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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:王安

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:2004-6-1

价格:18.0

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810773348

丛书系列:

图书标签:

• 红旗Linux
• Linux
• 系统管理
• 基础教程
• 操作系统
• 计算机技术
• 信息技术
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• 入门
• 服务器

Linux 操作系统深度实践与应用：面向现代企业级部署的进阶指南 本书聚焦于企业级 Linux 环境的复杂性、性能调优与前沿技术应用，旨在为拥有一定基础知识的系统管理员、DevOps 工程师以及希望深入理解企业级 Linux 生态的开发者提供一套全面、实用的进阶学习路径。我们跳脱出单一发行版的入门范畴，深入探讨跨平台兼容性、系统架构的演进，以及如何利用现代工具链构建高可用、高安全的 IT 基础设施。 --- 第一部分：现代 Linux 内核与底层机制的深度剖析 本部分将带您穿透操作系统的表层抽象，直达 Linux 内核的深层结构与运行机制，这是实现高性能计算和稳定运维的基石。 第 1 章：从编译到运行：内核源码的探索与定制 本章将详细介绍如何获取、编译和部署最新的 Linux 内核。我们不会停留在简单的配置（`make menuconfig`），而是深入探讨关键内核子系统的模块加载、内存管理策略（如 NUMA 优化、Huge Pages 的应用场景）以及如何利用 KSPP (Kernel Self Protection Project) 特性加固系统安全。重点分析特定硬件架构（如 x86-64 与 ARM64）下的编译选项差异及其对 I/O 性能的影响。 第 2 章：进程调度与性能瓶颈的诊断 深入研究 Linux 的进程调度器（CFS, Completely Fair Scheduler）的工作原理，特别是实时进程（RT）与标准进程之间的优先级处理。本章将重点介绍如何使用 `perf`、`ftrace` 和 eBPF（Extended Berkeley Packet Filter）工具集，对 CPU 密集型、I/O 阻塞型和锁竞争型应用进行精确定位和性能分析。涵盖上下文切换的开销分析、调度延迟的度量标准及其优化方法。 第 3 章：内存管理的高级技术 系统性地梳理 Linux 内存的虚拟化、物理内存的分配与回收机制。内容包括：缓存（Page Cache, Buffer Cache）的生命周期管理、内存碎片化问题（Internal/External Fragmentation）的识别与缓解策略、OOM Killer 的工作流程深度解析，以及在容器化环境中如何有效利用 Cgroups v2 对内存资源进行精确隔离和资源限制。 第 4 章：I/O 栈与存储系统的性能调优 全面解析现代 Linux I/O 栈，从 VFS（Virtual Filesystem Switch）到块设备驱动层。详细比较了传统的 `sync/async` I/O 模型与现代的 io_uring 接口的性能优势与编程范式。本章将着重讲解 LVM 快照、多路径管理（Device Mapper Multipath）的配置，并对主流企业级文件系统（如 XFS、EXT4）的挂载选项、日志模式选择及其对随机/顺序读写性能的影响进行量化对比。 --- 第二部分：企业级网络与安全加固实践 本部分专注于构建健壮、安全、高吞吐的网络环境，并掌握现代 Linux 安全模型的部署与管理。 第 5 章：Linux 高性能网络栈优化 超越基础的 IP 配置，本章深入研究 TCP/IP 协议栈在 Linux 内核中的实现细节。内容包括：TCP 拥塞控制算法（如 BBR 的引入与效果评估）、零拷贝技术（如 Sendfile, Splice）的应用、网络缓冲区（`net.core.`）参数的精细调优，以及如何利用 SR-IOV 和 DPDK 技术绕过内核协议栈，以实现线速的数据包处理能力。 第 6 章：现代 Linux 防火墙与网络服务安全 系统性学习 `nftables` 框架，作为 `iptables` 的下一代替代方案，掌握其规则集的结构化、模块化设计。重点讲解如何构建基于连接跟踪（Conntrack）的复杂策略，以及如何结合 SELinux/AppArmor 策略，对网络服务（如 SSHD, Nginx）的访问权限进行深度限制。覆盖网络流量的入侵检测（IDS）与基于 eBPF 的实时流量监控。 第 7 章：强制访问控制（MAC）与系统审计 本章是系统安全的核心。详细阐述 SELinux 的安全上下文、策略语言（Policy Language）的编写与调试，以及如何分析复杂的拒绝访问日志（AVC denials）。同时，深入探讨 AppArmor 的配置文件生成与加载机制。结合 `auditd` 框架，构建精细化的系统行为审计策略，满足合规性要求。 --- 第三部分：容器化、虚拟化与基础设施自动化 本部分面向 DevOps 场景，探讨如何在现代基础设施中有效利用 Linux 提供的资源隔离技术，并实现配置管理的自动化。 第 8 章：Cgroups 与 Namespaces：容器技术的基石 深入剖析 Docker、Kubernetes 等技术背后的核心 Linux 技术——控制组（Cgroups）和命名空间（Namespaces）。详细讲解 Cgroups v1 与 v2 在资源限制（CPU、内存、Block I/O）上的设计差异，以及 PID、Mount、Network 等各类 Namespaces 如何实现进程间的隔离。本章将提供不依赖于高层工具，直接操作 Cgroup 接口的实战案例。 第 9 章：KVM/QEMU 与虚拟化性能调优 掌握基于内核的虚拟机管理系统 KVM 的架构。内容涵盖如何使用 QEMU 模拟设备、虚拟化 I/O 性能优化（如 Virtio 驱动的使用）、内存虚拟化技术（如 KSM, THP 对 VM 的影响）以及如何利用 CPU 的虚拟化扩展指令集提升客户机性能。 第 10 章：配置管理与幂等性保证：Ansible 深度应用 本章聚焦于配置管理工具 Ansible 在企业环境中的高级应用。内容包括：如何编写健壮、可复用的角色（Roles）结构、使用 Jinja2 模板进行动态配置生成、实现安全密钥管理（Vault），以及如何设计包含回滚机制的自动化部署流程，确保配置操作的幂等性和可追溯性。 第 11 章：Systemd：服务管理与依赖解析的艺术 系统性地解析 `systemd` 的单元文件结构（Unit Files），掌握服务（Service）、套接字激活（Socket Activation）和 D-Bus 服务的创建与调试。重点分析 `systemd` 如何管理启动顺序、依赖关系，以及利用其提供的 `journald` 进行高效的日志聚合与检索，实现系统启动过程的快速诊断。 --- 附录：企业级故障排查速查手册 提供一套基于性能指标（如 Load Average, I/O Wait, Cache Hit Ratio）的快速故障定位流程图，以及一系列针对高并发 Web 服务器、数据库系统（如 PostgreSQL/MySQL）在 Linux 环境下常见的资源瓶颈排查脚本示例。 本书的编写风格力求严谨、注重底层原理，并通过大量企业级实战案例来印证理论知识，是系统工程师从“会用”迈向“精通”不可或缺的工具书。

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