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出版者:西安交通大学出版社

作者:张强华

出品人:

页数:180

译者:

出版时间:2000-1-1

价格:15.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787560512082

丛书系列:

图书标签:

• Windows2000
• 培训
• 教程
• 操作系统
• 计算机
• IT
• 技术
• 入门
• 实战
• 快速学习

深入解析与应用：现代操作系统的高效管理与优化实战 图书名称：现代操作系统高效管理与性能调优实录 内容提要： 本书旨在为系统管理员、IT专业人士以及对操作系统底层原理有浓厚兴趣的读者提供一套全面、深入且高度实用的技术指南。我们不再局限于某一特定历史版本操作系统的基础操作，而是聚焦于当前主流企业级和桌面级操作系统在实际复杂环境中的高级部署、性能瓶颈诊断、安全策略制定与自动化运维。全书结构严谨，理论结合大量的实战案例与代码脚本，确保读者不仅理解“如何做”，更能洞悉“为什么这样做”。 本书的深度和广度，远远超越了基础的安装配置和日常维护范畴，它直指现代计算环境中对稳定性和响应速度的苛刻要求。 --- 第一部分：下一代内核架构与虚拟化技术前沿 本部分将详细剖析现代操作系统的内核设计哲学，重点对比分析不同厂商在并发处理、内存管理和I/O调度上的最新演进。 第一章：内核模块化与可扩展性设计（约 300 字） 深入探讨微内核与宏内核设计思想的融合趋势。我们将分析最新的内核补丁集（如Linux的eBPF或Windows的Hypervisor V2）如何实现动态模块加载和运行时重构，以适应高负载服务器环境对热更新和资源隔离的需求。内容涵盖： 1. 零拷贝（Zero-Copy）技术在网络栈中的优化路径： 剖析 DMA 传输与内核缓冲区交互的细节，并提供针对特定硬件加速器的定制化驱动接口配置。 2. 实时内核（Real-Time Kernel）的抢占策略： 分析调度器在保证低延迟和高吞吐量之间的权衡艺术，涉及优先级继承协议与死锁避免机制。 3. 用户态与内核态边界的模糊化： 探讨 Seccomp/AppArmor 等安全沙箱技术如何通过更精细的系统调用过滤，提升应用隔离性，并讨论其对应用性能的实际影响。 第二章：容器化与操作系统级虚拟化（约 350 字） 本章完全聚焦于现代云计算基础设施的基石——容器技术。我们将超越 Docker 的基础使用，深入到其底层实现机制。 1. 命名空间（Namespaces）与控制组（cgroups）的精细控制： 详细讲解如何通过 cgroups V2 进行资源配额的层次化管理，包括 CPU、内存、Block I/O 的权重与比例分配，以及如何利用 io_uring 接口实现高性能异步 I/O。 2. 容器运行时（Container Runtime）的深入对比： 对 runc、containerd 和 CRI-O 进行源码级别的结构分析，探讨它们在启动速度、资源占用和安全模型上的差异。 3. 无特权容器（Rootless Containers）的安全实践： 介绍用户命名空间（User Namespaces）映射机制，如何在不牺牲必要功能的前提下，最大化地降低容器逃逸的风险。同时，探讨 Kata Containers 等轻量级虚拟机隔离方案的架构优势。 --- 第二部分：企业级系统的高级性能调优与故障排查 本部分是本书的核心实践篇章，提供一套系统化的方法论来应对生产环境中常见的性能瓶颈。 第三章：内存子系统深度剖析与调优（约 400 字） 本书不提供通用的“内存调优秘籍”，而是教授读者如何像内核开发者一样思考内存问题。 1. NUMA 架构下的内存亲和性优化： 讲解如何使用工具（如 `numactl` 或特定 OS 调度器指令）强制进程绑定到特定的内存节点，避免跨 NUMA 节点访问带来的延迟惩罚。包括对 Huge Pages 配置的性能影响分析。 2. 缓存命中率的量化分析： 介绍使用硬件性能计数器（PMC）工具（如 `perf` 或 VTune）来精确测量 L1/L2/L3 缓存的未命中率，并根据数据指导代码优化方向（例如，结构体的字段重排以提高局部性）。 3. 交换空间（Swap）的误区与管理： 探讨现代系统在高负载下为何应避免或严格控制 Swap 的使用，如何通过调整 `swappiness` 或使用 ZRAM/ZSwap 等技术，将压缩缓存置于内存中而非慢速磁盘，从而优化内存压力下的响应时间。 第四章：网络栈延迟与吞吐量极限突破（约 450 字） 针对高频交易、流媒体服务等对网络延迟极其敏感的应用场景，本章提供了一整套端到端的优化策略。 1. 中断处理与负载均衡（IRQ Affinity）： 教授如何将网络设备的中断请求（IRQ）绑定到特定的 CPU 核心，避免 CPU 之间的上下文切换开销，并利用 RPS/RFS 机制在多核间均匀分配网络流量处理任务。 2. TCP/IP 协议栈的深度定制： 探讨如何调整内核参数（如 TCP 缓冲区大小、窗口缩放因子、拥塞控制算法如 BBR 的启用与参数微调），以适应高带宽或高延迟网络环境。 3. 用户态网络（User Space Networking）： 深入介绍 DPDK (Data Plane Development Kit) 等技术的工作原理，如何绕过传统的内核协议栈，实现纳秒级的报文处理速度，并讨论其实施的硬件兼容性要求。 4. 故障诊断实战： 结合 `tcpdump`、`ss` (或 `netstat`) 的高级用法，以及系统级的跟踪工具，演示如何快速定位丢包、重传和路径阻塞点。 --- 结语：构建自适应的运维体系 本书的最终目标是培养读者构建一套具备自我诊断、预测性维护能力的操作系统环境。通过掌握上述底层机制的精髓，读者将能够摆脱依赖预设模板的运维模式，真正实现对复杂生产系统的掌控与优化。学习本书后，您将能自信地应对任何高规格、高要求的系统性能挑战。

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