آموزش حرفه‌ای لینوکس LPIC-1 Exam 101 | از مبتدی تا پیشرفته

هدف دوره LPIC-1

این دوره به گونه‌ای طراحی شده است که افراد را برای مدیریت، پیکربندی، و نگهداری سیستم‌های لینوکسی در محیط‌های حرفه‌ای آماده کند.
شرکت‌کنندگان پس از گذراندن این دوره توانایی‌های زیر را کسب خواهند کرد:

• نصب و پیکربندی سیستم‌عامل لینوکس.
• مدیریت فایل‌سیستم‌ها و پارتیشن‌بندی.
• درک مفاهیم پایه شبکه و مدیریت سرویس‌های شبکه.
• مدیریت کاربران، گروه‌ها و دسترسی‌ها.
• عیب‌یابی و رفع مشکلات سیستم.

ساختار آزمون LPIC-1

مدرک LPIC-1 شامل دو آزمون است:

آزمون 101 (Exam 101)

این آزمون بر روی مباحث مقدماتی لینوکس تمرکز دارد و شامل سرفصل‌های زیر است:

1. معماری سیستم
   • بوت سیستم (BIOS/UEFI).
   • سطوح اجرا (runlevels) و فرایند بوت.
   • تنظیمات اولیه سخت‌افزارها.
2. نصب و مدیریت بسته‌ها
   • نصب و حذف نرم‌افزار با استفاده از ابزارهای مدیریت بسته (dpkg، rpm).
   • استفاده از ابزارهای پیشرفته مانند apt و yum.
3. دستگاه‌ها، فایل‌سیستم‌ها و فایل‌ها
   • مدیریت پارتیشن‌ها و فایل‌سیستم‌ها.
   • مانت کردن و آن‌مانت کردن دستگاه‌ها.
   • مدیریت مجوزها و مالکیت فایل‌ها.
4. بوت، سطوح اجرا و خاموش کردن سیستم
   • مدیریت فرایندهای startup و shutdown.
   • درک سطوح مختلف اجرا (runlevels) و استفاده از systemd.

آزمون 102 (Exam 102)

این آزمون بر روی مباحث پیشرفته‌تر و شبکه تمرکز دارد و شامل موضوعات زیر است:

• مدیریت کاربران و گروه‌ها.
• مدیریت شبکه و سرویس‌های اصلی (DNS، DHCP، SSH).
• اسکریپت‌نویسی و اتوماسیون در لینوکس.
• تنظیمات امنیتی و فایروال.

ویژگی‌های اصلی دوره LPIC-1

1. توزیع‌محور نیست:
   محتوای دوره برای همه توزیع‌های لینوکس مانند Ubuntu، Debian، CentOS، و Red Hat قابل استفاده است.
2. متناسب با نیازهای بازار کار:
   سرفصل‌ها طوری طراحی شده‌اند که مهارت‌های لازم برای مدیریت سیستم‌های لینوکسی در دنیای واقعی را آموزش دهند.
3. به‌روز و استاندارد:
   آزمون‌های LPIC به صورت دوره‌ای به‌روزرسانی می‌شوند تا با آخرین تکنولوژی‌ها و تغییرات در لینوکس سازگار باشند.

مزایای دریافت مدرک LPIC-1

• شناخت بین‌المللی: این مدرک به طور گسترده در سطح جهانی شناخته شده و توسط شرکت‌های فناوری اطلاعات پذیرفته می‌شود.
• ورود به بازار کار: LPIC-1 یک گام اولیه برای کسب مهارت‌های لازم برای شغل‌هایی مانند مدیر سیستم لینوکس یا تکنسین پشتیبانی است.
• پایه‌ای برای مدارک پیشرفته‌تر: پس از دریافت LPIC-1، افراد می‌توانند برای مدارک پیشرفته‌تر مانند LPIC-2 و LPIC-3 اقدام کنند.

پیش‌نیازها و شرایط

برای شرکت در آزمون LPIC-1 نیازی به داشتن مدرک قبلی نیست، اما آشنایی اولیه با لینوکس و تجربه عملی کار با این سیستم‌عامل کمک زیادی خواهد کرد.

جمع‌بندی

دوره LPIC-1 یک نقطه شروع ایده‌آل برای افرادی است که قصد ورود به دنیای لینوکس و مدیریت سیستم دارند. این دوره نه تنها مهارت‌های پایه‌ای را آموزش می‌دهد، بلکه زمینه‌ای قوی برای یادگیری پیشرفته‌تر و توسعه حرفه‌ای فراهم می‌کند.

اگر علاقه‌مند به لینوکس هستید و می‌خواهید مهارت‌های خود را به سطح حرفه‌ای برسانید، LPIC-1 انتخاب مناسبی است.

BIOS چیست؟

BIOS (Basic Input/Output System) یک فریم‌ور ابتدایی برای مدیریت ارتباط بین سخت‌افزار و نرم‌افزار سیستم است. این فناوری قدیمی‌تر است و عمدتاً در سیستم‌های قدیمی‌تر استفاده می‌شود. وظایف اصلی BIOS عبارت‌اند از:

• بوت کردن سیستم‌عامل.
• مدیریت تنظیمات سخت‌افزاری.
• اجرای تست سخت‌افزار (POST).

UEFI چیست؟

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) نسخه مدرن‌تر BIOS است و امکانات بیشتری ارائه می‌دهد. برخی از ویژگی‌های برجسته UEFI عبارت‌اند از:

• رابط کاربری گرافیکی و ساده‌تر.
• پشتیبانی از هاردهای با ظرفیت بالا (بیشتر از 2 ترابایت).
• بوت امن (Secure Boot) برای جلوگیری از بوت شدن نرم‌افزارهای مخرب.
• سرعت بالاتر در بوت سیستم.

تفاوت BIOS و UEFI

چگونه وارد تنظیمات BIOS/UEFI شویم؟

1. سیستم را روشن کنید.
2. در هنگام بوت، کلید مناسب را فشار دهید. کلید‌های معمول برای ورود:
   • Delete
   • F2
   • F12
   • Esc
3. وارد محیط BIOS/UEFI شده و تنظیمات مورد نظر را اعمال کنید.

تنظیمات مهم BIOS/UEFI

1. تنظیم ترتیب بوت (Boot Order)

• این گزینه تعیین می‌کند که سیستم ابتدا از کدام دستگاه بوت شود (هارد، فلش، CD/DVD و…).
• برای نصب سیستم‌عامل، فلش یا دیسک بوتیبل را به‌عنوان دستگاه اول انتخاب کنید.

2. فعال/غیرفعال کردن Secure Boot

• برای نصب سیستم‌عامل‌هایی مانند لینوکس که ممکن است Secure Boot را پشتیبانی نکنند، باید این گزینه را غیرفعال کنید.

3. تنظیم حالت SATA

• گزینه‌های AHCI، IDE و RAID در دسترس هستند.
• حالت AHCI برای هاردهای SSD بهترین عملکرد را ارائه می‌دهد.

4. فعال کردن Virtualization

• اگر از نرم‌افزارهای مجازی‌سازی مانند VirtualBox یا VMware استفاده می‌کنید، گزینه Intel VT-x یا AMD-V را فعال کنید.

5. تنظیم اورکلاکینگ (Overclocking)

• این گزینه‌ها برای کاربران حرفه‌ای طراحی شده و امکان افزایش کارایی پردازنده و رم را فراهم می‌کند. (توصیه می‌شود با احتیاط انجام شود.)

نکات مهم در تنظیمات BIOS/UEFI

1. پشتیبان‌گیری از تنظیمات: قبل از هرگونه تغییر، از تنظیمات فعلی پشتیبان تهیه کنید.
2. آپدیت BIOS/UEFI: در صورت وجود مشکلات یا نیاز به پشتیبانی از سخت‌افزار جدید، نسخه BIOS/UEFI را به‌روزرسانی کنید.
3. تنظیم زمان و تاریخ: مطمئن شوید که ساعت و تاریخ سیستم دقیق هستند.
4. بازگشت به تنظیمات پیش‌فرض: در صورت بروز مشکل، می‌توانید تنظیمات را به حالت پیش‌فرض بازگردانید.

آپدیت BIOS/UEFI: چرا و چگونه؟

چرا باید BIOS/UEFI را آپدیت کنیم؟

• بهبود عملکرد سیستم.
• رفع مشکلات سخت‌افزاری.
• اضافه کردن پشتیبانی از سخت‌افزارهای جدید.

چگونه BIOS/UEFI را آپدیت کنیم؟

1. به وب‌سایت سازنده مادربرد بروید.
2. فایل آپدیت مناسب را دانلود کنید.
3. دستورالعمل‌های سازنده را برای آپدیت دنبال کنید (معمولاً از طریق USB یا ابزارهای داخلی).

جمع‌بندی

تنظیم و پیکربندی BIOS/UEFI گامی اساسی برای مدیریت و بهینه‌سازی سیستم شما است. با درک تفاوت‌ها و امکانات هر کدام، می‌توانید سیستم خود را به بهترین شکل ممکن تنظیم کنید. همیشه پیش از هرگونه تغییر، از تنظیمات خود پشتیبان بگیرید و نکات ایمنی را رعایت کنید.

سخت‌افزار اصلی سیستم چیست؟

سخت‌افزارهای اصلی یک کامپیوتر شامل موارد زیر می‌شوند:

• پردازنده (CPU): مغز سیستم که وظیفه اجرای دستورات را بر عهده دارد.
• حافظه (RAM): محلی برای ذخیره داده‌ها و کدهای در حال اجرا.
• ذخیره‌سازها (HDD/SSD): محل ذخیره دائمی داده‌ها.
• کارت گرافیک (GPU): مسئول پردازش گرافیکی.
• مادربرد: بستری برای اتصال و هماهنگی بین سایر سخت‌افزارها.
• ورودی/خروجی‌ها (I/O): دستگاه‌هایی مانند صفحه‌کلید، ماوس، و پورت‌های USB.

مدیریت این سخت‌افزارها در لینوکس از طریق کرنل و ابزارهای مختلف انجام می‌شود.

درایور سخت‌افزار چیست؟

درایور نرم‌افزاری است که ارتباط بین سیستم‌عامل و سخت‌افزار را برقرار می‌کند. در لینوکس، درایورها معمولاً بخشی از کرنل هستند و به صورت ماژول (modules) بارگذاری می‌شوند. برای مشاهده درایورهای بارگذاری شده می‌توانید از دستور زیر استفاده کنید:

lsmod

ابزارها و فناوری‌های مدیریت سخت‌افزار در لینوکس

1. /proc یا procfs

procfs یک فایل‌سیستم مجازی است که اطلاعات مربوط به سیستم و فرآیندها را در اختیار قرار می‌دهد. این فایل‌سیستم داده‌ها را به صورت پویا تولید می‌کند و در مسیر /proc قرار دارد.

ویژگی‌های مهم:

• اطلاعات CPU: در فایل /proc/cpuinfo.
• وضعیت حافظه: در فایل /proc/meminfo.
• فایل‌های سیستم: اطلاعات مربوط به مونت کردن در /proc/mounts.

مثال: نمایش اطلاعات پردازنده

cat /proc/cpuinfo

2. /sys یا sysfs

sysfs نیز یک فایل‌سیستم مجازی است که اطلاعاتی در مورد دستگاه‌های متصل به سیستم، درایورها و تنظیمات کرنل ارائه می‌دهد. این فایل‌سیستم در مسیر /sys قرار دارد و ساختار آن شبیه به یک درخت است.

کاربردهای اصلی:

• مشاهده اطلاعات دستگاه‌ها در /sys/devices.
• دسترسی به اطلاعات درایورها در /sys/bus.

مثال: نمایش اطلاعات دیسک‌ها

ls /sys/block

3. dbus

DBus (Desktop Bus) یک مکانیزم پیام‌رسانی بین فرآیندها (IPC) است که ارتباط بین برنامه‌ها و سرویس‌های سیستم‌عامل را ممکن می‌سازد.

ویژگی‌های DBus:

• امکان ارتباط بین برنامه‌های کاربری و سرویس‌های کرنل.
• مدیریت منابع بهینه.

کاربردهای رایج:

• ارتباط با مدیریت توان (Power Management).
• کنترل سرویس‌های صوتی و شبکه.

مثال: نمایش سرویس‌های فعال DBus

dbus-send --session --dest=org.freedesktop.DBus --type=method_call \
          --print-reply /org/freedesktop/DBus org.freedesktop.DBus.ListNames

4. udev

udev (User Device Manager) مسئول مدیریت دستگاه‌های متصل به سیستم به صورت پویا است. این ابزار بخشی از systemd است و هنگام اتصال یا جدا کردن دستگاه‌ها (مانند USB) به صورت خودکار تغییرات را مدیریت می‌کند.

ویژگی‌های udev:

• ایجاد و حذف گره‌های دستگاه‌ها در /dev.
• ایجاد قوانین برای شناسایی و مدیریت دستگاه‌ها.

مشاهده دستگاه‌های متصل:

udevadm info --query=all --name=/dev/sda

5. HAL (Hardware Abstraction Layer)

HAL یک لایه انتزاعی سخت‌افزاری بود که اطلاعات مربوط به دستگاه‌ها را به کاربران و برنامه‌ها ارائه می‌داد. با ظهور udev و dbus، استفاده از HAL کاهش یافته است و دیگر در بسیاری از توزیع‌ها به‌کار نمی‌رود.

چگونه سخت‌افزار و درایورها را مدیریت کنیم؟

مشاهده سخت‌افزارهای متصل:

ابزارهای متعددی در لینوکس برای شناسایی سخت‌افزارها استفاده می‌شوند:

• lscpu: اطلاعات CPU.
• lsblk: نمایش دیسک‌ها و پارتیشن‌ها.
• lspci: مشاهده دستگاه‌های متصل به PCI.
• lsusb: نمایش دستگاه‌های USB.

مثال: بررسی اطلاعات کارت گرافیک

lspci | grep VGA

جمع‌بندی

لینوکس با استفاده از ابزارهای مختلفی مانند procfs، sysfs، dbus، udev و HAL مدیریت سخت‌افزارها و درایورها را ساده و موثر کرده است. این ابزارها به مدیران سیستم کمک می‌کنند تا به‌راحتی دستگاه‌های متصل، اطلاعات سیستمی و درایورها را شناسایی و پیکربندی کنند.

آشنایی با این ابزارها برای کاربرانی که با لینوکس سروکار دارند ضروری است. اگر در مورد هر یک از این مفاهیم سوال یا نیاز به توضیحات بیشتری دارید، در بخش نظرات بپرسید!

1. مشاهده اطلاعات کلی سیستم

برای بررسی اطلاعات کلی سیستم، می‌توانید از دستور uname استفاده کنید:

• نام سیستم‌عامل:

  uname

• نام میزبان شبکه:

  uname -n

• نسخه هسته:

  uname -r

• نام سخت‌افزار دستگاه:

  uname -m

• مشاهده تمام اطلاعات با یک دستور:

  uname -a

2. مشاهده اطلاعات سخت‌افزاری با lshw

lshw ابزاری قدرتمند برای نمایش اطلاعات سخت‌افزاری سیستم است. این ابزار داده‌هایی از /proc استخراج می‌کند و اطلاعاتی درباره CPU، حافظه، دیسک‌ها و کنترلرهای مختلف ارائه می‌دهد.

• نمایش اطلاعات کامل:

  sudo lshw

• نمایش اطلاعات خلاصه:

  sudo lshw -short

• ذخیره خروجی به صورت HTML:

  sudo lshw -html > lshw.html

3. مشاهده اطلاعات CPU

برای مشاهده اطلاعات پردازنده، از دستور lscpu استفاده کنید. این دستور اطلاعاتی مانند معماری، تعداد هسته‌ها، حافظه پنهان و فرکانس پردازنده را نشان می‌دهد:

lscpu

4. مشاهده دستگاه‌های بلاک (Block Devices)

دستگاه‌های بلاک شامل هارددیسک‌ها، SSDها و فلش‌مموری‌ها هستند. با استفاده از lsblk می‌توانید اطلاعات مربوط به این دستگاه‌ها را مشاهده کنید:

• نمایش دستگاه‌های بلاک:

  lsblk

• نمایش تمام دستگاه‌ها (شامل دستگاه‌های نامرئی):

  lsblk -a

5. مشاهده کنترلرهای USB

دستور lsusb اطلاعات مربوط به کنترلرهای USB و دستگاه‌های متصل به آن‌ها را ارائه می‌دهد:

• نمایش دستگاه‌های USB:

  lsusb

• نمایش اطلاعات دقیق درباره هر دستگاه USB:

  lsusb -v

6. مشاهده دستگاه‌های PCI

دستگاه‌های PCI شامل کارت گرافیک، آداپتورهای شبکه و دیگر سخت‌افزارهای متصل به مادربرد هستند. با استفاده از lspci می‌توانید اطلاعات مربوط به این دستگاه‌ها را مشاهده کنید:

• نمایش دستگاه‌های PCI:

  lspci

• نمایش اطلاعات در قالب درختی:

  lspci -t

• نمایش اطلاعات دقیق:

  lspci -v

7. مشاهده دستگاه‌های SCSI و SATA

برای مشاهده دستگاه‌های SCSI یا SATA می‌توانید از ابزارهای زیر استفاده کنید:

با lsscsi

• نصب ابزار:

  sudo apt install lsscsi      # در توزیع‌های مبتنی بر دبیان  
  sudo yum install lsscsi      # در توزیع‌های مبتنی بر Red Hat  

• مشاهده دستگاه‌های SCSI:

  lsscsi

• نمایش اندازه دستگاه‌ها:

  lsscsi -s

با hdparm

ابزار hdparm اطلاعات پیشرفته‌تری درباره دستگاه‌های SATA ارائه می‌دهد:

• مشاهده اطلاعات دستگاه:

  sudo hdparm /dev/sda

• نمایش هندسه دستگاه (سیلندر، هد، سکتور):

  sudo hdparm -g /dev/sda

8. بررسی اطلاعات فایل سیستم

برای مشاهده اطلاعات مربوط به پارتیشن‌های فایل سیستم، می‌توانید از دستور fdisk استفاده کنید:

• لیست پارتیشن‌ها:

  sudo fdisk -l

9. مشاهده اطلاعات سخت‌افزار با dmidecode

ابزار dmidecode اطلاعاتی درباره سخت‌افزار سیستم از جداول DMI ارائه می‌دهد:

• مشاهده اطلاعات سیستم:

  sudo dmidecode -t system

• اطلاعات مربوط به BIOS:

  sudo dmidecode -t bios

• اطلاعات حافظه:

  sudo dmidecode -t memory

• اطلاعات پردازنده:

  sudo dmidecode -t processor

جمع‌بندی

دستورات و ابزارهای لینوکس مانند uname، lshw، lsblk و dmidecode به شما امکان می‌دهند تا اطلاعات دقیق درباره سخت‌افزار سیستم خود را مشاهده کنید. این اطلاعات برای رفع مشکلات سخت‌افزاری، نصب درایورها و بهینه‌سازی سیستم بسیار مفید هستند.

در این مقاله، تنظیمات بوت سیستم را به طور جامع بررسی می‌کنیم و نکات کلیدی را برای بهینه‌سازی آن ارائه می‌دهیم.

بوت سیستم چیست؟

بوت (Boot) فرآیندی است که طی آن سیستم‌عامل از حافظه ذخیره‌سازی (مانند هارد دیسک یا SSD) بارگذاری شده و برای اجرا آماده می‌شود. این فرآیند شامل مراحل زیر است:

1. پیکربندی سخت‌افزار اولیه توسط BIOS/UEFI.
2. انتقال کنترل به بوت‌لودر.
3. بارگذاری هسته سیستم‌عامل (Kernel) و شروع فرآیندهای سیستم.

تنظیمات BIOS و UEFI در فرآیند بوت

BIOS (Basic Input/Output System) و UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) رابط‌های نرم‌افزاری هستند که قبل از بارگذاری سیستم‌عامل اجرا می‌شوند.

تفاوت BIOS و UEFI

تنظیمات کلیدی BIOS/UEFI

1. تغییر توالی بوت:
   برای تعیین اولویت دستگاه‌هایی مانند هارد دیسک، DVD-ROM، یا USB، وارد تنظیمات BIOS/UEFI شوید و ترتیب بوت را تغییر دهید.
   • کلیدهای رایج برای دسترسی: F2، F10، Del یا Esc.
2. فعال‌سازی Secure Boot:
   برای افزایش امنیت و جلوگیری از اجرای کدهای غیرمجاز در UEFI، قابلیت Secure Boot را فعال کنید.
3. Legacy Mode یا UEFI Mode:
   انتخاب بین حالت Legacy (برای سازگاری با سیستم‌های قدیمی) و UEFI (برای سیستم‌های جدیدتر).

بوت‌لودر چیست؟

بوت‌لودر (Bootloader) نرم‌افزاری است که هسته سیستم‌عامل را بارگذاری می‌کند. در لینوکس، محبوب‌ترین بوت‌لودر GRUB (GNU GRUB) است.

تنظیمات GRUB

فایل تنظیمات اصلی GRUB معمولاً در مسیر زیر قرار دارد:

/etc/default/grub

1. تغییر سیستم‌عامل پیش‌فرض:
   مقدار GRUB_DEFAULT را در فایل تنظیمات تغییر دهید.

   GRUB_DEFAULT=0

   عدد 0 نشان‌دهنده اولین سیستم‌عامل در لیست بوت است.

2. تنظیم زمان انتظار برای انتخاب سیستم‌عامل:
   مقدار GRUB_TIMEOUT مدت‌زمان نمایش منوی بوت را مشخص می‌کند.

   GRUB_TIMEOUT=10

3. اعمال تغییرات GRUB:
   پس از اعمال تغییرات، باید GRUB را به‌روزرسانی کنید:

   sudo update-grub

حل مشکلات بوت

مشکلات بوت می‌توانند ناشی از خطاهای بوت‌لودر، پیکربندی اشتباه BIOS/UEFI یا خرابی سیستم‌عامل باشند. برخی از راه‌حل‌های رایج عبارت‌اند از:

1. تعمیر GRUB

اگر GRUB آسیب دیده باشد، سیستم نمی‌تواند بوت شود. برای تعمیر:

1. از یک دیسک نجات لینوکس استفاده کنید.
2. وارد محیط چroot شوید.
3. GRUB را مجدداً نصب کنید:

   sudo grub-install /dev/sdX
   sudo update-grub

2. تنظیم مجدد BIOS/UEFI

• تنظیمات BIOS/UEFI را به حالت پیش‌فرض بازگردانید.
• توالی بوت را بررسی و دستگاه صحیح را انتخاب کنید.

3. بررسی خطاهای سخت‌افزاری

• سلامت دیسک‌ها را با ابزارهایی مانند fsck بررسی کنید.
• کابل‌های اتصال دستگاه‌ها را چک کنید.

بهترین شیوه‌ها برای مدیریت بوت سیستم

1. پشتیبان‌گیری از تنظیمات GRUB:
   همیشه قبل از اعمال تغییرات، یک نسخه پشتیبان از فایل تنظیمات بوت‌لودر تهیه کنید.
2. فعال‌سازی Secure Boot:
   این قابلیت از اجرای نرم‌افزارهای مخرب در حین فرآیند بوت جلوگیری می‌کند.
3. استفاده از ابزارهای مدیریت بوت:
   ابزارهایی مانند boot-repair در لینوکس می‌توانند به طور خودکار مشکلات بوت را تشخیص داده و رفع کنند.
4. مانیتورینگ دیسک‌ها:
   با ابزارهایی مانند smartctl سلامت دیسک‌های ذخیره‌سازی خود را به‌طور منظم بررسی کنید.

جمع‌بندی

تنظیمات بوت سیستم نقش حیاتی در عملکرد و امنیت کامپیوتر دارد. با آشنایی با فرآیندهای بوت، مدیریت BIOS/UEFI، و پیکربندی بوت‌لودرها می‌توانید سیستم خود را بهینه و مشکلات احتمالی را به‌سرعت برطرف کنید.

در این مقاله، مفاهیم اصلی بوت سیستم، اجزای مختلف آن و نحوه مدیریت و بهینه‌سازی فرآیند بوت را بررسی خواهیم کرد.

بوت سیستم چیست؟

بوت سیستم به معنای آغاز کارکرد یک کامپیوتر است که از لحظه روشن شدن سخت‌افزار شروع شده و تا آماده‌سازی کامل سیستم‌عامل ادامه دارد. این فرآیند شامل چند مرحله کلیدی است:

1. بوت‌استرپ (Bootstrap): شروع فرآیند بوت توسط سخت‌افزار و اجرای نرم‌افزار بوت.
2. اجرای BIOS یا UEFI: بررسی و آماده‌سازی اولیه سخت‌افزار.
3. بارگذاری بوت‌لودر: نرم‌افزاری که سیستم‌عامل را برای اجرا آماده می‌کند.
4. اجرای سیستم‌عامل: بارگذاری کرنل و آغاز فرآیندهای سطح کاربر.

اجزای اصلی فرآیند بوت سیستم

1. BIOS و UEFI

BIOS (Basic Input/Output System) و UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) نرم‌افزارهای اولیه‌ای هستند که بلافاصله پس از روشن کردن کامپیوتر اجرا می‌شوند.

وظایف اصلی BIOS/UEFI:

• شناسایی و تست سخت‌افزار (POST – Power-On Self Test).
• انتخاب دستگاهی که سیستم‌عامل از آن بوت شود (Boot Device Selection).
• انتقال کنترل به بوت‌لودر.

تفاوت BIOS و UEFI:

2. بوت‌لودر (Bootloader)

بوت‌لودر نرم‌افزاری است که پس از BIOS/UEFI اجرا شده و وظیفه دارد سیستم‌عامل را برای اجرا آماده کند.

انواع بوت‌لودرها:

• GRUB (GNU GRUB): محبوب‌ترین بوت‌لودر در لینوکس.
• LILO: یک بوت‌لودر قدیمی که کمتر استفاده می‌شود.
• BOOTMGR: بوت‌لودر سیستم‌عامل‌های ویندوز.

وظایف بوت‌لودر:

• بارگذاری کرنل سیستم‌عامل.
• نمایش منوی انتخاب سیستم‌عامل (در سیستم‌هایی با چند بوت).
• انتقال کنترل به سیستم‌عامل.

3. کرنل (Kernel)

کرنل، هسته سیستم‌عامل است که وظیفه مدیریت منابع سخت‌افزاری و اجرای فرآیندهای نرم‌افزاری را بر عهده دارد.

مراحل بارگذاری کرنل:

1. شناسایی و مقداردهی سخت‌افزارها.
2. بارگذاری درایورها.
3. راه‌اندازی سیستم فایل ریشه (Root Filesystem).

4. سرویس‌های سطح کاربر (User Space Services)

پس از بارگذاری کرنل، سرویس‌های سطح کاربر آغاز به کار می‌کنند. این شامل فرآیندهایی مانند:

• مدیریت ورود کاربران (Login).
• راه‌اندازی سرویس‌های شبکه.
• اجرای برنامه‌های کاربردی.

مراحل بوت سیستم در لینوکس

1. BIOS/UEFI: شناسایی سخت‌افزار و انتخاب دستگاه بوت.
2. GRUB: بارگذاری کرنل و نمایش منوی بوت.
3. کرنل: شناسایی سخت‌افزارها، بارگذاری درایورها و راه‌اندازی سیستم فایل ریشه.
4. سطح اجرا (Runlevel یا Target): اجرای سرویس‌ها و فرآیندهای سطح کاربر.

مشکلات رایج در فرآیند بوت و راه‌حل‌ها

1. خطای “Operating System Not Found”

این خطا نشان‌دهنده عدم شناسایی سیستم‌عامل توسط بوت‌لودر است.
راه‌حل:

• بررسی ترتیب بوت در BIOS/UEFI.
• بازسازی بوت‌لودر (مثلاً با استفاده از دستور grub-install در لینوکس).

2. بوت نشدن سیستم پس از نصب یک سیستم‌عامل جدید

این مشکل معمولاً به دلیل بازنویسی بوت‌لودر ایجاد می‌شود.
راه‌حل:

• نصب مجدد GRUB یا بوت‌لودر مناسب.

3. کرش کردن کرنل هنگام بارگذاری

این مشکل ممکن است به دلیل ناسازگاری سخت‌افزاری یا خرابی کرنل رخ دهد.
راه‌حل:

• بوت در حالت بازیابی (Recovery Mode).
• نصب مجدد کرنل.

بهترین شیوه‌ها برای مدیریت فرآیند بوت

1. پشتیبان‌گیری از تنظیمات بوت‌لودر:
   همیشه قبل از تغییر تنظیمات بوت، یک نسخه پشتیبان از فایل‌های پیکربندی تهیه کنید.
2. استفاده از Secure Boot:
   برای افزایش امنیت، قابلیت Secure Boot در UEFI را فعال کنید.
3. به‌روزرسانی BIOS/UEFI:
   نسخه‌های جدید ممکن است پایداری و عملکرد سیستم را بهبود بخشند.
4. مدیریت چند بوت:
   در سیستم‌هایی با چند سیستم‌عامل، ترتیب بوت را به‌دقت تنظیم کنید و از ابزارهایی مانند GRUB برای مدیریت آن استفاده کنید.

جمع‌بندی

فرآیند بوت یکی از مهم‌ترین مراحل در راه‌اندازی سیستم‌های کامپیوتری است. درک مفاهیم بوت، از BIOS/UEFI گرفته تا کرنل و بوت‌لودر، به کاربران و مدیران سیستم کمک می‌کند تا مشکلات احتمالی را بهتر مدیریت کرده و عملکرد سیستم را بهینه کنند.

فرآیند بوت چیست؟

بوت فرآیندی است که از لحظه روشن شدن کامپیوتر آغاز شده و تا اجرای کامل سیستم‌عامل ادامه دارد. این فرآیند شامل مراحل زیر است:

1. مرحله BIOS/UEFI:
   BIOS یا UEFI وظیفه شناسایی سخت‌افزار و انتخاب دستگاه بوت را بر عهده دارد.
2. مرحله بوت‌لودر:
   بوت‌لودر نرم‌افزاری است که هسته سیستم‌عامل (Kernel) را بارگذاری و فرآیندهای اولیه آن را آغاز می‌کند.
3. مرحله کرنل:
   کرنل پس از بارگذاری، سخت‌افزار را شناسایی و درایورها را فعال می‌کند.
4. مرحله سطح کاربر:
   فرآیندهای مربوط به کاربر و سرویس‌های سیستم‌عامل در این مرحله شروع می‌شوند.

بوت‌لودر چیست؟

بوت‌لودر (Bootloader) نرم‌افزاری است که بلافاصله پس از BIOS/UEFI اجرا شده و وظیفه بارگذاری هسته سیستم‌عامل را بر عهده دارد. بوت‌لودر معمولاً در Master Boot Record (MBR) یا GUID Partition Table (GPT) ذخیره می‌شود.

وظایف اصلی بوت‌لودر:

• شناسایی سیستم‌عامل‌های موجود.
• نمایش منوی انتخاب سیستم‌عامل.
• بارگذاری هسته سیستم‌عامل در حافظه RAM.

معرفی بوت‌لودر GRUB

GRUB (GRand Unified Bootloader) یکی از قدرتمندترین و محبوب‌ترین بوت‌لودرها در دنیای لینوکس است.

ویژگی‌های GRUB

1. پشتیبانی از چند سیستم‌عامل:
   GRUB امکان مدیریت و بوت چند سیستم‌عامل (مثلاً لینوکس و ویندوز) را فراهم می‌کند.
2. رابط کاربری پیشرفته:
   GRUB دارای یک رابط گرافیکی و متنی قابل تنظیم است که به کاربران اجازه می‌دهد سیستم‌عامل موردنظر خود را انتخاب کنند.
3. پشتیبانی از فایل‌سیستم‌های مختلف:
   GRUB می‌تواند مستقیماً فایل‌های کرنل را از اکثر فایل‌سیستم‌های رایج (ext4، NTFS، FAT32 و غیره) بخواند.
4. قابلیت تنظیم پویا:
   کاربران می‌توانند تنظیمات GRUB را بدون نیاز به بازنویسی کامل بوت‌لودر تغییر دهند.

فایل‌های اصلی GRUB

• /boot/grub/grub.cfg: فایل تنظیمات اصلی GRUB.
• /etc/default/grub: فایل تنظیمات پیش‌فرض برای سفارشی‌سازی.

دستورات مهم GRUB

• به‌روزرسانی GRUB:
  پس از تغییر تنظیمات، باید GRUB را به‌روزرسانی کنید:

  sudo update-grub

• نصب مجدد GRUB:
  برای نصب مجدد GRUB روی دیسک:

  sudo grub-install /dev/sdX

  جایگزین sdX با دیسک موردنظر (مثلاً sda) شود.

معرفی بوت‌لودر LILO

LILO (Linux Loader) یک بوت‌لودر قدیمی برای سیستم‌عامل لینوکس است که در گذشته به‌طور گسترده استفاده می‌شد. با اینکه امروزه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، درک آن برای آشنایی با تاریخچه بوت‌لودرها اهمیت دارد.

ویژگی‌های LILO

1. سادگی:
   LILO به‌دلیل رابط کاربری ساده و استفاده مستقیم، یکی از بوت‌لودرهای محبوب در گذشته بود.
2. پشتیبانی از چند سیستم‌عامل:
   LILO امکان بوت چند سیستم‌عامل را فراهم می‌کند.
3. عملکرد سریع:
   LILO بدون هیچ‌گونه تأخیر اضافه، فرآیند بوت را انجام می‌دهد.

محدودیت‌های LILO

• عدم پشتیبانی پویا:
  برخلاف GRUB، هرگونه تغییر در تنظیمات LILO نیازمند بازنویسی کامل بوت‌لودر است.
• پشتیبانی محدود از فایل‌سیستم‌ها:
  LILO از فایل‌سیستم‌های محدودی پشتیبانی می‌کند.

فایل‌های اصلی LILO

• /etc/lilo.conf: فایل تنظیمات اصلی LILO.

دستورات مهم LILO

• بازنویسی بوت‌لودر:
  پس از تغییر تنظیمات، باید بوت‌لودر بازنویسی شود:

  sudo lilo

مقایسه GRUB و LILO

مشکلات رایج بوت و نحوه رفع آن‌ها

1. خطای “GRUB Rescue” در GRUB

راه‌حل:

1. وارد حالت Rescue شوید.
2. تنظیمات دستی را اعمال کنید:

   set root=(hd0,1)  
   linux /boot/vmlinuz root=/dev/sda1  
   initrd /boot/initrd.img  
   boot  

3. GRUB را مجدداً نصب کنید.

2. خطای “LILO Not Found” در LILO

راه‌حل:

1. تنظیمات فایل /etc/lilo.conf را بررسی کنید.
2. دستور lilo را برای بازنویسی اجرا کنید.

جمع‌بندی

فرآیند بوت و بوت‌لودرها نقش حیاتی در راه‌اندازی سیستم‌عامل ایفا می‌کنند. در حالی که GRUB به دلیل انعطاف‌پذیری، رابط پیشرفته و پشتیبانی گسترده از فایل‌سیستم‌ها محبوب‌ترین گزینه در دنیای لینوکس است، LILO به عنوان یک بوت‌لودر ساده و قدیمی همچنان بخشی از تاریخ لینوکس را تشکیل می‌دهد. آشنایی با این ابزارها به کاربران کمک می‌کند تا فرآیند بوت سیستم خود را بهتر مدیریت کرده و مشکلات احتمالی را به‌سرعت رفع کنند.

مدیریت بوت چیست؟

مدیریت بوت به فرآیند کنترل و سفارشی‌سازی مراحل اولیه راه‌اندازی سیستم‌عامل گفته می‌شود. بوت‌لودرها مانند GRUB (پرکاربردترین بوت‌لودر لینوکس) ابزارهایی هستند که به شما اجازه می‌دهند سیستم‌عامل را بارگذاری کنید و تنظیمات پیشرفته‌ای مثل تغییر پارامترهای کرنل اعمال کنید.

پارامترهای کرنل چیست؟

پارامترهای کرنل مجموعه‌ای از دستورات و مقادیر هستند که به هسته سیستم‌عامل در زمان راه‌اندازی داده می‌شوند. این پارامترها می‌توانند رفتار کرنل را تغییر دهند، مانند:

• فعال یا غیرفعال کردن درایورها.
• تغییر سطح دسترسی به منابع سخت‌افزاری.
• رفع اشکال در سیستم.

پارامترهای کرنل به شکل متنی و در زمان بوت توسط بوت‌لودر ارسال می‌شوند.

نحوه مدیریت بوت در لینوکس

1. تنظیمات بوت‌لودر GRUB

GRUB به کاربران اجازه می‌دهد پارامترهای کرنل را از طریق فایل‌های پیکربندی یا منوی بوت تغییر دهند.

فایل‌های اصلی GRUB

• /etc/default/grub: تنظیمات اصلی GRUB در این فایل ذخیره می‌شود.
• /boot/grub/grub.cfg: فایل تنظیمات نهایی که توسط GRUB استفاده می‌شود.

ویرایش پارامترهای کرنل در GRUB

برای اضافه کردن یا تغییر پارامترهای کرنل:

1. فایل /etc/default/grub را باز کنید:

   sudo nano /etc/default/grub

2. خط مربوط به GRUB_CMDLINE_LINUX را پیدا کنید:

   GRUB_CMDLINE_LINUX="quiet splash"

   • quiet: پیام‌های غیرضروری را پنهان می‌کند.
   • splash: نمایش گرافیکی در زمان بوت.
3. پارامترهای موردنظر خود را اضافه کنید، مثلاً:

   GRUB_CMDLINE_LINUX="quiet splash noapic"

   • noapic: غیرفعال کردن Advanced Programmable Interrupt Controller.
4. تغییرات را ذخیره کرده و GRUB را به‌روزرسانی کنید:

   sudo update-grub

تغییر موقت پارامترهای کرنل در GRUB

1. در زمان بوت، کلید Shift را نگه دارید تا منوی GRUB ظاهر شود.
2. گزینه سیستم‌عامل را انتخاب کنید و دکمه e را فشار دهید.
3. پارامترهای کرنل را در خط شروع با linux ویرایش کنید.
4. با زدن F10 یا Ctrl+X تغییرات را اعمال کنید (فقط برای این بوت اعمال می‌شود).

پارامترهای پرکاربرد کرنل

1. quiet: پیام‌های بوت را پنهان می‌کند.
2. splash: نمایش صفحه گرافیکی بوت.
3. noapic: غیرفعال کردن APIC برای حل مشکلات سخت‌افزاری.
4. nomodeset: غیرفعال کردن مدیریت مد گرافیکی برای رفع مشکلات درایورهای گرافیکی.
5. acpi=off: غیرفعال کردن مدیریت پیشرفته انرژی برای رفع اشکال در لپ‌تاپ‌ها.
6. single: بوت در حالت تک‌کاربره برای تعمیر سیستم.
7. init=/bin/bash: بوت مستقیم به شل برای رفع مشکلات جدی.

تنظیمات پیشرفته در فرآیند بوت

1. تغییر ترتیب بوت

اگر چند سیستم‌عامل نصب کرده‌اید، می‌توانید ترتیب نمایش منوی GRUB را تغییر دهید:

1. خط GRUB_DEFAULT را در فایل /etc/default/grub ویرایش کنید:

   GRUB_DEFAULT=0

   • عدد مربوط به سیستم‌عامل موردنظر در منوی بوت را وارد کنید.
2. برای ذخیره تغییرات، GRUB را به‌روزرسانی کنید:

   sudo update-grub

2. زمان انتظار GRUB

برای تغییر مدت زمان نمایش منوی GRUB:

1. خط GRUB_TIMEOUT را در فایل /etc/default/grub ویرایش کنید:

   GRUB_TIMEOUT=5

2. GRUB را به‌روزرسانی کنید.

3. نصب مجدد GRUB

اگر بوت‌لودر GRUB خراب شد، می‌توانید آن را مجدداً نصب کنید:

1. وارد محیط Live لینوکس شوید.
2. دستورات زیر را اجرا کنید:

   sudo mount /dev/sdX1 /mnt  
   sudo grub-install --root-directory=/mnt /dev/sdX

   جایگزین sdX با دیسک بوت خود شود.

ابزارهای جایگزین برای مدیریت بوت

علاوه بر GRUB، ابزارهای دیگری نیز برای مدیریت بوت در لینوکس وجود دارند:

1. LILO (Linux Loader):
   یک بوت‌لودر ساده که امروزه کمتر استفاده می‌شود.
2. Syslinux:
   بوت‌لودری سبک و مناسب برای سیستم‌های کوچک.
3. EFISTUB:
   روش بوت مستقیم برای سیستم‌هایی که از UEFI پشتیبانی می‌کنند.

نکات امنیتی در مدیریت بوت

1. رمزگذاری بوت‌لودر:
   با رمزگذاری GRUB، می‌توانید دسترسی غیرمجاز به تنظیمات بوت را محدود کنید.

   sudo grub-mkpasswd-pbkdf2

   خروجی این دستور را در فایل تنظیمات GRUB وارد کنید.

2. تنظیمات پیش‌فرض مناسب:
   از پارامترهایی مانند quiet و splash برای کاهش اطلاعات حساس نمایش داده‌شده در زمان بوت استفاده کنید.

جمع‌بندی

مدیریت بوت و پارامترهای کرنل ابزار قدرتمندی برای کنترل فرآیند راه‌اندازی سیستم‌عامل لینوکس است. با استفاده از بوت‌لودرهایی مانند GRUB، می‌توانید رفتار کرنل را به‌دلخواه تنظیم کنید، مشکلات سخت‌افزاری را رفع کنید و تجربه کاربری را بهبود دهید. یادگیری این مفاهیم برای هر مدیر سیستم لینوکسی ضروری است.

ران‌لول (Runlevel) چیست؟

Runlevel در سیستم‌های لینوکس سنتی مبتنی بر SysVinit، حالتی است که سیستم در آن اجرا می‌شود. هر ران‌لول یک حالت خاص از سیستم را مشخص می‌کند، از خاموش بودن تا اجرای کامل با رابط گرافیکی.

جدول ران‌لول‌های استاندارد:

نکته: در سیستم‌های مختلف ممکن است پیکربندی ران‌لول‌ها کمی متفاوت باشد.

نحوه مشاهده و تغییر Runlevel در SysVinit:

مشاهده ران‌لول فعلی:

who -r

تغییر ران‌لول:

برای تغییر ران‌لول، از دستور زیر استفاده کنید:

sudo init <runlevel>

مثال:

sudo init 5

Systemd و مفاهیم جدید تارگت‌ها (Targets):

در سیستم‌های مدرن لینوکس که از Systemd استفاده می‌کنند، مفهوم Targets جایگزین Runlevels شده است. تارگت‌ها انعطاف‌پذیری بیشتری دارند و به شما امکان می‌دهند سرویس‌ها و فرآیندهای خاصی را با دقت بیشتری مدیریت کنید.

تارگت‌های استاندارد در Systemd:

نحوه مدیریت تارگت‌ها در Systemd:

مشاهده تارگت فعلی:

systemctl get-default

تغییر تارگت فعلی:

برای تغییر تارگت و اعمال آن در لحظه:

sudo systemctl isolate <target>

مثال:

sudo systemctl isolate graphical.target

تنظیم تارگت پیش‌فرض:

برای تغییر تارگت پیش‌فرض سیستم:

sudo systemctl set-default <target>

مثال:

sudo systemctl set-default multi-user.target

تفاوت Runlevels و Targets:

کاربردهای عملی ران‌لول‌ها و تارگت‌ها:

1. رفع مشکلات سیستم (Rescue Mode):

حالت Rescue Mode برای تعمیر سیستم، حذف قفل‌ها، یا بازنشانی رمز عبور استفاده می‌شود.

sudo systemctl isolate rescue.target

2. تغییر به محیط گرافیکی:

اگر سیستم شما بدون رابط گرافیکی بوت شده است، می‌توانید با تغییر تارگت به حالت گرافیکی بروید:

sudo systemctl isolate graphical.target

3. بوت به حالت تک‌کاربره:

برای تعمیرات پیشرفته:

sudo systemctl isolate rescue.target

جمع‌بندی:

Runlevel‌ها و Target‌ها ابزارهایی کلیدی برای مدیریت حالت اجرایی سیستم‌های لینوکس هستند. در سیستم‌های مدرن، Systemd با ارائه تارگت‌ها، امکانات پیشرفته‌تر و مدیریت ساده‌تری را در اختیار کاربران قرار می‌دهد. آشنایی با این مفاهیم و دستورات مرتبط، برای هر مدیر سیستم لینوکس ضروری است.

Systemd چیست؟

Systemd یک مجموعه نرم‌افزاری برای مدیریت سیستم و سرویس‌ها است که:

• فرآیند بوت را تسریع می‌کند.
• امکان مدیریت دقیق‌تر سرویس‌ها، فرآیندها و لاگ‌ها را فراهم می‌سازد.
• از قابلیت‌هایی مانند Targets، Sockets و Timers بهره می‌برد.

ویژگی‌های کلیدی Systemd

1. بوت سریع‌تر: از طریق اجرای موازی سرویس‌ها.
2. مدیریت سرویس‌ها: امکان کنترل دقیق شروع، توقف و وضعیت سرویس‌ها.
3. تعریف اهداف (Targets): جایگزینی برای Runlevels در مدیریت سطوح اجرایی سیستم.
4. مدیریت لاگ‌ها: با استفاده از journalctl برای بررسی لاگ‌ها.
5. کنترل وابستگی‌ها: اطمینان از شروع و توقف سرویس‌ها به ترتیب صحیح.

ساختار و اجزای Systemd

1. واحدها (Units):

Systemd از فایل‌های Unit برای مدیریت سرویس‌ها، اهداف، و تنظیمات مختلف استفاده می‌کند. واحدها بر اساس عملکردشان به چند نوع تقسیم می‌شوند:

2. موقعیت فایل‌های واحد:

• واحدهای سیستم: /usr/lib/systemd/system/
• واحدهای کاربر: /etc/systemd/system/

نکته: برای تغییر فایل‌های واحد، از نسخه کپی‌شده در مسیر /etc/systemd/system/ استفاده کنید.

دستورات کلیدی Systemd

1. مدیریت سرویس‌ها

مشاهده وضعیت یک سرویس:

systemctl status <service>

مثال:

systemctl status apache2

شروع یک سرویس:

sudo systemctl start <service>

توقف یک سرویس:

sudo systemctl stop <service>

ری‌استارت یک سرویس:

sudo systemctl restart <service>

بارگذاری مجدد تنظیمات سرویس:

sudo systemctl reload <service>

2. مدیریت سرویس‌ها در زمان بوت

فعال کردن سرویس در زمان بوت:

sudo systemctl enable <service>

غیرفعال کردن سرویس در زمان بوت:

sudo systemctl disable <service>

بررسی وضعیت فعال بودن سرویس:

systemctl is-enabled <service>

3. مدیریت تارگت‌ها

مشاهده تارگت فعلی:

systemctl get-default

تغییر تارگت:

sudo systemctl isolate <target>

مثال:

sudo systemctl isolate graphical.target

تنظیم تارگت پیش‌فرض:

sudo systemctl set-default <target>

4. بررسی لاگ‌ها با journalctl

مشاهده لاگ‌های کل سیستم:

journalctl

مشاهده لاگ‌های مربوط به یک سرویس خاص:

journalctl -u <service>

مثال:

journalctl -u nginx

مشاهده لاگ‌های سیستم از زمان بوت فعلی:

journalctl -b

کاربردهای عملی Systemd

1. مدیریت سوکت‌ها:
   Systemd می‌تواند سرویس‌ها را تنها زمانی که یک درخواست سوکت دریافت می‌کنند، راه‌اندازی کند. این ویژگی برای بهینه‌سازی منابع مفید است.

sudo systemctl status ssh.socket

2. زمان‌بندی وظایف:
   با استفاده از فایل‌های .timer، می‌توانید وظایف زمان‌بندی‌شده را بدون نیاز به Cron مدیریت کنید.
   مثال:

sudo systemctl start backup.timer

3. بوت سریع‌تر با Systemd:
   Systemd فرآیند بوت را از طریق اجرای موازی سرویس‌ها بهینه می‌کند. می‌توانید زمان بوت را با دستور زیر بررسی کنید:

systemd-analyze

مزایا و معایب Systemd

مزایا:

• سرعت بالا در بوت شدن.
• مدیریت پیشرفته سرویس‌ها و وابستگی‌ها.
• پشتیبانی گسترده در توزیع‌های مدرن لینوکس.

معایب:

• پیچیدگی در تنظیمات اولیه برای کاربران مبتدی.
• عدم سازگاری با سیستم‌های قدیمی.

جمع‌بندی

Systemd ابزار قدرتمندی است که مدیریت سیستم و سرویس‌ها را در لینوکس ساده‌تر و کارآمدتر می‌کند. از طریق دستورات کلیدی آن، می‌توانید سرویس‌ها، اهداف، و لاگ‌ها را به راحتی مدیریت کنید. آشنایی با این ابزار برای هر مدیر سیستم لینوکس ضروری است.

Runlevel چیست؟

Runlevel به وضعیت عملیاتی سیستم در لینوکس گفته می‌شود که تعیین می‌کند چه سرویس‌هایی در زمان بوت فعال شوند و سیستم چه ویژگی‌هایی داشته باشد.

سطوح استاندارد Runlevel

نکته: استفاده از برخی Runlevelها مانند 0 و 6 باید با احتیاط انجام شود زیرا باعث خاموش یا ری‌استارت سیستم می‌شود.

جایگزینی Runlevel با Targets در Systemd

در توزیع‌های مدرن لینوکس که از Systemd استفاده می‌کنند، Runlevelها با Targets جایگزین شده‌اند. هر Target مشابه یک Runlevel عمل می‌کند اما قابلیت‌های بیشتری برای انعطاف‌پذیری و مدیریت وابستگی‌ها ارائه می‌دهد.

معادل Targets و Runlevels

مشاهده وضعیت Runlevel یا Target

1. مشاهده Runlevel در سیستم‌های قدیمی:

برای مشاهده Runlevel فعلی در سیستم‌هایی که هنوز از SysVinit استفاده می‌کنند، دستور زیر را اجرا کنید:

runlevel

خروجی معمولاً شامل دو مقدار است: مقدار قبلی و مقدار فعلی Runlevel. مثال:

N 3

2. مشاهده Target در سیستم‌های مدرن با Systemd:

برای مشاهده Target فعلی، از دستور زیر استفاده کنید:

systemctl get-default

خروجی مثال:

multi-user.target

تغییر سطح اجرا یا Target

1. تغییر Runlevel در سیستم‌های قدیمی:

برای تغییر Runlevel در زمان اجرا، دستور زیر را وارد کنید:

sudo init <runlevel>

مثال:

sudo init 5

2. تغییر Target در Systemd:

برای تغییر Target فعلی در سیستم‌های مدرن:

sudo systemctl isolate <target>

مثال:

sudo systemctl isolate graphical.target

تنظیم Target پیش‌فرض:

برای تعیین Target پیش‌فرض سیستم هنگام بوت:

sudo systemctl set-default <target>

مثال:

sudo systemctl set-default multi-user.target

بررسی وضعیت سرویس‌ها در Runlevel یا Target خاص

1. بررسی وضعیت سرویس‌ها در Runlevel:

در سیستم‌های قدیمی:

ls /etc/rc<runlevel>.d/

مثال:

ls /etc/rc3.d/

2. بررسی سرویس‌های فعال در Target:

در سیستم‌های مبتنی بر Systemd:

systemctl list-dependencies <target>

مثال:

systemctl list-dependencies graphical.target

کاربردهای عملی Runlevel و Target

1. رفتن به حالت تعمیرات (Rescue Mode):
   برای عیب‌یابی سیستم می‌توانید به حالت Rescue بروید:

sudo systemctl isolate rescue.target

2. بوت بدون رابط گرافیکی:
   برای صرفه‌جویی در منابع، می‌توانید سیستم را در حالت چندکاربره (بدون GUI) بوت کنید:

sudo systemctl isolate multi-user.target

3. بوت به رابط گرافیکی (GUI):
   برای استفاده از محیط گرافیکی:

sudo systemctl isolate graphical.target

مزایای استفاده از Targets در Systemd

• انعطاف‌پذیری بیشتر: امکان ایجاد Targets سفارشی.
• مدیریت وابستگی‌ها: اطمینان از شروع یا توقف صحیح سرویس‌ها.
• سادگی در استفاده: دستورات ساده‌تر و یکپارچه‌تر نسبت به Runlevel.

جمع‌بندی

Runlevelها و Targets ابزارهای حیاتی برای مدیریت سطح اجرا در لینوکس هستند. در حالی که Runlevelها در سیستم‌های قدیمی‌تر کاربرد داشتند، Targets در Systemd جایگزین مدرن و پیشرفته‌تری برای مدیریت سیستم ارائه می‌دهند. با یادگیری این مفاهیم، می‌توانید سیستم لینوکسی خود را بهینه و کارآمدتر مدیریت کنید.

طرح‌بندی دیسک چیست؟

طرح‌بندی دیسک فرآیندی است که طی آن یک دیسک فیزیکی به بخش‌های کوچکتر به نام پارتیشن تقسیم می‌شود. هر پارتیشن می‌تواند نقش مشخصی داشته باشد، مانند ذخیره سیستم‌عامل، داده‌های کاربر، یا فایل‌های موقت.

انواع پارتیشن در لینوکس

در سیستم‌عامل لینوکس، دو نوع اصلی از پارتیشن‌ها وجود دارد:

1. پارتیشن اصلی (Primary Partition):
   • حداکثر می‌توان 4 پارتیشن اصلی در یک دیسک ایجاد کرد.
   • یکی از این پارتیشن‌ها می‌تواند شامل پارتیشن توسعه‌یافته باشد.
2. پارتیشن توسعه‌یافته (Extended Partition):
   • برای دور زدن محدودیت 4 پارتیشن اصلی ایجاد می‌شود.
   • می‌تواند شامل چندین پارتیشن منطقی باشد.
3. پارتیشن منطقی (Logical Partition):
   • در داخل پارتیشن توسعه‌یافته ایجاد می‌شود.

اجزای اصلی طرح‌بندی دیسک در لینوکس

راهنمای طراحی طرح‌بندی دیسک بر اساس نیاز

1. سیستم‌های دسکتاپ:

• کاربرد: استفاده روزانه.
• طرح‌بندی پیشنهادی:
  • /boot – 1 گیگابایت.
  • / – 30 تا 50 گیگابایت.
  • /home – باقی‌مانده فضای دیسک.
  • swap – 4 گیگابایت.

2. سرورها:

• کاربرد: مدیریت داده‌ها و سرویس‌ها.
• طرح‌بندی پیشنهادی:
  • /boot – 1 گیگابایت.
  • / – 20 گیگابایت.
  • /var – 20 تا 50 گیگابایت (بسته به سرویس‌ها).
  • /home – بسته به تعداد کاربران.
  • /tmp – 10 گیگابایت.
  • swap – بسته به میزان RAM.

3. سیستم‌های پیشرفته:

• کاربرد: سرورهای دیتابیس یا اپلیکیشن‌های سنگین.
• طرح‌بندی پیشنهادی:
  • /boot – 1 گیگابایت.
  • / – 20 گیگابایت.
  • /var – 50 تا 100 گیگابایت.
  • /tmp – 20 گیگابایت.
  • /srv – بسته به نیاز.
  • /home – بسته به کاربران.
  • swap – متناسب با RAM.

ابزارهای مدیریت و طراحی دیسک در لینوکس

1. ابزارهای خط فرمان:

• fdisk: برای ایجاد و مدیریت پارتیشن‌ها.

  sudo fdisk /dev/sdX

• parted: ابزار پیشرفته‌تر برای مدیریت پارتیشن.

  sudo parted /dev/sdX

2. ابزارهای گرافیکی:

• GParted: رابط کاربری برای مدیریت پارتیشن‌ها.

  sudo gparted

سیستم فایل‌ها (File Systems) در لینوکس

انتخاب سیستم فایل مناسب برای پارتیشن‌ها اهمیت زیادی دارد.

نکات کلیدی در طراحی طرح‌بندی دیسک

1. نیازهای آینده را در نظر بگیرید: برای داده‌های کاربران یا سرویس‌ها فضای کافی در نظر بگیرید.
2. امنیت را مدنظر داشته باشید: استفاده از LVM یا RAID برای مدیریت و حفاظت بهتر از داده‌ها توصیه می‌شود.
3. پشتیبان‌گیری را فراموش نکنید: همیشه قبل از تغییر در طرح‌بندی، از داده‌های مهم نسخه پشتیبان تهیه کنید.
4. سازگاری سخت‌افزاری: مطمئن شوید که پارتیشن‌بندی با سخت‌افزار شما سازگار است.

جمع‌بندی

طراحی مناسب طرح‌بندی دیسک در لینوکس یکی از اصول کلیدی در بهینه‌سازی عملکرد و مدیریت سیستم است. با شناخت نیازهای سیستم و استفاده از ابزارهای مناسب، می‌توانید یک طرح‌بندی دیسک بهینه و پایدار برای سیستم خود ایجاد کنید.

پارتیشن‌بندی چیست؟

پارتیشن‌بندی فرآیندی است که طی آن یک دیسک فیزیکی به بخش‌های جداگانه‌ای به نام پارتیشن تقسیم می‌شود. هر پارتیشن می‌تواند فایل سیستم خاص خود را داشته باشد و برای اهداف مختلفی مانند ذخیره داده‌ها، نصب سیستم‌عامل یا استفاده به عنوان حافظه swap مورد استفاده قرار گیرد.

تفاوت بین MBR و GPT در پارتیشن‌بندی

MBR (Master Boot Record):

• محدودیت 4 پارتیشن اصلی.
• حداکثر اندازه هر پارتیشن: 2 ترابایت.
• مناسب برای سیستم‌های قدیمی.

GPT (GUID Partition Table):

• امکان ایجاد تعداد زیادی پارتیشن.
• حداکثر اندازه پارتیشن‌ها: 18 اگزابایت.
• مناسب برای سیستم‌های مدرن با پشتیبانی UEFI.

ابزارهای محبوب مدیریت دیسک

1. fdisk:

• مناسب برای دیسک‌های با جدول پارتیشن MBR.
• ابزار ساده و کاربردی برای مدیریت پارتیشن‌های سنتی.

2. gdisk:

• برای دیسک‌های با جدول پارتیشن GPT طراحی شده است.
• جایگزین مدرن fdisk برای سیستم‌های جدید.

آموزش پارتیشن‌بندی با fdisk

1. نصب fdisk (در صورت نیاز)

اکثر توزیع‌های لینوکس ابزار fdisk را به صورت پیش‌فرض نصب دارند. اما اگر نصب نشده باشد:

sudo apt install util-linux   # برای سیستم‌های مبتنی بر Debian
sudo yum install util-linux   # برای سیستم‌های مبتنی بر RedHat

2. اجرای fdisk

برای شروع مدیریت دیسک، دستور زیر را اجرا کنید:

sudo fdisk /dev/sdX

/dev/sdX نام دیسک مورد نظر است که باید با دیسک واقعی جایگزین شود (مانند /dev/sda).

3. دستورات پرکاربرد در fdisk

4. ایجاد یک پارتیشن جدید

1. اجرای دستور fdisk:

   sudo fdisk /dev/sdX

2. زدن دستور n برای ایجاد پارتیشن جدید.
3. انتخاب نوع پارتیشن (اولیه یا منطقی).
4. تعیین اندازه پارتیشن (برحسب کیلوبایت، مگابایت یا گیگابایت).
5. ذخیره تغییرات با دستور w.

5. فرمت کردن پارتیشن

پس از ایجاد پارتیشن، باید آن را فرمت کنید:

sudo mkfs.ext4 /dev/sdX1

آموزش پارتیشن‌بندی با gdisk

1. نصب gdisk

اگر gdisk نصب نیست، آن را با دستورات زیر نصب کنید:

udo apt install gdisk   # برای سیستم‌های Debian-based
sudo yum install gdisk   # برای سیستم‌های RedHat-based

2. اجرای gdisk

برای شروع مدیریت دیسک با GPT، دستور زیر را اجرا کنید:

sudo gdisk /dev/sdX

3. دستورات پرکاربرد در gdisk

4. ایجاد پارتیشن جدید با gdisk

1. اجرای gdisk:

   sudo gdisk /dev/sdX

2. زدن دستور n برای ایجاد یک پارتیشن جدید.
3. تعیین شماره پارتیشن.
4. تعیین اندازه و نوع پارتیشن.
5. ذخیره تغییرات با دستور w.

5. فرمت کردن پارتیشن

فرمت پارتیشن جدید با دستور زیر انجام می‌شود:

sudo mkfs.ext4 /dev/sdX1

ابزارهای تکمیلی برای مدیریت دیسک

• parted: ابزار خط فرمان پیشرفته برای پارتیشن‌بندی.
• lsblk: نمایش اطلاعات دیسک‌ها و پارتیشن‌ها.
  bash

  Copy code

  lsblk

• blkid: نمایش UUID و نوع سیستم فایل هر پارتیشن.
  bash

  Copy code

  blkid


نکات کلیدی در پارتیشن‌بندی و مدیریت دیسک

1. پشتیبان‌گیری: قبل از هرگونه تغییر در دیسک، از داده‌های مهم نسخه پشتیبان تهیه کنید.
2. استفاده از جدول GPT برای دیسک‌های بزرگتر از 2 ترابایت: این جدول محدودیت‌های MBR را ندارد.
3. انتخاب سیستم فایل مناسب:
   • ext4: پیش‌فرض برای بیشتر سیستم‌ها.
   • xfs: مناسب برای حجم‌های بزرگ.
4. مدیریت پارتیشن‌ها با دقت: تغییرات نادرست ممکن است باعث از دست رفتن داده‌ها شود.

جمع‌بندی

پارتیشن‌بندی دیسک با ابزارهای fdisk و gdisk یکی از ضروری‌ترین مهارت‌های مدیریت سیستم در لینوکس است. با استفاده از این ابزارها می‌توانید دیسک‌های خود را بهینه پارتیشن‌بندی کنید و داده‌ها را به بهترین شکل ممکن مدیریت کنید. به یاد داشته باشید که پیش از انجام هرگونه تغییر، از داده‌های خود نسخه پشتیبان تهیه کنید.

1. فرمت‌کردن پارتیشن‌ها در لینوکس

فرمت‌کردن پارتیشن به معنی ایجاد یک سیستم فایل جدید بر روی پارتیشن است. این فرآیند موجب از دست رفتن تمامی داده‌های موجود در پارتیشن می‌شود و آن را برای استفاده به عنوان فضای ذخیره‌سازی آماده می‌کند.

نحوه فرمت‌کردن پارتیشن در لینوکس

برای فرمت‌کردن پارتیشن در لینوکس می‌توانید از دستور mkfs استفاده کنید. این دستور می‌تواند انواع مختلف سیستم‌های فایل را برای پارتیشن‌ها ایجاد کند.

دستور اصلی برای فرمت‌کردن پارتیشن:

sudo mkfs.ext4 /dev/sdX1

در اینجا:

• /dev/sdX1: به پارتیشن مورد نظر اشاره دارد که باید با نام پارتیشن واقعی جایگزین شود (مثلاً /dev/sda1).

انتخاب سیستم فایل

لینوکس از انواع مختلف سیستم‌های فایل پشتیبانی می‌کند که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند. رایج‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• ext4: سیستم فایل پیش‌فرض و پرکاربرد در لینوکس.
• xfs: مناسب برای سیستم‌های با داده‌های بزرگ و نیازمند عملکرد بالا.
• btrfs: سیستم فایلی با ویژگی‌های پیشرفته مانند پشتیبانی از snapshosts.
• ntfs: برای دسترسی به پارتیشن‌های ویندوز.
• vfat: برای پارتیشن‌هایی که بین لینوکس و ویندوز مشترک هستند.

فرمت‌کردن با سیستم‌های فایل مختلف

• فرمت‌کردن با ext4:

  sudo mkfs.ext4 /dev/sdX1

• فرمت‌کردن با xfs:

  sudo mkfs.xfs /dev/sdX1

• فرمت‌کردن با ntfs:

  sudo mkfs.ntfs /dev/sdX1

2. مانت کردن پارتیشن‌ها در لینوکس

پس از فرمت‌کردن پارتیشن، باید آن را مانت کنید تا سیستم بتواند به داده‌ها دسترسی داشته باشد. مانت کردن به این معنی است که پارتیشن را به یک نقطه دسترسی (دسته‌ای از فایل‌ها) در سیستم متصل می‌کنید.

مانت کردن پارتیشن به صورت موقت

برای مانت کردن یک پارتیشن به صورت موقت، از دستور mount استفاده می‌شود. مانت کردن موقت به این معنی است که پس از ری‌استارت سیستم، پارتیشن دوباره باید مانت شود.

دستور مانت کردن پارتیشن:

sudo mount /dev/sdX1 /mnt

در اینجا:

• /dev/sdX1: نام پارتیشن مورد نظر است.
• /mnt: نقطه مانت است. این دایرکتوری می‌تواند هر دایرکتوری دیگری باشد که می‌خواهید پارتیشن در آن قرار گیرد.

مثال: مانت کردن پارتیشن با نام /dev/sda1 در دایرکتوری /mnt

sudo mount /dev/sda1 /mnt

مانت کردن پارتیشن به صورت دائمی

برای مانت کردن دائمی یک پارتیشن و جلوگیری از نیاز به مانت کردن مجدد آن پس از هر بار راه‌اندازی سیستم، باید آن را در فایل /etc/fstab اضافه کنید.

مراحل اضافه کردن پارتیشن به /etc/fstab

1. ابتدا UUID پارتیشن را پیدا کنید:

   sudo blkid /dev/sdX1

   این دستور UUID و نوع سیستم فایل پارتیشن را نشان می‌دهد.

2. سپس فایل /etc/fstab را ویرایش کنید:

   sudo nano /etc/fstab

3. خط جدیدی برای پارتیشن اضافه کنید:

   UUID=your-uuid /mnt ext4 defaults 0 2

   در اینجا:

   • UUID=your-uuid: UUID واقعی پارتیشن.
   • /mnt: نقطه مانت.
   • ext4: نوع سیستم فایل.
   • defaults: گزینه‌های مانت.
   • 0 2: ترتیب چک کردن سیستم فایل در بوت.
4. فایل را ذخیره کنید و خارج شوید.

دستور fstab برای پارتیشن‌های دیگر

شما می‌توانید هر پارتیشن دیگری را نیز مشابه بالا در فایل fstab اضافه کنید. به عنوان مثال، برای پارتیشن /dev/sda2 با سیستم فایل xfs:

UUID=your-uuid /mnt2 xfs defaults 0 2

3. نمایش وضعیت پارتیشن‌های مانت شده

برای مشاهده وضعیت پارتیشن‌های مانت شده، می‌توانید از دستور df استفاده کنید:

df -h

این دستور اطلاعات مربوط به فضای استفاده‌شده و آزاد پارتیشن‌ها را نمایش می‌دهد.

نمایش جزئیات بیشتر با mount

برای نمایش تمام پارتیشن‌های مانت شده به همراه نقاط مانت، می‌توانید از دستور mount بدون هیچ پارامتر استفاده کنید:

mount

4. جداسازی (Unmount) پارتیشن‌ها

برای جداسازی پارتیشن‌ها از سیستم (Unmount)، از دستور umount استفاده می‌شود. توجه داشته باشید که باید ابتدا از پارتیشن‌ها خارج شوید تا امکان جداسازی آن‌ها وجود داشته باشد.

دستور جداسازی:

sudo umount /mnt

در اینجا:

• /mnt: نقطه‌ای که پارتیشن به آن مانت شده است.

نکات مهم در جداسازی پارتیشن‌ها

• اطمینان حاصل کنید که هیچ فرآیندی به پارتیشن دسترسی ندارد. اگر پارتیشن در حال استفاده باشد، عملیات جداسازی با خطا مواجه خواهد شد.
• از دستور lsof یا fuser برای مشاهده فرآیندهای فعال بر روی پارتیشن استفاده کنید:

  sudo lsof /mnt
  sudo fuser -m /mnt

5. رفع مشکلات رایج هنگام مانت و فرمت‌کردن

• پارتیشن فرمت نشده: اطمینان حاصل کنید که پارتیشن را به درستی فرمت کرده‌اید.
• پارتیشن شناسایی نمی‌شود: از دستور lsblk برای بررسی وضعیت دیسک‌ها و پارتیشن‌ها استفاده کنید.
• خطای “device is busy” هنگام جداسازی: از دستور umount با گزینه -l (lazy unmount) استفاده کنید.

جمع‌بندی

فرمت‌کردن و مانت کردن پارتیشن‌ها در لینوکس از مراحل اساسی مدیریت دیسک است. با استفاده از دستورات مناسب و انتخاب سیستم فایل مناسب، می‌توانید فضای ذخیره‌سازی سیستم خود را به بهترین شکل ممکن مدیریت کنید. همچنین، برای جلوگیری از نیاز به مانت کردن دستی هر بار، می‌توانید پارتیشن‌ها را به صورت دائمی در فایل fstab اضافه کنید.

1. بوت منیجر چیست؟

بوت منیجر یک نرم‌افزار است که به سیستم‌عامل کمک می‌کند تا از دیسک یا دستگاه‌های ذخیره‌سازی مختلف بوت شود. این ابزار معمولاً هنگام راه‌اندازی سیستم اجرا می‌شود و به کاربر اجازه می‌دهد تا انتخاب کند که کدام سیستم‌عامل یا هسته برای اجرا بارگذاری شود.

در لینوکس، بوت منیجرها معمولاً به‌طور پیش‌فرض برای مدیریت هسته‌های مختلف لینوکس، سیستم‌های‌عامل دیگر مانند ویندوز، یا حتی سیستم‌عامل‌های دیگر مانند BSD استفاده می‌شوند.

نحوه عملکرد بوت منیجر

بوت منیجر معمولاً پس از اجرای BIOS یا UEFI در کامپیوتر شروع به کار می‌کند. وظیفه آن بارگذاری و راه‌اندازی هسته لینوکس یا سیستم‌عامل مورد نظر از طریق فایل‌های پیکربندی است که معمولاً در دایرکتوری‌های خاص مانند /boot/ قرار دارند.

2. انواع بوت منیجرها در لینوکس

1. GRUB (GNU GRand Unified Bootloader)

GRUB یکی از معروف‌ترین و پرکاربردترین بوت منیجرها در لینوکس است. این ابزار به‌طور پیش‌فرض در اکثر توزیع‌های لینوکس مانند اوبونتو، دبیان، فدورا و آرچ استفاده می‌شود.

ویژگی‌ها:

• پشتیبانی از چندین سیستم‌عامل: GRUB امکان بوت چندین سیستم‌عامل را فراهم می‌کند.
• پیکربندی انعطاف‌پذیر: با استفاده از فایل‌های پیکربندی مانند grub.conf یا grub.cfg، می‌توان پارامترهای مختلف هسته را تنظیم کرد.
• پشتیبانی از هسته‌های مختلف لینوکس: GRUB امکان انتخاب نسخه‌های مختلف هسته لینوکس را در هنگام بوت فراهم می‌آورد.

فرآیند بوت با GRUB:

1. مرحله اول (مرحله پیش‌بوت): هنگامی که سیستم روشن می‌شود، BIOS یا UEFI ابتدا بخش بوت‌لودر را بارگذاری می‌کند.
2. مرحله دوم (صفحه انتخاب GRUB): GRUB صفحه‌ای به نمایش می‌گذارد که در آن می‌توانید سیستم‌عامل یا هسته‌ای که می‌خواهید بوت شود را انتخاب کنید.
3. مرحله سوم (بارگذاری هسته): پس از انتخاب سیستم‌عامل، GRUB هسته لینوکس یا سیستم‌عامل انتخابی را بارگذاری می‌کند.

2. LILO (LInux LOader)

LILO یکی از قدیمی‌ترین بوت منیجرهای لینوکس است که اکنون کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد اما هنوز در برخی سیستم‌های قدیمی و توزیع‌ها قابل استفاده است.

ویژگی‌ها:

• سادگی: LILO نسبت به GRUB بسیار ساده است و تنظیمات آن بسیار ابتدایی و کاربردی است.
• پشتیبانی از چندین سیستم‌عامل: مشابه GRUB، LILO نیز امکان بوت کردن چندین سیستم‌عامل را فراهم می‌آورد.

نکات منفی LILO:

• عدم پشتیبانی از سیستم‌عامل‌های جدید: LILO به خوبی با UEFI یا برخی ویژگی‌های جدید مانند بوت از GPT سازگار نیست.
• نیاز به نصب مجدد بعد از تغییرات: تغییرات در فایل پیکربندی LILO معمولاً نیازمند نصب مجدد است.

3. کاربردهای بوت منیجر در لینوکس

1. مدیریت چندین هسته و سیستم‌عامل

بوت منیجرها مانند GRUB به شما این امکان را می‌دهند که از نسخه‌های مختلف هسته لینوکس یا حتی سیستم‌عامل‌های دیگر (مانند ویندوز یا BSD) استفاده کنید. این ویژگی به‌ویژه برای کاربران پیشرفته‌ای که نیاز به تست و توسعه بر روی چندین سیستم‌عامل دارند، بسیار مفید است.

2. اصلاحات در پیکربندی هسته

بوت منیجر مانند GRUB به شما این امکان را می‌دهد که قبل از بارگذاری سیستم‌عامل، پارامترهای هسته لینوکس را تغییر دهید. این ویژگی برای کاربران لینوکس که نیاز به انجام تغییرات خاص مانند فعال‌سازی ویژگی‌های خاص هسته دارند، مفید است.

3. بازیابی سیستم

در برخی موارد، اگر سیستم‌عامل به دلایلی خراب شود (مثلاً یک هسته معیوب)، می‌توان از گزینه‌های بوت اضطراری در منوی GRUB استفاده کرد. این ویژگی برای بازیابی سیستم از وضعیت خرابی یا اجرای هسته‌های پشتیبان بسیار مفید است.

4. نحوه پیکربندی بوت منیجر

پیکربندی GRUB

پیکربندی GRUB از طریق فایل‌های پیکربندی مختلف انجام می‌شود. رایج‌ترین فایل‌های پیکربندی برای GRUB به شرح زیر هستند:

• /etc/default/grub: این فایل برای تنظیمات کلی GRUB است.
• /etc/grub.d/: این دایرکتوری حاوی اسکریپت‌هایی است که برای پیکربندی GRUB استفاده می‌شوند.
• /boot/grub/grub.cfg: این فایل به طور خودکار توسط GRUB تولید می‌شود و شامل تنظیمات نهایی بوت است.

مثال پیکربندی GRUB

برای تغییر هسته پیش‌فرض یا تغییر زمان انتظار در منوی GRUB، فایل /etc/default/grub را ویرایش کنید:

GRUB_DEFAULT=0
GRUB_TIMEOUT=5

پس از اعمال تغییرات، برای اعمال آن‌ها از دستور زیر استفاده کنید:

sudo update-grub

5. بوت منیجرهای جایگزین و گزینه‌های پیشرفته

اگرچه GRUB معمولاً به‌طور پیش‌فرض استفاده می‌شود، برخی از توزیع‌ها و کاربران پیشرفته ممکن است از بوت منیجرهای دیگر مانند Syslinux یا rEFInd استفاده کنند. این بوت منیجرها ویژگی‌های خاص خود را دارند که می‌توانند مناسب شرایط خاص باشند.

1. Syslinux

Syslinux یک بوت منیجر سبک است که بیشتر برای بوت سیستم از دیسک‌های قابل جابجایی (مانند فلش درایو USB) استفاده می‌شود.

2. rEFInd

rEFInd یک بوت منیجر مدرن است که به‌طور خاص برای سیستم‌های UEFI طراحی شده است و قابلیت شناسایی و مدیریت سیستم‌عامل‌های مختلف در محیط‌های UEFI را فراهم می‌آورد.

6. مشکلات رایج بوت منیجر و رفع آن‌ها

1. بوت نشدن سیستم پس از تغییرات

گاهی اوقات پس از تغییرات در پیکربندی GRUB یا نصب هسته جدید، سیستم قادر به بوت شدن نیست. در این صورت، باید از یک دیسک زنده (Live CD) برای رفع مشکلات و بازنشانی پیکربندی استفاده کنید.

2. سیستم در منوی GRUB گیر کرده است

اگر سیستم در منوی GRUB گیر کند، ممکن است دلیل آن خرابی پیکربندی باشد. در این صورت، می‌توانید تنظیمات پیش‌فرض را با استفاده از دستور update-grub به حالت اولیه بازگردانید.

نتیجه‌گیری

بوت منیجرها جزء حیاتی فرآیند بوت در لینوکس هستند. با استفاده از این ابزارها، کاربران می‌توانند سیستم‌عامل‌ها و هسته‌های مختلف را مدیریت کنند و امکان دسترسی به سیستم را در مواقع ضروری فراهم آورند. GRUB به‌عنوان محبوب‌ترین بوت منیجر در لینوکس به‌طور گسترده استفاده می‌شود، اما ابزارهای دیگری مانند LILO و rEFInd نیز برای نیازهای خاص قابل استفاده هستند.

1. کتابخانه‌های مشترک چیستند؟

کتابخانه‌های مشترک فایل‌هایی هستند که کد و داده‌های مورد استفاده توسط برنامه‌های مختلف را در خود جای داده‌اند. این کتابخانه‌ها در زمان اجرا (runtime) به برنامه‌ها متصل می‌شوند و این امکان را فراهم می‌آورند که برنامه‌های مختلف از یک نسخه از کد مشترک استفاده کنند. این رویکرد به چندین مزیت از جمله کاهش مصرف حافظه، بهبود سرعت بارگذاری برنامه‌ها، و نگهداری آسان‌تر کتابخانه‌ها منجر می‌شود.

در لینوکس، این کتابخانه‌ها معمولاً با پسوند .so (shared object) شناخته می‌شوند و با نام‌هایی مانند libc.so.6، libm.so.6 و غیره وجود دارند.

2. مزایای استفاده از کتابخانه‌های مشترک

• کاهش مصرف حافظه: به‌جای بارگذاری چندین نسخه از یک کتابخانه در حافظه برای هر برنامه، کتابخانه‌های مشترک می‌توانند تنها یک نسخه در حافظه بارگذاری شوند و توسط چندین برنامه به‌طور همزمان استفاده شوند.
• به‌روزرسانی آسان: کتابخانه‌های مشترک به‌طور مرکزی مدیریت می‌شوند. اگر نیاز به به‌روزرسانی کتابخانه‌ای وجود داشته باشد، می‌توان تنها کتابخانه مورد نظر را به‌روزرسانی کرد بدون اینکه نیاز به تغییر یا مجدداً کامپایل کردن برنامه‌ها باشد.
• کاهش فضای دیسک: زیرا کتابخانه‌های مشترک تنها یک نسخه از کد را در دیسک ذخیره می‌کنند، فضای دیسک کاهش می‌یابد.

3. نحوه استفاده از کتابخانه‌های مشترک در لینوکس

ساخت و لینک‌دهی کتابخانه‌های مشترک

در لینوکس، هنگام کامپایل برنامه‌هایی که نیاز به کتابخانه‌های مشترک دارند، باید از گزینه‌های خاصی برای لینک‌دهی استفاده کنید. به‌طور معمول، این لینک‌دهی در دو مرحله انجام می‌شود: لینک‌دهی در زمان کامپایل و لینک‌دهی در زمان اجرا.

1. لینک‌دهی در زمان کامپایل

برای کامپایل برنامه‌ها به گونه‌ای که به کتابخانه‌های مشترک لینک شوند، از گزینه‌های -l و -L استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال، فرض کنید می‌خواهید برنامه‌ای را که به کتابخانه libm نیاز دارد، کامپایل کنید:

gcc -o my_program my_program.c -lm

در اینجا، -lm نشان‌دهنده استفاده از کتابخانه ریاضی است که به‌طور معمول در /lib یا /usr/lib قرار دارد.

2. لینک‌دهی در زمان اجرا

در زمان اجرا، سیستم عامل باید بتواند کتابخانه‌های مشترک مورد نیاز برنامه را پیدا کند. این کار از طریق متغیر محیطی LD_LIBRARY_PATH انجام می‌شود. این متغیر به سیستم می‌گوید که کدام دایرکتوری‌ها را برای جستجوی کتابخانه‌های مشترک بررسی کند.

export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/library:$LD_LIBRARY_PATH

همچنین می‌توان کتابخانه‌های مشترک را با استفاده از ابزار ldconfig برای به‌روزرسانی کش کتابخانه‌های سیستم ثبت کرد.

4. مدیریت کتابخانه‌های مشترک در لینوکس

استفاده از ldconfig

یکی از ابزارهای مهم برای مدیریت کتابخانه‌های مشترک در لینوکس، ابزار ldconfig است. این ابزار کش کتابخانه‌های مشترک را به‌روز می‌کند و به سیستم اطلاع می‌دهد که کدام کتابخانه‌ها در سیستم قابل دسترسی هستند.

برای مشاهده کتابخانه‌های مشترک ثبت شده، می‌توانید دستور زیر را اجرا کنید:

ldconfig -p

برای اضافه کردن یک مسیر جدید به کش کتابخانه‌ها، باید یک فایل پیکربندی در /etc/ld.so.conf.d/ ایجاد کرده و سپس دستور ldconfig را اجرا کنید.

نصب و حذف کتابخانه‌های مشترک

در لینوکس، نصب کتابخانه‌های مشترک معمولاً از طریق بسته‌بندی‌های توزیع‌های مختلف انجام می‌شود. به‌عنوان مثال، در توزیع‌های مبتنی بر دبیان، می‌توانید از دستور apt برای نصب کتابخانه‌ها استفاده کنید:

sudo apt install libmylibrary-dev

برای حذف یک کتابخانه مشترک نیز می‌توان از همان ابزار بسته‌بندی استفاده کرد:

sudo apt remove libmylibrary-dev

لینک‌دهی دستی کتابخانه‌ها

در موارد خاص، ممکن است بخواهید یک کتابخانه مشترک را به‌صورت دستی و با استفاده از دستور ln به برنامه خود لینک دهید. این کار معمولاً در مواردی انجام می‌شود که کتابخانه‌های مشترک به‌طور پیش‌فرض در مسیرهای استاندارد قرار ندارند.

sudo ln -s /path/to/library/libmylibrary.so /usr/lib/libmylibrary.so

این دستور یک لینک نمادین به کتابخانه در مسیر /usr/lib/ ایجاد می‌کند.

5. نحوه حل مشکلات رایج با کتابخانه‌های مشترک

مشکل “library not found”

یکی از رایج‌ترین مشکلاتی که کاربران با آن روبه‌رو می‌شوند، خطای “library not found” است. این مشکل زمانی رخ می‌دهد که سیستم قادر به پیدا کردن کتابخانه‌ای که برنامه به آن وابسته است، نمی‌باشد. برای رفع این مشکل، ابتدا بررسی کنید که آیا کتابخانه در مسیرهای مورد نظر قرار دارد یا نه. در صورت نیاز، از متغیر محیطی LD_LIBRARY_PATH برای مشخص کردن مسیر کتابخانه استفاده کنید.

کتابخانه‌های متناقض

گاهی اوقات نسخه‌های مختلفی از یک کتابخانه ممکن است روی سیستم نصب شده باشند که می‌تواند باعث ایجاد مشکلات در تطابق با برنامه‌ها شود. در این صورت، استفاده از ابزارهایی مانند ldconfig برای به‌روزرسانی کش کتابخانه‌ها و تنظیم کتابخانه‌های پیش‌فرض می‌تواند کمک‌کننده باشد.

6. امنیت و کتابخانه‌های مشترک

کتابخانه‌های مشترک می‌توانند آسیب‌پذیری‌های امنیتی به همراه داشته باشند، به‌خصوص اگر نسخه‌های قدیمی یا آسیب‌پذیر از کتابخانه‌ها در سیستم نصب شده باشند. برای کاهش خطرات امنیتی:

• همیشه کتابخانه‌های مشترک خود را به‌روز نگه دارید.
• از ابزارهایی مانند ldd برای بررسی وابستگی‌های کتابخانه‌ها و اطمینان از نبود کتابخانه‌های خطرناک استفاده کنید.
• از قابلیت‌های امنیتی مانند seccomp و AppArmor برای محدود کردن دسترسی برنامه‌ها به کتابخانه‌ها و منابع سیستم استفاده کنید.

نتیجه‌گیری

کتابخانه‌های مشترک نقش حیاتی در بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های لینوکس ایفا می‌کنند. با استفاده از این کتابخانه‌ها، می‌توان از تکرار کد جلوگیری کرده و منابع سیستم را به‌طور بهینه مدیریت کرد. با این حال، مدیریت صحیح این کتابخانه‌ها از جمله نصب، به‌روزرسانی، و اطمینان از هماهنگی آن‌ها، ضروری است تا سیستم به‌طور بهینه عمل کند. ابزارهایی مانند ldconfig و متغیر محیطی LD_LIBRARY_PATH به‌طور موثری به مدیریت این کتابخانه‌ها کمک می‌کنند.

1. ldconfig چیست؟

ldconfig یک ابزار خط فرمان در لینوکس است که برای مدیریت مسیرهای کتابخانه‌های مشترک و پیکربندی کش مربوط به آن‌ها استفاده می‌شود. این ابزار، مسیرهای کتابخانه‌های مشترک را اسکن کرده و پیوندهای نمادین لازم را ایجاد می‌کند تا برنامه‌ها بتوانند به کتابخانه‌ها دسترسی داشته باشند.

2. چرا ldconfig مهم است؟

هنگامی که برنامه‌ای اجرا می‌شود، به کتابخانه‌های مشترک خاصی نیاز دارد. اگر مسیر این کتابخانه‌ها در سیستم به درستی تنظیم نشده باشد، برنامه قادر به اجرا نخواهد بود. ابزار ldconfig کمک می‌کند تا این مشکل برطرف شود:

• با به‌روزرسانی مسیرها و کش کتابخانه‌های مشترک.
• اطمینان از اینکه برنامه‌ها به درستی به کتابخانه‌های مورد نیاز خود دسترسی دارند.
• جلوگیری از خطاهایی مانند “library not found”.

3. ساختار و محل کتابخانه‌های مشترک در لینوکس

در لینوکس، کتابخانه‌های مشترک معمولاً در مسیرهای زیر قرار دارند:

• /lib
• /usr/lib
• /usr/local/lib

برای افزودن مسیرهای جدید به سیستم، از فایل /etc/ld.so.conf یا دایرکتوری /etc/ld.so.conf.d استفاده می‌شود. این فایل شامل لیستی از مسیرهایی است که ابزار ldconfig اسکن می‌کند.

4. نحوه استفاده از ldconfig

برای استفاده از ابزار ldconfig، به دسترسی‌های مدیریتی (root) نیاز دارید. در زیر برخی از دستورات کاربردی و رایج آن آورده شده است:

الف. به‌روزرسانی کش کتابخانه‌ها

برای به‌روزرسانی کش کتابخانه‌ها و ایجاد پیوندهای نمادین جدید، از دستور زیر استفاده کنید:

sudo ldconfig

ب. مشاهده مسیرهای اسکن شده

برای مشاهده مسیرهایی که ldconfig اسکن می‌کند:

ldconfig -v

ج. جستجوی مسیر یک کتابخانه خاص

برای جستجو و نمایش مسیر یک کتابخانه خاص:

ldconfig -p | grep library_name

به عنوان مثال:

ldconfig -p | grep libm.so

د. افزودن مسیرهای جدید به فایل پیکربندی

1. مسیر جدید را به فایل /etc/ld.so.conf یا یک فایل جداگانه در /etc/ld.so.conf.d اضافه کنید.
2. دستور ldconfig را برای به‌روزرسانی کش اجرا کنید:

   sudo ldconfig

5. کاربردهای عملی ldconfig

• اضافه کردن کتابخانه‌های سفارشی: اگر یک برنامه نیاز به کتابخانه‌ای دارد که در مسیرهای پیش‌فرض نیست، می‌توانید مسیر آن را به فایل /etc/ld.so.conf اضافه کنید و با اجرای ldconfig مسیر را به سیستم معرفی کنید.
• حل مشکلات برنامه‌ها: اگر برنامه‌ای به دلیل پیدا نکردن کتابخانه اجرا نمی‌شود، استفاده از ldconfig می‌تواند مشکل را برطرف کند.
• بررسی نسخه‌های مختلف کتابخانه‌ها: با استفاده از خروجی ldconfig -p می‌توانید بررسی کنید که چه نسخه‌هایی از یک کتابخانه نصب شده و سیستم از کدام مسیر به آن دسترسی دارد.

6. خطاهای رایج و راه‌حل‌ها

• خطای “library not found”: این خطا معمولاً به دلیل عدم به‌روزرسانی کش کتابخانه‌ها است. اجرای دستور ldconfig مشکل را برطرف می‌کند.
• اضافه نشدن مسیر جدید: اگر مسیر جدیدی اضافه کردید اما کتابخانه شناسایی نشد، مطمئن شوید که مسیر به درستی در فایل /etc/ld.so.conf تعریف شده باشد و دستور ldconfig را اجرا کنید.

جمع بندی

ابزار ldconfig یکی از ابزارهای مهم و حیاتی در لینوکس برای مدیریت کتابخانه‌های مشترک است. این ابزار با به‌روزرسانی مسیرها و کش کتابخانه‌ها، اطمینان حاصل می‌کند که برنامه‌ها به درستی اجرا شوند و به منابع مورد نیاز خود دسترسی داشته باشند. یادگیری و استفاده صحیح از این ابزار می‌تواند به حل بسیاری از مشکلات رایج در لینوکس کمک کند و تجربه‌ای بهتر از مدیریت سیستم را ارائه دهد.

1. مدیریت بسته‌ها در دبیان (Debian)

توزیع‌های مبتنی بر Debian (مانند Ubuntu و Linux Mint) از سیستم بسته‌بندی DEB استفاده می‌کنند. این سیستم به‌طور خاص برای نصب، حذف، و مدیریت بسته‌های نرم‌افزاری طراحی شده است و ابزاری قدرتمند و کارآمد دارد که به کاربران این امکان را می‌دهد تا به راحتی نرم‌افزارهای مورد نیازشان را مدیریت کنند.

ابزارهای اصلی برای مدیریت بسته‌ها در Debian

• dpkg: dpkg ابزاری است که به‌طور مستقیم بسته‌های .deb را نصب، حذف یا پیکربندی می‌کند. این ابزار برای عملیات سطح پایین‌تر استفاده می‌شود و معمولاً برای نصب بسته‌های محلی به کار می‌رود.نحوه استفاده:
  • نصب بسته:

    sudo dpkg -i package.deb

  • حذف بسته:

    sudo dpkg -r package_name

• APT (Advanced Package Tool): APT مجموعه‌ای از ابزارها است که به شما کمک می‌کند بسته‌ها را از مخازن آنلاین نصب، به‌روزرسانی و حذف کنید. این ابزار به‌طور خودکار وابستگی‌ها را حل کرده و امکان نصب نرم‌افزارهای پیچیده‌تر را فراهم می‌کند.نحوه استفاده:
  • به‌روزرسانی فهرست بسته‌ها:

    sudo apt update

  • نصب یک بسته:

    sudo apt install package_name

  • حذف یک بسته:

    sudo apt remove package_name

    به‌روزرسانی بسته‌ها:

    sudo apt upgrade

2. مدیریت بسته‌ها در ردهت (RPM)

سیستم‌های مبتنی بر Red Hat (مانند CentOS، Fedora و RHEL) از سیستم بسته‌بندی RPM استفاده می‌کنند. بسته‌های RPM فایل‌هایی با پسوند .rpm هستند که حاوی نرم‌افزار و اطلاعات مربوط به نصب، حذف و پیکربندی آن هستند. برای مدیریت بسته‌های RPM، ابزارهای مختلفی وجود دارد که می‌توانند به شما در نصب، حذف و به‌روزرسانی بسته‌ها کمک کنند.

ابزارهای اصلی برای مدیریت بسته‌ها در RHEL و RPM-based Distributions

• rpm: ابزار اصلی برای کار با بسته‌های RPM است. این ابزار برای نصب، حذف و بررسی بسته‌ها به کار می‌رود.نحوه استفاده:
  • نصب بسته:

    sudo rpm -i package.rpm

  • حذف بسته:

    sudo rpm -e package_name

  • بررسی بسته نصب شده:

    rpm -q package_name

• YUM (Yellowdog Updater, Modified): YUM یکی از پرکاربردترین ابزارها در سیستم‌های مبتنی بر RPM است که به‌ویژه در سیستم‌های RHEL و CentOS مورد استفاده قرار می‌گیرد. YUM به‌طور خودکار وابستگی‌ها را مدیریت کرده و بسته‌ها را از مخازن آنلاین دانلود و نصب می‌کند.نحوه استفاده:
  • به‌روزرسانی مخازن:

    sudo yum check-update

  • نصب بسته:

    sudo yum install package_name

  • حذف بسته:

    sudo yum remove package_name

  • به‌روزرسانی سیستم:

    sudo yum update

• DNF (Dandified YUM): DNF در نسخه‌های جدیدتر ردهت جایگزین YUM شده است و عملکرد بهتری در مدیریت بسته‌ها، حل وابستگی‌ها و کار با مخازن دارد. DNF معمولاً در سیستم‌های جدیدتر Fedora و RHEL 8+ استفاده می‌شود.نحوه استفاده:
  • نصب بسته:

    sudo dnf install package_name

  • حذف بسته:

    sudo dnf remove package_name

  • به‌روزرسانی سیستم:

    sudo dnf update

3. تفاوت‌های کلیدی بین دبیان و ردهت در مدیریت بسته‌ها

• فرمت بسته‌ها: در دیبیان از فرمت DEB برای بسته‌ها استفاده می‌شود، در حالی که در ردهت از RPM بهره می‌برد.
• ابزارهای مدیریت بسته: سیستم‌های دیبیان معمولاً از APT و dpkg برای مدیریت بسته‌ها استفاده می‌کنند، در حالی که سیستم‌های ردهت از ابزارهای YUM یا DNF و rpm استفاده می‌کنند.
• مخازن و پشتیبانی نرم‌افزار: در دیبیان و توزیع‌های مبتنی بر آن، بیشتر نرم‌افزارها از طریق مخازن رسمی APT در دسترس است، در حالی که در ردهت، بسته‌های نرم‌افزاری از مخازن RPM و YUM قابل دسترسی هستند.

جمع بندی

در نهایت، تفاوت‌های اساسی بین مدیریت بسته‌ها در سیستم‌های Debian و Red Hat وجود دارد، که بیشتر به استفاده از فرمت‌های مختلف بسته‌بندی و ابزارهای مختلف برای نصب و مدیریت آن‌ها بستگی دارد. با این حال، هر دو سیستم مدیریت بسته‌ها به کاربران این امکان را می‌دهند که به‌راحتی نرم‌افزارهای مورد نیاز خود را نصب و مدیریت کنند، تنها با این تفاوت که ابزارها و مخازن متفاوتی برای این کار وجود دارد.

این مقاله به شما کمک می‌کند تا با اصول اولیه مدیریت بسته‌ها در این دو توزیع لینوکس آشنا شوید و تفاوت‌ها و شباهت‌های آن‌ها را درک کنید.

1. GNU و Unix: تعریف و تفاوت‌ها

1.1 یونیکس (Unix) چیست؟

یونیکس یکی از اولین سیستم‌های عامل چندوظیفه‌ای و چندکاربری است که در دهه 1970 توسعه یافت. بسیاری از دستورات و مفاهیم اولیه لینوکس ریشه در یونیکس دارند.

1.2 گنو (GNU) چیست؟

پروژه GNU (GNU’s Not Unix) در دهه 1980 آغاز شد و هدف آن ایجاد یک سیستم عامل کاملاً آزاد و متن‌باز بود. بخش بزرگی از ابزارها و دستورات خط فرمان لینوکس، مانند grep، awk و ls، توسط این پروژه توسعه یافتند.

تفاوت اصلی بین دستورات GNU و Unix

• دستورات Unix معمولاً در سیستم‌های تجاری مبتنی بر یونیکس مانند AIX یا HP-UX استفاده می‌شوند.
• دستورات GNU نسخه‌های پیشرفته‌تر و اصلاح‌شده از دستورات یونیکس هستند و عمدتاً در لینوکس کاربرد دارند.
• دستورات GNU اغلب قابلیت‌ها و گزینه‌های بیشتری نسبت به نسخه‌های یونیکس خود دارند.

2. دستورات اساسی در GNU و Unix

2.1 دستورات مدیریت فایل و دایرکتوری

این دستورات برای کار با فایل‌ها و دایرکتوری‌ها استفاده می‌شوند:

• ls: نمایش محتوای دایرکتوری.

  ls -l

• cd: تغییر دایرکتوری جاری.

  cd /path/to/directory

• cp: کپی فایل یا دایرکتوری.

  cp source_file destination_file

• mv: جابجایی یا تغییر نام فایل.

  mv old_name new_name

• rm: حذف فایل یا دایرکتوری.

  rm -rf directory_name

• find: جستجو برای فایل‌ها.

  find /path -name "filename"

2.2 دستورات مدیریت فرآیندها

این دستورات برای نظارت و مدیریت فرآیندها (Processes) به کار می‌روند:

• ps: نمایش فرآیندهای در حال اجرا.

  ps aux

• top: مشاهده فرآیندها و منابع سیستم به صورت زنده.

  top

• kill: خاتمه دادن به فرآیندها با استفاده از شناسه (PID).

  kill -9 PID

• jobs: نمایش لیست فرآیندهای پس‌زمینه.

  jobs

• fg: بازگرداندن یک فرآیند به پیش‌زمینه.

  fg %job_id

2.3 دستورات مدیریت سیستم

این دستورات برای مشاهده اطلاعات سیستم و مدیریت آن استفاده می‌شوند:

• uname: نمایش اطلاعات سیستم.

  uname -a

• df: بررسی فضای دیسک.

  df -h

• du: بررسی فضای اشغال‌شده توسط فایل‌ها.

  du -sh /path

• uptime: نمایش مدت زمان روشن بودن سیستم.

  uptime

• who: نمایش کاربران متصل به سیستم.

  who

2.4 دستورات مدیریت متن و فایل‌های خروجی

این دستورات برای مشاهده، ویرایش یا فیلتر کردن محتوای فایل‌ها استفاده می‌شوند:

• cat: نمایش محتوای فایل.

  cat filename

• less: نمایش محتوا با قابلیت اسکرول.

  less filename

• grep: جستجوی یک عبارت خاص در فایل.

  grep "pattern" filename

• awk: پردازش و قالب‌بندی متن.

  awk '{print $1}' filename

• sed: ویرایش متن با استفاده از الگوها.

  sed 's/old/new/g' filename

3. مزایای دستورات GNU نسبت به Unix

• قابلیت‌های اضافی: دستورات GNU مانند ls یا grep گزینه‌های بیشتری نسبت به نسخه یونیکس خود دارند.
• پشتیبانی گسترده: ابزارهای GNU به طور گسترده در توزیع‌های لینوکس استفاده می‌شوند و مستندات بیشتری برای آن‌ها وجود دارد.
• متن‌باز و رایگان: تمام دستورات و ابزارهای GNU تحت مجوز GPL عرضه می‌شوند.

4. مثال‌های کاربردی برای کاربران مبتدی و حرفه‌ای

مثال 1: پیدا کردن فایل‌های بزرگ‌تر از 100 مگابایت

find / -size +100M

مثال 2: جستجوی کلمه‌ای خاص در چندین فایل

grep -r "keyword" /path

مثال 3: نمایش 10 فرآیند با بیشترین مصرف CPU

ps aux --sort=-%cpu | head -n 10

مثال 4: تغییر نام گروهی فایل‌ها

for file in *.txt; do mv "$file" "${file%.txt}.bak"; done

جمع‌بندی

دستورات GNU و Unix، ابزارهای قدرتمندی هستند که به کاربران اجازه می‌دهند تا وظایف پیچیده سیستم‌عامل را به راحتی انجام دهند. یادگیری این دستورات برای کاربران لینوکس و یونیکس، پایه‌ای برای مدیریت سیستم و افزایش بهره‌وری است. با استفاده از این دستورات، می‌توانید مدیریت فایل‌ها، فرآیندها و منابع سیستم را به شکلی کارآمد انجام دهید.

1. دستور help

کاربرد:

دستور help برای نمایش اطلاعات و مستندات مرتبط با دستورات داخلی (Builtin Commands) در Shell استفاده می‌شود.
Shell دستورات داخلی متعددی دارد که بخشی از برنامه مستقل نیستند، بلکه داخل خود Shell پیاده‌سازی شده‌اند.

ویژگی‌ها:

• دستور help فقط برای دستورات داخلی Bash کاربرد دارد.
• برای مشاهده نحوه استفاده از دستور خاص، می‌توانید آن را به صورت زیر اجرا کنید:

  help <command>

مثال‌ها:

• مشاهده مستندات دستور cd:

  help cd

• مشاهده لیست کامل دستورات داخلی:

  help

2. دستور export

کاربرد:

دستور export برای تعریف و تنظیم متغیرهای محیطی به کار می‌رود. این متغیرها در سیستم عامل لینوکس به فرایندها منتقل می‌شوند و در کل محیط سیستم (Processes) قابل دسترسی هستند.

ویژگی‌ها:

• تعریف متغیرهای محیطی برای فرایندهای فرزند (Child Processes).
• مفید برای پیکربندی نرم‌افزارها و اسکریپت‌ها.

ساختار کلی:

export VARIABLE_NAME=value

مثال‌ها:

1. تعریف متغیر محیطی:

   export PATH=$PATH:/usr/local/bin

   در اینجا مسیر /usr/local/bin به متغیر محیطی PATH اضافه شده است.

2. مشاهده متغیرهای محیطی:

   export

3. دستور exec

کاربرد:

دستور exec برای جایگزین کردن فرآیند جاری (Current Process) با فرآیند جدید استفاده می‌شود. برخلاف سایر دستورات، این دستور فرآیند موجود را پایان داده و فرآیند جدید را در همان Shell اجرا می‌کند.

ویژگی‌ها:

• فرآیند فعلی متوقف می‌شود و فرآیند جدید در همان محیط اجرا می‌شود.
• از exec معمولاً در اسکریپت‌های Shell برای بهینه‌سازی استفاده می‌شود.

ساختار کلی:

exec COMMAND [arguments]

مثال‌ها:

1. اجرای برنامه جدید به جای فرآیند فعلی:

   exec ls -l

   این دستور لیست فایل‌ها را نمایش داده و فرآیند فعلی را پایان می‌دهد.

2. استفاده در اسکریپت‌ها:

   exec /bin/bash

4. متغیرهای محیطی (Environment Variables)

مفهوم:

متغیرهای محیطی، مقادیر ذخیره شده در سیستم هستند که برای پیکربندی و کنترل رفتار فرایندها و نرم‌افزارها استفاده می‌شوند. این متغیرها به تمامی فرایندهای سیستم منتقل می‌شوند.

ویژگی‌ها:

• ذخیره اطلاعاتی مانند مسیرهای فایل، تنظیمات کاربر و زبان.
• به طور کلی توسط دستورات export و env مدیریت می‌شوند.

متغیرهای محیطی پرکاربرد:

مدیریت متغیرهای محیطی:

1. مشاهده لیست متغیرهای محیطی:

   env

2. تعریف متغیر محیطی:

   export MY_VAR="Hello World"

3. حذف متغیر محیطی:

   unset MY_VAR

نکات پایانی

• دستور help برای آشنایی سریع با دستورات داخلی بسیار مفید است.
• با استفاده از export، می‌توانید متغیرهایی را تعریف کنید که در تمامی فرآیندهای فرزند در دسترس باشند.
• دستور exec ابزاری قدرتمند برای جایگزین کردن فرآیندها است.
• مدیریت متغیرهای محیطی به شما امکان کنترل بهتر نرم‌افزارها و اسکریپت‌های لینوکسی را می‌دهد.

1. مفهوم Stream در لینوکس

در لینوکس، Streamها جریان‌هایی از داده هستند که میان برنامه‌ها یا دستورات رد و بدل می‌شوند. سه نوع اصلی Stream وجود دارد:

1. Standard Input (stdin):
   ورودی پیش‌فرض که معمولاً از صفحه‌کلید دریافت می‌شود.
   فایل توصیف‌کننده: 0
2. Standard Output (stdout):
   خروجی پیش‌فرض دستورات که معمولاً در ترمینال نمایش داده می‌شود.
   فایل توصیف‌کننده: 1
3. Standard Error (stderr):
   برای نمایش خطاهای پیش‌فرض، معمولاً در ترمینال.
   فایل توصیف‌کننده: 2

2. Pipe در لینوکس: اتصال دستورات به یکدیگر

Pipe نمادی است که از کاراکتر | استفاده می‌کند و خروجی یک دستور را به ورودی دستور دیگر متصل می‌کند.

مثال ساده:

ls -l | grep "filename"

در این مثال:

1. خروجی دستور ls -l به عنوان ورودی به grep داده می‌شود.
2. دستور grep فقط خطوطی که شامل “filename” هستند را نمایش می‌دهد.

کاربردهای رایج Pipe:

• ترکیب چندین دستور برای پردازش داده‌ها.
• ساده‌سازی تحلیل داده‌ها در زمان واقعی.
• ایجاد ابزارهای خط فرمان سفارشی.

3. Redirect: هدایت جریان داده‌ها

Redirect برای تغییر مسیر Streamها به فایل‌ها یا از فایل‌ها استفاده می‌شود.

عملگرهای رایج Redirect:

مثال‌های کاربردی Redirect:

1. ذخیره خروجی یک دستور در فایل:

   echo "Hello, Linux!" > output.txt

2. اضافه کردن داده به فایل موجود:

   echo "More data" >> output.txt

3. هدایت خطاها به یک فایل جداگانه:

   ls /invalid_directory 2> errors.log

4. هدایت همزمان خروجی و خطاها به یک فایل:

   ls /valid_directory &> combined.log

4. ترکیب Pipe و Redirect برای عملیات پیچیده‌تر

در لینوکس، می‌توان Pipe و Redirect را با هم ترکیب کرد تا عملیات پیچیده‌تری انجام داد.

مثال 1: شمارش تعداد فایل‌های خاص و ذخیره نتایج

ls | grep ".txt" | wc -l > count.txt

• ls: نمایش فایل‌ها.
• grep ".txt": فیلتر کردن فایل‌های متنی.
• wc -l: شمارش تعداد خطوط.
• >: ذخیره نتیجه در count.txt.

مثال 2: ذخیره خطاها و خروجی در فایل‌های مختلف

command > output.txt 2> error.txt

5. مزایای استفاده از Streamها، Pipeها و Redirectها

1. کاهش پیچیدگی:
   با ترکیب دستورات، نیاز به اسکریپت‌های پیچیده کاهش می‌یابد.
2. افزایش بهره‌وری:
   پردازش داده‌ها و خطاها در لحظه، سرعت کار را افزایش می‌دهد.
3. انعطاف‌پذیری بالا:
   امکان ایجاد وظایف سفارشی با استفاده از ابزارهای استاندارد.

6. نکات پیشرفته

استفاده از /dev/null برای نادیده گرفتن خروجی‌ها

گاهی اوقات نیاز است خروجی‌ها یا خطاها را نادیده بگیریم. در این حالت می‌توان از /dev/null استفاده کرد.

command > /dev/null 2>&1

هدایت چندین Stream به فایل‌های مختلف

برای ذخیره خروجی استاندارد و خطاها در فایل‌های جداگانه:

command > output.log 2> error.log

جمع‌بندی

Streamها، Pipeها و Redirectها ابزارهای اصلی در مدیریت جریان داده‌ها در لینوکس هستند که قدرت و انعطاف‌پذیری بالایی را در اختیار کاربران قرار می‌دهند. با یادگیری و استفاده مؤثر از این مفاهیم، می‌توانید وظایف پیچیده را به سادگی و کارآمدی انجام دهید.

مفهوم فرآیند در لینوکس

فرآیند (Process) یک نمونه از اجرای یک برنامه است. هر برنامه‌ای که اجرا می‌شود، به عنوان یک فرآیند شناخته می‌شود و شامل کد برنامه، داده‌ها و منابع سیستم مورد نیاز آن است. فرآیندها در لینوکس به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

1. فرآیندهای والد (Parent Process): هر فرآیند جدید توسط یک فرآیند والد ایجاد می‌شود.
2. فرآیندهای فرزند (Child Process): فرآیندهایی که توسط فرآیند والد ایجاد می‌شوند.

مفاهیم کلیدی در مدیریت فرآیندها

1. PID (Process ID): شناسه منحصربه‌فرد هر فرآیند.
2. PPID (Parent Process ID): شناسه فرآیند والد.
3. حالت‌های فرآیند:
   • Running: در حال اجرا.
   • Sleeping: منتظر منبع.
   • Stopped: متوقف شده.
   • Zombie: فرآیند تمام شده اما هنوز اطلاعات آن در سیستم باقی است.

دستورات مدیریت فرآیندها

1. مشاهده فرآیندها

• ps: نمایش فرآیندهای جاری.

  ps aux

  • a: فرآیندهای تمامی کاربران.
  • u: نمایش اطلاعات کامل فرآیندها.
  • x: فرآیندهای بدون ترمینال.
• top: نمایش فرآیندهای فعال به صورت تعاملی.

  top

• htop: نسخه گرافیکی‌تر از top (برای نصب نیاز به دستور apt-get install htop یا معادل آن دارید).
• pgrep: جستجوی فرآیندها بر اساس نام.

  pgrep bash

2. مدیریت فرآیندها

• ایجاد فرآیند جدید: از دستور & برای اجرای برنامه در پس‌زمینه استفاده کنید:

  nano &

• متوقف کردن فرآیند: از دستور kill همراه با PID:

  kill 1234

  برای متوقف کردن اجباری:

  kill -9 1234

• تعویض بین پیش‌زمینه و پس‌زمینه:

  fg %1
  bg %1

• کنترل اولویت فرآیندها: با استفاده از دستور nice یا renice:

  nice -n 10 command
  renice 5 -p 1234

3. مشاهده وضعیت سیستم

• uptime: نمایش زمان کار سیستم و فرآیندهای فعال.

  uptime

• jobs: نمایش فرآیندهای فعال در ترمینال فعلی.

  jobs

• free: نمایش وضعیت حافظه سیستم.

  free -h

استراتژی‌های پیشرفته مدیریت فرآیندها

1. استفاده از systemd: مدیریت سرویس‌ها و فرآیندهای سیستمی.

   systemctl start/stop/restart service_name

2. استفاده از اسکریپت‌ها: خودکارسازی مدیریت فرآیندها با اسکریپت‌های شل.
3. نظارت بر فرآیندها: با ابزارهایی مانند atop یا glances برای مانیتورینگ منابع سیستم.

نکات پایانی

• همیشه از ابزارهایی مانند ps, top یا htop برای نظارت بر فرآیندهای سیستم خود استفاده کنید.
• در زمان متوقف کردن فرآیندها، دقت کنید که فرآیندهای حیاتی سیستم تحت تأثیر قرار نگیرند.
• از اولویت‌بندی فرآیندها برای بهبود عملکرد سیستم استفاده کنید.

grep: ستون اصلی جستجو در متن

grep یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین ابزارهای جستجو در لینوکس است. این دستور به شما امکان می‌دهد متون را با استفاده از الگوهای خاص (Regular Expressions) پیدا کنید.

ویژگی‌های اصلی grep:

• جستجو در فایل‌ها یا ورودی استاندارد.
• نمایش خطوطی که با یک الگوی خاص مطابقت دارند.
• امکان استفاده از عبارات منظم برای جستجوی پیشرفته.

هم‌خانواده‌های دستور grep

1. egrep (Extended grep):

egrep نسخه‌ای از grep است که به طور پیش‌فرض از عبارات منظم گسترده (Extended Regular Expressions) پشتیبانی می‌کند. این ابزار برای الگوهای پیچیده‌تر استفاده می‌شود.

مثال:

egrep "error|warning" log.txt

این دستور خطوطی را که شامل error یا warning هستند نمایش می‌دهد.

2. fgrep (Fixed grep):

fgrep به جای الگوهای معمول، رشته‌های متنی ثابت را جستجو می‌کند. این ابزار سریع‌تر است و مناسب جستجوی الگوهای ساده و بدون استفاده از عبارات منظم است.

مثال:

fgrep "error" log.txt

3. rgrep (Recursive grep):

rgrep نسخه‌ای از grep است که به صورت بازگشتی در پوشه‌ها جستجو می‌کند. این ابزار برای جستجوی متون در ساختارهای دایرکتوری بزرگ مفید است.

مثال:

rgrep "error" /var/log/

4. zgrep:

برای جستجو در فایل‌های فشرده‌شده با فرمت gzip استفاده می‌شود. این ابزار داده‌های فشرده را استخراج کرده و جستجو انجام می‌دهد.

مثال:

zgrep "error" logs.gz

5. pcregrep:

نسخه‌ای از grep که از Perl Compatible Regular Expressions پشتیبانی می‌کند. این ابزار برای عبارات منظم پیشرفته و پیچیده کاربرد دارد.

مثال:

pcregrep "\b(?:error|warning)\b" log.txt

sed: پردازش متن و تغییرات خودکار

sed یک ابزار قدرتمند برای ویرایش خودکار متون است. این ابزار می‌تواند همراه با grep برای تغییرات متنی پیشرفته استفاده شود.

موارد استفاده مشترک grep و هم‌خانواده‌ها

1. تحلیل فایل‌های لاگ: با ترکیب grep و rgrep می‌توانید ارورها و هشدارها را در فایل‌های متعدد پیدا کنید.
2. پیدا کردن خطوط خاص: ابزارهایی مانند egrep و pcregrep امکان جستجوی الگوهای پیچیده را فراهم می‌کنند.
3. جستجوی فایل‌های فشرده: با استفاده از zgrep می‌توانید بدون نیاز به باز کردن فایل، محتوای آن را بررسی کنید.

جمع‌بندی

دستورات grep و هم‌خانواده‌های آن مانند egrep، fgrep و rgrep ابزارهای قدرتمندی برای جستجو و تحلیل متن در سیستم‌های لینوکسی هستند. هر کدام از این ابزارها برای سناریوهای خاصی طراحی شده‌اند و می‌توانند با یکدیگر ترکیب شوند تا پردازش متن به ساده‌ترین و سریع‌ترین شکل ممکن انجام شود.

ساختار وراثت و PATH در لینوکس

در لینوکس، متغیر محیطی PATH نقش مهمی در تعیین مسیر جستجوی دستورات و فایل‌ها دارد. هرگاه دستوری در خط فرمان وارد شود، شِل (Shell) در مسیرهای تعریف‌شده در متغیر PATH به دنبال اجرای آن می‌گردد.
به طور کلی:

• PATH مجموعه‌ای از مسیرهای دایرکتوری است که با علامت : جدا شده‌اند.
• ترتیب این مسیرها تعیین می‌کند شِل ابتدا کدام دایرکتوری‌ها را جستجو کند.

مثال:

echo $PATH

این دستور مسیرهای موجود در متغیر PATH را نمایش می‌دهد.

دستورات کاربردی برای جستجو در لینوکس

1. دستور type

دستور type برای مشخص کردن نوع یک دستور استفاده می‌شود. این ابزار نشان می‌دهد آیا یک دستور یک Shell built-in است، یک فایل اجرایی، یا یک alias.

مثال:

type ls

خروجی: ls is aliased to 'ls --color=auto'

کاربرد:

• بررسی اینکه یک دستور از کجا اجرا می‌شود.
• تعیین اینکه آیا دستور، داخلی شِل است یا نه.

2. دستور whereis

این دستور برای جستجوی فایل‌های مربوط به دستورات مانند فایل‌های باینری، سورس‌کد و صفحات manual استفاده می‌شود.

مثال:

whereis ls

خروجی مسیرهایی که فایل باینری و مستندات مرتبط با ls قرار دارند، نشان می‌دهد.

کاربرد:

• پیدا کردن سریع مسیرهای مرتبط با یک دستور خاص.
• مناسب برای بررسی نصب بودن ابزارها.

3. دستور locate

locate ابزاری سریع برای جستجوی فایل‌ها و دایرکتوری‌ها است. این دستور از یک پایگاه داده از پیش‌ساخته برای جستجو استفاده می‌کند.

ویژگی‌ها:

• سریع‌تر از دستور find.
• نیازمند به‌روزرسانی پایگاه داده با دستور updatedb.

مثال:

locate filename

کاربرد:

• جستجوی سریع فایل‌ها در کل سیستم.
• مناسب برای سیستم‌هایی که پایگاه داده آن‌ها به‌روز است.

4. دستور find

یکی از قدرتمندترین دستورات برای جستجوی فایل‌ها بر اساس معیارهای مختلف مانند نام، اندازه، تاریخ آخرین تغییر و … است.

ویژگی‌ها:

• به صورت لحظه‌ای و بدون نیاز به پایگاه داده کار می‌کند.
• انعطاف‌پذیری بالا با استفاده از گزینه‌های مختلف.

مثال:

find /home -name "filename"

این دستور فایل با نام filename را در مسیر /home جستجو می‌کند.

کاربرد:

• جستجوهای پیشرفته و ترکیبی.
• مدیریت فایل‌ها در دایرکتوری‌های خاص.

مقایسه دستورات جستجو

جمع‌بندی

درک و استفاده از ابزارهای جستجو مانند type، whereis، find و locate به شما کمک می‌کند مدیریت فایل‌ها و مسیرهای اجرایی در لینوکس را بهبود دهید. هرکدام از این ابزارها کاربرد خاص خود را دارند و می‌توانند با توجه به نیاز شما استفاده شوند.