LFCA: Linux-Betriebssystem verstehen – Teil 1

Die Linux Foundation hat eine neue vorprofessionelle IT-Zertifizierung vorgestellt, die als Linux Foundation Certified IT Associate (LFCA) bekannt ist. Dabei handelt es sich um eine neue Einstiegszertifizierung, die sich auf das Testen grundlegender IT-Konzepte konzentriert, wie z. B. grundlegende Systemadministrationsbefehle, Cloud Computing, Sicherheit und DevOps.

LFCA: Überblick & Kursübersicht

Hier ist eine Zusammenfassung der Kompetenzen und Bereiche, die die LFCA testen möchte:

Linux-Grundlagen 20%

• Linux Betriebssystem – Teil 1
• Dateiverwaltungsbefehle – Teil 2
• Linux-Systembefehle – Teil 3
• Allgemeine Netzwerkbefehle – Teil 4

Grundlagen der Systemadministration 20 %

• Linux-Benutzerverwaltung – Teil 5
• Verwalten von Uhrzeit und Datum in Linux – Teil 6
• Verwalten von Software unter Linux – Teil 7
• Grundlegende Linux-Metriken überwachen – Teil 8
• Linux Basic Networking – Teil 9
• Linux Binär- und Dezimalzahlen – Teil 10
• LFCA: Lernen Sie Klassen zum Netzwerk-IP-Adressierungsbereich – Teil 11
• LFCA: Lernen Sie grundlegende Tipps zur Fehlerbehebung im Netzwerk kennen – Teil 12

Cloud Computing Grundlagen 20%

• Grundlagen des Cloud Computing erlernen – Teil 13
• Erfahren Sie mehr über Cloud-Verfügbarkeit, Leistung und Skalierbarkeit – Teil 14
• LFCA: Lernen Sie Serverless Computing, Vorteile und Fallstricke kennen – Teil 15
• LFCA: Lernen Sie Cloud-Kosten und Budgetierung – Teil 16

Fundamentaldaten der Sicherheit 16 %

• Grundlegende Sicherheitstipps zum Schutz eines Linux-Systems – Teil 17
• Nützliche Tipps zur Sicherung von Daten und Linux – Teil 18
• So verbessern Sie die Linux-Netzwerksicherheit – Teil 19

DevOps-Grundlagen 16 %

Unterstützung von Anwendungen und Entwicklern 8%

LFCA-Zertifizierung Übersicht

Die LFCA-Zertifizierung vermittelt grundlegendes Wissen über grundlegende System- und Dateiverwaltungsbefehle, Netzwerkbefehle und Fehlerbehebung, Cloud-Computing-Konzepte, Datensicherheit einschließlich System- und Netzwerksicherheit sowie DevOps-Grundlagen.

Sobald Sie sich mit den grundlegenden Konzepten vertraut gemacht und die LFCA-Prüfung bestanden haben, können Sie sich darauf freuen, mit LFCS (Linux Foundation Certified Sysadmin), einer Zertifizierung auf mittlerer Ebene, zu beginnen und danach LFCE (Linux Foundation Certified Engineer) zu absolvieren.

Die LFCA-Prüfung ist eine Multiple-Choice-Prüfung und kostet 200 US-Dollar. Sie wird online durchgeführt, wobei eine Fernaufsichtsperson Sie während der gesamten Sitzung über eine Webcam im Auge behält. Nach Bestehen der Prüfung erhalten Sie ein LFCA-Abzeichen und ein Zertifikat, das 3 Jahre lang gültig ist.

Linux-Grundlagen

In diesem ersten Abschnitt werden wir die folgenden Kapitel behandeln:

• Linux Betriebssystem – Teil 1
• Dateiverwaltungsbefehle – Teil 2
• Linux-Systembefehle – Teil 3
• Allgemeine Netzwerkbefehle – Teil 4

Lassen Sie uns ohne weitere Umschweife gleich loslegen.

Dieser Artikel ist Teil 1 der LFCA-Serie, in dem die notwendigen Bereiche und Kompetenzen behandelt werden, die für die LFCA-Zertifizierungsprüfung erforderlich sind.

Verständnis des Linux-Betriebssystems

Zu Beginn gehen wir davon aus, dass Sie bei der Ausführung Ihrer täglichen Computeraufgaben entweder mit Windows oder macOS oder mit beiden interagiert haben. Beides sind Betriebssysteme und ermöglichen es Ihnen, mit den Hardware- und Softwarekomponenten eines Computers zu interagieren und eine Vielzahl von Aufgaben auszuführen, darunter Surfen, Spielen, Streamen von Musik und Videos sowie Softwareentwicklung, um nur einige zu nennen.

Windows ist ein weit verbreitetes Betriebssystem und hat einen beträchtlichen Marktanteil unter Desktop-Benutzern. Es ist einfach zu bedienen und zu erlernen und ist in der Regel ein Einstieg für Lernende, die in kleinen Schritten lernen, wie man mit Computern umgeht.

Was ist das Problem mit Windows und macOS?

Trotz seiner Benutzerfreundlichkeit und Unterstützung für eine Vielzahl von Hardwaregeräten hat Windows einige Nachteile. Erstens ist Windows ein proprietäres Betriebssystem von Microsoft, und die meisten Softwareanwendungen wie die Microsoft Office-Suite werden bezahlt. Dies schließt viele aus, die nicht über die finanziellen Möglichkeiten verfügen, eine Lizenz für das Produkt zu erwerben.

Das Gleiche gilt für Apples macOS, das trotz seiner Eleganz und lobenswerten Sicherheit mit einem hohen Preis verbunden ist. Tatsächlich sind einige Anwendungen für den AppStore in der Regel kostenpflichtig. Benutzer haben oft angeprangert, für hinterhältige Abonnements für Anwendungen zu bezahlen, die sonst auf anderen Plattformen kostenlos wären.

Darüber hinaus ist Windows ziemlich instabil und oft anfällig für Malware-Angriffe wie Viren und Trojaner. Sie könnten Hunderte von Dollar ausgeben, um robuste Antivirenprogramme zu sichern, um Angriffe und Sicherheitsverletzungen abzuwehren, oder sich von einem Vermögen trennen, indem Sie einen Fachmann bezahlen, um den Virus zu diagnostizieren und zu entfernen.

Darüber hinaus ist das Einspielen von Sicherheitspatches und Feature-Updates oft ein langwieriger Prozess. In den meisten Fällen kann die Aktualisierung Ihres Systems je nach Größe des Updates zwischen dreißig Minuten und einer Stunde dauern, und dies wird oft durch eine Reihe von Systemneustarts verursacht.

Warum das Linux-Betriebssystem verwenden?

Linux ist, genau wie Windows und macOS, ein weiteres Betriebssystem, das die IT-Branche im Sturm erobert hat. Linux ist allgegenwärtig und wird täglich von Tausenden von Benutzern verwendet.

Das beliebte Android-Betriebssystem, das Millionen von intelligenten Geräten antreibt, basiert auf dem Linux-Kernel. Ihr Lieblings-Android-Smartphone oder der Smart-TV in Ihrem Wohnzimmer wird von Linux betrieben. Am wichtigsten ist, dass Linux das vorherrschende System im Internet ist und einen großen Anteil an Webhosting-Plattformen und Internetservern einnimmt. Etwa 90 % der Public Cloud und 99 % des Marktanteils von Supercomputern werden von Linux unterstützt.

Wie ist Linux entstanden?

An dieser Stelle ist es ratsam, wenn wir in der Zeit zurückgehen und einen Blick auf die Entstehung eines der am weitesten verbreiteten Betriebssysteme werfen.

Geschichte von Linux

Die Geschichte von Linux reicht bis in die 1960er Jahre in den AT&T Bell Labs zurück, wo Dennis Ritchie – der Vater der Programmiersprache C und KenThompson – ein amerikanischer Informatiker – zusammen mit anderen Entwicklern am Multics-Projekt arbeiteten. Multics war ein Betriebssystem, das die Mainframe-Computersysteme antreibt.

Die beiden Informatiker wollten ein Multi-User- und Multitasking-Betriebssystem mit einem hierarchischen Dateisystem bauen. Ursprünglich war Multics ein Forschungsprojekt, wurde aber schnell zu einem kommerziellen Produkt. Nicht beeindruckt von der Richtung, die Multics einschlug, schlugen die beiden leitenden Entwickler ihren eigenen Weg ein und machten sich daran, ein weiteres System auf Basis von Multics namens UNICS zu entwickeln, das sich später in UNIX verwandelte.

In den 1970er und 80er Jahren wurde UNIX immer beliebter, vor allem in akademischen Kreisen. Dies führte dazu, dass es von mehreren Institutionen übernommen wurde, darunter die University of Berkley, Kalifornien, die später ihren Kurs änderte. Die Entwickler an der Universität arbeiteten weiter am UNIX-Code und entwickelten BSD, ein Akronym für Berkeley Software Development. BSD inspirierte später mehrere Betriebssysteme, von denen einige noch heute verwendet werden, wie FreeBSD und NetBSD.

In den Bells Labs wurde die Forschung und Entwicklung an UNIX fortgesetzt, was zu weiteren Varianten von UNIX führte, die später von kommerziellen Anbietern übernommen wurden. Allerdings war BSD weitaus beliebter als kommerzielle Varianten von Bells Labs.

In der Zwischenzeit arbeitete Linus Torvalds, ein finnischer Hochschulabsolvent, 1991 an einer UNIX-Version namens MINIX, war aber von der Lizenzierung des Projekts enttäuscht. In einem Brief an seine MINIX-Benutzergruppe kündigte er an, dass er an einem neuen Kernel arbeite, der später als Linux-Kernel bezeichnet werde. Er verwendete den GNU-Code zusammen mit dem GNU-Compiler und der Bash, um den ersten funktionsfähigen Linux-Kernel zu erstellen, der später unter dem GNU/GPL-Modell lizenziert wurde.

Der Linux-Kernel legte den Grundstein für die Entwicklung von Hunderten von Linux-Distributionen oder -Varianten. Einen vollständigen Einblick in die beliebten Linux-Distributionen erhalten Sie bei distrowatch.

Beliebte Linux-Distributionen

Linux ist ein Open-Source-Betriebssystem. Was bedeutet das? Nun, es impliziert, dass Sie den Linux-Quellcode einsehen, modifizieren und kostenlos weiterverteilen können. Erfahrene Benutzer wie Entwickler können ebenfalls zum Code beitragen, um ihn besser und interessanter zu machen.

Aus diesem Grund gibt es Hunderte von Linux-Distributionen mit unterschiedlichen Paketverwaltungssystemen, Softwareanwendungen und visueller Attraktivität. Eine Linux-Distribution, umgangssprachlich als Distribution bezeichnet, ist eine Version des Linux-Betriebssystems, die mit Programmen, Bibliotheken, Verwaltungstools und anderer zusätzlicher Software vorverpackt ist. Alle Distributionen sind vom Linux-Kernel abgeleitet.

Eine große Anzahl von Linux-Distributionen kann kostenlos heruntergeladen werden. Es gibt jedoch Ausnahmen wie z. B. Zorin OS, für dessen Download eine geringe Gebühr erhoben wird. Enterprise-Linux-Distributionen, einschließlich RHEL – Red Hat Enterprise Linux – erfordern ein Abonnement für Support, Sicherheit und Funktionsupdates.

Es gibt 4 Hauptfamilien von Linux-Distributionen:

• Systeme der Debian-Familie (z.B. Ubuntu, Mint, Elementary & Zorin).
• Systeme der Fedora-Familie (z. B. CentOS, Red Hat 7 und Fedora).
• Systeme der SUSE-Familie (z. B. OpenSUSE und SLES).
• Arch-Systeme (z. B. Arch, Manjaro, ArchLabs und ArcoLinux).

Zu den beliebtesten und weit verbreiteten Linux-Distributionen gehören:

• Ubuntu
• Debian
• Linux Mint
• Fedoras
• Deepin
• Manjaro Linux
• MX Linux
• Elementares Betriebssystem
• Centos
• OpenSUSE

Zu den anfängerfreundlichen Distributionen, die für Linux-Neulinge sehr zu empfehlen sind, gehören Ubuntu, Mint, Zorin OS und Elementary OS. Dies ist vor allem auf die Benutzerfreundlichkeit, die einfachen und übersichtlichen Benutzeroberflächen und die hohe Anpassungsfähigkeit zurückzuführen.

Einige Varianten, wie z. B. Zorin OS, ähneln Windows 10 und sind daher ideal für Windows-Benutzer, die auf Linux umsteigen. Andere, wie z. B. Elementary OS, ahmen macOS mit einem charakteristischen Dock-Menü genau nach.

Für fortgeschrittene Benutzer oder Benutzer mit relativ guten Kenntnissen von Linux reichen CentOS, Debian und Fedora aus. Erfahrene Benutzer, die sich mit der Linux-Systemadministration auskennen, werden in der Regel mit Arch-basierten Linux-Systemen und Gentoo vertraut sein.

Jede Linux-Distribution ist auf ihre eigene Weise einzigartig, was die Desktop-Umgebung oder die grafische Benutzeroberfläche (GUI) und die Standard-Apps betrifft. Die meisten werden jedoch sofort einsatzbereite Anwendungen wie die LibreOffice-Suite, den Thunderbird-Mail-Client, den GIMP-Bildeditor und Multimedia-Anwendungen liefern, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern.

Zu den Linux-Distributionen, die in Serverumgebungen weit verbreitet sind, gehören:

• Red Hat Enterprise Linux (RHEL)
• SUSE Linux Enterprise Server (SLES)
• Ubuntu-Server
• Debian

Warum Linux so beliebt ist

Linux umfasst die folgenden Hauptkomponenten.

1. Linux-Kernel

Das Herzstück eines jeden Linux-Systems ist der Linux-Kernel. Der in C geschriebene Kernel verbindet die Hardwarekomponenten mit der zugrunde liegenden Software und Programmen. Der Kernel verwaltet die laufenden Prozesse und bestimmt, welche die CPU für welche Dauer nutzen dürfen. Es bestimmt auch die Menge an Speicher, die jeder Prozess erhält. Darüber hinaus verwaltet es Gerätetreiber und empfängt Serviceanfragen von laufenden Prozessen.

2. Bootloader

Der Bootloader ist das Programm, das den Bootvorgang in einem Linux-System abwickelt. Er lädt das Betriebssystem von der Festplatte in den Arbeitsspeicher. Der Bootloader ist nicht nur spezifisch für Linux. Es ist auch in Windows und macOS vorhanden. Unter Linux wird der Bootloader als GRUB bezeichnet. Die neueste Version ist GRUB2, die von systemd-Distributionen verwendet wird.

3. Initiieren

Init, eine Kurzform für Initialisierung, ist der erste Prozess, der nach dem Einschalten eines Systems ausgeführt wird. Er erhält eine Prozess-ID (PID) von 1 und erzeugt alle anderen Prozesse im Linux-System, einschließlich Daemons und anderer Hintergrundprozesse und -dienste. Sie wird daher als Mutter aller Prozesse bezeichnet. Init läuft im Hintergrund bis zu dem Punkt, an dem das System ausgeschaltet wird.

Zu den frühesten Init-Systemen gehörten System V Init (SysV) und Upstart. Diese wurden in modernen Systemen durch systemd init ersetzt.

4. Dämonen

Daemons sind Prozesse, die ab dem Hochfahren des Systems unbemerkt im Hintergrund ausgeführt werden. Die Daemons können vom Benutzer über die Befehlszeile gesteuert werden. Sie können beim Booten gestoppt, neu gestartet, deaktiviert oder aktiviert werden. Beispiele für Daemons sind sshd, der SSH-Daemon, der Remote-SSH-Verbindungen steuert, und ntpd, der die Zeitsynchronisierung auf Servern verarbeitet.

5. Schale

Die Linux-Shell ist eine Befehlszeilenschnittstelle, abgekürzt als CLI, in der Befehle ausgeführt oder aufgerufen werden, um Verwaltungsaufgaben auszuführen und zu automatisieren. Beliebte Shells sind die Bash-Shell (bash) und die Z-Shell (zsh).

6. Desktop-Umgebung

Eine Desktop-Umgebung ist das, was ein Benutzer verwendet, um mit dem Linux-System zu interagieren. Es bietet eine GUI (grafische Benutzeroberfläche), die durch die X Windows Systemsoftware ermöglicht wird. Das X-Windows-System (X11, auch als X bezeichnet) ist ein System, das ein Anzeigeframework oder eine grafische Benutzeroberfläche bereitstellt und bestimmt, wie Benutzer mit Fenstern, Tastatur, Maus und Touchpad interagieren.

Zu den gängigen Desktop-Umgebungen gehören GNOME, MATE, XFCE, LXDE, Enlightenment, Cinnamon, Budgie und KDE Plasma. Desktop-Manager werden mit grafischen Komponenten wie Dateimanagern, Desktop-Widgets, Hintergrundbildern, Symbolen und anderen grafischen Elementen ausgeliefert.

7. Anwendungen

Die Desktop-Umgebung bietet Ihnen nur die grundlegenden Anwendungen für den Einstieg. Genau wie bei Windows oder macOS können Sie Anwendungen für den täglichen Gebrauch installieren. Dazu gehören Anwendungen wie Google Chrome, VLC Media Player, Skype, LibreOffice Suite, DropBox, GIMP Image Editor und so weiter. Einige Distributionen werden mit einem eigenen Software-Center ausgeliefert, das als Store fungiert, aus dem Sie Anwendungen herunterladen können, die Sie benötigen.

Vorteile der Verwendung von Linux gegenüber anderen Betriebssystemen

An diesem Punkt wird klar, warum Linux für viele Benutzer und Unternehmen ein beliebtes Betriebssystem ist. Fassen wir kurz einige der Vorteile der Verwendung von Linux zusammen.

1. Linux ist Opensource

Wie bereits erwähnt, ist Linux vollständig OpenSource. Erfahrene Benutzer können den Code anzeigen, ihn ohne Einschränkungen für jeden beliebigen Zweck ändern und mit der Community teilen. Darüber hinaus können die meisten Distributionen – mit Ausnahme einiger weniger – kostenlos heruntergeladen und verwendet werden, ohne für Lizenzen zu bezahlen.

Windows ist proprietär und einige seiner Produkte sind recht teuer. Im Moment beträgt der Preis der Microsoft Office-Suite 430 US-Dollar. Die Lizenzierung von Windows Server 2019 kostet bis zu 6.000 US-Dollar. macOS ist gleich teuer und eine gute Anzahl von Anwendungen aus dem App Store wird über ein Abonnement bezahlt.

2. Hochgradig anpassbar

Einer der Hauptvorteile, die Linux seinen Benutzern bietet, ist die Möglichkeit, praktisch jede Komponente nach ihren Wünschen anzupassen. Sie können das Erscheinungsbild einschließlich des Hintergrundbilds, des Hintergrundbilds, des Farbschemas, des Erscheinungsbilds des Symbols usw. anpassen, um das Erscheinungsbild zu verbessern.

3. Außergewöhnliche Stabilität und Sicherheit

Linux-Systeme verfügen über ein bewundernswertes Maß an Stabilität und Sicherheit. Linux ist weniger anfällig für Angriffe und es ist weitaus unwahrscheinlicher, dass Sie Opfer von Malware wie Viren und Trojanern werden, wenn Sie Ihr System ständig aktualisieren.

4. Eine perfekte Wahl für Server

Dank seiner Sicherheit und Stabilität ist Linux die erste Wahl für Serverumgebungen beim Hosten von Websites, Datenbanken und Anwendungen. Es sind nur wenige Befehle erforderlich, um einen vollwertigen Webserver zusammen mit anderen Komponenten wie Datenbanken und Skripting-Tools einzurichten. Ein klassisches Beispiel ist der beliebte LAMP-Server, der eine Aggregation aus Apache-Webserver, MySQL-Datenbank und PHP-Skriptsprache ist.

Mit der Stabilität, die Linux bietet, müssen Sie Ihren Server kaum neu starten, es sei denn, Sie müssen ein Kernel-Upgrade durchführen. Dies gewährleistet maximale Uptime für Server und eine hohe Verfügbarkeit.

5. Niedrige Systemanforderungen

Die meisten Linux-Distributionen können auf PCs mit niedrigen Systemspezifikationen wie CPU und RAM ausgeführt werden. Tatsächlich können Sie einige alte PCs wiederbeleben, indem Sie einige leichtgewichtige Linux-Distributionen wie Linux Lite, Puppy Linux und AntiX installieren.

Einige können auf einem System mit nur 1 GB RAM, 512 MHz CPU und 5 GB Festplatte ausgeführt werden. Was noch beeindruckender ist, ist, dass Sie diese Distributionen sogar von einem Live-USB-Stick ausführen können und trotzdem etwas Arbeit in Gang bringen können.

6. Verfügbarkeit von Tonnen von Softwarepaketen

Große Linux-Distributionen wie Debian und Ubuntu hosten Tausende von Softwarepaketen in ihren Repositories. Allein Ubuntu verfügt über mehr als 47.000 Pakete. Sie können Anwendungen ganz einfach installieren, indem Sie einige Befehle auf dem Terminal ausführen oder App Center verwenden, die in den Distributionen enthalten sind.

Außerdem können Sie eine Vielzahl von Anwendungen erhalten, die ähnliche Aufgaben ausführen, wie z. B. Textverarbeitung, Dateifreigabe, Audio-/Videowiedergabe, Fotobearbeitung, Grafikdesign und vieles mehr. Sie haben die Qual der Wahl und können sich für eine Vielzahl von Anwendungen entscheiden, um eine Aufgabe auszuführen.

7. Umfangreiche Community-Unterstützung

Das Linux-Betriebssystem wird von einer lebendigen Community von Entwicklern entwickelt und gewartet, die unermüdlich rund um die Uhr arbeiten, um sicherzustellen, dass Sie das Beste an Softwareanwendungen, Sicherheitsupdates und Fehlerbehebungen erhalten.

Große Distributionen wie Ubuntu und Debian haben eine große Community von Entwicklern und unzählige Foren, die Benutzern Unterstützung und Anleitung bieten, insbesondere wenn sie auf dem Weg dorthin auf Schwierigkeiten oder Herausforderungen stoßen.

Zusammenfassung

Das war eine Vogelperspektive auf das Linux-Betriebssystem und seinen Platz in einer sich ständig weiterentwickelnden Computerumgebung. Zugegebenermaßen ist Linux allgegenwärtig und hat in der schnelllebigen technologischen Welt, in der wir leben, einen unauslöschlichen Eindruck hinterlassen. Daher ist der Erwerb grundlegender Linux-Kenntnisse für jeden IT-Profi, der sich darauf freut, die Leiter im umkämpften IT-Beruf zu erklimmen, unerlässlich.

Das Erlernen von Linux öffnet die Türen zu anderen fortschrittlichen IT-Bereichen wie DevOps, Cybersicherheit und Cloud Computing. In unseren folgenden Themen konzentrieren wir uns auf grundlegende Linux-Befehle, die Sie im Laufe der Zeit zur Hand haben müssen.