مجموعه آموزش لینوکس | آموزش Linux — مقدماتی تا پیشرفته

برای تمام کسانی که می خواهند حرفه لینوکس (Linux) را انتخاب کنند و لینوکس را یاد بگیرند ضروری است تا آموزش مقدماتی لینوکس را بگذرانند. این فرادرس، مقدمه ورود به دنیای لینوکس است. در این فرادرس، شما به صورت علمی، دقیق و کاربردی با مفاهیم لینوکس آشنا خواهید شد. ویژگی این آموزش، انجام مثال ها به صورت عملی در حین تدریس است تا دانشجو به صورت عملی با مفاهیم، آشنا شود. نکته شاخص این فرادرس، انتقال مفاهیم به صورت ملموس و کاربردی است به طوری که یادگیری سیستم عامل لینوکس را جذاب می نماید.

در دنیای امروز، لینوکس انتخابی بی رقیب در عرصه های حرفه ای نرم افزاری به شمار می رود و جای خود را در حوزه هایی مانند: مدیریت سرورها، سوپرکامپیوترها و سیستم های پردازشی باز نموده است و هر کسی که توانایی کار و مدیریت سیستم عامل های مبتنی بر لینوکس را داشته باشد، همواره جلوتر از دیگران است. در این میان شل لینوکس به عنوان مفسر لینوکس، قابلیت هایی را مثل یک زبان برنامه نویسی در اختیار شما قرار می دهد که می توانید به کمک آن بدون هیچگونه محدودیتی کارهای سیستمی خود را از طریق آن انجام دهید. شل نقش واسط بین شما و کرنل لینوکس را ایفا می کند و ابزارهای بسیار قدرتمندی را برای بهره گیری از قدرت کرنل لینوکس در اختیار شما قرار می دهد.

در این فرادرس مباحث تکمیلی آموزش لینوکس برای مدیریت یک سیستم عامل مبتنی بر لینوکس آموزش داده می شود و تلاش بر این شده است تا ساختار و آناتومی سیستم عامل های مبتنی بر لینوکس مطرح شود تا دانشجویان بتوانند سیستم عامل های مبتنی بر لینوکس را درک کنند و با توجه به این فهم، بتوانند تمامی سیستم عامل های مبتنی بر لینوکس را مدیریت کنند.

در عصر حاضر، هر کسی که بخواهد وارد بازارهای حرفه ای و بزرگ صنعت نرم افزار شود، نیاز دارد تا با سیستم عامل های مبتنی بر لینوکس کار کند. این بازار، از مینی کامپیوترهای کوچکی مثل Raspberry Pi که برای هوشمند سازی و پروژه های اینترنت اشیاء به کار می آیند شروع می شود، تا مدیریت سرورهای عظیم برای پشتیبانی از سایت های حرفه ای و عملیات هایی مثل پردازش ابری و تجمیع بار پردازش امتداد دارد. دریچه ورود به دنیای عظیم نرم افزارهای آزاد و اوپن سورس (Open Source)، سیستم عامل لینوکس می باشد. در این فرادرس ساختار و معماری سیستم عامل لینوکس را یاد می گیرید و می توانید هر سیستم عامل مبتنی بر لینوکس را مدیریت کنید و بی هیچ واهمه ای مدیریت سرورهای لینوکسی را در دست بگیرید.

اگر هیچ تجربه ای در استفاده از لینوکس ندارید، نگران نباشید، در این فرادرس شما را گام به گام تا قله موفقیت پیش خواهیم برد. در هر درس، آموزش ها و دستورالعمل های کامل و دقیقی قرار داده شده است که به کمک آن ها می توانید این فرادرس را به خوبی پشت سر بگذارید و دانشجویانی که این فرادرس را به پایان می رسانند توانایی و دانش آماده سازی و پیکربندی سرور شخصی خود را به دست خواهند آورد.

برای مدیریت سرور در ابعاد واقعی، نیاز به تخصص خاص داریم که از LPIC-2 شروع می شود و ما را برای راه اندازی یک شبکه استاندارد مبتنی بر لینوکس آماده می کند چرا که این آموزش به مباحثی همچون: Web Server, NAT, VPN, Proxy Mail Server, Firewall و… می پردازد. در واقع شما با گذراندن این آموزش، تبدیل به یک متخصص لینوکس و سرورهای مبتنی بر لینوکس می شوید. این فرادرس به آموزش کار با سرورهای لینوکس اختصاص داشته و روند آموزش به این شکل است که در ابتدای هر مبحث و در قسمت های جداگانه، توضیحات لازم مطرح شده و به صورت خلاصه مطالب مورد نیاز از دوره +Net بیان می گردد و سپس به معرفی و راه اندازی سناریو پرداخته می شود.

در لینوکس همه چیز به صورت فایل است. تمام تنظیمات سیستم عامل و فایل های پیکربندی لینوکس، فایل هایی متنی هستند و لذا توانایی مدیریت و ویرایش فایل های متنی برای مدیران و کاربران لینوکس، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در این میان، مسلط بودن به ویرایشگرهای متنی که در محیط ترمینال و محیط های خط فرمان هستند، این توانایی را برای کاربران لینوکس ایجاد می کند که در بسیاری از سیستم های مبتنی بر لینوکس بتوانند بدون محیط گرافیکی، تمامی تنظیمات و عملیات مدیریتی لینوکس را از طریق ویرایشگرهای متنی انجام دهند. در این فرادرس با قابلیت های مختلف و بسیار پرکاربرد ویرایشگر متنی VIM آشنا خواهیم شد.

تصور کنید یک فایل متنی در اختیار دارید، شامل ۱۰۰ ستون و چند هزار سطر است. قصد دارید بر روی این مجموعه داده ها، عملیات های مختلفی مانند: عملیات های ریاضی، متنی، زمانی و بیتی به همراه بررسی شروط مختلف انجام دهید. AWK یک زبان برنامه نویسی تحلیل و عملیات فایل های متنی حجیم است که در سیستم عامل های مبتنی بر لینوکس یافت می شود. با استفاده از قابلیت های شل لینوکس (Linux Shell) و این زبان برنامه نویسی می توانید فایل هایی با حجم های بسیار زیاد را به راحتی و با ساختاری بسیار ساده، تحلیل کنید و عملیات های مورد نظر خودتان را بر روی آن ها اجرا کنید.

Fedora (فدورا)، به عنوان یکی از قوی ترین توزیع های مبتنی بر لینوکس مورد استفاده بسیاری از کاربران حرفه ای دنیای متن باز قرار می گیرد. Fedora برادر کوچک تر سیستم عامل تجاری Red Hat Enterprise است. Fedora، دو ویژگی ممتاز دارد که کاربران مختلف را برای استفاده از خود ترقیب می کند. 1: استفاده از تکنولوژی های جدید و 2: قابلیت استفاده به عنوان یک سرور قدرتمند. به جهت این که مرحله نصب، یکی از بزرگ ترین موانع برای ورود به دنیای لینوکس به شمار می رود، در این فرادرس سعی داریم مراحل نصب سیستم عامل Fedora را آموزش دهیم تا کاربران بتوانند از این مرحله به راحتی عبور کنند و وارد دنیای لینوکس شوند. تلاش شده است تا مراحل نصب به صورت کامل به همراه توضیحات مربوط به ساختار لینوکس گفته شود.

در سیستم عامل لینوکس (Linux)، از متن های ساده گرفته تا تنظیمات بسیار پیشرفته همه چیز به صورت فایل است. تسلط بر فایل های متنی، قدرت مدیریت شما در سیستم های لینوکسی را بسیار افزایش می دهد. همچنین در بسیاری از فعالیت های تحقیقاتی و پژوهشی نیاز است تا بتوانیم فایل های حجیم متنی را با سرعت و دقت بالا تحلیل کرده و عملیاتی را بر روی آن ها اعمال نماییم. در این آموزش تلاش کردیم تا چندین ابزار پر فایده در سیستم های مبتنی بر لینوکس برای آنالیز و انجام عملیات مختلف بر روی فایل های متنی را بررسی کنیم. در این فرادرس با موضوعاتی همچون: مرتب سازی، بررسی تفاوت دو فایل متنی، جدا سازی بخشی از فایل، تکه تکه کردن فایل متنی و تبدیل کاراکترهای مختلف، آشنا می شویم.

شل لینوکس (Linux Shell) با استفاده از دستورات قدرتمندی که دارد می تواند اطلاعات بسیار دقیقی از سیستم را تولید کند و گاهی نیاز داریم تا بتوانیم این خروجی را تحلیل نموده و در بخش هایی از آن ، تغییراتی را اعمال نماییم. در لینوکس ابزارهای مختلفی برای این کار وجود دارند که یکی از آن ها ابزار قدرتمند SED) Stream Editor) نام دارد که در واقع یک ویرایشگر جریان داده متنی است. با استفاده از SED می توانیم مجموعه الگوهای مختلفی را در فایل های متنی حجیم و عظیم جستجو کرده و عملیات مختلفی را روی آن ها انجام دهیم. سرعت و سادگی این ابزار، آن را بسیار محبوب کرده است.

در فرایند پیاده سازی یک پروژه با استفاده از شل اسکریپت (Shell Script) لینوکس، همانند تمام زبان های برنامه نویسی، مشکلات و خطاهایی پیش می آید که حل این مسائل جزو مباحث آموزشی آن زبان محسوب نمی شود. دانشجو در طول این آموزش با ساختار یک پروژه شل اسکریپت در لینوکس آشنا می شود و می تواند همین مدل از پروژه نویسی را برای پروژه های خود به کار ببرد. لازم به ذکر است که این مسائل قابلیت ارائه در مباحث آموزش شل اسکریپت را ندارد و باید در ضمن تولید یک پروژه بیان شود. در این فرادرس، از ساختارهای شل اسکریپت لینوکس مثل: حلقه ها، جریان های داده ای، شرایط و ابزارهای تصمیم گیری، کامندهای ویرایش متن، کوتینگ ها، اعداد و رشته ها برای نوشتن پروژه استفاده می شود.

تا قبل از معرفی Windows Subsystem for Linux یا به اختصار WSL، برای بهره‌مند شدن از مزایای سیستم‌عامل لینوکس در کنار سیستم‌عامل ویندوز، لازم بود به کمک روش‌هایی همچون بوت دوگانه (Dual Boot) و یا با استفاده از مجازی‌سازهایی همچون: VMware و VirtualBox اقدام به نصب سیستم‌عامل لینوکس در کنار سیستم‌عامل ویندوز نماییم اما استفاده از این روش‌ها با مشکلات و محدودیت‌هایی در زمان نصب و اجرا از جمله: مصرف زیاد منابع سیستمی مانند: RAM, CPU و حافظه ذخیره‌سازی و زمان‌بر بودن اجرای یک ماشین مجازی همراه بوده‌اند. با معرفی WSL توسط کمپانی مایکروسافت و اخیرا معرفی نسخه دوم آن، می‌توانیم بسیار راحت‌تر و بهینه‌تر لینوکس را در کنار ویندوز داشته باشیم.

LVM این توان را به مدیر سرور لینوکسی می‌دهد که بدون توجه به میزان حافظه فعلی سیستم، نرم‌افزارهای سنگین و سرویس‌های زیادی را نصب کند و در صورت بروز کاهش حافظه از طریق این آموزش، این مشکل را رفع کند. هدف از این فرادرس، آموزش عملی پیاده‌سازی ساختار LVM بر روی لینوکس است. تلاش می‌شود ساختار LVM با استفاده از یک هارد و چند پارتیشن و یا چندین هارد با چند پارتیشن آموزش داده شود و اعمال تنظیمات، تغییر حجم، اندازه و تعداد پارتیشن‌ها و دیگر قابلیت‌های LVM مثل: ساخت پارتیشن پشتیبان، استفاده همزمان چند کاربر از فضای محدود حافظه و تغییر نرخ خواندن و نوشتن داده‌ها بر روی حافظه را بررسی کنیم. در پایان آموزش، دانشجو می‌تواند ساختار LVM را بر روی هر سیستم‌عامل مبتنی بر لینوکس که شامل طیف بسیار زیادی از سیستم‌عامل‌ها می‌شود، پیاده کند.

شل اسکریپت لینوکس، قوی ترین زبان برنامه نویسی است که یک مدیر لینوکسی می تواند از آن برای کارهای خود در سیستم عامل استفاده کند. در این فرادرس، نحوه ساخت یک دفترچه تلفن شخصی، با استفاده از این زبان آموزش داده می شود. در این پروژه، از قابلیت های زبان برنامه نویسی شل اسکریپت و پایگاه داده SQLite استفاده می کنیم. تمامی اطلاعات مخاطبین، در پایگاه داده ذخیره می شود. در این فرادرس می توانید نحوه تعامل با پایگاه داده را در زبان شل اسکریپت بیاموزید. توانایی ارتباط با پایگاه داده، قابلیت های نرم افزارهای شما را بسیار متحول می کند و می توانید برنامه های بسیار حرفه ای با قابلیت های زیادی را تولید کنید. این فرادرس می تواند تمرینی برای تولید ابزارهای مورد نیاز شما در سیستم عامل لینوکس مبتنی بر زبان شل اسکریپت باشد و همچنین می توانید در آن از تمامی قابلیت های شل لینوکس استفاده کنید.

اوپن‌سوزه (OpenSUSE) به عنوان یک توزیع لینوکسی (Linux Distribution) قدرتمند، جایگاه ویژه‌ای در سیستم عامل‌های بسیار متنوع مبتنی بر لینوکس دارد. در این آموزش مراحل اولیه‌ی نصب و پیکربندی مقدماتی و آشنایی با این سیستم عامل را در این آموزش بررسی می‌کنیم. سپس بخش‌ها و منوهای مختلف سیستم عامل و تنظیمات سیستمی را بررسی می‌کنیم، روش‌های مختلف نصب نرم‌افزار را در اوپن‌سوزه آموزش می‌دهیم و از مدیر نرم‌افزاری اختصاصی اوپن‌سوزه به نام Zypper، برای مدیریت پکیج‌های سیستم عامل استفاده می‌کنیم.