1. Tổng quan và Triết lý Mở của Hệ điều hành Linux
Tóm tắt nội dung
Giáo trình mở đầu bằng việc giới thiệu Linux là một Hệ điều hành dạng UNIX (Unix-like Operating System) , được thiết kế để chạy trên các bộ vi xử lý Intel 80386 trở lên, hoặc các bộ vi xử lý tương thích của AMD và Cyrix. Điều quan trọng là Linux được viết lại toàn bộ từ con số không, không sử dụng bất kỳ dòng lệnh nào của UNIX, nhằm tránh các vấn đề về bản quyền. Mặc dù vậy, hoạt động của Linux hoàn toàn dựa trên nguyên tắc của hệ điều hành UNIX , do đó, việc nắm vững Linux sẽ giúp người học nắm được UNIX nói chung. Linux cũng thỏa mãn chuẩn POSIX.1.
Lịch sử phát triển được trình bày rõ ràng: Linus Torvalds, sinh viên Đại học Tổng hợp Helsinki, Phần Lan, bắt đầu dự án năm 1991 sau khi xem xét Minix. Phiên bản 0.01 ra đời ngày 25/8/1991. Đến năm 1994, phiên bản chính thức 1.0 được phát hành. Quá trình phát triển này được tăng tốc nhờ sự giúp đỡ của chương trình GNU (GNU’s Not Unix). Đến cuối năm 2001, phiên bản kernel mới nhất được đề cập là 2.4.20.
Vấn đề bản quyền được làm rõ thông qua GNU Copyleft hay GPL (General Public License). Theo GPL, tác giả vẫn giữ quyền sở hữu , nhưng bất kỳ ai cũng có quyền bán bản sao của chương trình với bất kỳ giá nào mà không phải trả cho tác giả ban đầu. Quan trọng nhất, người sở hữu chương trình phải tạo điều kiện cho người khác sao chép chương trình nguồn để tiếp tục phát triển.
Cảm nhận cá nhân
Triết lý Mã nguồn Mở (Open Source) được trình bày ngay từ đầu không chỉ là một đặc điểm kỹ thuật mà là một tuyên ngôn văn hóa. Cảm nhận là giáo trình đã định vị Linux không chỉ là một sản phẩm công nghệ mà còn là một mô hình hợp tác toàn cầu. Trong bối cảnh Việt Nam những năm 2000 khi vấn đề bản quyền phần mềm đang trở nên cấp thiết, lời nhấn mạnh rằng Linux là miễn phí (free) và sẽ là thông số quan trọng khi người lập trình muốn có thu nhập chính đáng và chấm dứt sao chép trộm phần mềm mang một ý nghĩa chiến lược to lớn.
Việc Linux được viết lại từ con số không nhưng tuân thủ nguyên tắc UNIX là một bài học về chuẩn hóa và thiết kế hệ thống. Nó cho thấy giá trị của việc tuân thủ các chuẩn mực công nghiệp (như POSIX.1 ), ngay cả khi xây dựng một hệ thống hoàn toàn mới. Đối với người học, điều này đảm bảo rằng kiến thức họ thu được về Linux là kiến thức nền tảng, có thể chuyển giao cho bất kỳ hệ thống UNIX nào khác, bởi vì sự khác nhau giữa các UNIX cũng không kém gì giữa UNIX và Linux. Điều này khiến việc học Linux trở thành cửa ngõ vững chắc để bước vào thế giới hệ điều hành chuyên nghiệp.
2. Ưu điểm Vượt trội và Sự Hỗ trợ Đa Nền tảng
Tóm tắt nội dung
Phần “Why Linux?” (Tại sao lại là Linux?) đi sâu vào các ưu điểm nổi bật của hệ điều hành này:
- Ổn định (Stability): Linux rất ổn định, ngay cả các server phục vụ mạng lớn (hàng trăm máy trạm) cũng hoạt động rất ổn định.
- Đầy đủ (Completeness): Linux cung cấp đầy đủ các công cụ và tiện ích cần thiết, ngang bằng với các hệ thống UNIX thương mại khác (IBM, SCO, Sun), bao gồm C compiler, perl interpreter, shell, TCP/IP, proxy, firewall, và tài liệu hướng dẫn chất lượng cao.
- Kiến trúc (Architecture): Linux là một HDH hoàn toàn 32-bit ngay từ đầu. Tài liệu cũng lưu ý đã có các phiên bản 64-bit chạy trên máy Alpha Digital hay Ultra Sparc.
- Mềm dẻo trong cấu hình (Flexibility): Linux cho phép người dùng cấu hình linh động, ví dụ như tùy ý điều chỉnh độ phân giải màn hình Xwindow và thậm chí dễ dàng sửa đổi ngay cả kernel.
- Hỗ trợ Đa nền tảng (Multi-platform): Linux chạy được trên nhiều máy khác nhau, từ PC 386/486 tự lắp cho đến máy SUN Sparc. Ngày nay, nó còn chạy được trên Macintosh.
- Hỗ trợ Công nghiệp (Corporate Support): Đối với các server sử dụng dữ liệu quan trọng, người dùng hoàn toàn có thể tìm được sự trợ giúp từ các công ty lớn. IBM đã chính thức chào bán server chạy trên Linux.
Giáo trình cũng phân loại các phiên bản của Linux kernel (dạng X.YY.ZZ), trong đó YY là số chẵn là phiên bản ổn định, YY là số lẻ là phiên bản thử nghiệm. Các phân phối (distribution) Linux quen thuộc được liệt kê bao gồm RedHat, Debian, SUSE, Slakware, Caldera. Cuốn sách tập trung vào RedHat Linux.
Cảm nhận cá nhân
Phần này là một sự khẳng định mạnh mẽ về tính chuyên nghiệp của Linux. Cảm nhận là giáo trình đã làm nổi bật vai trò của Linux không chỉ là một lựa chọn miễn phí mà là một lựa chọn chất lượng.
Điểm mạnh về mềm dẻo trong cấu hình và khả năng sửa đổi kernel là một yếu tố then chốt cho môi trường đào tạo và nghiên cứu. Nó cho phép sinh viên thực sự hiểu và thay đổi cách hệ điều hành hoạt động, một điều hầu như không thể làm được với các hệ điều hành thương mại đóng. Khả năng tùy biến này dạy về tư duy hệ thống và chiều sâu kỹ thuật.
Sự công nhận và hỗ trợ từ các công ty lớn như IBM vào thời điểm đó là một cột mốc quan trọng, làm tan biến suy nghĩ truyền thống “của rẻ là của ôi” và xác nhận Linux là một nền tảng doanh nghiệp nghiêm túc. Điều này cung cấp cho người học sự tự tin rằng kỹ năng về Linux là kỹ năng có nhu cầu cao trên thị trường lao động. Sự đa dạng của các phân phối cũng là một bài học về sự cạnh tranh và đổi mới trong mô hình mã nguồn mở.
3. Kiến trúc Cốt lõi và Cơ chế Khởi động Hệ thống
Tóm tắt nội dung
Giáo trình giới thiệu về kiến trúc cơ bản, bao gồm các ứng dụng (như KOffice, Start Office ) và các thành phần cốt lõi của Linux.
Một phần quan trọng được đề cập qua các đoạn trích là Quá trình khởi động và kết thúc của UNIX. Sau khi kiểm tra phần cứng và tải các chương trình điều khiển (driver) từ ROM , hệ thống chuyển sang giai đoạn định hình cấu hình thông qua tập tin /etc/inittab.
Tập tin này định nghĩa Bảy mức hoạt động (run level) khác nhau từ 0 đến 6. Các mức này bao gồm:
- Mức 0: Để shutdown hệ thống.
- Mức 1: Đơn người sử dụng (single user), thường dùng để sửa chữa lỗi hệ thống tập tin.
- Mức 2, 3: Hai mức cho đa người sử dụng.
- Mức 4: Không dùng.
- Mức 5: Mức cho đa người sử dụng và có giao diện đồ hoạ X-Window.
- Mức 6: Dùng để reboot hệ thống.
Mức mặc định (default run level) được quy định trong tập tin /etc/inittab. Tương ứng với mỗi mức là các thư mục rc?.d, chứa các script bắt đầu bằng S (start) để khởi động các tiến trình, và K (kill) để dừng các tiến trình khi chuyển qua mức hoạt động khác. Lệnh init số_mức cho phép chuyển đổi giữa các mức của hệ thống.
Ngoài ra, giáo trình đề cập đến quản lý bộ nhớ, cụ thể là hệ thống bộ nhớ mở rộng (swap). Khác với MS Windows sử dụng file pagefile.sys trên cùng partition, Linux đặt swap trên một partition riêng, giúp hạn chế rất nhiều sự phân mảnh.
Cảm nhận cá nhân
Sự tập trung vào Run Level và cơ chế khởi động cho thấy sự khác biệt cơ bản giữa Linux và các hệ điều hành khác (như Windows), nơi quá trình khởi động thường bị che giấu. Cảm nhận là việc nắm vững các mức hoạt động 0 đến 6 là chìa khóa để trở thành một quản trị viên hệ thống giỏi, vì nó cung cấp khả năng can thiệp sâu vào trạng thái của hệ điều hành, từ việc cứu hộ (Mức 1) đến thiết lập môi trường server (Mức 3) hay môi trường workstation (Mức 5).
Cơ chế sử dụng các script S (start) và K (kill) trong các thư mục rc?.d là một minh chứng về tính mô-đun và tính minh bạch của UNIX/Linux. Nó cho phép quản trị viên dễ dàng thêm, bớt hoặc sửa đổi các dịch vụ khởi động mà không cần biên dịch lại hệ thống.
Về quản lý bộ nhớ, việc Linux sử dụng partition riêng cho swap là một giải pháp thiết kế thông minh, ưu tiên hiệu suất và tính ổn định bằng cách giảm thiểu phân mảnh – một vấn đề nhức nhối trong các hệ thống I/O (Input/Output) cũ. Điều này cho thấy sự tinh tế trong việc tối ưu hóa hiệu suất của Linux ngay từ cấp độ kiến trúc.
4. Quản trị Tài nguyên và Bảo mật Hệ thống Tập tin
Tóm tắt nội dung
Linux là một hệ điều hành đa người sử dụng (multiuser) và đa tiến trình (multitasking). Do đó, giáo trình dành sự quan tâm đặc biệt đến quản lý người dùng, tiến trình và bảo mật.
Quản lý Tiến trình (Process Management)
Linux thực hiện tất cả các công việc của người dùng và hệ thống bằng các tiến trình (process). Việc hiểu cách điều khiển các tiến trình là rất quan trọng. Các lệnh như at cho phép người dùng lên lịch các công tác (job) để chạy vào một thời điểm cụ thể. Tài liệu cũng liệt kê các tiến trình kernel quan trọng như kswapd (quản lý bộ nhớ ảo), bdflush, và kupdated.
Quản lý Quyền trên File (File Permissions)
Do tính chất đa người dùng, cơ chế bảo mật trên hệ thống tập tin là thiết yếu. Các quyền trên file được thể hiện bằng chuỗi ký tự (ví dụ: drwxr-xr-x ), cho biết loại tập tin (file/thư mục), quyền của chủ sở hữu (user), nhóm (group), và những người khác (others). umask là một lệnh quan trọng để xác định quyền mặc định khi tạo tập tin hoặc thư mục mới.
Quản lý Phần mềm (Package Management)
Việc cài đặt và bảo trì phần mềm có thể phức tạp, nhưng RedHat đã phát triển một hệ thống quản lý phần mềm hiệu quả gọi là RPM (RedHat Package Manager). RPM tự động hóa các quá trình như cài đặt, nâng cấp, xóa và bảo trì phần mềm , và được hỗ trợ bởi hầu hết các Linux distribution khác.
Bảo mật Vật lý (Physical Security)
Giáo trình kết thúc bằng việc đề cập đến các biện pháp bảo mật ở cấp độ vật lý (khóa cửa, dây cáp, cabin). Việc khóa máy tính (case lock) giúp bảo vệ phần cứng và ngăn chặn việc khởi động lại máy, cũng như ngăn người khác thay thế bàn phím hoặc thiết bị vật lý khác.
Cảm nhận cá nhân
Phần này là trọng tâm của bất kỳ khóa học quản trị hệ thống nào, cung cấp cái nhìn thực tế về cách Linux duy trì trật tự và an toàn trong môi trường đa người dùng. Cảm nhận là sự chặt chẽ của hệ thống bảo mật dựa trên quyền trên file (r/w/x) là một ưu điểm vượt trội của Linux/UNIX. Khác với việc bảo mật dựa trên giao diện người dùng, Linux yêu cầu người quản trị phải hiểu rõ ràng cơ chế umask và phân quyền, điều này đòi hỏi một mức độ tư duy logic và chi tiết cao hơn.
Việc giới thiệu RPM cho thấy sự nỗ lực của các nhà phát triển Linux nhằm đơn giản hóa việc quản lý ứng dụng, từ bỏ phương pháp biên dịch thủ công phức tạp và chuyển sang một hệ thống quản lý tập trung, hiệu quả. Điều này là minh chứng cho sự trưởng thành của hệ sinh thái Linux trong việc phục vụ người dùng cuối và các quản trị viên hệ thống.
Lời khuyên về bảo mật vật lý là một lời nhắc nhở cần thiết: bảo mật hệ thống thông tin là một chuỗi liên tục, và điểm yếu nhất thường không phải là phần mềm mà là môi trường vật lý. Một hệ thống có tường lửa (firewall) mạnh mẽ, mã hóa mạnh mẽ nhưng lại bị truy cập vật lý một cách dễ dàng thì mọi nỗ lực bảo mật khác đều vô nghĩa.
5. Ý nghĩa Giáo dục và Tầm nhìn Phát triển
Tóm tắt nội dung
Giáo trình đã thành công trong việc tạo ra một tài liệu học tập toàn diện, từ khái niệm cơ bản (lịch sử, bản quyền) đến các kỹ năng quản trị hệ thống phức tạp (run level, quản lý tiến trình, bảo mật file). Nó không chỉ là một tài liệu hướng dẫn sử dụng RedHat Linux mà là một cổng thông tin để sinh viên bước vào thế giới UNIX chuyên nghiệp.
Tác giả nhấn mạnh rằng với nguồn tài liệu phong phú, chương trình từ kernel cho đến các tiện ích miễn phí và bộ mã nguồn mở, Linux là người bạn đồng hành lý tưởng cho những ai muốn đi vào HDH chuyên nghiệp UNIX và là công cụ tốt nhất cho công tác đào tạo CNTT trong các trường đại học.
Cảm nhận cá nhân
Cuốn giáo trình này là một minh chứng cho tầm nhìn chiến lược về giáo dục CNTT của Việt Nam trong giai đoạn chuyển giao thế kỷ. Cảm nhận là giá trị cốt lõi của cuốn sách nằm ở sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn. Nó không chỉ dạy cách làm (ví dụ: dùng lệnh df, du để xem không gian đĩa) mà còn dạy tại sao phải làm như vậy (ví dụ: tại sao swap cần partition riêng, tại sao phải có 7 run level).
Việc chọn RedHat Linux làm nền tảng giảng dạy cũng là một lựa chọn thực tế vào thời điểm đó, vì nó là một trong những phân phối phổ biến nhất và được hỗ trợ rộng rãi. Kỹ năng học được từ RedHat (và sau này là RPM ) có thể dễ dàng chuyển giao sang các hệ thống Linux/UNIX khác.
Tóm lại, giáo trình này vượt ra ngoài khuôn khổ của một sách giáo khoa thông thường. Nó trang bị cho người học không chỉ là kỹ năng kỹ thuật để quản lý một hệ thống server ổn định và đầy đủ , mà còn là tư duy hệ thống để hiểu sâu về cách hệ điều hành hoạt động, từ đó tạo ra những nhà quản trị và nhà phát triển phần mềm có năng lực thực sự và có khả năng hội nhập quốc tế. Nó thúc đẩy người học nắm lấy triết lý Mã nguồn Mở, nơi kiến thức được chia sẻ và phát triển không ngừng.