常见运维面试问题——Linux 基础

2021-02-03 23:32 阅读 4,008 次 评论 0 条
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原文链接转载 # Boss 直聘·专栏作者 #作者:木二

[h2title]简述 Linux 主流的发行版?[/h2title]

Redhat、CentOS、Fedora、SuSE、Debian、Ubuntu、FreeBSD 等。

[h2title]简述 Linux 启动过程?[/h2title]

  • ⑴开机 BIOS 自检,加载硬盘。
  • ⑵读取 MBR,MBR 引导。
  • ⑶grub 引导菜单(Boot Loader)。
  • ⑷加载内核 kernel。
  • ⑸启动 init 进程,依据 inittab 文件设定运行级别。
  • ⑹init 进程,执行 rc.sysinit 文件。
  • ⑺启动内核模块,执行不同级别的脚本程序。
  • ⑻执行/etc/rc.d/rc.local。
  • ⑼启动 tty,进入系统登陆界面。

[h2title]简述 Linux 删除文件的原理?[/h2title]

Linux 系统是通过 link 的数量来控制文件删除的,只有当一个文件不存在任何 link 的时候,这个文件才会被删除。一般来说每个文件两个 link 计数器来控制:i_count 和 i_nlink。当一个文件被一个程序占用的时候 i_count 就加 1。当文件的硬链接多一个的时候 i_nlink 也加 1。删除一个文件,就是让这个文件,没有进程占用,同时 i_link 数量为 0。

[h2title]简述 Linux 运行级别?[/h2title]

  • 0:关机模式
  • 1:单用户模式<==破解 root 密码
  • 2:无网络支持的多用户模式
  • 3:有网络支持的多用户模式(文本模式,工作中最常用的模式)
  • 4:保留,未使用
  • 5:有网络支持的 X-windows 支持多用户模式(桌面)
  • 6:重新引导系统,即重启

[h2title]简述 Linux 常见目录及其作用?[/h2title]

  • /(根目录):Linux 文件系统的起点;
  • boot:存放 Linux 系统启动做必须的文件;
  • var:存放经常变换的文件;
  • home:普通用户的家目录
  • root:Linux 系统的 root 用户家目录;
  • bin:存放系统基本的用户命令;
  • sbin:存放系统基本的管理命令;
  • use:存放 Linux 应用程序;
  • etc:存放 Linux 系统和各种程序的配置文件。

[h2title]简述 Linux 操作系统常见的文件系统有?[/h2title]

  • EXT3
  • EXT4
  • XFS

[h2title]简述 Linux 系统中的 buffer 和 cache 区别?[/h2title]

buffer 和 cache 都是内存中的一块区域,当 CPU 需要写数据到磁盘时,由于磁盘速度比较慢,所以 CPU 先把数据存进 buffer,然后 CPU 去执行其他任务,buffer 中的数据会定期写入磁盘;当 CPU 需要从磁盘读入数据时,由于磁盘速度比较慢,可以把即将用到的数据提前存入 cache,CPU 直接从 Cache 中读取数据。

[h2title]简述 Linux 中 inode 和 block?[/h2title]

inode 节点是一个 64 字节长的表,表中包含了文件的相关信息,如:字节数、属主 UserID、属组 GroupID、读写执行权限、时间戳等。在 inode 节点表中最重要的内容是:磁盘地址表。

文件名存放在目录当中,但 Linux 系统内部不使用文件名,而是使用 inode 号码识别文件。对于系统来说文件名只是 inode 号码便于识别的别称。即 Linux 文件系统通过把 inode 和文件名进行关联来查找文件。当需要读取该文件时,文件系统在当前目录表中查找该文件名对应的项,由此得到该文件相对应的 inode 节点号,通过该 inode 节点的磁盘地址表把分散存放的文件物理块连接成文件的逻辑结构。

文件是存储在硬盘上的,硬盘的最小存储单位叫做扇区 sector,每个扇区存储 512 字节。操作系统读取硬盘的时候,不会一个个扇区地读取,这样效率太低,而是一次性连续读取多个扇区,即一次性读取一个块 block。这种由多个扇区组成的块,是文件存取的最小单位。块的大小,最常见的是 4KB,即连续八个 sector 组成一个 block。

即 512 字节组成一个扇区(sector),多个扇区组成一个块(block),常见的块单位位 4KB,即连续八个扇区组成一个 block。

一个文件必须占用一个 inode,但至少占用一个 block。

[h2title]简述 Linux 文件系统修复 fsck 过程?[/h2title]

成功修复文件系统的前提是要有两个以上的主文件系统(即两个系统),并保证在修复之前卸载将被修复的文件系统,然后使用命令 fsck 对受到破坏的文件系统进行修复。

fsck 检查文件系统分为 5 步,每一步检查系统不同部分的连接特性并对上一步进行验证和修改。

检查从超级块开始、然后是分配的磁盘块、路径名、目录的连接性、链接数目以及空闲块链表、inode。

[h2title]简述 Linux 中软链接和硬链接的区别?[/h2title]

  • 软链接

软链接类似于 Windows 的快捷方式功能的文件,可以快速连接到目标文件或目录。即再创建一个独立的文件,而这个文件会让数据的读取指向它连接的那个文件的文件名。例如,文件 A 和文件 B 的 inode 号码虽然不一样,但是文件 A 的内容是文件 B 的路径。读取文件 A 时,系统会自动将访问者导向文件 B。这时,文件 A 就称为文件 B 的软链接。

因此,文件 A 依赖于文件 B 而存在,如果删除了文件 B,打开文件 A 就会报错。

  • 硬链接

通过文件系统的 inode 链接来产生的新的文件名,而不是产生新的文件,称为硬链接。

一般情况下,每个 inode 号码对应一个文件名,但是 Linux 允许多个文件名指向同一个 inode 号码。意味着可以使用不同的文件名访问相同的内容。

创建硬链接,源文件与目标文件的 inode 号码相同,都指向同一个 inode。inode 信息中的链接数这时就会增加 1。

  • 当一个文件拥有多个硬链接时,对文件内容修改,会影响到所有其他文件的内容;
  • 删除一个文件名,不影响另一个文件名的访问,删除一个文件名,只会使得 inode 中的链接数减 1。
  • 区别

软链接与硬链接最大的区别:软链接是文件 A 指向文件 B 的文件名,而不是文件 B 的 inode 号码,文件 B 的 inode 链接数不会因此发生变化。

不能对目录做硬链接,但是通过 mkdir 命令创建一个新目录,通常其硬链接数应该有 2 个,因为常见的目录本身为 1 个硬链接,而目录下面的隐藏目录.(点号)是该目录的又一个硬链接,也算是 1 个连接数。

[h2title]简述 TCP 三次握手,四次断开,及其优点和缺点,同时相对于 UDP 的差别?[/h2title]

TCP 与 UDP 概念:

  • TCP:传输控制协议,即面向连接;
  • UDP:用户数据报协议,无连接的,即发送数据之前不需要建立连接

TCP 与 UDP 的优缺点上的区别:

  • TCP 的优点:

可靠,稳定。TCP 的可靠体现在 TCP 在传递数据之前,会有三次握手来建立连接,而且在数据传递时,有确认、窗口、重传、拥塞控制机制,在数据传完后,还会断开连接用来节约系统资源。

  • 三次握手:
  1. 第一次握手,主机 A 向主机 B 发出一个含同步序列号的标志位的数据段给主机 B ,向主机 B 请求建立连接。通过这个数据段,A 向 B 声明通信请求,以及告知 B 可用某个序列号作为起始数据段进行响应;
  2. 第二次握手,主机 B 收到主机 A 的请求后,用一带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应 A。通过此数据段,B 向 A 声明已收到 A 的请求,A 可以传输数据了,同时告知 A 可用某个序列号作为起始数据段进行响应;
  3. 第三次握手,主机 A 收到主机 B 的数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机 B 的数据段,之后开始正式实际传输数据。

ACK:TCP 报头的控制位之一,对数据进行确认。确认由目的端发出,来告知发送端这个序列号之前的数据段都收到了。比如,确认号为 X,则表示前 X-1 个数据段都收到了。只有当 ACK=1 时,确认号才有效,当 ACK=0 时,确认号无效,此时会要求重传数据,保证数据的完整性。

SYN:同步序列号,这个标志位只有在 TCP 建立连接时才会被置 1,握手完成后 SYN 标志位被置 0。

  • 四次断开:
  1. 当主机 A 完成数据传输后,将控制位 FIN 置 1,提出停止 TCP 连接的请求;
  2. 主机 B 收到 FIN 后对其作出响应,确认这一方向上的 TCP 连接将关闭,将 ACK 置 1;
  3. 主机 B 再提出反方向的关闭请求,将 FIN 置 1;
  4. 主机 A 对主机 B 的请求进行确认,将 ACK 置 1,双方向的关闭结束。
  • TCP 的缺点:

慢、效率低、占用系统资源高、易被攻击:TCP 在传递数据之前,要先建连接,需要消耗时间,而且在数据传递时,确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间,而且要在每台设备上维护所有的传输连接。同时,每个连接都会占用系统的 CPU、内存等硬件资源。 而且,因为 TCP 有确认机制、三次握手机制,这些也导致 TCP 容易被人利用,实现 DOS、DDOS、CC 等攻击。

DoS:拒绝服务(Denial of Servic),造成 DoS 的攻击行为被称为 DoS 攻击,其目的是使计算机或网络无法提供正常的服务。最常见的 DoS 攻击有计算机网络带宽攻击和连通性攻击。

DDOS:分布式拒绝服务(DDoS:Distributed Denial of Service),DDoS 攻击指借助于客户/服务器技术,将多个计算机联合起来作为攻击平台,对一个或多个目标发动 DDoS 攻击,从而成倍地提高拒绝服务攻击的威力。

  • UDP 的优点:

快、比 TCP 稍安全、没有 TCP 的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制,UDP 是一个无状态的传输协议,所以它在传递数据时非常快。没有 TCP 的这些机制,UDP 被攻击者利用的漏洞就要少一些。但 UDP 也是无法避免攻击的,比如:UDP Flood 攻击。

UDP Flood 攻击检测:短时间内向特定目标不断发送 UDP 报文,致使目标系统负担过重而不能处理合法的传输任务,就发生了 UDP Flood。启用 UDP Flood 攻击检测功能时,要求设置一个连接速率阈值,一旦发现保护主机响应的 UDP 连接速率超过该值,防火墙会输出发生 UDP Flood 攻击的告警日志,并且根据用户的配置可以阻止发往该主机的后续连接请求。

  • UDP 的缺点:

不可靠、不稳定。因为 UDP 没有那些可靠的机制,在数据传递时,如果网络质量不好,就会很容易丢包。

  • TCP 应用场景:

当对网络通讯质量有要求的时候,比如:整个数据要准确无误的传递给对方,要求可靠的应用,比如 HTTP、HTTPS、FTP 等传输文件的协议,POP、SMTP 等邮件传输的协议。

  • UDP 应用场景:

当对网络通讯质量要求不高的时候,要求网络通讯速度能尽量的快。 比如 QQ 语音、QQ 视频、TFTP 。

[h2title]简述 TCP/IP 及其主要协议?[/h2title]

TCP/IP 协议是一个协议簇,其中包括很多协议的。

TCP/IP 协议包括应用层、传输层、网络层、网络访问层(网络接口层、网际层)

  • 应用层:应用程序间沟通的层
  • 超文本传输协议(HTTP):万维网的基本协议;
  • 文件传输(TFTP):简单文件传输协议;
  • 远程登录(Telnet):提供远程访问其它主机功能,它允许用户登录 internet 主机,并在这台主机上执行命令;
  • 网络管理(SNMP):简单网络管理协议,该协议提供了监控网络设备的方法,以及配置管理、统计信息收集、性能管理及安全管理等;
  • 域名系统(DNS):域名解析服务,该系统用于在 internet 中将域名及转换成 IP 地址;
  • 传输层:提供了节点间的数据传送服务,给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。
  • 传输控制协议(TCP)
  • 用户数据报协议(UDP)
  • 网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一个数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收)。
  • Internet 协议(IP) :根据网间报文 IP 地址,从一个网络通过路由器传到另一网络;
  • ICMP:Internet 控制信息协议(ICMP);
  • ARP:地址解析协议(ARP) ——"最不安全的协议"。
  • RARP:反向地址解析协议(RARP):
  • 网络访问层:又称作主机到网络层(host-to-network),IP 地址与物理地址硬件的映射及 IP 封装成帧,基于不同硬件类型的网络接口,网络访问层定义了与物理介质的连接。

[h2title]简述 OSI 模型及其主要协议?[/h2title]

OSI 模型是一个开放式系统互联参考模型,该模型人为的定义了七层结构。由下至上及其主要作用为:

  1. 物理层:OSI 的物理层规定了通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性,该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。该层数据的单位称为比特(bit)。其主要有:EIA/TIA、RS-232、EIA/TIA、RS-449、V.35、RJ-45、fddi 令牌环网。
  2. 数据链路层:定义了在单个链路上如何传输数据,其主要作用包括:作用包括物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。该层数据的单位称为帧(frame)。其主要有:ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继。
  3. 网络层:定义了端到端的包传输,定义了能够标识所有结点的逻辑地址,还定义了路由实现的方式和学习路由的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质,网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。主要负责寻找地址和路由选择,网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。该层数据的单位称为数据包(packet)。主要有:IP、IPX、RIP、OSPF。
  4. 传输层:主要功能:
  • 为端到端连接提供传输服务;
  • 这种传输服务分为可靠和不可靠的,其中 TCP 是典型的可靠传输,而 UDP 则是不可靠传输;
  • 为端到端连接提供流量控制,差错控制,重新排序,服务质量等管理服务。

该层数据的单位称为数据段(segment)。主要有:TCP、UDP、SPX、DCCP、SCTP、RTP、RSVP、PPTP。

  1. 会话层:他定义了如何开始、控制和结束一个会话,即负责建立和断开通信连接(数据流动的逻辑通路)。主要有:RPC、SQL、NetBIOS。
  2. 表示层:定义数据格式及加密。主要负责数据格式的转换,确保一个系统的应用层信息可被另一个系统应用层读取。主要有:加密、ASII、TIFF、JPEG、HTML、PICT。
  3. 应用层:与其他计算机进行通讯的一个应用,它是对应应用程序的通信服务的,为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。主要有:Telnet、HTTP、FTP、WWW、NFS、SMTP。

[h2title]简述 IP 协议、IP 地址?[/h2title]

IP 协议(Internet Protocol):又称互联网协议,是支持网间互连的数据报协议。它提供网间连接的完善功能,包括 IP 数据报规定互连网络范围内的 IP 地址格式。

为了实现连接到互联网上的结点之间的通信,必须为每个结点(入网的计算机)分配一个地址,并且应当保证这个地址是全网唯一的,这便是 IP 地址。

目前的 IP 地址(IPv4:IP 第 4 版本)由 32 个二进制位表示,每 8 位二进制数为一个整数,中间由小数点间隔,整个 IP 地址空间有 4 组 8 位二进制数,由表示主机所在的网络的地址以及主机在该网络中的标识共同组成。 为了便于寻址和层次化的构造网络,IP 地址被分为 A、B、C、D、E 五类,商业应用中只用到 A、B、C 三类。

  • A 类地址:网络标识由第一组 8 位二进制数表示,网络中的主机标识占 3 组 8 位二进制数,网络标识的第一位二进制数取值必须为"0"。A 类地址允许有 126 个网段,每个网络大约允许有 1670 万台主机,通常分配给拥有大量主机的网络(如主干网)。 1.0.0.1-127.255.255.254
  • B 类地址:网络标识由前两组 8 位二进制数表示,网络中的主机标识占两组 8 位二进制数,网络标识的前两位二进制数取值必须为"10"。B 类地址允许有 16384 个网段,每个网络允许有 65533 台主机,适用于结点比较多的网络(如区域网)。 128.1.0.1-191.255.255.254
  • C 类地址:网络标识由前 3 组 8 位二进制数表示,网络中主机标识占 1 组 8 位二进制数,网络标识的前 3 位二进制数取值必须为"110"。具有 C 类地址的网络允许有 254 台主机,适用于结点比较少的网络(如校园网)。 192.0.1.1-223.255.255.254

为了便于记忆,通常习惯采用 4 个十进制数来表示一个 IP 地址,十进制数之间采用句点"."予以分隔。这种 IP 地址的表示方法也被称为点分十进制法。

[h2title]简述静态路由和动态路由及其特点?[/h2title]

静态路由:由系统管理员创建的路由,适用于网关数量有限的场合,且网络拓朴结构不经常变化的网络。其缺点是不能动态地适用网络状况的变化,当网络状况变化后需要网络管理员手动修改路由表。

动态路由:由路由选择协议动态构建的路由,路由协议之间通过交换各自所拥有的路由信息实时更新路由表的内容。动态路由可以自动学习网络的拓朴结构,并更新路由表。其缺点是路由广播更新信息将占据大量的网络带宽。

[h2title]简述 NAT 的几种类型,及其原理?[/h2title]

常见的 NAT 主要有 DNA 和 SNAT。

SNAT:指在数据包从网卡发送出去的时候,把数据包中的源地址部分替换为指定的 IP。此时,接收方就认为数据包的来源是被替换的那个 IP 的主机。

DNAT:指数据包从网卡发送出去的时候,修改数据包中的目的 IP。此时,若访问 A,但因此 DNAT 的存在,所有访问 A 的数据包的目的 IP 全部修改为 B,那么,实际上访问的是 B。

[h2title]简述包过滤防火墙和代理应用防火墙的区别?[/h2title]

包过滤防火墙:工作在网络层,根据包头中的源 IP 地址、目标 IP 地址、协议类型、端口号进行过滤;

代理应用防火墙:工作在应用层,使用代理服务器技术,将内网对外网的访问,变为防火墙对外网的访问,可以对包的内容进行分辨,从而过滤。

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