緯育 2026-0319

LINUX 課程大綱

本課程以系統化方式建立對 Linux 的完整認識與實務能力，涵蓋過去、現況與未來趨勢，並強調其在現代設備與服務中的核心地位。課程以半天一主題進行：上午導入生態與觀念、安裝並體驗桌面版；下午安裝兩套主流伺服器（Ubuntu 與 CentOS），完成帳號登入與網路連通，若時間不夠至少完成一套。 後續主題延伸：

• 指令基礎
• 文字編輯器
• 網路設定
• 套件安裝
• 檔案權限（預設/延伸/特殊/ACL）
• 帳號與群組
• 磁碟與檔案系統（分割、格式化、掛載、LVM 擴容與資料遷移）
• 系統開機流程（GRUB、init、Kernel）
• 在無圖形介面環境的系統管理（主態檔變更、程序管理、資源監控）
• 文字網路工具（上傳下載、文字瀏覽器）
• 排程與自動化（單次與週期）
• 以及常見伺服器服務的安裝與管理（Web、FTP、rsync、SSH、NFS）。
  
  

課程亦對比 Linux 與 Windows 維運心智模型，指出 Linux 架構與維護的清晰與簡潔，並提醒在正式環境禁止冒進更動開機流程與關鍵設定。

Linux 的重要性與普及

• 產業採用度持續攀升，伺服器環境由傳統 Unix 轉向 Linux，比例已超過一半，未來只會更高。
• 消費與智慧設備高度仰賴 Linux：Android 手機、生態系各品牌智慧裝置、家用視訊監控器、智慧門鎖與燈泡等。
• 家用路由器普遍以 Linux 為核心，雖僅提供 Web 管理介面，但內部服務堆疊與常見網頁伺服器一致。
• 桌面版 Linux 已能對應多數 Windows 常用軟體（會議軟體、瀏覽器含 Edge 等），差異逐漸集中在作業系統層面。

發行版生態與就業對應

• 主軸聚焦 Ubuntu 與 CentOS，兩者合計使用比例達七成以上；網通設備導向常用 CentOS，研發導向常用 Ubuntu。
• 具備雙版本經驗可提升面試應對力；理解兩者共通性與差異，可延伸到其他發行版。
• 教學策略：差異大則雙版示範，相同則單版示範、跨版練習；動手操作為主。

無圖形介面環境的操作與系統管理

• 主態檔變更與常見維運：時區與時間設定、程序查詢與終止、記憶體與硬體資源監控。
• 純文字介面操作習慣與便利工具：alias、link、帳號間訊息傳遞；熟練後文字操作更高效。
• 身分驗證（PAM）概念與示範：理解「誰來驗證」的機制與基本配置。
• 文字網路工具：檔案上傳下載、純文字瀏覽器；適用於高安控且無 GUI 的受限環境。

指令、編輯器與網路設定

• 指令基本架構與核心命令：目錄切換、檔案/目錄建立刪除、複製、搬移/改名；掌握 stdin/stdout/stderr、重導向與管線。
• 文字編輯器在設定檔管理中的角色：以兩套編輯器完成主機名稱與固定 IP 設定，對比 Ubuntu/CentOS 操作差異。
• 套件安裝的三種方式：圖形化商店與兩類指令途徑；跨版指令已整理到「只差一個字」等級；理解來源與認證。

檔案權限體系（預設、延伸、特殊、ACL）

• 預設 RWX 權限為通用基礎，可直接以權限判斷目錄可進入與檔案可執行性。
• 延伸屬性提供更細緻控制；特殊權限（setuid/setgid/sticky）在特定情境生效；ACL 允許多使用者共享存取。
• 教學分段：預設/延伸與特殊/ACL 分開講解，降低混淆。

帳號與群組管理

• 新增、刪除、修改、停用與授權；切換帳號與群組。
• 帳號與群組資料儲存於數個文字檔，受權限保護但可讀結構，利於維運與災難復原。
• 對比 Microsoft 權限複雜度，建立跨平台心智模型。

磁碟、檔案系統、掛載與 LVM

• 分割/格式化與檔案系統選擇：Windows（FAT32/NTFS/exFAT）、Linux（ext 系列、XFS 等）、macOS（APFS）。
• 掛載點導向的路徑模型對比 Windows 槽號。
• LVM 擴容與資料遷移：新增硬碟加入容量、不中斷服務移轉資料、拔除舊碟；操作可簡化為少量指令。

系統開機流程與風險

• 三大組件：GRUB、init、Kernel；說明作用與流程，並提醒虛擬機可安全試驗。
• 禁止在客戶環境冒進更改開機流程或關鍵設定，避免系統無法開機。

伺服器服務與防火牆

• 服務安裝與管理：Web、FTP、rsync、SSH、NFS 等，以達成目標功能為教學重心。
• 防火牆學習以原理為主、指令次之；在專門課程中進一步安裝與設定。

作業系統比較與歷史

• Windows 作業系統的演進與特性
  • 講師回顧Windows發展史，從極其成功的Windows 95（曾佔全球九成市佔率），到介面風格延續至Windows XP。
• Linux 與蘋果 macOS 的關係
  • 蘋果的作業系統macOS是基於BSD，而非Linux。
  • 由於Linux與BSD都在模仿UNIX系統，它們從目錄架構到指令用法都幾乎完全相同，因此蘋果電腦可作為學習Linux的工具。
• 蘋果電腦的市場定位與硬體
  • 蘋果電腦的全球市佔率長期偏低（約5%-10%），其伺服器產品市佔率也不高。
  • 近期推出的Mac mini適合做為學習機，但不適合大型遊戲或AI運算。

Linux 的定義、優點與哲學

• Linux 的「免費」與「自由」概念
  • Linux是自由軟體，社群更強調其「自由」（Free）而非「免費」。核心在於「四大自由」：自由複製、自由使用、自由修改、自由散佈。
• Linux 的優點
  • 優點一：系統狀態與資訊完全公開：系統狀態透明，病毒和木馬難以隱藏。任何執行的程序都會被清楚顯示。
  • 優點二：所有狀態與動作都會被記錄：系統會詳細記錄所有事件，如使用者登入、服務操作、應用程式異常等，駭客需清除日誌才能隱藏蹤跡。
  • 優點三：系統穩定，無需頻繁重開機：Linux記憶體管理良好，非常穩定，除非更新核心，否則無需重開機。
  • 優點四：核心與使用者介面的分離：Linux核心與使用者介面（如Ubuntu桌面）相對獨立，介面當機不影響核心穩定。
  • 優點五：卓越的整體效能：全球頂尖的高效能運算伺服器中，超過八成運行Linux系統。
  • 優點六：技術創新的前沿：Linux常率先應用最新技術（如暗黑模式、AI），相較下蘋果和微軟反應較慢。

Linux 的核心哲學

• 工程師導向與技術優先：重視新技術與應用的實現，而非商業目的。
• 一致性與可辨識性：不同發行版（如CentOS、Fedora）之間操作體驗差異不大，具有高度一致性。
• 沒有消息就是好消息：當指令成功執行時，系統不會顯示任何成功訊息，只會跳到下一行命令提示符。這種「沉默是金」的特性源於 "Talk is cheap. Show me the code." 的精神，強調執行效率。

Linux 對初學者的挑戰與迷思

• 操作介面與指令的迷思
  • 介面不友善：習慣Windows的使用者初見Linux圖形介面會感不適，這需要時間熟悉，類似於初次接觸macOS。
  • 需要記憶大量指令：Linux現有四千多個指令，反映其功能強大，但並非所有操作都需要指令。
  • 複雜的目錄架構：初學者認為Linux目錄複雜，但講師指出Windows將軟體安裝在多處（如Program Files、AppData），結構更為複雜且不易清理。
• 軟硬體相容性問題
  • 商業軟硬體廠商優先支援市佔率高的Windows，導致Linux用戶在使用最新硬體（如頂級顯示卡）時可能因缺乏驅動程式而遇到問題。建議選擇稍舊一些的硬體以獲得更好相容性。
• 系統回饋與錯誤訊息
  • Linux在出錯時可能直接顯示相關程式碼，對非開發者難以理解。相較下，Windows錯誤訊息較簡潔，但可能需要付費聯繫客服。
• 獨立學習與問題解決
  • Linux使用者需學習獨立解決問題，如透過指令安裝軟體，並在出錯時查找系統日誌（log）分析錯誤訊息。

自由軟體概念與衍生產品

• 自由軟體的四大自由
  • 自由複製：可以自由地複製軟體。
  • 自由使用：可以自由地使用軟體。
  • 自由修改：可以自由地修改軟體源碼。
  • 自由散佈：可以自由地散佈軟體。
• 自由軟體的使用限制與風險
  • 不能將修改後的自由軟體源碼隱藏，並聲稱是自己的產品營利。
  • 使用自由軟體二次開發的產品，其本身也必須公開源碼，這曾導致台灣廠商一公開源碼，對岸市場就出現大量功能雷同的「公版」產品。

容器技術的發展 (Docker & Kubernetes)

• Docker 的起源與核心概念
  • Docker源於一家公司將Linux中繁瑣的容器啟動步驟用Go語言寫成腳本，以簡化流程。後將此工具開源而爆紅。
  • Docker的核心價值在於將Linux既有的技術進行封裝，提供簡單的指令（如docker run）來啟動和管理應用程式。
• Kubernetes (K8S) 的角色
  • K8S（因K和S之間有8個字母得名）是一個容器管理軟體，用於管理眾多不同來源的容器（如Docker、AWS容器等）。
  • 學習K8S時，仍需了解底層容器技術（如Docker）的指令，以便進行問題排查。

主流作業系統分類

• Windows
  • 個人版: 如Windows 10, 11等。
  • 伺服器版: 如Windows Server系列。
  • 開發版: Windows Core。
• UNIX (純正血統)
  • 目前已不多見，主要由IBM的AIX和HP的HP-UX維護。
• BSD (Berkeley Software Distribution)
  • 常見的有FreeBSD、NetBSD、OpenBSD。macOS的底層基於BSD發展而來。
• Linux
  • 擁有數以千計的衍生版本，對初學者易造成選擇困難。
  • 第一大類 (Red Hat 及其衍生版):
  • Red Hat: 商業版，需付費訂閱。
  • CentOS: 免費版，內容源自Red Hat，在台灣伺服器市場廣泛使用。
  • Fedora: 常被用於教學。
  • 第二大類 (Debian 及其衍生版):
  • Debian: 穩定且歷史悠久的發行版。
  • Ubuntu: 本次課程使用的系統，基於Debian開發。
  • SteamOS: 遊戲掌機Steam Deck的系統，早期基於Debian，3.0後改為基於Arch Linux。
  • Arch Linux: 另一個重要的Linux發行版。

早期作業系統與硬體背景

• BECIS-1：IBM-704上的批次處理系統，被視為最早的作業系統之一；大型機規模，與AT&T/貝爾實驗室後續產業演進相關。
• Multics：貝爾實驗室與MIT合作，服務GE（奇異公司），運行於GE-645分時主機。約1964年即可支援約300人併發、連接大量終端機（鍵盤+螢幕、無滑鼠），在當時極為先進。

UNIX的起源與語言演進

• Ken Thompson與PDP-7：貝爾退出Multics後，Thompson為延續Space Travel遊戲，在PDP-7上以B語言做出簡化系統，逐步擴充為UNIX雛形。
• Dennis Ritchie與PDP-11：指出B語言效能不足，導入C語言；UNIX於PDP-11上部分改寫為C，使名稱與技術方向定型。
• 生態延伸：UNIX影響擴及Sun（後被Oracle收購）、Solaris等產品與眾多技術堆疊。

帳號模型與雲端/蘋果的比較

• 雲端/Apple：一人一帳號、重複登入互踢、帳號等同個人。
• UNIX：帳號是權限集合，可多人共用同一帳號並同時使用。

BSD的出現、技術替換與苹果殼層演進

• BSD成立：伯克萊CSRG獲DARPA資助，目標強化UNIX並打包為BSD；早期與UNIX基底一致，逐步差異化與快速迭代（2.0、3.0、4.0…）。
• 關鍵替換：BSD 2.0推出vi（自ex改造）、偏好C語言而以csh替代sh；3.0之後導入虛擬記憶體與新核心。
• Apple殼層：早期用csh，Intel末期改bash，Apple Silicon改zsh；顯示其技術選型務實、非單一路線。

UNIX授權策略、商業整合與System系列

• 教研與商業：UNIX對學術單位低價或免費，對企業採付費授權，本質為商業軟體。
• BSD壓力與整合：BSD免費策略侵蝕UNIX商業空間；UNIX 7.0為最後低價/免費授權，後續以System I/II/III/V整合研究成果（System V於1981年成型）。
• 封閉性與Release：System V以Release節奏整合功能，逐步不再提供原始碼，走向更封閉。

PC與DOS的出現與微軟策略

• 來源與並行品牌：微軟買入QDOS（86-DOS），以PC-DOS授予IBM同時販售MS-DOS，形成86-DOS/PC-DOS/MS-DOS並行。
• 年代與版本：PC誕生約1981；DOS 1.1在1981，MS-DOS發展至6.22；Windows 95含DOS 7.0。
• 對照網路能力：BSD於1981年即具TCP/IP，遠早於Windows 95/98的內建網路堆疊。

Windows NT與UNIX權利演變

• NT研發與成功：1988年起步，Windows NT伺服器獲市場成功。
• 權利競逐與標準化：Novell曾收購UNIX權利；最終UNIX轉向以標準為核心，符合者稱UNIX，不符合但相似者稱UNIX-like。

1992年AT&T訴訟與BSD分支誕生

• Net1/Net2、386BSD：以BSD授權重構、在386 PC上運行，突破當時PC僅能跑DOS的限制。
• 訴訟與禁發：1992年AT&T起訴BSD/Networking等，免費散布影響商業利益而遭禁發；網路下載不普及導致近乎消失。
• 和解與分支：BSD移除爭議內容推出BSD Lite 4.4（1995），促成FreeBSD、OpenBSD、NetBSD誕生；同年Windows 95上市。

MINIX、GNU理念與多源核心

• MINIX：教授為教學目的而作的UNIX 7仿作，可在PC運行；早期需購書、限制商用，後採BSD授權放寬。
• 多源核心：核心不止一條主線，包含Minix、Mach、GNU Hurd等；Apple取用Mach與K32/K64路徑形成macOS X，顯示「取用與改造」的實務。
• GNU與自由軟體：Stallman倡議GNU is not Unix、共享與可改進理念，建立GCC等工具鏈，核心Hurd進展緩慢。

Linux核心、命名沿革與驅動爭議

• Linux是什麼：只要使用Linux核心即可稱為Linux；核心與發行版分層，核心先啟動，桌面當機通常不影響核心。
• 誕生動機：GNU核心進展慢、BSD在PC上取得不易、Minix授權受限，促使Linus自寫核心；早期版本從0.0.1到1.0（1994年）。
• 命名故事：原稱Freax，FTP站管理員改為Linux；也有Linus+Minix組合說。
• 驅動開源爭議：2012年Linus批評NVIDIA不友善Linux；AMD長期開源，NVIDIA先以二進位驅動、後逐步開放原始碼，歷史上開源程度不同。
• 發行版時間線：生態繁盛，眾多分支至今仍維護。

Linux核心版本史與當代版本觀念

• 2.x長期跨度：2.2/2.4/2.6支援差異曾需熟記（雙數穩定）；現代用戶已無此負擔。
• 2011更名3.0：非技術大改，偏向節奏與認知調整（與Android版本進展視覺不協調）。
• 最新主線：現以6.x為主流並持續演進，預期近年可見7.0。

Ubuntu策略與伺服器選型

• 基底與定位：Ubuntu基於Debian，主打易用免費；分為Server/Desktop與Core/單板機等衍生。
• 固定節奏與版號：每年4月與10月發版，版號如24.04表示年+月。
• LTS與延長支援：雙數年4月為LTS，標準5年；可加購Ubuntu Pro或ESM延長至合計10年。伺服器部署優先選LTS（過去24.04，未來26.04）。

Red Hat生態、CentOS/Stream與替代方案

• RHEL商業優勢：企業市場占有高、主張高可用/高穩/高效能；套件管理用RPM/YUM；IBM收購後整合。
• 認證考試：現行路徑RHCSA→RHCE，資訊更透明，難度與流程已調整。
• CentOS：早年社群重編RHEL而成，2014後Red Hat接管；2019分主版與Stream，2020起僅保留Stream（滾動更新），引發社群不滿。
• Rocky Linux與Fedora：Rocky回歸RHEL相容穩定定位；Fedora為前沿測試場，新技術先行驗證再上RHEL。

SUSE/OpenSUSE與Debian、Linux Mint

• SUSE/OpenSUSE：企業版SUSE Linux Enterprise與個人向OpenSUSE並行；OpenSUSE以滾動更新（Tumbleweed/Rolling）回應更新需求；管理工具zypper/YaST。
• Debian：1993創立，堅持GNU理念；廣泛支援多架構，套件管理dpkg/APT；穩定版保守更新，提供Stable/Testing/Unstable三軌以平衡穩定與新鮮度。
• Linux Mint：桌面導向，分Ubuntu基底與LMDE（Debian基底）；「貼近Windows」之說見仁見智，安裝即用、介面友好。