網路基礎與作業系統教學：應用於 Raspberry Pi

本教學旨在結合網路基礎與作業系統概念，幫助學員理解如何在 Raspberry Pi 上運用這些知識。 課程將涵蓋網路基礎概念、操作系統基礎知識以及如何將兩者結合實作在 Raspberry Pi 上。

網路基礎概念

網路技術是現代計算設備互聯的核心技術，以下是一些基本概念：

• IP 位址： 每台設備的唯一識別碼，用於網路通信。IPv4 示例：192.168.1.1。
• 子網掩碼： 用於區分網路位址和主機位址，例如 255.255.255.0。
• 路由器與交換器： 路由器負責不同網路間的數據轉發，交換器則用於同一局域網內設備的數據轉發。
• DNS： 將域名（如 raspberrypi.org）轉換為 IP 位址的服務。
• 常用協議：
  • HTTP/HTTPS：網頁訪問協議。
  • SSH：遠程訪問與控制 Raspberry Pi 的協議。
  • FTP：用於文件傳輸。

實作：在 Raspberry Pi 上配置網路

1. 確認網路連接：執行 ping 8.8.8.8 測試是否可以連接到網際網路。
2. 檢查 IP 位址：使用 ifconfig 或 ip addr 查看本機 IP。
3. 編輯網路設定：在 Raspberry Pi OS 上，編輯 /etc/dhcpcd.conf 配置靜態 IP 位址。
4. 啟用 SSH：執行 sudo systemctl enable ssh 並啟動服務。

作業系統基礎概念

作業系統（OS）是硬體與軟體之間的橋樑，以下是主要功能與相關概念：

• 檔案系統： OS 負責管理存儲設備上的檔案與資料，例如 EXT4 是 Linux 常用檔案系統。
• 程序管理： 作業系統管理多任務，例如通過 top 或 htop 查看程序運行狀態。
• 記憶體管理： OS 負責分配與回收記憶體，例如虛擬記憶體技術。
• 使用者權限： Linux 使用者分為普通用戶與超級用戶（root）。
• 包管理： 使用 apt 管理軟體安裝與更新。

實作：操作系統基礎操作

1. 更新系統：執行 sudo apt update && sudo apt upgrade。
2. 安裝軟體：例如 sudo apt install vim 安裝文字編輯器。
3. 管理程序：使用 kill 或 systemctl 控制程序。
4. 設置自動啟動服務：將腳本加入 /etc/rc.local。

綜合實作：架設 Web 伺服器

以下是如何在 Raspberry Pi 上架設簡單的 Web 伺服器：

1. 安裝 Apache 網頁伺服器：sudo apt install apache2
2. 測試伺服器：在瀏覽器輸入 Raspberry Pi 的 IP 地址（例如 http://192.168.1.100）。
3. 加入靜態網頁：將 HTML 文件放入 /var/www/html 目錄。
4. 啟用防火牆規則：sudo ufw allow 80。

學習資源與參考

參考來源

• Raspberry Pi 官方文檔
• Linux 基礎知識
• W3Schools（HTML 和網頁設計教學）
• Ubuntu 文檔（適用於 Linux 系統學習）

YouTube 資源

• Raspberry Pi Foundation - 官方教學與專案演示
• The Raspberry Pi Guy - 初學者與專案介紹
• Jeff Geerling - 進階硬體與專案教學

結論

透過學習網路基礎與作業系統知識，結合 Raspberry Pi 的實作操作，您可以快速掌握從硬體連接到軟體部署的全過程。 使用本文的教學與資源，立即開始探索 Raspberry Pi 的更多可能性吧！