第五周

1. Rocky 系统启动流程与 GRUB 工作流程

Rocky 系统启动流程

1. BIOS/UEFI 启动：硬件上电后，BIOS/UEFI 负责硬件初始化，并加载启动设备（如硬盘）上的引导程序。
2. GRUB 引导程序加载：GRUB 作为引导程序，从磁盘的 MBR 或 EFI 系统分区中加载。
3. GRUB 配置文件解析：GRUB 读取 /boot/grub2/grub.cfg 文件，解析启动菜单和内核参数。
4. 内核加载：根据用户选择的启动项，GRUB 将 Linux 内核（vmlinuz）和初始化内存文件系统（initramfs）加载到内存。
5. 内核初始化：内核初始化硬件设备，挂载根文件系统。
6. 用户空间启动：内核启动用户空间的 init 系统（如 systemd），完成系统服务的启动和用户登录环境的准备。

GRUB 工作流程

1. 阶段 1：GRUB Stage 1 位于 MBR 或 EFI 系统分区，负责加载 GRUB 的核心镜像（core.img）。
2. 阶段 2：core.img 加载 GRUB 的主模块和配置文件（grub.cfg）。
3. 菜单显示：GRUB 解析 grub.cfg 文件，显示启动菜单，用户可以选择启动项。
4. 内核加载：根据用户选择，GRUB 加载指定的 Linux 内核和 initramfs，并将控制权交给内核。

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2. AWK 工作原理、命令、选项及示例

工作原理

• AWK 是一种文本处理工具，主要用于处理结构化文本。
• 它逐行读取输入文件，根据模式（pattern）匹配行，并执行相应的动作（action）。
• AWK 默认将每行分割为字段（默认以空格或制表符分隔），字段变量为 $1, $2, ..., $NF，$0 表示整行。

常用命令

awk '{print $1}' file.txt  # 打印每行的第一个字段
awk '/pattern/ {print}' file.txt  # 匹配模式并打印整行
awk '{print NR, $0}' file.txt  # 打印行号和整行

常用选项

• -F：指定字段分隔符（默认为空白字符）。
• -v：设置变量的初始值。
• -f：从文件中读取 AWK 脚本。

示例

打印 /etc/passwd 的用户名和用户 ID：

awk -F: '{print $1, $3}' /etc/passwd

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3. 打印 /etc/passwd 的奇数行

awk 'NR % 2 == 1' /etc/passwd

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4. 打印 Linux 系统的 IP 地址、系统版本、CPU 核心数和内存大小

# IP 地址
ip -4 addr show | grep inet | awk '{print $2}' | sed 's/\/.*//'

# 系统版本
cat /etc/os-release | grep PRETTY_NAME | cut -d '"' -f2

# CPU 核心数
nproc

# 内存大小
free -h | awk 'NR==2 {print $2}'

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5. 在文本的所有行前加序号

awk '{print NR, $0}' file.txt

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6. 内核设计流派及特点

微内核（Microkernel）

• 特点：内核功能最小化，仅包含进程调度、通信和基本硬件管理，其他服务（如文件系统、网络）运行在用户空间。
• 优点：高安全性、可扩展性好。
• 缺点：性能较低，上下文切换频繁。

宏内核（Monolithic Kernel）

• 特点：所有系统服务（如文件系统、设备驱动）都运行在内核空间。
• 优点：性能高，上下文切换少。
• 缺点：内核庞大，难以维护。

混合内核（Hybrid Kernel）

• 特点：结合微内核和宏内核的优点，部分服务运行在内核空间，部分运行在用户空间。
• 例子：Windows NT 内核、Linux 内核（部分功能类似混合内核）。

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7. systemd 服务配置文件

systemd 服务配置文件位于 /etc/systemd/system/ 或 /usr/lib/systemd/system/，文件后缀为 .service。

常见配置项

• [Unit]：单元的基本信息。
  • Description=：服务描述。
  • After=：指定启动顺序。
• [Service]：服务的运行时配置。
  • ExecStart=：启动命令。
  • ExecStop=：停止命令。
  • Restart=：重启策略。
• [Install]：安装时的配置。
  • WantedBy=：定义服务所属的运行级别。

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8. systemd 启动流程

1. 硬件初始化：由 BIOS/UEFI 完成。
2. 内核启动：加载内核和 initramfs。
3. systemd 启动：内核启动完成后，systemd 作为 PID 1 启动。
4. 目标单元加载：systemd 根据默认目标（如 graphical.target）加载相关服务。
5. 服务启动：根据服务的依赖关系和启动顺序，依次启动服务。
6. 用户登录：启动用户登录服务（如 getty 或图形界面）。

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9. DNS 域名三级结构

DNS 域名通常分为三级结构：

1. 顶级域名（TLD）：如 .com, .org, .net。
2. 二级域名（SLD）：由用户注册，如 example.com。
3. 三级域名（子域名）：由二级域名所有者定义，如 mail.example.com。

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10. DNS 服务工作原理及递归/迭代查询

工作原理

• DNS（域名系统）用于将域名解析为 IP 地址。
• 客户端向本地 DNS 服务器发送查询请求，本地 DNS 服务器根据缓存或递归/迭代查询获取结果。

递归查询

• 客户端向本地 DNS 服务器发送请求，DNS 服务器负责获取最终结果并返回给客户端。
• DNS 服务器会向其他服务器（如根服务器、TLD 服务器）查询，直到获取结果。

迭代查询

• 客户端向本地 DNS 服务器发送请求，DNS 服务器返回一个指向其他服务器的引用。
• 客户端直接向其他服务器查询，直到获取最终结果。

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11. 实现私有 DNS 供本地网络主机作 DNS 递归查询

1. 安装 DNS 服务器（如 bind）：

   sudo yum install bind bind-utils
   

2. 配置主配置文件 /etc/named.conf：

   options {
       listen-on port 53 { 127.0.0.1; 192.168.1.0/24; };  # 允许本地网络访问
       allow-query { localhost; 192.168.1.0/24; };
   };
   

3. 启动服务：

   sudo systemctl enable --now named
   

4. 配置本地主机的 DNS 设置，指向私有 DNS 服务器。

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12. DNS 服务器类型、解析答案、正反解析域、资源记录定义

DNS 服务器类型

• 主服务器（Primary Server）：存储区域文件的原始副本。
• 从服务器（Secondary Server）：从主服务器同步区域文件。
• 缓存服务器（Caching Server）：仅提供缓存功能，不存储区域文件。

解析答案

• 权威答案：由管理该域名的服务器提供的答案。
• 非权威答案：由缓存服务器提供的答案。

正反解析域

• 正向解析域：将域名解析为 IP 地址。
• 反向解析域：将 IP 地址解析为域名。

资源记录（RR）

• A 记录：域名到 IPv4 地址的映射。
• AAAA 记录：域名到 IPv6 地址的映射。
• CNAME 记录：别名记录。
• MX 记录：邮件服务器记录。
• NS 记录：域名服务器记录。
• PTR 记录：反向解析记录。

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13. 实现 DNS 主从同步与子域授权

主从同步

1. 配置主服务器：

   zone "example.com" {
       type master;
       file "/var/named/example.com.zone";
       allow-transfer { 192.168.1.2; };  # 从服务器 IP
   };
   

2. 配置从服务器：

   zone "example.com" {
       type slave;
       masters { 192.168.1.1; };  # 主服务器 IP
       file "example.com.zone";
   };
   

子域授权

1. 在父域中添加子域的 NS 记录：

   sub.example.com. IN NS ns.sub.example.com.
   

2. 配置子域的 DNS 服务器，管理其区域文件。

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14. OpenSSH 服务安全加固、免密认证原理及实现过程

安全加固

1. 禁用 root 登录：

   PermitRootLogin no
   

2. 禁用密码认证：

   PasswordAuthentication no
   

3. 使用密钥认证：

   PubkeyAuthentication yes
   

4. 禁用空密码登录：

   PermitEmptyPasswords no
   

5. 限制用户登录：

   AllowUsers user1 user2
   

免密认证原理

• 使用公钥/私钥对进行认证。
• 私钥保存在客户端，公钥保存在服务器的 ~/.ssh/authorized_keys 文件中。
• 客户端使用私钥对数据进行加密，服务器使用公钥解密验证。

免密认证实现过程

1. 生成密钥对：

   ssh-keygen -t rsa
   

2. 将公钥复制到服务器：

   ssh-copy-id user@server
   

3. 测试免密登录：

   ssh user@server
   

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15. 对称加密与非对称加密的概念及常见加密算法

对称加密

• 概念：加密和解密使用相同的密钥。
• 优点：速度快，适合大量数据加密。
• 缺点：密钥分发和管理困难。
• 常见算法：AES（高级加密标准）、DES（数据加密标准）、3DES。

非对称加密

• 概念：使用一对密钥（公钥和私钥），公钥加密，私钥解密。
• 优点：密钥分发简单，适合身份认证和数字签名。
• 缺点：速度慢，不适合大量数据加密。
• 常见算法：RSA、ECC（椭圆曲线加密）、DSA。

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