种服务器的价格比较昂贵，一般用
  于大型的数据中心或者需要大规模计算的领域，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的

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二、Linux 系统的组成

• Linux 操作系统由 Linux 内核和各种外围程序组成
• Linux 内核是一个特殊的软件程序，用于实现 CPU 和内存分配、进程调度、设备驱动等核心操作，以面向硬件为主
• 外围程序包括分析用户指令的解释器、网络服务程序、图形桌面程序等各种应用型的软件程序，以面向用户为主

1.Linux 系统的内核

• 对操作系统来说，内核就好像是人的心脏一样，在整个系统中有举足轻重的地位
• Linux 内核之所以受到人们的如此重视，因为它是构成整个 Linux 操作系统最关键的组成部分
• 可以毫不夸张的说，没有 Linux 内核的出现，就没有今天的 Linux 操作系统
• Linux 内核最初由芬兰大学生李纳斯·托沃兹（Linus Torvalds)在 1991 年发布，主要使用 C 语言及一小部分汇编语言开发而成
• Linux 内核的官方网站是：https://www.kernel.org/，从该站点中可以下载以发布的各个八本的内核文件
• Linux 内核的标志是一个名为 Tux 的小企鹅，如下图所示
  

2.版本号的说明

• 长期以来，Linux 内核采用了稳定版本和开发版本并存的版本控制方式
• 版本号的命名格式为[x.yy.zz]，其中[x]为主版本号，[yy]为次版本号，[zz]表示修订版本号
• [x]版本号：用于表示内核结构、功能等方面的重大升级，主版本号升级比较缓慢
• [yy]次版本号：用于表示内核版本是开发版本还是稳定版本，使用奇数代表开发版本，使用偶数代表稳定版本，如[2.3]和[2.5]属于内核的开发版本，[2.4]和[2.6]属于内核的稳定版本;内核的某个开发版本经过不断的修正趋于稳定后
  将次版本号加 1 演变为内核的稳定版本，如内核的[2.5]开发版趋于稳定后会转换为[2.6]版；一般来讲只有内核的稳定版本才能够用于生产系统或被 Linux 发行版本采用
• [zz]修订版本号：用于表示对于同一个内核次版本（稳定版或开发版）的不断修订和升级，通常修订版本升级只是对内核进行较小的改变，如内核的[2.6.25]版升级后将作为[2.6.26]版进行发布

3.Linux 系统的外围程序

3.1 GNU 项目

• 构成 Linux 系统的外围程序大部分来自于 GNU 项目或其他组织的开源软件，如
  著名的 C 语言编译工具 gcc、命令解释器程序 bash、网站服务器程序 httpd等
• 因此，Linux 操作系统更确切的含义应为“GNU/Linux 操作系统”
• GNU 的名称来源于“GNU is Not UNIX”的缩写，GNU 项目由自由软件运动的倡导者 Richard Stallman 于 1984 年发起并创建，其目标是编写大量兼容 UNIX 操作系统的可自由传播、使用的软件，用于替换 UNIX 系统中的各种商业软件
• GNU 项目的官方网站网址：http://www.gnu.org/
• 此外 GNU 项目还成立了一个软件基金会，称为 FSF(Free Software Foundation，自由软件基金会），其官方网站网址：https://www.fsf.org/

3.2 GPL 和 LGPL 协议

• 为了确保 GNU 项目所发布的软件经过传播、改写以后仍然具有“自由”的特性，GNU 项目提出了针对自由软件的授权许可协议 GPL(General Public License，通用公共许可证），其核心内容主要包括以下几点
  • 软件必须以源代码的形式发布，允许用户任意复制、传递、修改使用及再次发布新的软件版本
  • 如果新发布的某个软件项目使用了受 GPL 协议保护的任何自由软件的一部分，则发布时也必须遵守 GPL 协议，将源代码开放并允许其他用户任意复制、传递及修改使用
  • 不对使用自由软件的任何用户提供任何形式的责任担保或承诺
  • 不排斥对自由软件进行商业性质的包装和发行，也不限制在自由软件的基础上打包发行其他非自由软件
• 而 LGPL(Lesser General Public License,次级公共许可证）协议作为 GPL 授权协
  议的一个变种，是GN项目为了得到更多开发者（包括商用软件开发商）的支持而提出的
• 相对于 GPL 来说，LGPL 显得要更为宽松一些，允许使用者在自己的程序中使用 GNU 程序库，而无须公开全部源代码
• LGPL 协议为使用 Linux 平台开发商业软件、推进 Linux 系统的进一步发展提供了更多的空间

4.开源软件

• 开源软件即开放源代码软件（Open Source Software)，其最重要的一个特性是源代码开放，任何人都可以获得开源软件的所有源代码。
• 开源软件的出现对传统的商业
  软件模式（封闭源代码）是一个极大的挑战
• 自 20 世纪 80 年代以来，开源软件从诞生到逐渐兴起，再到今天的蓬勃发展，已逐渐演化成了一种潮流
• 广义上的开源软件包括任何开放源代码的软件，遵守 GPL 协议的所有自由软件都可以称为开源软件，但是开源软件不一定就是自由软件（虽然这种情况比较少）
• 例如，微软公司曾经对部分国家开放过一小部分源代码，但并不表示对应的 Windows 系统也是自由软件
• 开源软件项目的官方网站网址：https://opensource.org/

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三、Linux 系统的发行版本

1.简介

• Linux 内核和软件采用了相对开放的用户许可协议，任何软件公司和社团甚至是个人都可以将 Linux 内核和自由软件打包成一个完整的有的操作系统，因此出现了各种不同的 Linux 发行版本
• 每个 Linux 发行版本都拥有单独的名称，如 Red Hat Linux、Ubuntu Linux、SUSE Linux、Debian Linux 等，它们所采用的 Linux 内核和使用的软件包基本类似，但在具体操作和使用上略有差别
• Linux 操作系统经过 20 多年的不断发展，已经形成了多达数百种的 Linux 发行版本，足以让广大的 Linux 初学者目不暇接，难以做出选择
• 主流的 Linux 发行版本中，主要包括 Red Hat 公司、Novell 公司、Debian 社区、Ubuntu 社区发行的一系列 Linux 系统

2.Red Hat 公司

• Red Hat 公司是成立较早的 Linux 发行版本厂商，其推出的红帽系列 Linux 发行版本得到了软、硬厂商的广泛支持，一直以来是许多企业首选的服务器平台，也成为许多商用开源操作系统的参照标准
• Red Hat 的官方网站网址：https://www.redhat.com/en
• CentOS 是一个基于 Red Hat 操作系统提供的、可自由使用源代码的社区企业操作系统
• 两者的不同在于 CentOS 不包含闭源代码软件，有些要求高度稳定的服务器使用 CentOS 代替商业版的 Red Hat Enterprise Linux 使用
• CentOS 的官方网站网址：https://www.centos.org/

3.Debian 系列

• 该系列是完全由社区进行维护的 Linux 发行版本，也是在开源社区中作为项目运作的成功典范
• Debian Linux 的发展得到了全世界范围内数以千计的开源软件开发者和爱好者的参与和支持，积累了规模庞大的用户群
• Debian的官方网站网址：https://www.debian.org/

4.Ubuntu 系列

• Ubuntu Linux 是一个以 Debian 为原型的 Linux 后起之秀，它是由南非的 Canonical
  公司提供运营支持的社区版 Linux 系统，在 Linux 桌面环境、硬件支持以及易用性等
  方面表现卓越，在短短的几年时间内迅速获得了大量个人用户的喜爱
• Ubuntu Linux 的官方网站网址：https://ubuntu.com/

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四、启动安装 Linux 服务器

• 服务器安装操作系统有几种方法，根据安装所需的安装介质不同可分为：光盘安装、U 盘安装和网络安装等
• 光值安装是最常规的方法，也是最基本的方法
• U 优盘安装适用于没有光驱的服务器或用在没有系统安装光盘的情况，要求电脑支持 USB 启动
• 网络安装需要进行相关服务的配置