# Linux 系统学习路线图（由浅入深）

> 从零基础到系统掌握 Linux
> 适合：大学生、程序员、运维人员
> 学习周期：3-6 个月

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## 📚 学习阶段总览

| 阶段 | 主题 | 周期 | 目标 |
|------|------|------|------|
| **第一阶段** | Linux 基础入门 | 2-3 周 | 熟悉命令行，能日常操作 |
| **第二阶段** | 系统管理 | 3-4 周 | 管理系统，配置服务 |
| **第三阶段** | Shell 编程 | 2-3 周 | 自动化脚本，提高效率 |
| **第四阶段** | 网络与服务 | 3-4 周 | 搭建服务，网络配置 |
| **第五阶段** | 内核与进阶 | 持续学习 | 深入原理，性能优化 |

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## 第一阶段：Linux 基础入门（2-3 周）

### 1.1 认识 Linux

**什么是 Linux？**
- Linux 是一个开源的类 Unix 操作系统内核
- 由 Linus Torvalds 于 1991 年发布
- 常见的发行版：Ubuntu、CentOS、Debian、Arch

**为什么要学 Linux？**
- 服务器领域 90%+ 使用 Linux
- 开发、运维、测试必备技能
- 开源免费，高度可定制

### 1.2 安装 Linux

**方案一：虚拟机（推荐新手）**
```
Windows + VMware/VirtualBox + Ubuntu
```

**方案二：双系统**
```
Windows + Ubuntu 双启动
```

**方案三：云服务器**
```
阿里云/腾讯云/华为云 ECS
```

### 1.3 基础命令（每天练习）

#### 文件操作
```bash
# 查看当前目录
pwd

# 列出文件
ls -la

# 切换目录
cd /home
cd ~
cd ..

# 创建文件
touch file.txt

# 创建目录
mkdir folder
mkdir -p folder/subfolder

# 复制
cp file.txt /tmp/
cp -r folder /tmp/

# 移动/重命名
mv file.txt new.txt
mv folder /tmp/

# 删除
rm file.txt
rm -rf folder/

# 查看文件内容
cat file.txt
head -20 file.txt
tail -20 file.txt
less file.txt
```

#### 系统信息
```bash
# 查看系统版本
cat /etc/os-release
uname -a

# 查看磁盘空间
df -h

# 查看内存
free -h

# 查看进程
ps aux
top
htop

# 查看网络
ip addr
ifconfig
```

#### 用户与权限
```bash
# 查看当前用户
whoami
id

# 切换用户
su - username
sudo command

# 修改权限
chmod 755 file.txt
chmod +x script.sh

# 修改所有者
chown user:group file.txt
```

### 1.4 文本编辑器

**Vim（必须掌握）**
```bash
vim file.txt

# 模式：
# 普通模式 → i 进入插入模式
# 插入模式 → Esc 返回普通模式
# 普通模式 → : 进入命令模式

# 常用命令：
# :w 保存
# :q 退出
# :wq 保存并退出
# :q! 强制退出
# dd 删除一行
# yy 复制一行
# p 粘贴
# u 撤销
```

### 1.5 实践任务

- [ ] 安装 Ubuntu 虚拟机
- [ ] 练习基础命令 30 分钟/天
- [ ] 用 Vim 编辑配置文件
- [ ] 创建、删除、移动文件和目录

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## 第二阶段：系统管理（3-4 周）

### 2.1 软件包管理

**Ubuntu/Debian（apt）**
```bash
# 更新软件源
sudo apt update

# 升级软件
sudo apt upgrade

# 安装软件
sudo apt install nginx

# 卸载软件
sudo apt remove nginx
sudo apt purge nginx

# 搜索软件
apt search nginx
```

**CentOS/RHEL（yum/dnf）**
```bash
# 更新
sudo yum update

# 安装
sudo yum install nginx

# 卸载
sudo yum remove nginx
```

### 2.2 系统服务管理

```bash
# 查看服务状态
systemctl status nginx

# 启动服务
sudo systemctl start nginx

# 停止服务
sudo systemctl stop nginx

# 重启服务
sudo systemctl restart nginx

# 开机自启
sudo systemctl enable nginx

# 禁用自启
sudo systemctl disable nginx
```

### 2.3 磁盘与存储

```bash
# 查看分区
lsblk
fdisk -l

# 挂载磁盘
sudo mount /dev/sdb1 /mnt

# 查看挂载
df -h

# 卸载
sudo umount /mnt
```

### 2.4 用户与组管理

```bash
# 创建用户
sudo useradd -m username
sudo passwd username

# 创建组
sudo groupadd groupname

# 添加用户到组
sudo usermod -aG groupname username

# 删除用户
sudo userdel -r username
```

### 2.5 日志管理

```bash
# 查看系统日志
journalctl

# 查看特定服务日志
journalctl -u nginx

# 实时查看日志
tail -f /var/log/syslog
tail -f /var/log/nginx/access.log
```

### 2.6 实践任务

- [ ] 安装配置 Nginx
- [ ] 创建新用户并配置 sudo 权限
- [ ] 挂载一个新磁盘
- [ ] 排查服务启动失败问题

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## 第三阶段：Shell 编程（2-3 周）

### 3.1 Shell 基础

**什么是 Shell？**
- Shell 是用户与 Linux 内核的交互界面
- 常见的 Shell：Bash、Zsh、Fish

**第一个脚本**
```bash
#!/bin/bash
# 这是一个注释
echo "Hello, World!"
```

### 3.2 变量与数据类型

```bash
#!/bin/bash

# 定义变量
name="Linux"
num=100

# 使用变量
echo "Hello, $name"
echo "Number is ${num}"

# 只读变量
readonly PI=3.14159

# 删除变量
unset name
```

### 3.3 条件判断

```bash
#!/bin/bash

# if 语句
if [ -f "file.txt" ]; then
    echo "File exists"
elif [ -d "folder" ]; then
    echo "Folder exists"
else
    echo "Nothing exists"
fi

# case 语句
case $1 in
    start)
        echo "Starting..."
        ;;
    stop)
        echo "Stopping..."
        ;;
    *)
        echo "Usage: $0 {start|stop}"
        ;;
esac
```

### 3.4 循环

```bash
#!/bin/bash

# for 循环
for i in 1 2 3 4 5; do
    echo "Number: $i"
done

# for 循环（范围）
for i in {1..10}; do
    echo $i
done

# while 循环
count=0
while [ $count -lt 5 ]; do
    echo "Count: $count"
    ((count++))
done

# 遍历文件
for file in *.txt; do
    echo "Processing: $file"
done
```

### 3.5 函数

```bash
#!/bin/bash

# 定义函数
function greet() {
    echo "Hello, $1!"
}

# 调用函数
greet "World"
greet "Linux"

# 带返回值的函数
function add() {
    return $(($1 + $2))
}

add 3 5
echo "Result: $?"
```

### 3.6 实用脚本示例

**自动备份脚本**
```bash
#!/bin/bash

BACKUP_DIR="/backup/$(date +%Y%m%d)"
SOURCE_DIR="/home/user/data"

# 创建备份目录
mkdir -p $BACKUP_DIR

# 执行备份
tar -czf $BACKUP_DIR/backup.tar.gz $SOURCE_DIR

# 删除 7 天前的备份
find /backup -type d -mtime +7 -exec rm -rf {} \;

echo "Backup completed: $BACKUP_DIR"
```

**系统监控脚本**
```bash
#!/bin/bash

# 获取系统信息
CPU_USAGE=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2}')
MEM_USAGE=$(free | grep Mem | awk '{printf "%.2f", $3/$2 * 100.0}')
DISK_USAGE=$(df -h / | tail -1 | awk '{print $5}')

# 发送邮件告警（如果超过阈值）
if [ ${MEM_USAGE%.*} -gt 90 ]; then
    echo "High memory usage: $MEM_USAGE%" | mail -s "Alert" admin@example.com
fi

echo "CPU: $CPU_USAGE%, Memory: $MEM_USAGE%, Disk: $DISK_USAGE"
```

### 3.7 实践任务

- [ ] 编写自动备份脚本
- [ ] 编写系统监控脚本
- [ ] 编写批量处理文件脚本
- [ ] 设置定时任务（cron）

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## 第四阶段：网络与服务（3-4 周）

### 4.1 网络基础

**IP 地址与子网**
```bash
# 查看 IP
ip addr
ifconfig

# 查看路由
ip route
route -n

# 查看 DNS
cat /etc/resolv.conf

# 测试连通性
ping baidu.com
traceroute baidu.com

# 查看端口
netstat -tunlp
ss -tunlp
```

### 4.2 SSH 远程管理

```bash
# 连接远程服务器
ssh user@192.168.1.100

# 指定端口
ssh -p 2222 user@192.168.1.100

# 免密登录（密钥）
ssh-keygen
ssh-copy-id user@192.168.1.100

# 传输文件
scp file.txt user@192.168.1.100:/tmp/
rsync -avz folder/ user@192.168.1.100:/backup/
```

### 4.3 防火墙配置

**iptables**
```bash
# 查看规则
sudo iptables -L -n -v

# 允许 SSH
sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

# 允许 HTTP/HTTPS
sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
sudo iptables -A INPUT -p tcp --dport 443 -j ACCEPT

# 保存规则
sudo iptables-save > /etc/iptables/rules.v4
```

**ufw（Ubuntu 推荐）**
```bash
# 启用防火墙
sudo ufw enable

# 允许 SSH
sudo ufw allow 22/tcp

# 允许 HTTP/HTTPS
sudo ufw allow 80/tcp
sudo ufw allow 443/tcp

# 查看状态
sudo ufw status
```

### 4.4 Web 服务器搭建

**Nginx**
```bash
# 安装
sudo apt install nginx

# 启动
sudo systemctl start nginx

# 配置
sudo vim /etc/nginx/sites-available/default

# 测试配置
sudo nginx -t

# 重载
sudo systemctl reload nginx
```

**基本配置示例**
```nginx
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    root /var/www/html;
    index index.html;
    
    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
}
```

### 4.5 数据库安装

**MySQL**
```bash
# 安装
sudo apt install mysql-server

# 安全配置
sudo mysql_secure_installation

# 登录
sudo mysql -u root -p
```

**基本操作**
```sql
-- 创建数据库
CREATE DATABASE mydb;

-- 创建用户
CREATE USER 'user'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';

-- 授权
GRANT ALL PRIVILEGES ON mydb.* TO 'user'@'localhost';
FLUSH PRIVILEGES;
```

### 4.6 Docker 容器化

**安装 Docker**
```bash
# 安装
sudo apt install docker.io

# 启动
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

# 免 sudo
sudo usermod -aG docker $USER
```

**基本使用**
```bash
# 拉取镜像
docker pull nginx

# 运行容器
docker run -d -p 80:80 --name my-nginx nginx

# 查看容器
docker ps
docker ps -a

# 停止/删除
docker stop my-nginx
docker rm my-nginx

# 进入容器
docker exec -it my-nginx /bin/bash
```

### 4.7 实践任务

- [ ] 配置 SSH 免密登录
- [ ] 搭建 Nginx + MySQL 环境
- [ ] 配置防火墙规则
- [ ] 用 Docker 部署应用

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## 第五阶段：内核与进阶（持续学习）

### 5.1 进程与内存管理

```bash
# 查看进程树
pstree

# 查看进程详情
cat /proc/1/status

# 内存映射
cat /proc/1/maps

# 系统调用追踪
strace -p PID
```

### 5.2 性能优化

```bash
# CPU 性能分析
perf top

# 磁盘 IO 分析
iotop

# 网络分析
iftop
nethogs

# 综合监控
vmstat 1
iostat 1
```