Linux的架构

Linux可以看作由以下四步分组成：

• Linux内核
• GNU工具组件
• 图形化桌面环境
• 应用软件

Linux内核

内核负责以下四项主要功能：

• 系统内存管理
  这个就主要是虚拟内存的管理了；
  • 查看当前Linux系统上的虚拟内存状态：cat /proc/meminfo
  • 查看系统上的共享内存页面：ipcs -m
• 软件程序管理
  • 开机时要自动启动的进程：一些Linux发行版使用一个表来管理在系统开机时要自动启动的进程，这个表通常位于专门文件*/etc/inittab中。而另外一些如Ubuntu则采用/etc/init.d目录。将开机时启动或停止某个应用的脚本放在这个目录下。这些脚本通过/etc/rcX.d目录下的入口启动。这里X代表运行级(run level)。
    Linux的init系统采用了运行级。运行级决定了init进程运行_/etc/inittab/文件或/etc/rcX.d_目录中定义好的某些特定类型的进程。Linux操作系统有7个启动运行级。
    运行级为1时，只有基本的系统进程会启动，同时会启动唯一一个控制台终端进程。我们称之为单用户模式。单用户模式通常用来在系统有问题时进行紧急的文件系统维护。显然，在这种模式下仅有一人（通常是系统管理员）能登录到这个系统上操作数据。
    标准的启动运行级是3。在这个运行级上，大多数应用软件，比如网络支持程序，都会启动。另一个Linux中常见的运行级是5。在这个运行级上系统会启动图形化的X Window系统，同时允许用户通过图形化桌面窗口登录系统。
    Linux系统可以通过调整运行级来控制整个系统的功能。通过将运行级从3调整成5，系统就可以从基于控制台的系统变成更先进的图形化X Window系统。在我的Ubuntu系统上进行测试时，发现还有一个rcS.d的目录，据说才这是真正的单用户模式的run level，即大概比1级别更高。而且据说这些run level的东西只是作为backward compatible才被继续支持的。
• 硬件设备管理
  在Linux内核中有两种方法用来插入设备驱动代码：
  • 编译进内核的设备驱动代码；
  • 可插入内核的设备驱动模块；
  Linux中将硬件设备当成特殊的文件，称为设备文件。设备文件分为3种不同的类别：
  • 字符型设备文件
  • 块设备文件
  • 网络设备文件
  字符型设备是指处理数据时每次只能处理一个字符的设备。大多数类型的调制解调器和终端都是作为字符型设备文件创建的。块设备文件是指处理数据时每次能处理大块数据的设备，比如硬盘。
  网络设备文件是指采用数据包发送和接收数据的设备，包括各种网卡和一个特殊的回环设备。这个回环设备允许Linux系统使用通用的网络编程协议同自己通信。
  Linux为系统上的每个设备都创建一种特殊的文件，称为“节点”。与设备的所有通信都是通过设备节点完成的。每个节点都有一个唯一的数值对，供Linux内核标识它。数值对包括一个主设备号和一个次设备号。类似的设备被划分到同样的主设备号下。次设备号用于标识同一主设备号下的某个特殊设备。
  在用ls命令时，文件权限里的b表示这是块设备文件，c表示这是字符型设备文件。
• 文件系统管理

任何供Linux服务器访问的硬盘都必须格式化成上表所列的文件系统类型之一。
Linux内核采用虚拟文件系统(Virtual File System, VFS)作为和每个文件系统交互的接口。这为Linux内核同任何文件系统通信提供了一个标准接口。当每个文件系统被挂载和使用时，VFS将信息都缓存在内存中。

GNU工具链

• 核心GNU工具链GNU项目一开始主要是为Unix系统管理员设计的，用以提供一个类Unix环境。这个目标导致这个项目移植了很多Unix系统通用的命令行工具。为Linux系统提供的一组核心工具被称为coreutils(core utilities)软件包。GNU coreutils软件包由3部分组成:
  • 用以处理文件的工具；
  • 用以处理文本的工具；
  • 用以管理进程的工具；
• shell所有Linux发行版默认的shell基本上都是bash shell。bash shell作为标准Unix shell – Bourne shell(沿用创建者的名字)的替代，由GNU项目开发的。bash shell的名称就是针对这个Bourne shell的文字游戏，称为Bourne again shell。

Linux桌面环境

• X window系统
• KDE
• GNOME