Linux 系统编程：（一）从历史演进到 XShell 远程登录实操
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前言
一、Linux 背景知识
1.1 UNIX 的发展历程
1.2 Linux 的发展历程
1.3 Linux 的开源特性
1.4 Linux 的官网与企业应用现状
1.4.1 Linux 内核官网
1.4.2 Linux 在各领域的企业应用
1.5 Linux 的主要发行版本
1.5.1 Debian
1.5.2 Ubuntu
1.5.3 红帽企业级 Linux（RHEL）
1.5.4 CentOS
1.5.5 Fedora
1.5.6 Kali Linux
二、使用 XShell 远程登录 Linux
2.1 关于 Linux 桌面的说明
2.2 下载与安装 XShell
2.2.1 下载 XShell
2.2.2 安装 XShell
2.3 查看 Linux 主机的 IP 地址
2.4 使用 XShell 登录 Linux 主机
2.5 XShell 下的复制与粘贴操作
总结
前言
在当今的计算机技术领域，Linux 操作系统占据着举足轻重的地位。无论是服务器端的稳定运行、嵌入式设备的高效控制，还是云计算与大数据平台的搭建，都离不开 Linux 的支持。对于程序员和 IT 从业者而言，熟练掌握 Linux 基础指令是必备技能之一。本文将从 Linux 的背景知识讲起，详细梳理其发展脉络与开源特性，再深入介绍如何使用 XShell 远程登录 Linux 系统，为后续 Linux 指令的学习与实践打下坚实基础。下面就让我们正式开始吧！
一、Linux 背景知识
1.1 UNIX 的发展历程
要了解 Linux 的起源，就不得不从 UNIX 操作系统说起。UNIX 的发展历程堪称计算机操作系统发展史上的一段传奇，它的诸多设计理念和技术特性都对后续操作系统（包括 Linux）产生了深远影响。
1968 年，通用电器公司、贝尔实验室和麻省理工学院的研究人员携手开发了 Multics 操作系统。这款操作系统在多任务文件管理和用户连接方面融入了许多新颖的概念，为后续操作系统的发展提供了重要的思路借鉴。然而，Multics 系统过于复杂，在实际应用中暴露出诸多问题，最终未能广泛推广。
1969-1970 年，AT&T 贝尔实验室的研究人员 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 在吸取 Multics 特点的基础上，开发出了 UNIX 系统。最初的 UNIX 系统运行在小型机上，很好地满足了科研环境对操作系统的需求。从诞生之初，UNIX 就展现出了极高的价值，它具备高效、多用户、多任务等优秀特性，为用户提供了稳定可靠的操作环境。
UNIX 的发展并非一蹴而就，而是经历了一个不断完善和推广的过程。它最初只是为了满足个人的设计需求，但随着其优势的逐渐显现，逐步成长为由众多不同开发商支持的标准软件产品。在发展初期，第一个 UNIX 版本免费提供给了许多知名大学的计算机系使用，这一举措为 UNIX 的普及和后续技术的传播起到了重要的推动作用。
1972 年，贝尔实验室开始发放 UNIX 的商业版本，并向不同用户授权使用该系统。加州大学伯克莱分校的计算机系成为了早期使用者之一。伯克莱分校的研究人员在使用过程中，为 UNIX 系统增加了许多新的功能和特性，这些改进后来很多都成为了 UNIX 系统的标准功能，进一步丰富了 UNIX 的生态。
1975 年，伯克莱分校通过下属部门 BSD（Berkeley Software Distribution）发行了自己的 UNIX 版本，即 BSD UNIX。BSD UNIX 的出现，成为了 AT&T 贝尔实验室 UNIX 版本的主要竞争者。与此同时，其他独立开发的 UNIX 版本也开始逐渐涌现，UNIX 家族逐渐壮大，但也使得 UNIX 的版本体系变得日益复杂。
1980 年，微软公司开发了适用于 PC 的 UNIX 版本，名为 Xenix。同年，AT&T 发行了第一个商业版本的 UNIX，命名为 System Ⅲ，后来该版本被功能更完善、对商用软件产品支持更好的 System Ⅴ 所替代。在这一时期，UNIX 系统在商业领域的应用逐渐展开。
70 年代末期，BSD UNIX 凭借其优秀的性能和丰富的功能，成为了美国国防部高科技研究机构科研项目的基础。基于此，伯克莱分校发行了 BSD Release 4.2 版本，该版本包含了高级的文件管理器以及基于 TCP/IP 网络协议的网络功能。而 TCP/IP 协议后来成为了 Internet 的核心协议，这使得 BSD UNIX 在网络领域的影响力大幅提升，许多厂商如 SUN Microsystem 等都采用了 BSD Release 4.2 版本。
随着 UNIX 版本的不断增多，版本之间的差异也越来越大，这给软件开发商带来了巨大的困扰。软件开发商难以确定自己开发的程序能够在哪些 UNIX 版本上正常运行，因此，制定统一的 UNIX 标准变得迫在眉睫。
到了 80 年代中期，两个相互竞争的 UNIX 标准应运而生。一个是以 AT&T 的 UNIX 版本为基础形成的标准，另一个则是以 BSD 版本为基础的标准。这种标准的分裂局面，使得市场上出现了分别适用于这两个标准的 UNIX 相关书籍，一些书籍专注于 System V，而另一些则聚焦于 BSD UNIX，进一步凸显了统一标准的必要性。
为了改变这种局面，AT&T 建立了 UNIX 系统实验室，其主要职责是综合 UNIX 的不同版本，集中开发一个统一的标准系统。1991 年，UNIX 综合实验室成功综合了 System V Release 3、SUN OS 和 Xenix 的所有特点，发行了 System V Release 4。然而，这并没有完全解决标准统一的问题。一些其他公司，如 IBM 和惠普联合成立的 Open Software Foundation（OSF），为了与 System V Release 4 竞争，开始开发自己的 UNIX 标准版本，最终形成了 OSF 版本和 System Release 4 两个相互竞争的标准商业版本，UNIX 标准的统一之路依然充满挑战。
1993 年，AT&T 将其 UNIX 业务转卖给了 Novell 公司，UNIX 系统实验室也随之成为 Novell 公司 UNIX 系统小组的一部分。Novell 公司基于 System V Release 4 发行了自己的 UNIX 版本 UNIXWare，该版本能够与 Novell 公司的 Netware 系统相连接，进一步拓展了 UNIX 的应用场景。与此同时，SUN 公司将 System V Release 4 融入到其 SUN OS 中，发行了 Solaris 操作系统。在图形用户界面方面，之前相互竞争的 Motif 和 Openlook 也合并为一个新的工作平台标准，即通用平台环境（CDE），这在一定程度上推动了 UNIX 在图形界面领域的统一。
1.2 Linux 的发展历程
在 UNIX 版本纷争不断、标准难以统一的背景下，Linux 应运而生。1991 年 10 月 5 日，赫尔辛基大学的研究生 Linus Benedict Torvalds 在 Usenet 新闻组（comp.os.minix）中宣布，他编制出了一种类似 UNIX 的小型操作系统，命名为 Linux。
Linux 的诞生受到了另一个 UNIX 小型操作系统 Minix 的启发，而 Minix 是由 Andrew S Tanenbaum 教授开发的。很多人可能会以为，Linus 最初发布的 Linux 版本是 0.01 版本，但实际上并非如此。真正的 Linux 0.01 版本由于功能不够完善、实用性不强，并没有正式发布，Linus 仅仅在第一个 Linux 的 FTP 站点（ftp://nic.funet.fi）上提供了该版本的源代码，供有兴趣的开发者参考和改进。
Linus 在 10 月 5 日发布的 Linux 版本被称为 0.02 版，这个版本已经具备了一定的实用性，能够运行 GNU Bourne Again Shell（bash）、GNU 的 C 编译程序（gcc）以及为数不多的其他语言工具。当时的 Linus 或许没有想到，他为满足高级业余爱好者和黑客需求而开发的这个小型操作系统，后来会发展成为影响全球计算机领域的重要操作系统。
Linux 的版本更新速度很快，在 0.02 版之后，又陆续推出了 0.03 版，之后版本号直接跳到了 0.10 版。随着 Linux 的优势逐渐被认可，世界各地越来越多的程序员开始参与到 Linux 的开发中来，不断为其添加新的功能、修复漏洞，使得 Linux 的功能日益完善，稳定性也不断提高。当 Linux 版本达到 0.95 版时，其功能已经相当丰富，这也意味着 Linux 正式 1.0 版本的发布已为期不远。终于，在 1994 年，Linux 1.0 版本正式公布，这标志着 Linux 操作系统进入了一个新的发展阶段。
与Windows发展史对比如下：
1.3 Linux 的开源特性
Linux 之所以能够在短时间内迅速发展壮大，与其开源特性密不可分。Linux 是一种自由和开放源代码的类 UNIX 操作系统，其内核由 Linus Torvalds 在 1991 年首次发布。从严格意义上讲，Linux 仅仅指的是操作系统的内核本身，但在实际应用中，人们通常所说的 Linux 往往指的是基于 Linux 内核的完整操作系统，它不仅包含内核，还包括图形用户界面（GUI）组件以及许多其他实用工具，这些组件和工具大多来自于开源社区的贡献。
GNU 通用公共许可协议（GNU General Public License，简称 GNU GPL 或 GPL）是 Linux 得以实现开源的重要保障。该协议是一个被广泛使用的自由软件许可协议条款，最初由理查德・斯托曼为 GNU 计划而撰写。GPL 协议为计算机程序赋予了自由软件的定义，根据该协议，任何基于 GPL 软件开发衍生的产品在发布时，必须采用 GPL 许可证方式，并且必须公开源代码。这一规定确保了开源软件的开放性和可扩展性，使得更多的开发者能够参与到软件的改进和完善中来。
Linux 是自由软件和开放源代码软件发展历程中最著名的例子之一。只要遵循 GNU 通用公共许可证的规定，任何个人和机构都可以自由地使用 Linux 的所有底层源代码，也可以根据自己的需求对源代码进行修改和再发布。这种开放的模式极大地激发了开发者的积极性和创造力，随着 Linux 操作系统的飞速发展，各种集成在 Linux 上的开源软件和实用工具也得到了广泛的应用和普及，Linux 也因此逐渐成为了开源软件的代名词。
1.4 Linux 的官网与企业应用现状
1.4.1 Linux 内核官网
Linux 内核的官方网站是获取 Linux 内核最新版本、源代码以及相关技术文档的重要平台。开发者和用户可以通过该官网了解 Linux 内核的发展动态、下载内核源代码进行研究和定制开发。官网不仅为开发者提供了技术支持，也为 Linux 爱好者提供了一个交流和学习的平台，推动了 Linux 内核技术的不断进步。
1.4.2 Linux 在各领域的企业应用
- 服务器领域：随着开源软件在全球范围内影响力的日益增强，Linux 服务器操作系统在整个服务器操作系统市场格局中占据的市场份额越来越大，已经形成了大规模市场应用的局面，并且保持着快速的增长率。在政府、金融、农业、交通、电信等国家关键领域，Linux 服务器凭借其稳定性、安全性和低成本等优势，得到了广泛的应用。据权威部门统计，目前 Linux 在服务器领域已经占据了 75% 的市场份额。Linux 在服务器市场的迅速崛起，引起了全球 IT 产业的高度关注，已成为服务器操作系统领域中的中坚力量。
- 桌面领域：近年来，尤其是在国内市场，Linux 桌面操作系统的发展趋势十分迅猛。国内的中标麒麟 Linux、红旗 Linux、深度 Linux 等系统软件厂商纷纷推出了自己的 Linux 桌面操作系统，这些系统在政府、企业、OEM 等领域得到了一定程度的应用。此外，国际上的 SUSE、Ubuntu 等厂商也相继推出了基于 Linux 的桌面系统，其中 Ubuntu Linux 凭借其友好的用户界面和丰富的社区支持，积累了大量的社区用户。然而，从系统的整体功能和性能来看，Linux 桌面系统与 Windows 系列相比仍存在一定的差距，主要体现在系统易用性、系统管理、软硬件兼容性以及软件的丰富程度等方面。
- 移动嵌入式领域：Linux 具有低成本、强大的定制功能以及良好的移植性能等优点，这使得它在嵌入式系统领域也得到了广泛的应用。目前，Linux 已被广泛应用于手机、平板电脑、路由器、电视和电子游戏机等多种嵌入式设备中。在移动设备领域，广泛使用的 Android 操作系统就是基于 Linux 内核开发的。据 2015 年权威部门的最新统计数据显示，Android 操作系统的全球市场份额已达到 84.6%，这充分说明了 Linux 在移动嵌入式领域的重要地位。此外，思科公司在其网络防火墙和路由器产品中使用了定制的 Linux 系统；阿里云也开发了一套基于 Linux 的操作系统 “YunOS”，可用于智能手机、平板电脑和网络电视等设备；常见的数字视频录像机、舞台灯光控制系统等设备也在逐渐采用定制版本的 Linux 来实现相关功能，这些都离不开 Linux 与开源的强大力量。
- 云计算 / 大数据领域：随着互联网产业的迅猛发展，云计算和大数据产业应运而生并快速发展。云计算和大数据平台大多基于开源软件构建，而 Linux 在其中占据了核心优势。据 Linux 基金会的研究数据显示，86% 的企业已经使用 Linux 操作系统进行云计算和大数据平台的构建。目前，Linux 已开始逐渐取代 UNIX，成为最受青睐的云计算和大数据平台操作系统，为云计算和大数据技术的发展提供了稳定、高效的运行环境。
1.5 Linux 的主要发行版本
Linux 的发行版本众多，不同的发行版本针对不同的应用场景和用户群体进行了优化和定制，以下为大家介绍几种主要的 Linux 发行版本：
1.5.1 Debian
Debian 以其极高的稳定性而闻名，这一特性使得它非常适合用于服务器环境。Debian 操作系统的包管理系统非常完善，拥有庞大的软件仓库，能够为用户提供丰富的软件资源。不过，Debian 的配置和使用相对复杂，对于新手用户来说可能需要一定的学习成本，因此它更适合系统管理员和高级用户使用。
1.5.2 Ubuntu
Ubuntu 是 Debian 的一款衍生版，也是当今最受欢迎的免费 Linux 操作系统之一。Ubuntu 注重用户体验，在桌面端和服务器端都有出色的表现，在云计算领域以及一些运行 Ubuntu Linux 的移动设备上也较为常见。Ubuntu 拥有友好的用户界面和完善的社区支持，新手用户能够快速上手，因此成为了很多 Linux 初学者的首选操作系统。
1.5.3 红帽企业级 Linux（RHEL）
红帽企业级 Linux 是第一款面向商业市场的 Linux 发行版，它具有强大的稳定性、安全性和可靠性，能够为企业级应用提供有力的支持。红帽企业级 Linux 提供了服务器版本，支持众多处理器架构，包括 x86 和 x86_64 等。为了帮助系统管理员更好地掌握和使用该系统，红帽公司推出了红帽认证系统管理员（RHCSA）和红帽认证工程师（RHCE）认证课程，通过培训和认证，系统管理员能够提升自己的专业技能，更好地管理红帽企业级 Linux 系统。
1.5.4 CentOS
CentOS 是一款企业级 Linux 发行版，它是通过使用红帽企业级 Linux 中的免费源代码重新构建而成的。在构建过程中，CentOS 完全去掉了红帽企业级 Linux 中的注册商标以及 Binary 程序包方面的一些细微变化，使得 CentOS 能够与红帽企业级 Linux 保持高度的兼容性。对于那些不想支付高额费用购买红帽企业级 Linux 授权，又希望能够体验到红帽企业级 Linux 功能的用户来说，CentOS 无疑是一个理想的选择。此外，CentOS 的外观和操作方式与红帽企业级 Linux 几乎一致，用户可以轻松上手。CentOS 使用 YUM（Yellowdog Updater, Modified）来管理软件包，方便用户安装、更新和卸载软件。
1.5.5 Fedora
Fedora 是一款由红帽公司赞助的 Linux 发行版，它的特点是能够快速引入最新的软件技术和功能，适合那些喜欢尝试最先进技术、不满足于等待软件稳定版发布的用户。实际上，Fedora 可以看作是红帽公司的一个测试平台，许多新的功能和技术在正式纳入红帽企业级 Linux 发行版之前，都会先在 Fedora 平台上进行开发和测试。Fedora 拥有庞大的用户论坛，用户可以在论坛中交流经验、解决问题，同时其软件库中也包含了为数不少的软件包，能够满足用户的多样化需求。
1.5.6 Kali Linux
Kali Linux 是 Debian 的一款衍生版，专门为渗透测试和网络安全审计而设计。Kali Linux 的前身是 Backtrack 操作系统，它继承了 Backtrack 在网络安全领域的强大功能。由于 Kali Linux 基于 Debian，因此用于 Debian 的所有 Binary 软件包都可以安装到 Kali Linux 上，这大大丰富了 Kali Linux 的软件资源，也增强了其功能扩展性。Kali Linux 随系统自带了许多专业的渗透测试工具，无论是 Wifi 渗透测试、数据库安全检测还是其他类型的网络安全测试，用户都可以直接使用这些工具开展工作，无需额外安装和配置。Kali Linux 使用 APT（Advanced Package Tool）来管理软件包，方便用户对系统中的软件进行管理。毫无疑问，Kali Linux 是渗透测试人员和网络安全专家青睐的操作系统，同时也为网络安全爱好者提供了一个学习和实践网络安全技术的良好平台。
二、使用 XShell 远程登录 Linux
在实际的 Linux 使用过程中，我们经常需要通过远程登录的方式来操作 Linux 系统，XShell 作为一款功能强大的远程终端软件，成为了许多开发者和系统管理员的首选工具。下面将详细介绍如何使用 XShell 远程登录 Linux 系统。
2.1 关于 Linux 桌面的说明
很多初学者在安装 Linux 系统后，会进入图形化的桌面界面进行操作。然而，在实际的工作环境中，尤其是在服务器领域，我们很少使用 Linux 的图形界面。这主要是因为图形界面会占用大量的系统资源，而服务器需要将更多的资源用于运行业务程序，以保证服务的稳定性和高效性。此外，图形界面的操作方式相对固定，不利于自动化脚本的编写和批量操作，而命令行操作则更加灵活高效，能够满足复杂的系统管理和程序开发需求。因此，对于 Linux 学习者来说，尽快熟悉命令行操作是非常重要的。
2.2 下载与安装 XShell
2.2.1 下载 XShell
XShell 的官方下载地址为：https://www.netsarang.com/products/xsh_overview.html 。用户可以通过该地址访问 XShell 的官方网站，在网站上找到适合自己操作系统的 XShell 版本进行下载。需要注意的是，在下载过程中，如果用户选择 “home/school” 版本，该版本为免费版本，能够满足个人学习和非商业用途的需求；如果用户需要用于商业用途，则需要购买相应的商业授权。
2.2.2 安装 XShell
下载完成后，双击下载的安装文件，按照安装向导的提示进行安装。在安装过程中，用户可以根据自己的需求选择安装路径和相关组件。安装向导的步骤相对简单，用户只需按照提示逐步操作，即可完成 XShell 的安装。安装完成后，在计算机的开始菜单中可以找到 XShell 的启动程序，双击启动程序即可运行 XShell。
2.3 查看 Linux 主机的 IP 地址
要使用 XShell 远程登录 Linux 系统，首先需要获取 Linux 主机的 IP 地址。在 Linux 系统中，我们可以通过在终端中执行ifconfig指令来查看主机的 IP 地址。
打开 Linux 系统的终端，在终端中输入以下命令：
ifconfig执行该命令后，终端会显示 Linux 主机的网络接口信息，其中包含了主机的 IP 地址。通常情况下，我们关注的是以太网接口（如 eth0 或 ens33 等）的 IP 地址，该地址通常以 “inet” 开头，后面紧跟的就是 Linux 主机的 IP 地址，例如 “inet 192.168.1.100 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255”，其中 “192.168.1.100” 就是该 Linux 主机的 IP 地址。
需要注意的是，如果在执行ifconfig命令时提示 “command not found”，可能是因为系统中没有安装net-tools工具包。在这种情况下，我们可以通过以下命令安装net-tools工具包：
- 对于基于 Debian/Ubuntu 的系统：
sudo apt-get install net-tools- 对于基于 CentOS/RHEL 的系统：
sudo yum install net-tools 安装完成后，再次执行ifconfig命令即可查看 Linux 主机的 IP 地址。
2.4 使用 XShell 登录 Linux 主机
获取到 Linux 主机的 IP 地址后，我们就可以使用 XShell 远程登录 Linux 系统了。具体步骤如下：
- 启动 XShell 软件，在 XShell 的主界面中，点击 “文件” 菜单，选择 “新建” 选项，或者直接点击工具栏中的 “新建” 按钮，打开 “新建会话属性” 窗口。
- 在 “新建会话属性” 窗口的 “连接” 选项卡中，“名称” 字段可以根据用户的需求自定义，用于标识该会话；“协议” 选择 “SSH”；“主机” 字段中输入之前获取到的 Linux 主机的 IP 地址；“端口号” 默认为 22（SSH 协议的默认端口号），如果 Linux 主机的 SSH 端口号进行了修改，则需要输入修改后的端口号。
- 点击 “确定” 按钮，保存会话配置。此时，在 XShell 的会话管理器中会显示刚刚创建的会话。
- 选中创建的会话，点击 “连接” 按钮，或者双击该会话，XShell 会尝试与 Linux 主机建立 SSH 连接。
- 如果网络连接正常，XShell 会提示用户输入用户名和密码。在弹出的 “用户认证” 窗口中，输入 Linux 系统中的用户名和对应的密码，然后点击 “确定” 按钮。
- 若用户名和密码验证通过，XShell 会成功登录到 Linux 系统，此时在 XShell 的终端窗口中会显示 Linux 系统的命令行提示符，用户可以在该终端窗口中输入 Linux 命令，对 Linux 系统进行操作。
2.5 XShell 下的复制与粘贴操作
在使用 XShell 远程操作 Linux 系统时，经常需要进行复制和粘贴操作。需要注意的是，在 XShell 的终端窗口中，不能像在 Windows 系统的其他应用程序中那样使用Ctrl + C和Ctrl + V组合键进行复制和粘贴操作，因为Ctrl + C在 Linux 命令行中通常用于终止当前正在运行的程序。
在 XShell 中，正确的复制和粘贴操作方式如下：
- 复制：选中需要复制的文本内容，然后按下
Ctrl + Insert组合键（有些笔记本电脑的Insert键需要配合Fn键才能使用，即Fn + Ctrl + Insert），即可将选中的文本复制到剪贴板中。 - 粘贴：将光标定位到需要粘贴文本的位置，然后按下
Shift + Insert组合键，即可将剪贴板中的文本粘贴到当前位置。
掌握 XShell 下的复制和粘贴操作技巧，能够大大提高我们在远程操作 Linux 系统时的工作效率。
总结
本博客介绍了 Linux 的背景知识和使用 XShell 远程登录 Linux 系统的方法。从 UNIX 的发展历程到 Linux 的诞生与成长，我们了解到了 Linux 操作系统的起源和发展脉络；Linux 的开源特性使其能够汇聚全球开发者的智慧，不断发展壮大，并在服务器、桌面、移动嵌入式以及云计算 / 大数据等多个领域得到广泛应用；不同的 Linux 发行版本满足了不同用户群体和应用场景的需求。
掌握这些基础知识，是我们进一步学习和使用 Linux 系统的前提。在后续的学习中，我们将深入学习 Linux 的各种基础指令，通过不断的实践，逐步提高自己对 Linux 系统的操作和管理能力，为今后的软件开发和系统管理工作打下坚实的基础。