CentOS Stream 9入门学习教程，从入门到精通，Linux操作系统概述 —全面知识点详解(1）

Linux操作系统概述 ---全面知识点详解

一、Linux操作系统的发展历史

1.1 起源背景

Linux并非凭空诞生，而是建立在UNIX系统理念和开源思想基础之上。
1991年，芬兰大学生Linus Torvalds在MINIX系统基础上开发了Linux内核原型，并在Usenet新闻组发布源代码，邀请全球开发者共同完善。
初期目标：创建一个免费、自由、类UNIX的操作系统内核。

1.2 发展阶段

1991--1994年：内核0.01版本发布 → 1.0版本发布（1994），支持多架构、TCP/IP协议。
1995--2000年：社区快速壮大，内核模块化、驱动支持增强，桌面环境（如KDE、GNOME）开始发展。
2000--2010年：企业级应用兴起，Red Hat、SUSE等商业发行版崛起，嵌入式与服务器市场扩张。
2010年至今：云计算、容器化（Docker）、微服务架构推动Linux成为基础设施核心；Android基于Linux内核，占据移动市场主导。

二、UNIX操作系统的发展历史

2.1 起源

1969年，贝尔实验室（AT&T）的Ken Thompson 和Dennis Ritchie开发了UNIX系统。
最初用汇编语言编写，后用C语言重写（1973），实现"可移植性"，成为现代操作系统的鼻祖。

2.2 分支与商业化

AT&T因反垄断协议无法商业化 → 各大学（如BSD）和公司（如SunOS、AIX、HP-UX）基于UNIX开发自己的版本。
BSD（Berkeley Software Distribution）：加州大学伯克利分校开发，影响深远，衍生出FreeBSD、OpenBSD、NetBSD。
System V与BSD之争：两大主流UNIX标准，后统一为POSIX标准。

2.3 UNIX对Linux的影响

Linux继承了UNIX的"一切皆文件"、多用户多任务、管道与Shell等核心设计理念。
POSIX兼容性使Linux程序可移植到其他类UNIX系统。

三、GNU计划和GPL许可证

3.1 GNU计划（GNU's Not UNIX）

由Richard Stallman于1983年发起，目标是创建一个完全自由的操作系统（GNU系统）。
开发了大量关键工具：GCC（编译器）、GDB（调试器）、Bash（Shell）、Glibc（C库）等。
到1991年，GNU系统除内核（Hurd）外基本完成 ------ Linux内核的出现填补了这一空白，形成"GNU/Linux"系统。

3.2 GPL许可证（General Public License）

由自由软件基金会（FSF）发布，保障用户四大自由：
1. 运行程序的自由
2. 研究并修改源码的自由
3. 再分发副本的自由
4. 改进并发布改进版的自由
Copyleft机制：任何基于GPL代码的衍生作品也必须以GPL发布，防止私有化。
其他常见许可证：LGPL（库）、MIT、Apache（更宽松）。

注：Linux内核采用GPLv2许可证。

四、Linux操作系统的诞生和发展

4.1 诞生过程

Linus Torvalds受MINIX启发，但不满其授权限制，决定自研内核。
1991年8月25日，在comp.os.minix新闻组发布著名帖子："I'm doing a (free) operating system..."
首个版本0.01仅支持386处理器，代码约1万行。

4.2 社区驱动发展模式

"集市模式"（The Cathedral and the Bazaar）：全球开发者协作，快速迭代。
Git版本控制系统（2005年由Linus开发）极大提升协作效率。
内核发布周期：每2--3个月发布一个稳定版（如5.x系列），长期支持版（LTS）提供数年维护。

4.3 重要里程碑

1994：Linux 1.0发布
1996：Linux 2.0支持SMP（对称多处理）
2001：Linux 2.4支持企业级硬件
2003：Linux 2.6内核大更新，支持嵌入式、实时性增强
2011：Linux 3.0发布（纪念20周年）
2015：Linux 4.0支持容器热补丁
2021：Linux 5.10 LTS支持RISC-V架构、改进安全机制

五、Linux操作系统的发行版（Distribution）

5.1 什么是发行版？

发行版 = Linux内核 + GNU工具 + 软件包管理系统 + 桌面环境 + 预配置服务 + 安装程序
不同发行版面向不同用户群体（桌面、服务器、嵌入式等）。

5.2 主要分类

类型	代表发行版	特点
商业支持	RHEL, SUSE Linux Enterprise	企业级支持、稳定、付费
社区驱动	Fedora, openSUSE Tumbleweed	前沿技术、更新快
衍生免费版	CentOS, Rocky Linux	兼容RHEL，免费使用
桌面友好	Ubuntu, Linux Mint	用户友好、预装图形界面
轻量/嵌入式	Alpine, Puppy Linux	资源占用少，适合老旧设备或容器

六、Linux内核与发行版的关系

Linux内核：操作系统核心，负责进程管理、内存管理、设备驱动、文件系统、网络协议栈等。
发行版：在内核基础上打包用户空间工具、应用软件、安装程序、配置工具等，形成完整可用系统。
举例：
- Ubuntu 22.04 LTS 使用 Linux 5.15 内核
- RHEL 9 使用 Linux 5.14 内核（经企业级补丁加固）
用户可自行编译内核或更换内核版本（高级操作）。

目前市面上较知名的发行版有：Ubuntu、RedHat、CentOS、Debian、Fedora、SuSE、OpenSUSE、Arch Linux、SolusOS 等。

七、图形用户界面（GUI）概述

7.1 Linux GUI架构

X Window System（X11）：传统显示服务器，负责图形绘制与输入设备管理。
Wayland：新一代显示协议，更安全、高效，逐步取代X11（Ubuntu 21.04+、Fedora 34+默认启用）。
桌面环境（DE） ：
- GNOME：现代、简洁，默认用于Fedora、Ubuntu
- KDE Plasma：功能丰富、高度可定制，用于openSUSE、Kubuntu
- XFCE / LXQt：轻量级，适合低配设备
- Cinnamon / MATE：传统桌面风格，用户友好

7.2 图形界面非必需

Linux服务器通常不安装GUI，通过SSH远程管理，节省资源。
可随时安装或卸载GUI组件（如 sudo apt install ubuntu-desktop）。

八、典型Linux发行版介绍

8.1 Debian

社区驱动，稳定性极高，软件包管理（APT）强大。
Ubuntu、Linux Mint等均基于Debian。

8.2 Ubuntu

Canonical公司维护，桌面用户首选，每6个月发布新版，LTS版本支持5年。
衍生版：Kubuntu（KDE）、Xubuntu（XFCE）、Ubuntu Server等。

8.3 Arch Linux

"滚动更新"，始终最新软件，适合高级用户。
采用pacman包管理器，AUR社区仓库丰富。

8.4 openSUSE

分为Leap（稳定，基于SUSE Enterprise）和Tumbleweed（滚动更新）。
YaST配置工具强大，适合企业与开发者。

九、Red Hat系列产品介绍

9.1 Red Hat Linux（已停止）

1994--2003年发布的桌面/服务器发行版。
2003年后停止，转型为企业级产品线。

9.2 Fedora Linux

Red Hat赞助的社区项目，定位"前沿技术试验田"。
每6个月发布新版，生命周期约13个月。
GNOME默认桌面，软件包丰富，适合开发者与爱好者。
许多新技术（如systemd、Wayland）首现于Fedora，成熟后移植到RHEL。

9.3 Red Hat Enterprise Linux（RHEL）

企业级商业发行版，强调稳定性、安全性、长期支持。
每3--5年发布一个主版本（如RHEL 7→8→9），每个版本支持10年。
需订阅获取官方支持、安全更新、管理工具（如Red Hat Satellite）。
广泛用于金融、电信、政府等关键业务系统。

9.4 CentOS（传统版，已停止主流支持）

原为RHEL的"免费克隆版"，100%二进制兼容，无Red Hat商标与支持。
CentOS 8于2021年底停止维护，转向CentOS Stream。

9.5 CentOS Stream

RHEL的"上游开发版"，介于Fedora与RHEL之间。
滚动更新，比RHEL提前获得新功能，供开发者测试与贡献。
不再是"稳定生产替代品"，而是"参与RHEL开发的平台"。
替代方案：Rocky Linux、AlmaLinux（社区重建的RHEL兼容版）。

十、Linux操作系统的主要应用领域

10.1 传统企业级服务器领域

Web服务器（Apache/Nginx）、数据库（MySQL/PostgreSQL）、邮件服务器、DNS、FTP等。
市场份额超70%，尤其在数据中心、大型网站（如Google、Amazon、Facebook）中占主导。

10.2 移动终端设备

Android系统：基于Linux内核，全球智能手机市场占有率超70%。
平板电脑、智能电视、机顶盒、智能手表等广泛采用Linux内核。

10.3 物联网（IoT）与车联网

嵌入式Linux（如Buildroot、Yocto）用于智能家居、工业控制、车载系统（Tesla、蔚来等）。
轻量、可裁剪、开源特性适合资源受限设备。

10.4 桌面应用场景

日常办公（LibreOffice、WPS）、多媒体（VLC、Audacity）、图形设计（GIMP、Inkscape）、编程开发（VSCode、PyCharm）。
Linux桌面生态日益完善，Steam支持+Proton兼容层使游戏体验大幅提升。

10.5 新兴技术领域

云计算：AWS、Azure、阿里云等底层大量使用Linux；OpenStack、KVM、Docker、Kubernetes均基于Linux。
大数据：Hadoop、Spark等框架运行于Linux集群。
人工智能/深度学习：TensorFlow、PyTorch等框架首选Linux环境，NVIDIA驱动与CUDA支持完善。
区块链：比特币、以太坊等节点软件多部署在Linux服务器。
边缘计算与5G：轻量Linux系统部署于边缘设备，支持低延迟处理。

十一、Linux vs Windows

目前国内 Linux 更多的是应用于服务器上，而桌面操作系统更多使用的是 Windows。主要区别如下

比较	Windows	Linux
界面	界面统一，外壳程序固定所有 Windows 程序菜单几乎一致，快捷键也几乎相同	图形界面风格依发布版不同而不同，可能互不兼容。GNU/Linux 的终端机是从 UNIX 传承下来，基本命令和操作方法也几乎一致。
驱动程序	驱动程序丰富，版本更新频繁。默认安装程序里面一般包含有该版本发布时流行的硬件驱动程序，之后所出的新硬件驱动依赖于硬件厂商提供。对于一些老硬件，如果没有了原配的驱动有时很难支持。另外，有时硬件厂商未提供所需版本的 Windows 下的驱动，也会比较头痛。	由志愿者开发，由 Linux 核心开发小组发布，很多硬件厂商基于版权考虑并未提供驱动程序，尽管多数无需手动安装，但是涉及安装则相对复杂，使得新用户面对驱动程序问题（是否存在和安装方法）会一筹莫展。但是在开源开发模式下，许多老硬件尽管在Windows下很难支持的也容易找到驱动。HP、Intel、AMD 等硬件厂商逐步不同程度支持开源驱动，问题正在得到缓解。
使用	使用比较简单，容易入门。图形化界面对没有计算机背景知识的用户使用十分有利。	图形界面使用简单，容易入门。文字界面，需要学习才能掌握。
学习	系统构造复杂、变化频繁，且知识、技能淘汰快，深入学习困难。	系统构造简单、稳定，且知识、技能传承性好，深入学习相对容易。
软件	每一种特定功能可能都需要商业软件的支持，需要购买相应的授权。	大部分软件都可以自由获取，同样功能的软件选择较少。

总结图示（可选记忆框架）

shell 复制代码

Linux生态系统 = 内核（Linus） + 工具链（GNU） + 许可证（GPL）
               ↓
           发行版（Ubuntu/Fedora/RHEL/CentOS等）
               ↓
        应用领域：服务器、移动、桌面、IoT、云、AI、区块链

学习建议

理解Linux与UNIX、GNU的关系，避免混淆"Linux"与"GNU/Linux"。
掌握主流发行版特点，根据用途选择（学习→Ubuntu/Fedora；生产→RHEL/Rocky）。
了解内核版本与发行版生命周期，规划系统升级与维护策略。
关注开源许可证，尊重软件自由与合规使用。

这份知识点详解涵盖了历史脉络、核心技术、主流产品、应用场景，结构清晰、内容详实，可作为系统学习Linux入门的权威参考资料。建议配合实践（安装虚拟机、尝试不同发行版）加深理解。