Linux 与硬体的搭配

本文主要内容来自鸟哥网站，做了排版、转化为中文简体并加了一些笔记。

虽然个人电脑各元件的主要介面是大同小异的，但是由于新的技术来得太快， Linux 核心针对新硬体所纳入的驱动程式模组比不上硬体更新的速度，加上硬体厂商针对 Linux 所推出的驱动程式较慢，因此你在选购新的个人电脑 ( 或伺服器 ) 时，应该要选择已经过安装 Linux 测试的硬体比较好。

此外，在安装 Linux 之前，你最好了解一下你的 Linux 预计是想达成什么任务，这样在选购硬体时才会知道那个元件是最重要的。举例来说，桌面电脑 (Desktop) 的使用者，应该会用到 X Window 系统，此时，显示卡的优劣与记忆体的大小可就占有很重大的影响。如果是想要做成档案伺服器，那么硬碟或者是其他的储存设备，应该就是您最想要增购的元件咯！所以说，功课还是需要作的啊！

鸟哥在这里要不厌其烦的再次的强调， Linux 对于电脑各元件 / 装置的分辨，与大家惯用的 Windows 系统完全不一样！因为，各个元件或装置在 Linux 底下都是『一个档案！』这个观念我们在第一章 Linux 是什么里面已经提过，这里我们再次的强调。因此，你在认识各项装置之后，学习 Linux 的装置档名之前，务必要先将 Windows 对于装置名称的概念先拿掉～否则会很难理解喔！

1 认识电脑的硬体配备

『什么？学 Linux 还得要玩硬体？』呵呵！没错！这也是为什么鸟哥要将计算机概论搬上台面之故！我们这里主要是介绍较为普遍的个人电脑架构来设定 Linux 伺服器，因为比较便宜啦！至于各相关的硬体元件说明已经在第零章计概内讲过了，这里不再重复说明。仅将重要的主机板与元件的相关性图示如下：

那么我们应该如何挑选电脑硬体呢？随便买买就好，还是有特殊的考量？底下有些思考角度可以提供给大家参考看看：

1.1 游戏机 / 工作机的考量

事实上，电脑主机的硬体配备与这部主机未来的功能是很有相关性的！举例来说，家里有小孩，或者自己仍然算是小孩的朋友大概都知道：『要用来打 Game 的『游戏机电脑』所需要的配备一定比办公室用的『工作机电脑』配备更高档』，为什么呢？因为现在一般的三维 (3D) 电脑游戏所需要的 3D 光影运算太多了，所以显示卡与 CPU 资源都会被耗用的非常多！当然就需要比较高级的配备咯，尤其是在显示卡、CPU( 例如 Intel 的 I5, I7 系列的 ) 及主机板晶片组方面的功能。

至于办公室的工作环境中，最常使用到的软体大多是办公软体 (Office) ，最常使用的网路功能是浏览器，这些软体所需要的运算并不高，理论上目前的入门级电脑都能够跑得非常顺畅了！甚至很多企业都喜欢购买将显示卡、主机板晶片组整合在一起的整合型晶片的电脑，因为便宜又好用！

1.2 『效能 / 价格』比与『效能 / 消耗的瓦数』比的考量

并不是『贵就比较好』喔！在目前 (2015) 电费居高不下的情况，如何兼顾省钱与电脑硬体的效能问题，很重要！如果你喜欢购买最新最快的电脑零件，这些刚出炉的元件都非常的贵，而且作业系统还不见得能够完整的支援。所以，鸟哥都比较喜欢购买主流级的产品而非最高档的。因为我们最好能够考虑到效能 / 价格比。如果高一级的产品让你的花费多一倍，但是新增加的效能却只有 10% 而已，那这个效能 / 价格的比值太低，不建议啦！

此外，由于电价越来越高，如何『省电』就很重要啦！因此目前硬体评论界有所谓的『每瓦效能』的单位，每瓦电力所发挥的效能越高，当然代表越省电啊！这也是购买硬体时的考量之一啦！要知道，如果是做为伺服器用，一年 365 天中时时刻刻都开机，则你的电脑多花费 50 瓦的电力时，每年就得要多花 450 度电左右 (50W*365 天 *24 小时 / 天 /1000W=438 度电 ) ，如果以企业来讲，每百部电脑每年多花 450 度电的话，每年得多花十万块以上的电费呢 ( 以一度电 3 块钱来计算 ) ！所以这也需要考量啊！

1.3 支援度的考量

并非所有的产品都会支援特定的作业系统，这牵涉到硬体开发商是否有意愿提供适当的驱动程式之故。因此，当我们想要购买或者是升级某些电脑元件时，应该要特别注意该硬体是否有针对您的作业系统提供适当的驱动程式，否则，买了无法使用，那才是叫人呕死啊！因此，针对 Linux 来说，底下的硬体分析就重要啦！

因为鸟哥会自己编译驱动程式，所以上次买家用桌上型电脑时，就委托鸟嫂全权处理 ( 因为钱钱是鸟嫂负责的嘛！嘿嘿！省的麻烦！ ) ！反正最多就是自己去找 driver 来编译，那也没什么～您说是吧？没想到来的主机板上面内建的那颗网路卡驱动程式，网卡开发商的官网上面并没有提供 source code ！鸟哥赶紧回去查一下该主机板的说明，结果 … 说明书上面明明白白的说，这片主机板仅提供支援 windows 的 drivers 而已 … 还建议不要拿来装 Linux 之用 … 当下还是默默的去找了一块 PCI-e 网卡来插了 … 连 source code 都没有，是要编译啥啦！巧妇难为无米之炊啊～～ @_@ ～～这个故事告诉我们，作人不要太铁齿，硬体该查阅的工作还是要做啦！

2 选择与 Linux 搭配的主机配备

由于硬体的加速发展与作业系统核心功能的增强，导致较早期的电脑已经没有能力再负荷新的作业系统了。举例来说， Pentun-III 以前的硬体配备可能已经不再适合现在的新的 Linux distribution。而且较早期的硬体配备也可能由于保存的问题或者是电子零件老化的问题，导致这样的电脑系统反而非常容易在运作过程中出现不明的当机情况，因此在利用旧零件拼凑 Linux 使用的电脑系统时，真的得要特别留意呢！

不过由于 Linux 运作所需要的硬体配备实在不需要太高档，因此，如果有近期汰换下来的五年内的电脑，不必急着丢弃。由于 CPU 为 i3 等级的硬体不算太老旧，在效能方面其实也算的上非常 OK 了～所以，鸟哥建议您如果有五年内的电脑被淘汰，可以拿下来测试一下，说不定能够作为你日常生活的 Linux 伺服器，或者是备用伺服器，都是非常好用的功能哩！

但是由于不同的任务的主机所需要的硬体配备并不相同，举例来说，如果你的 Linux 主机是要作为企业内部的 Mail server 或者是 Proxy server 时，或者是需要使用到图形介面的运算 (X Window 内的 Open GL 等等功能 ) ，那么你就必须要选择高档一点的电脑配备了，使用过去的电脑零件可能并不适合呢。

底下我们稍微谈一下，如果你的 Linux 主要是作为小型伺服器使用，并不负责学术方面的大量运算，而且也没有使用 X Window 的图形介面，那你的硬体需求只要像底下这样就差不多了：

CPU
CPU 只要不是老旧到会让你的硬体系统当机的都能够支援！如同前面谈到的，目前 (2015) 的环境中， Intel i3 系列的 CPU 不算太旧而且效能也不错，非常好用了。
RAM
主记忆体是越大越好！事实上在 Linux 伺服器中，主记忆体的重要性比 CPU 还要高的多！因为如果主记忆体不够大，就会使用到硬碟的记忆体置换空间 (swap)。而由计算机概论的内容我们知道硬碟比记忆体的速度要慢的多，所以主记忆体太小可能会影响到整体系统的效能的！尤其如果你还想要玩 X window 的话，那主记忆体的容量就不能少。对于一般的小型伺服器来说，建议至少也要 512MB 以上的主记忆体容量较佳。老实说，目前 DDR3 的硬体环境中，新购系统动不动就是 4~16GB 的记忆体，真的是很够用了！
Hard Disk
由于资料量与资料存取频率的不同，对于硬碟的要求也不相同。举例来说，如果是一般小型伺服器，通常重点在于容量，硬碟容量大于 20GB 就够用到不行了！但如果你的伺服器是作为备份或者是小企业的档案伺服器，那么你可能就得要考量较高阶的磁碟阵列 (RAID) 模式了。

磁碟阵列 (RAID) 是利用硬体技术将数个硬碟整合成为一个大硬碟的方法，作业系统只会看到最后被整合起来的大硬碟。由于磁碟阵列是由多个硬碟组成，所以可以达成速度效能、备份等任务。

VGA
对于不需要 X Window 的伺服器来说，显示卡算是最不重要的一个元件了！你只要有显示卡能够让电脑启动，那就够了。但如果需要 X window 系统时，你的显示卡最好能够拥有 32MB 以上的记忆体容量，否则跑 X 系统会很累喔！
Network Interface Card
网路卡是伺服器上面最重要的元件之一了！目前的主机板大多拥有内建 10/100/1000Mbps 的超高速乙太网路卡。但要注意的是，不同的网路卡的功能还是有点差异。举例来说，鸟哥曾经需要具有可以设定 bonding 功能的网路卡，结果，某些较低阶的 gigabit 网卡并没有办法提供这个项目的支援！真是伤脑筋！此外，比较好的网卡通常 Linux 驱动程式也做的比较好，用起来会比较顺畅。因此，如果你的伺服器是网路 I/O 行为非常频繁的网站，好一点的 Intel/boradcom 等公司的网卡应该是比较适合的喔。
光碟、软碟、键盘与滑鼠
不要旧到你的电脑不支援就好了，因为这些配备都是非必备的喔！举例来说，鸟哥安装好 Linux 系统后，可能就将该系统的光碟机、滑鼠、软碟机等通通拔除，只有网路线连接在电脑后面而已，其他的都是透过网路连线来管控的哩！因为通常伺服器这东西最需要的就是稳定，而稳定的最理想状态就是平时没事不要去动他是最好的。

底下鸟哥针对一般你可能会接触到的电脑主机的用途与相关硬体配备的基本要求来说明一下好了：

一般小型主机且不含 X Window 系统：

用途：家庭用 NAT 主机 (IP 分享器功能 ) 或小型企业之非图形介面小型主机。
CPU ：五年内出产的产品即可。
RAM ：至少 512MB ，不过还是大于 1GB 以上比较妥当！
网路卡：一般的乙太网路卡即可应付。
显示卡：只要能够被 Linux 捉到的显示卡即可，例如 NVidia 或 ATI 的主流显示卡均可。
硬碟： 20GB 以上即可！

桌上型 (Desktop)Linux 系统 / 含 X Window ：

用途： Linux 的练习机或办公室 (Office) 工作机。( 一般我们会用到的环境 )
CPU ：最好等级高一点，例如 Intel I5, I7 以上等级。
RAM ：一定要大于 1GB 比较好！否则容易有图形介面停顿的现象。
网路卡：普通的乙太网路卡就好了！
显示卡：使用 256MB 以上记忆体的显示卡！ ( 入门级的都这个容量以上了 )
硬碟：越大越好，最好有 60GB。

中型以上 Linux 伺服器：

用途：中小型企业 / 学校单位的 FTP/mail/WWW 等网路服务主机。
CPU ：最好等级高一点，例如 I5, I7 以上的多核心系统。
RAM ：最好能够大于 1GB 以上，大于 4GB 更好！
网路卡：知名的 broadcom 或 Intel 等厂牌，比较稳定效能较佳！
显示卡：如果有使用到图形功能，则一张 64MB 记忆体的显示卡是需要的！
硬碟：越大越好，如果可能的话，使用磁碟阵列，或者网路硬碟等等的系统架构，能够具有更稳定安全的传输环境，更佳！

建议企业用电脑不要自行组装，可购买商用伺服器较佳，因为商用伺服器已经通过制造商的散热、稳定度等测试，对于企业来说，会是一个比较好的选择。

总之，鸟哥在这里仅是提出一个方向：如果你的 Linux 主机是小型环境使用的，即时当机也不太会影响到企业环境的运作时，那么使用升级后被淘汰下来的零件以组成电脑系统来运作，那是非常好的回收再利用的案例。但如果你的主机系统是非常重要的，你想要更一部更稳定的 Linux 伺服器，那考虑系统的整体搭配与运作效能的考量，购买已组装测试过的商用伺服器会是一个比较好的选择喔！

一般来说，目前 (2015) 的入门电脑机种， CPU 至少都是 Intel i3 的 2GHz 系列的等级以上，主记忆体至少有 2GB ，显示卡记忆体也有 512MB 以上，所以如果您是新购置的电脑，那么该电脑用来作为 Linux 的练习机，而且加装 X Window 系统，肯定是可以跑的吓吓叫的啦！^ _ ^

此外， Linux 开发商在释出 Linux distribution 之前，都会针对该版所预设可以支援的硬体做说明，因此，你除了可以在 Linux 的 Howto 文件去查询硬体的支援度之外，也可以到各个相关的 Linux distributions 网站去查询呢！底下鸟哥列出几个常用的硬体与 Linux distributions 搭配的网站，建议大家想要了解你的主机支不支援该版 Linux 时，务必到相关的网站去搜寻一下喔！

Red Hat 的硬体支援： https://hardware.redhat.com/?pagename=hcl
Open SuSE 的硬体支援： http://en.opensuse.org/Hardware?LANG=en_UK
Linux 对笔记型电脑的支援： http://www.linux-laptop.net/
Linux 对印表机的支援： http://www.openprinting.org/
Linux 硬体支援的中文 HowTo ： http://www.linux.org.tw/CLDP/HOWTO/hardware.html#hardware

总之，如果是自己维护的一个小网站，考虑到经济因素，你可以自行组装一部主机来架设。而如果是中、大型企业，那么主机的钱不要省～因为，省了这些钱，未来主机挂点时，光是要找出哪个元件出问题，或者是系统过热的问题，会气死人ㄟ！而且，要注意的就是未来你的 Linux 主机规划的『用途』来决定你的 Linux 主机硬体配备喔！相当的重要呢！

3 各硬体装置在 Linux 中的档名

选择好你所需要的硬体配备后，接下来得要了解一下各硬体在 Linux 当中所扮演的角色咯。这里鸟哥再次的强调一下：『在 Linux 系统中，每个装置都被当成一个档案来对待』举例来说， SATA 介面的硬碟的档案名称即为 /dev/sd[a-d] ，其中，括号内的字母为 a-d 当中的任意一个，亦即有 /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc, 及 /dev/sdd 这四个档案的意思。

这种中括号 [ ] 型式的表示法在后面的章节当中会使用得很频繁，请特别留意。
另外先提出来强调一下，在 Linux 这个系统当中，几乎所有的硬体装置档案都在 /dev 这个目录内，所以你会看到 /dev/sda, /dev/sr0 等等的档名喔。

那么印表机与软碟呢？分别是 /dev/lp0, /dev/fd0 咯！好了，其他的周边设备呢？底下列出几个常见的装置与其在 Linux 当中的档名咯：

时至今日，由于 IDE 界面的磁碟机几乎已经被淘汰，太少见了！因此现在连 IDE 界面的磁碟档名也都被模拟成 /dev/sd[a-p] 了！此外，如果你的机器使用的是跟网际网路供应商 (ISP) 申请使用的云端机器，这时可能会得到的是虚拟机器。为了加速，虚拟机器内的磁碟是使用模拟器产生，该模拟器产生的磁碟档名为 /dev/vd[a-p] 系列的档名喔！要注意！要注意！

4 使用虚拟机器学习

由于近年来硬体虚拟化技术的成熟，目前普通的中阶个人电脑的 CPU 微指令集中，就已经整合了硬体虚拟化指令集了！所以，随便一台电脑就能够虚拟化出好几台逻辑独立的系统了！很赞！

因为虚拟化系统可以很简单的制作出相仿的硬体资源，因此我们在学习时，比较能够取得相同的环境来查阅学习的效果！所以，在本书的后续所有动作中，我们都是使用虚拟化系统来做说明！毕竟未来你实际接触到 Linux 系统时，很有可能公司交代给你的就是虚拟机了！趁早学也不错！

由于虚拟化的软体非常之多，网路上也有一堆朋友的教学在。如果你的系统是 windows 系列的话，鸟哥个人推荐你使用 virtualbox 这个软体！至于如果你原本就用 Linux 系统，例如 Fedora/Ubuntu 等系列的话，那么建议你使用原本系统内就有的虚拟机器管理员来处理即可。目前 Linux 系统大多使用 KVM 这个虚拟化软体就是了。底下提供一些网站给您学习学习！鸟哥之后的章节所使用的机器，就是透过 KVM 建置出来的系统喔！提供给妳作参考咯。

Virtualbox 官网 (https://www.virtualbox.org)
Virtualbox 官网教学 (https://www.virtualbox.org/manual/ch01.html)
Fedora 教学 http://docs.fedoraproject.org/en-US/Fedora/13/html/Virtualization_Guide/part-Virtualization-Virtualization_Reference_Guide.html