Ubuntu 高级进阶教程

适用对象：具备 Ubuntu 基础知识的开发者、运维工程师、系统管理员

# 安装依赖  
sudo apt install build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev  # 下载内核源码（以 5.15 为例）  
wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.15.tar.xz  
tar -xvf linux-5.15.tar.xz  
cd linux-5.15  # 配置内核（选择默认配置并自定义）  
make oldconfig          # 基于当前系统配置  
make menuconfig         # 图形化界面调整选项  # 编译与安装  
make -j$(nproc)         # 多线程编译  
sudo make modules_install  
sudo make install  # 更新 GRUB  
sudo update-grub

调优选项：

启用 CONFIG_PREEMPT 降低延迟（适合实时性要求高的场景）
调整 CONFIG_HZ=1000 提升响应速度
禁用未使用的驱动以减少内核体积

1.2 内核参数优化（/etc/sysctl.conf）

# 提升网络性能  
net.core.rmem_max = 16777216  
net.core.wmem_max = 16777216  
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 15  # 优化文件系统  
vm.swappiness = 10  
fs.file-max = 2097152

应用配置：

sudo sysctl -p

2. 高级包管理

2.1 创建本地仓库

# 安装必要工具  
sudo apt install reprepro gnupg  # 创建仓库目录  
mkdir -p /opt/myrepo/conf  
cat > /opt/myrepo/conf/distributions <<EOF  
Codename: focal  
Architectures: amd64 arm64  
Components: main  
SignWith: YOUR_KEY_ID  
EOF  # 添加 DEB 包  
reprepro includedeb focal /path/to/package.deb  # 客户端配置  
echo "deb http://your-server/myrepo focal main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/myrepo.list

2.2 使用 Apt-Pinning

# /etc/apt/preferences.d/99-mypriority  
Package: *  
Pin: release o=MyRepo  
Pin-Priority: 1001

3. 系统安全加固

3.1 启用 AppArmor/SELinux

# 安装 AppArmor 工具  
sudo apt install apparmor-utils  # 强制模式配置  
sudo aa-enforce /etc/apparmor.d/*  # 查看状态  
aa-status

3.2 SSH 安全加固

# /etc/ssh/sshd_config  
PermitRootLogin no  
PasswordAuthentication no  
AllowUsers alice  
MaxAuthTries 3  
ClientAliveInterval 300

重启服务：

sudo systemctl restart sshd

4. 网络高级配置

4.1 网络绑定（Bonding）

# 安装工具  
sudo apt install ifenslave  # 配置（/etc/netplan/01-bond.yaml）  
network:  bonds:  bond0:  interfaces: [enp1s0, enp2s0]  addresses: [192.168.1.100/24]  gateway4: 192.168.1.1  parameters:  mode: 802.3ad  lacp-rate: fast

4.2 使用 WireGuard VPN

# 安装  
sudo apt install wireguard  # 生成密钥对  
wg genkey | tee privatekey | wg pubkey > publickey  # 配置文件（/etc/wireguard/wg0.conf）  
[Interface]  
PrivateKey = <SERVER_PRIVATE_KEY>  
Address = 10.8.0.1/24  
ListenPort = 51820  [Peer]  
PublicKey = <CLIENT_PUBLIC_KEY>  
AllowedIPs = 10.8.0.2/32

5. 存储与 RAID 管理

5.1 创建软 RAID 5

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd  
sudo mkfs.ext4 /dev/md0  
sudo mount /dev/md0 /mnt/raid

5.2 LVM 高级操作

# 扩展逻辑卷  
sudo lvextend -L +20G /dev/vg0/lv_data  
sudo resize2fs /dev/vg0/lv_data  # 创建快照  
sudo lvcreate -s -n snap_data -L 5G /dev/vg0/lv_data

6. 自动化运维与脚本

6.1 使用 Ansible

# playbook.yml  
- hosts: webservers  tasks:  - name: Install Nginx  apt:  name: nginx  state: latest  - name: Start Service  systemd:  name: nginx  state: started

执行命令：

ansible-playbook playbook.yml

6.2 编写 Systemd 服务

# /etc/systemd/system/my-service.service  
[Unit]  
Description=My Custom Service  [Service]  
ExecStart=/usr/local/bin/my-script.sh  
Restart=on-failure  [Install]  
WantedBy=multi-user.target

启用服务：

sudo systemctl enable my-service

7. 虚拟化与容器技术

7.1 KVM 虚拟化

# 安装 KVM  
sudo apt install qemu-kvm libvirt-daemon-system  # 创建虚拟机  
virt-install \  --name ubuntu-vm \  --ram 2048 \  --disk path=/var/lib/libvirt/images/ubuntu.qcow2,size=20 \  --vcpus 2 \  --os-type linux \  --os-variant ubuntu22.04 \  --network bridge=virbr0 \  --graphics none \  --console pty,target_type=serial \  --location 'http://archive.ubuntu.com/ubuntu/dists/jammy/main/installer-amd64/'

7.2 构建 Docker 镜像

# Dockerfile  
FROM ubuntu:22.04  
RUN apt update && apt install -y nginx  
EXPOSE 80  
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

构建命令：

docker build -t my-nginx .

8. 性能分析与优化

8.1 使用 Perf 工具

# 安装  
sudo apt install linux-tools-common linux-tools-generic  # 分析 CPU 热点  
perf record -g -F 99 -p $(pgrep nginx)  
perf report

8.2 调整 I/O 调度器

# 查看当前调度器  
cat /sys/block/sda/queue/scheduler  # 修改为 deadline 调度器（SSD 推荐）  
echo 'deadline' | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler

9. 故障排查与恢复

9.1 修复 GRUB 引导

# 进入 Live CD 环境  
sudo mount /dev/sda1 /mnt  
sudo mount --bind /dev /mnt/dev  
sudo chroot /mnt  
grub-install /dev/sda  
update-grub

9.2 恢复误删文件（ext4 文件系统）

sudo apt install extundelete  
extundelete /dev/sda1 --restore-file /home/user/important.txt

10. 附录：工具链与资源

10.1 推荐工具

监控：Prometheus + Grafana
日志：ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana)
调试：strace, ltrace, gdb
网络分析：tcpdump, Wireshark, nmap

10.2 学习资源

官方文档：Ubuntu Server Guide
书籍：《The Linux Programming Interface》《UNIX and Linux System Administration Handbook》
社区：Server Fault, Ubuntu Forums

注意：

所有涉及系统级修改的操作，建议提前备份数据。
内核编译、RAID/LVM 操作等高风险任务，需在测试环境验证后再应用于生产环境。

更新日期：2023年10月
版权声明：自由分享，禁止用于商业用途。

Ubuntu 高级进阶教程

目录

1. 内核编译与调优

1.1 编译自定义内核

1.2 内核参数优化（/etc/sysctl.conf）

2. 高级包管理

2.1 创建本地仓库

2.2 使用 Apt-Pinning

3. 系统安全加固

3.1 启用 AppArmor/SELinux

3.2 SSH 安全加固

4. 网络高级配置

4.1 网络绑定（Bonding）

4.2 使用 WireGuard VPN

5. 存储与 RAID 管理

5.1 创建软 RAID 5

5.2 LVM 高级操作

6. 自动化运维与脚本

6.1 使用 Ansible

6.2 编写 Systemd 服务

7. 虚拟化与容器技术

7.1 KVM 虚拟化

7.2 构建 Docker 镜像

8. 性能分析与优化

8.1 使用 Perf 工具

8.2 调整 I/O 调度器

9. 故障排查与恢复

9.1 修复 GRUB 引导

9.2 恢复误删文件（ext4 文件系统）

10. 附录：工具链与资源

10.1 推荐工具

10.2 学习资源

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