LPI 101

Il LPI 101 rappresenta la parte introduttiva del percorso che stai per intraprendere. Prima di diventare un guru di questo splendido mondo non puoi non partire dalle basi perché senza le fondamenta non si può costruire nulla di realmente stabile. Quindi buono studio a tutti.

La Storia di Linux

La storia di Linux è una storia di passione, collaborazione e apertura. Linus Torvalds, un giovane studente finlandese, iniziò a sviluppare il kernel di Linux nel 1991 come progetto personale. Ecco alcuni punti chiave nella storia di Linux:

  • Nascita del Kernel: Linus Torvalds iniziò lo sviluppo del kernel di Linux nel 1991. Il suo obiettivo era creare un sistema operativo che potesse essere eseguito su computer IBM PC, e voleva che fosse simile a Unix, un sistema operativo popolare tra i ricercatori e gli sviluppatori.
  • Filosofia Open Source: Linus Torvalds rilasciò Linux sotto la GNU General Public License (GPL). Questa licenza open source permise a chiunque di utilizzare, modificare e distribuire il codice sorgente del kernel. La GPL richiedeva anche che le versioni modificate del software fossero rese pubbliche, contribuendo così a creare una comunità di sviluppatori che collaboravano al progetto.
  • Crescita della Comunità: La filosofia open source di Linux attirò rapidamente l’attenzione di sviluppatori in tutto il mondo. Questi sviluppatori iniziarono a contribuire al progetto, migliorando il kernel e sviluppando software aggiuntivo. Questa crescita organica portò alla creazione di una vasta comunità Linux.
  • Distribuzioni Linux: Poiché Linux è composto non solo dal kernel, ma anche da un insieme di software e librerie, le distribuzioni Linux iniziarono a emergere. Queste distribuzioni raccoglievano il kernel Linux insieme a una selezione di software e strumenti per creare sistemi operativi completi. Distribuzioni come Debian, Red Hat, e Slackware divennero popolari e contribuirono alla diffusione di Linux in vari settori.
  • Adozione su Larga Scala: Negli anni, Linux è stato adottato in una vasta gamma di settori. È diventato la scelta predominante per i server, alimentando una significativa parte di Internet. È stato utilizzato in dispositivi incorporati, supercomputer, telefoni cellulari e persino nell’Internet delle cose (IoT).
  • Linux nel Mondo Reale: Linux ha avuto un impatto notevole sul mondo. È la base di molti sistemi operativi mobili, tra cui Android. È ampiamente utilizzato nei server web, con Apache, Nginx e altre tecnologie open source. Le distribuzioni Linux sono spesso utilizzate in ambito aziendale, rendendo Linux una scelta affidabile per molte organizzazioni.

La storia di Linux è un esempio di come la collaborazione aperta e la condivisione del sapere possono portare alla creazione di qualcosa di straordinario. Il kernel Linux è diventato un esempio di successo per il software open source e ha dimostrato che un sistema operativo può competere efficacemente con i sistemi operativi proprietari in vari settori. La sua storia continua a evolversi grazie al contributo costante della comunità globale di sviluppatori.


Architettura del sistema Linux

  • L’architettura del sistema: Linux è basata sui principi fondamentali di un sistema operativo Unix-like. Ecco una panoramica più dettagliata dei suoi componenti principali:
  • Sistema di File Virtuale (VFS): Linux utilizza un sistema di file virtuale che consente l’accesso uniforme a una varietà di sistemi di file, inclusi file locali, dispositivi di blocco, dispositivi di caratteri, file di rete e altro. Questo sistema consente ai programmi di accedere ai dati in modo trasparente; indipendentemente da dove siano archiviati;
  • Interfaccia di Rete: L’interfaccia di rete (NIC, Network Interface Card) gestisce la connettività di rete del sistema. Linux supporta una vasta gamma di dispositivi di rete ed è in grado di configurare e gestire interfacce Ethernet, wireless e virtuali. La configurazione delle interfacce di rete avviene attraverso strumenti come ifconfig, ip, e file di configurazione come /etc/network/interfaces;
  • Gestione della Memoria: Il kernel Linux è responsabile della gestione della memoria del sistema. Questo include l’allocazione e il rilascio di memoria fisica e virtuale, la gestione degli swap space, la memoria virtuale, la paginazione e la gestione della cache;
  • Scheduler del Kernel: Il scheduler del kernel decide quali processi hanno accesso alla CPU e in quale ordine vengono eseguiti. Il scheduler utilizza algoritmi complessi per garantire un’allocazione efficiente della CPU, tenendo conto delle priorità dei processi e dell’affinità CPU;
  • Gestione dell’Input/Output (I/O): Il kernel gestisce l’I/O verso e da dispositivi hardware, inclusi dischi, dispositivi di rete, stampanti e periferiche USB. Ciò include la gestione delle code di I/O, l’ottimizzazione delle prestazioni dell’archiviazione e la gestione dell’I/O asincrono;
  • Gestione dell’Energia: Linux supporta la gestione dell’energia per dispositivi hardware e sistemi incorporati. Questo consente di risparmiare energia e prolungare la durata della batteria su dispositivi portatili;
  • Sistema di Stampa: Linux include un sistema di stampa che consente di configurare e gestire stampanti locali e di rete. CUPS (Common Unix Printing System) è uno dei sistemi di stampa più comuni utilizzati in Linux;
  • Servizi di Rete: Linux supporta una vasta gamma di servizi di rete, tra cui DNS (Domain Name System), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), SSH (Secure Shell), e molti altri. Questi servizi consentono la comunicazione e l’accesso a risorse di rete;
  • Gestione dei Pacchetti: Linux utilizza sistemi di gestione dei pacchetti, come APT (Advanced Package Tool) e RPM (Red Hat Package Manager), per l’installazione, la rimozione e la gestione dei software sul sistema. Questi strumenti semplificano notevolmente il processo di gestione del software.
  • Comandi di Amministrazione: Gli amministratori di sistema utilizzano una varietà di comandi per configurare, monitorare e gestire il sistema. Questi comandi includono ps per visualizzare i processi in esecuzione, top per monitorare le risorse del sistema, ls per elencare i file, chmod per modificare i permessi dei file e molti altri;
  • Kernel Linux: Il kernel Linux è il nucleo del sistema operativo. È la parte centrale che comunica direttamente con l’hardware e gestisce le risorse del sistema. Le sue principali funzioni includono la gestione della memoria, la gestione dei processi, la gestione dei dispositivi hardware e la comunicazione con le applicazioni utente.


altri elementi dell'architettura Linux

  • Kernel Linux: Il kernel Linux è il nucleo del sistema operativo. È la parte centrale che comunica direttamente con l’hardware e gestisce le risorse del sistema. Le sue principali funzioni includono la gestione della memoria, la gestione dei processi, la gestione dei dispositivi hardware e la comunicazione con le applicazioni utente.
  • Spazio Utente: Il sistema Linux è organizzato in spazio utente, che è la parte del sistema a cui gli utenti accedono direttamente. Questo spazio contiene applicazioni, librerie, file di configurazione e tutti gli strumenti di cui gli utenti hanno bisogno per interagire con il sistema.
  • Shell: La shell è un interprete di comandi che consente agli utenti di interagire con il sistema operativo. La shell esegue comandi, avvia processi e gestisce l’input/output. Una delle shell più comuni in Linux è Bash (Bourne Again Shell), ma ce ne sono molte altre, come Zsh e Fish.
  • Filesystem: Linux utilizza un filesystem gerarchico con una struttura ad albero, simile a un sistema Unix. I file sono organizzati in directory e sottodirectory, e tutto è trattato come file, inclusi dispositivi hardware e risorse di rete. Questa struttura è gerarchica, con una radice (“/”) da cui si diramano tutte le directory.
  • Servizi e Demonio: Linux esegue molti servizi e demoni in background. Questi servizi forniscono funzionalità come la rete, la stampa, la sicurezza, il cron (per pianificare attività), e altro. I demoni sono programmi che vengono eseguiti in background e possono essere configurati per avviarsi automaticamente all’avvio del sistema.
  • Gestione dei Processi: Il kernel di Linux gestisce i processi in esecuzione sul sistema. I processi possono essere applicazioni utente, servizi di sistema o demoni. Il kernel assegna loro tempo di CPU, gestisce la loro priorità e controlla la loro comunicazione. La gestione dei processi include anche la creazione, la terminazione e la comunicazione tra i processi.
  • Utenti e Autorizzazioni: Linux gestisce utenti e gruppi, fornendo un sistema di autorizzazioni basato su file e directory. Ogni file e directory ha proprietario, gruppo e autorizzazioni associati, che determinano chi può leggere, scrivere o eseguire tali risorse.
  • Librerie di Sistema: Le librerie di sistema sono raccolte di codice condiviso utilizzate da molte applicazioni. Queste librerie forniscono funzionalità comuni, come la gestione dei file, la comunicazione di rete e altro. Ciò consente di evitare la duplicazione del codice e di ridurre le dimensioni delle applicazioni.
  • Comunicazione tra Processi: I processi in Linux possono comunicare tra loro tramite vari meccanismi, come le pipe, i socket, i file di messaggistica, i segnali e altro. Questi meccanismi consentono la cooperazione tra processi e l’interazione tra applicazioni.
  • Gestione della Rete: Linux offre una vasta gamma di strumenti e protocolli per la gestione della rete. Ciò include configurazione di interfacce di rete, routing, firewall, servizi di rete e protocolli di comunicazione.