CentOS 7 操作系统介绍 – wiki基地

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深入解析 CentOS 7 操作系统：企业级Linux的基石与辉煌落幕

引言：一个时代的象征

在企业级Linux操作系统的世界里，CentOS 7 无疑是一个标志性的版本，它以其卓越的稳定性、强大的性能和与商业发行版Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 的高度兼容性，赢得了全球范围内系统管理员、开发者和企业的广泛青睐。从其发布到其最终的服务终止（End-of-Life, EOL），CentOS 7 在长达十年的时间里，支撑了无数服务器、数据中心和云计算环境的关键业务负载。它不仅仅是一个免费的操作系统，更是许多组织构建可靠IT基础设施的基石。

本文将深入探讨 CentOS 7 的方方面面，从其历史渊源、核心特性、技术架构到其在各个领域的应用，以及在其生命周期结束之际所面临的挑战与影响。通过全面回顾 CentOS 7 的辉煌历程，我们可以更好地理解其在Linux生态系统中的独特地位，以及它留下的深远遗产。

一、历史渊源：RHEL的影子与开源的力量

要理解 CentOS 7，首先需要了解它的“基因”来源——Red Hat Enterprise Linux (RHEL)。Red Hat公司是企业级Linux市场的领导者，其核心产品RHEL以其长期支持、严格的测试和认证以及企业级的服务而闻名，但它是商业闭源的，需要付费订阅才能获得官方支持和更新。

然而，RHEL 的大部分源代码是开源的，遵循GPL等许可证。这意味着任何人都拥有获取、修改和重新分发这些源代码的权利。CentOS 项目正是基于这一原则而诞生。CentOS (Community ENTerprise Operating System) 的初衷是利用RHEL的开源代码，构建一个功能上与RHEL完全兼容、但完全免费的发行版。CentOS 通过重新编译RHEL的SRPM（Source RPM）包，去除了Red Hat的商标和私有组件，然后以CentOS的名义发布。

CentOS 7 正是基于 Red Hat Enterprise Linux 7 的源代码构建的。这意味着 CentOS 7 在核心软件包、系统管理工具、文件系统支持、网络堆栈以及许多其他关键组件上，都与 RHEL 7 保持了近乎完美的兼容性。这种兼容性是 CentOS 最大的优势之一，它允许用户在不支付昂贵订阅费用的前提下，享受到RHEL级别的稳定性、安全性和性能，并且可以轻松地将为RHEL开发或优化的应用程序和配置迁移到CentOS上。

在很长一段时间里，CentOS 与 Red Hat 保持着一种互补而非竞争的关系。许多用户在生产环境中使用CentOS，而在需要官方技术支持时则考虑付费订阅RHEL。这种模式使得RHEL的技术和稳定性得以推广，同时也为开源社区提供了一个强大的、免费的企业级平台。

2014年，Red Hat 宣布收购了 CentOS 项目。这一举动在社区引起了广泛关注和讨论。最初，Red Hat 承诺将继续支持 CentOS 作为 RHEL 的下游（Downstream）版本，即 CentOS 仍然是基于 RHEL 的稳定版本发布。然而，随着时间的推移，尤其是在 CentOS 7 发布后，CentOS 项目的战略发生了重大变化，最终导致了 CentOS Stream 的诞生，但这已经是 CentOS 7 生命周期末期的事情了，对于理解 CentOS 7 本身，它在其活跃期间是作为 RHEL 7 的稳定、免费替代品存在的。

二、CentOS 7 的核心特性与技术亮点

CentOS 7 作为基于 RHEL 7 的发行版，引入了许多重要的技术变革和特性，使其与前代版本（如 CentOS 6，基于 RHEL 6）有了显著区别。这些特性共同构成了 CentOS 7 在企业级应用中表现卓越的基础。

  1. Systemd 系统和服务管理器： 这是 CentOS 7 中最引人注目的变革之一。Systemd 取代了传统的 SysVinit 初始化系统。Systemd 提供了更高效的系统启动过程（支持并行启动）、更清晰的服务依赖管理、更好的日志管理（Journald）以及与控制组（Cgroups）的深度集成。虽然 Systemd 在引入之初曾引起一些争议，但它极大地提升了系统启动和管理的效率与灵活性，成为现代 Linux 发行版的主流选择。通过 systemctl 命令，用户可以方便地管理系统服务。

  2. XFS 文件系统作为默认： 在 CentOS 7 中，对于新的安装，XFS 成为了 /home 和 / 文件系统的默认选择（LVM 卷）。XFS 是一个高性能的日志文件系统，特别适合处理大型文件和文件系统，提供优秀的伸缩性和并发访问能力。对于需要处理大量数据或高并发I/O的应用（如数据库、媒体存储）而言，XFS 的引入是一个重要的性能提升。同时，Ext4 文件系统仍然被完全支持并广泛使用。

  3. FirewallD 动态防火墙： CentOS 7 引入了 FirewallD 作为默认的防火墙管理工具，取代了传统的 iptables-services。FirewallD 采用区域（Zone）的概念，允许用户根据网络接口或连接的来源定义不同的安全策略，并且支持运行时修改规则而无需重新加载整个防火墙服务。这使得防火墙的管理更加灵活和动态。虽然 iptables 仍然作为后端引擎存在，但 FirewallD 提供了更高级别的抽象和更易用的命令行工具 firewall-cmd 和图形界面工具。

  4. NetworkManager 网络配置服务： NetworkManager 在 CentOS 7 中得到了进一步的强化，成为管理网络连接的首选工具。它支持有线、无线、VPN 等多种连接类型，提供了图形界面工具和命令行工具 nmcli，使得网络配置更加简单和自动化，特别是在桌面环境或需要频繁切换网络的环境中。对于服务器环境，传统的 /etc/sysconfig/network-scripts/ 配置方式仍然有效，但 NetworkManager 提供了更现代化的替代方案。

  5. Linux Kernel 3.10： CentOS 7 基于 Linux Kernel 的 3.10 版本。虽然相对于最新的内核版本，3.10 看起来较旧，但它是 Red Hat 经过严格测试和长期维护的企业级内核版本。这意味着它在稳定性和硬件兼容性方面表现出色，适合于生产环境的长期运行。Red Hat 和 CentOS 项目为这个内核版本提供了长达十年的安全更新和bug修复。

  6. YUM 包管理器： CentOS 7 沿用了基于 RPM 包格式的 YUM (Yellowdog Updater, Modified) 作为主要的软件包管理工具。YUM 简化了软件的安装、更新、删除和查询过程，能够自动处理依赖关系。通过配置不同的软件仓库（repository），用户可以方便地访问官方软件包、EPEL (Extra Packages for Enterprise Linux) 等第三方仓库提供的额外软件。YUM 的稳定性和易用性是 CentOS 作为服务器操作系统的重要优势之一。

  7. SELinux (Security-Enhanced Linux)： 作为 Red Hat 系发行版的核心安全特性，SELinux 在 CentOS 7 中默认启用。SELinux 是一种强制访问控制（Mandatory Access Control, MAC）系统，它在传统的自主访问控制（Discretionary Access Control, DAC）基础上，提供了更细粒度的权限控制，极大地增强了系统的安全性，限制了恶意软件或受损服务对系统的破坏能力。理解和配置 SELinux 是在 CentOS 7 上进行高级系统管理的重要技能。

  8. GCC 4.8.x： CentOS 7 默认提供的 GNU Compiler Collection (GCC) 版本是 4.8.x。虽然这对于某些需要最新编译器特性的开发者来说可能稍显陈旧，但对于企业级应用而言，这个版本经过了充分的测试和优化，保证了编译出的软件的稳定性和兼容性。需要更新版本GCC的用户通常会通过 Software Collections (SCLs) 或第三方仓库来获取。

  9. 容器技术的初步支持： 尽管 Docker 和容器化技术在 CentOS 7 发布后才真正流行起来，但 CentOS 7 在其生命周期内逐步加入了对 Docker 的良好支持，使其成为许多容器化部署的早期平台。

除了上述主要特性外，CentOS 7 还包括对 IPv6 的全面支持、新的网络协议栈、更强大的虚拟化支持（KVM）、更快的启动速度、对多种硬件平台的广泛兼容性等等。这些特性共同构建了一个强大、稳定且功能丰富的操作系统平台。

三、CentOS 7 的优势与应用场景

CentOS 7 之所以能够在企业和个人用户中获得如此广泛的认可，主要得益于其独特的优势：

  1. 企业级稳定性与可靠性： CentOS 7 基于 RHEL 7 的稳定版本，这意味着它继承了 Red Hat 严格的测试流程和企业级的质量控制。这使得 CentOS 7 在长时间运行中表现出极高的稳定性和可靠性，非常适合承载关键业务应用。
  2. 长期支持与安全更新（在其生命周期内）： 在其官方支持期间，CentOS 项目（由 Red Hat 支持）为 CentOS 7 提供了长达十年的安全更新和bug修复。这意味着用户可以在相当长的时间内依赖这个平台，无需频繁升级，降低了维护成本和风险。
  3. 与 RHEL 的高度兼容性： 这是 CentOS 7 最核心的价值主张。应用程序、驱动程序和管理工具通常可以直接在 RHEL 和 CentOS 7 之间迁移，无需修改。这使得企业可以利用丰富的 RHEL 生态系统，同时享受免费的好处。许多商业软件和硬件厂商会官方支持 RHEL，间接也意味着对 CentOS 7 的良好兼容性。
  4. 庞大且活跃的社区： CentOS 拥有一个庞大的用户群体和活跃的社区。用户可以通过邮件列表、论坛、Wiki 等途径获取帮助、分享经验和贡献力量。丰富的社区资源弥补了缺乏官方商业支持的不足。
  5. 免费： 相较于需要付费订阅的 RHEL，CentOS 7 是完全免费的，这对于预算有限的个人、中小企业以及大量部署的场景（如云计算、Web Hosting）具有极大的吸引力。
  6. 丰富的软件生态： 除了 CentOS 官方仓库，EPEL (Extra Packages for Enterprise Linux) 项目为 CentOS 7 提供了大量的额外软件包，涵盖了桌面环境、开发工具、服务器软件等诸多领域，极大地丰富了 CentOS 7 的软件选择。

基于这些优势，CentOS 7 在各种应用场景中得到了广泛部署：

  • Web 服务器： 运行 Apache, Nginx 等 Web 服务器，承载网站和 Web 应用。
  • 数据库服务器： 部署 MySQL, PostgreSQL, MongoDB 等数据库系统。
  • 应用服务器： 运行 Java, Python, PHP, Node.js 等开发的应用。
  • 文件服务器与存储： 利用其稳定的文件系统支持构建存储解决方案。
  • 虚拟化主机： 作为 KVM 等虚拟化技术的宿主机。
  • 云计算环境： 在 OpenStack 等私有云平台中作为基础镜像，或在公有云上广泛使用。
  • 大数据平台： 作为 Hadoop, Spark 等大数据技术的运行平台。
  • 开发与测试环境： 为开发者提供稳定一致的开发平台。
  • 网络服务： 作为 DNS, DHCP, LDAP 服务器等。

在 CentOS 7 活跃的那些年里，它几乎成为了企业级Linux服务器的代名词，尤其是在缺乏RHEL订阅成本预算的情况下。

四、CentOS 7 的管理与维护：YUM、Systemd、SELinux

作为一款企业级操作系统，CentOS 7 提供了成熟且强大的管理工具集，使得系统管理员能够高效地进行日常维护、故障排查和安全加固。

  1. 软件包管理： YUM 是管理软件包的核心工具。常用的 YUM 命令包括：

    • yum install <package>: 安装软件包及其依赖。
    • yum update: 更新所有已安装的软件包。
    • yum remove <package>: 卸载软件包。
    • yum search <keyword>: 搜索软件包。
    • yum info <package>: 显示软件包信息。
    • yum provides <file>: 查找提供特定文件的软件包。
    • 通过配置 /etc/yum.repos.d/ 目录下的 .repo 文件，可以管理不同的软件仓库。

  2. 服务管理： Systemd 是 CentOS 7 的新服务管理器。systemctl 命令用于管理 Systemd 单元（units），最常见的是服务单元 (.service)：

    • systemctl start <service>: 启动服务。
    • systemctl stop <service>: 停止服务。
    • systemctl restart <service>: 重启服务。
    • systemctl status <service>: 查看服务状态。
    • systemctl enable <service>: 设置服务开机自启动。
    • systemctl disable <service>: 禁用服务开机自启动。
    • systemctl is-active <service>: 检查服务是否正在运行。
    • systemctl list-units --type=service: 列出所有加载的服务单元。
    • systemctl get-default: 获取默认的 target（运行级别）。

  3. 安全管理：

    • SELinux: 通过 getenforce 查看 SELinux 状态（Enforcing, Permissive, Disabled）。使用 setenforce 临时切换状态。/etc/selinux/config 文件配置永久状态。sestatus 显示详细状态。semanage 用于管理 SELinux 上下文和布尔值，restorecon 用于恢复文件的默认 SELinux 上下文。排查 SELinux 问题常依赖 auditd 服务产生的日志，可以使用 ausearch 和 aureport 分析审计日志，或使用 sesearch 搜索策略。
    • FirewallD: 使用 firewall-cmd 命令进行管理。
      • firewall-cmd --get-active-zones: 查看活动区域。
      • firewall-cmd --zone=public --add-port=80/tcp --permanent: 永久允许 public 区域的 TCP 80 端口。
      • firewall-cmd --reload: 重新加载防火墙规则使永久更改生效。
      • firewall-cmd --list-all: 列出区域的所有配置。
    • 安全更新： 定期运行 yum update --security 或 yum update 是确保系统安全的关键步骤，尤其是在其官方支持生命周期内。

  4. 网络配置： 可以使用 nmcli 命令行工具或 nmtui 文本界面工具来管理网络连接。传统的配置文件位于 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-<interface>。

  5. 日志管理： Systemd 的 Journald 负责收集系统日志。使用 journalctl 命令查看日志：

    • journalctl: 查看所有日志。
    • journalctl -f: 实时查看日志。
    • journalctl -u <service>: 查看特定服务的日志。
    • journalctl --since "YYYY-MM-DD HH:MM:SS": 查看特定时间点之后的日志。

这些工具构成了 CentOS 7 日常管理和维护的基础。掌握它们是有效管理 CentOS 7 系统的关键。

五、挑战与辉煌的落幕：EOL与CentOS Stream

尽管 CentOS 7 在其生命周期的大部分时间里表现出色，但所有软件都有其终点。CentOS 7 的一个重要节点是其服务的终止（End-of-Life, EOL）。CentOS Project 官方宣布 CentOS 7 的维护更新已于 2024年6月30日 结束。这意味着从这个日期起，CentOS Project 将不再为 CentOS 7 提供免费的安全更新、bug修复和新特性。

EOL 对于仍在运行 CentOS 7 系统的用户来说是一个重大的挑战。继续使用一个不再接收安全更新的操作系统，将使系统面临新的安全漏洞风险，并且可能无法获得对新硬件或新软件的支持。因此，所有仍在依赖 CentOS 7 的组织和个人都需要制定迁移计划。

CentOS EOL 的决策并非孤立事件，它与 Red Hat 对 CentOS 项目战略的调整紧密相关。在 CentOS 7 发布后不久，Red Hat 宣布了 CentOS Stream 项目。CentOS Stream 不再是 RHEL 的下游（Downstream）版本（即在 RHEL 稳定版发布 之后 基于其源代码构建），而是变成了 RHEL 的上游（Upstream）版本。这意味着 CentOS Stream 是一个持续滚动的发行版，它包含了未来 RHEL 版本中可能包含的软件包和特性，但这些内容尚未经过 RHEL 级别的严格测试和稳定化过程。

CentOS Stream 的出现改变了 CentOS 作为 RHEL 稳定、免费克隆的定位。对于习惯了 CentOS 过去模式的用户而言，CentOS Stream 并不是一个直接的替代品，因为它不提供与某个特定 RHEL 版本完全同步的、长期的、稳定的发布。这种战略转变导致了社区的分裂，并催生了新的 RHEL 兼容发行版项目，如 AlmaLinux 和 Rocky Linux。这些新项目旨在延续 CentOS 过去作为 RHEL 稳定下游版本的角色，为用户提供免费、社区驱动的 RHEL 克隆。

对于 CentOS 7 用户而言，主要的迁移路径包括：

  1. 升级到 RHEL 8 或 9： 对于需要官方支持和最高稳定性的企业，这是最直接的路径，但需要支付订阅费用。
  2. 迁移到 CentOS Stream 8 或 9： 如果能够接受 CentOS Stream 的滚动更新模式和作为 RHEL 上游的定位，可以考虑迁移。但这不适用于所有场景，尤其是需要极度稳定、不希望频繁变动的生产环境。
  3. 迁移到 AlmaLinux 8 或 9： AlmaLinux 是由 CloudLinux 发起并赞助的社区驱动项目，旨在提供一个与 RHEL 二进制兼容的免费发行版。这是目前许多原 CentOS 用户选择的路径。
  4. 迁移到 Rocky Linux 8或9： Rocky Linux 是由 CentOS 项目联合创始人 Gregory Kurtzer 发起的社区驱动项目，同样旨在提供一个与 RHEL 二进制兼容的免费发行版。它也成为了 CentOS 替代方案的主流选择之一。
  5. 迁移到 Oracle Linux 8 或 9： Oracle Linux 是 Oracle 公司推出的免费 RHEL 兼容发行版，也提供付费支持。它包含了一个名为 Unbreakable Enterprise Kernel (UEK) 的替代内核，但也兼容 RHEL 标准内核。
  6. 迁移到其他 Linux 发行版： 根据具体应用需求，也可能考虑迁移到 Debian/Ubuntu LTS、SUSE Linux Enterprise Server 等其他企业级或LTS发行版。

CentOS 7 的 EOL 标志着一个时代的结束。它在 Linux 生态系统中扮演了极其重要的角色，为全球用户提供了十年的稳定服务。它的落幕促使企业和个人重新评估其Linux基础设施战略，并加速了向更新版本或替代发行版的迁移。

结语：CentOS 7 的遗产

CentOS 7，作为 Red Hat Enterprise Linux 7 的一个免费、社区支持的衍生版本，在其漫长的生命周期内，为无数服务器和系统提供了稳定可靠的运行环境。它降低了企业级 Linux 的门槛，使得中小企业和个人用户也能享受到企业级系统的优势。其引入的 Systemd、FirewallD、XFS 等技术，也推动了 Linux 技术的发展和普及。

尽管 CentOS 7 已到达其生命周期的终点，不再获得免费的官方更新，但其技术影响和历史地位不容忽视。它在企业级 Linux 领域留下了深刻的印记，培养了一代又一代的系统管理员和 Linux 用户。它的成功故事，以及它最终面临的挑战，都成为了开源社区和企业IT战略值得研究和借鉴的宝贵案例。

CentOS 7 的辉煌已经落幕，但它所代表的开源精神、社区协作模式以及它所积累的技术经验，将通过其继任者和替代项目得以延续。回顾 CentOS 7 的历程，我们不仅看到了一个操作系统的兴衰，更看到了开源力量如何在商业生态中寻找平衡与发展的努力。CentOS 7 将作为企业级 Linux 发展史上的一个重要里程碑，被永远铭记。

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