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出版者:

作者:唐华 编

出品人:

页数:351

译者:

出版时间:2008-12

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787121065033

丛书系列:

图书标签:

• Linux
• 操作系统
• 高级
• 教程
• 内核
• 系统编程
• Shell
• 网络
• 安全
• 性能优化
• 服务器

《Linux系统深度解析与实践指南》 本书旨在为读者提供一个全面深入的Linux系统学习路径，从基础概念出发，逐步深入到核心组件、高级特性以及实际应用场景，帮助读者构建坚实的Linux知识体系，并能独立解决复杂的技术问题。我们摒弃了泛泛而谈的理论介绍，而是聚焦于Linux系统工作的内在机制和实际操作技巧，力求让读者“知其然，更知其所以然”。 核心内容概览： 第一部分：Linux系统架构与核心概念精讲 系统引导与进程管理深度剖析： 我们将详细讲解Linux的启动流程，从BIOS/UEFI到GRUB/Syslinux，再到init/systemd的演变，深入理解系统启动的每一个环节。在此基础上，深入探讨进程的生命周期、调度算法（如CFS、O(1)等）的原理与影响，以及进程间通信（IPC）的各种机制（管道、消息队列、共享内存、信号量、套接字等）的实现细节和适用场景。读者将学会如何有效地监控、管理和调试进程，优化系统性能。 内存管理机制详述： 本部分将揭示Linux内存管理的核心奥秘。我们将讲解虚拟内存与物理内存的关系，内存分页、分段的原理，以及地址转换过程。深入理解页表、TLB的作用，以及内存分配（如伙伴系统、slab分配器）的机制。通过学习内存泄漏的检测与分析方法，以及内存交换（swapping）的工作原理，读者将能有效诊断和解决内存相关的性能瓶颈。 文件系统内部机制探索： 我们不仅会介绍ext4、XFS、Btrfs等主流Linux文件系统的结构和特性，更会深入讲解文件系统的设计理念，如Journaling、inode、block、extent等关键概念。读者将了解文件I/O的底层实现，包括缓冲区缓存（buffer cache）、页缓存（page cache）的作用，以及文件系统的挂载、卸载、检查与修复过程。此外，还会触及一些更高级的文件系统概念，如RAID、LVM（逻辑卷管理）的实现原理，为构建高可用、高性能存储解决方案打下基础。 网络协议栈深度解析： 本章将从TCP/IP协议簇的视角，详细剖析Linux网络栈的工作原理。从网络接口驱动层到传输层（TCP/UDP），再到网络层（IP/ICMP），最后到应用层接口（Socket API），我们将逐层讲解数据包的产生、传输、接收和处理过程。深入理解套接字编程、网络端口、路由表、ARP缓存、防火墙（iptables/nftables）的配置与原理，以及DNS解析过程，让读者能够从容应对复杂的网络故障排查和性能优化。 第二部分：Linux系统服务与高级配置 Shell脚本编程与自动化运维： 告别零散的命令组合，本部分将带领读者系统学习Shell脚本的强大功能。从变量、条件判断、循环、函数等基础语法，到正则表达式、文本处理工具（grep, sed, awk）的精妙运用，再到进程控制、后台任务管理、错误处理等高级技巧，读者将掌握编写高效、健壮Shell脚本的能力，从而实现系统管理的自动化。 系统服务管理与守护进程： 深入理解Systemd和SysVinit等系统服务管理器的工作机制，学会如何创建、配置、启用、禁用和管理各种系统服务。讲解守护进程（daemon）的设计模式和实现方法，以及如何调试和监控它们。 用户与权限管理精通： 详细讲解Linux的用户、组、权限模型（UID, GID, ACLs），以及`sudo`的配置与最佳实践。理解SUID/SGID位的作用，以及文件特殊权限的应用。 SSH服务安全加固与远程管理： 深入配置SSH服务器，掌握密钥认证、端口转发、隧道技术等高级用法，并学习SSH客户端的常用选项，实现安全高效的远程访问和管理。 日志管理与系统监控： 掌握`syslog`、`rsyslog`、`journald`等日志系统的配置与使用，学会分析系统日志以诊断问题。学习使用`top`, `htop`, `vmstat`, `iostat`, `sar`, `strace`, `lsof`等工具进行系统性能监控与故障排查。 第三部分：Linux系统性能优化与故障排除 性能瓶颈分析与诊断： 结合实际案例，引导读者学习如何识别CPU、内存、磁盘I/O、网络等各个子系统的性能瓶颈。深入分析各种性能指标的含义，并提供相应的诊断工具和方法。 系统调优策略与实践： 讲解内核参数（sysctl）的优化方法，文件系统参数的调整，进程调度策略的优化，以及网络栈参数的精细化配置。 常见故障场景分析与解决方案： 针对系统启动失败、服务崩溃、性能急剧下降、磁盘空间满、网络连接中断等典型故障，提供系统化的分析思路和有效的排查步骤，帮助读者快速定位并解决问题。 第四部分：容器化技术与现代Linux实践 Docker与容器基础： 介绍容器化技术的概念、优势，以及Docker的核心组件（镜像、容器、仓库）。学习Docker的基本命令，理解容器的网络、存储和进程隔离机制。 Kubernetes入门与核心概念： 简要介绍Kubernetes的架构和核心概念，包括Pod, Service, Deployment, Namespace等，为读者了解现代化的分布式系统管理奠定基础。 本书特色： 理论与实践深度结合： 每章内容都包含大量的实际操作示例和命令，引导读者亲手实践，加深理解。 注重底层机制： 深入讲解Linux系统工作的内在原理，而非停留在表面命令的罗列。 案例驱动： 结合实际生产环境中可能遇到的问题，提供分析思路和解决方案。 面向问题解决： 强调培养读者独立分析和解决复杂Linux系统问题的能力。 与时俱进： 包含现代Linux系统中的重要技术，如systemd和容器化技术。 通过学习本书，读者将能够全面掌握Linux系统的运行原理，熟练运用各种管理和诊断工具，自信地应对各种复杂的系统任务和故障，成为一名真正懂得Linux的工程师。

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这本《Linux操作系统高级教程》无疑是系统管理员和资深开发人员工具箱里的一件利器。我过去在处理复杂的网络服务部署和性能调优时，常常因为对内核参数和底层机制理解不够深入而感到力不从心。这本书没有停留在基础的命令操作层面，而是扎实地剖析了进程间通信（IPC）机制的各种实现方式，比如System V IPC和POSIX消息队列的细微差别及其适用场景。书中对内存管理单元（MMU）的工作原理，特别是页表是如何构建和维护的，讲解得极其透彻，这对于调试那些涉及到虚拟内存泄漏或者内存访问权限问题的程序至关重要。更让我眼前一亮的是关于调度器深入的分析，作者不仅描述了CFS（完全公平调度器）的红黑树算法，还详细对比了不同调度策略对实时性要求高的应用的影响。我曾尝试自己编译内核以测试不同的调度补丁集，但总是因为缺乏清晰的路线图而受阻，而这本书提供了一个清晰的框架，让我能系统地理解这些高级特性的交互作用。对于那些想要从“会用”Linux跨越到“精通”Linux的专业人士来说，这本书提供的视角是无价的。

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这本书的论述风格非常严谨，几乎可以作为一本学术参考书来使用，但同时又保持了极强的可读性，避免了纯粹理论堆砌的枯燥感。在网络协议栈的讲解部分，作者采取了一种自底向上的深入剖析方式。我们通常在应用层使用socket API，但这本书带我们深入到了TCP/IP协议栈的内核实现层面。书中详尽描绘了Netfilter框架（iptables/nftables）的钩子点（hooks）是如何在数据包生命周期中发挥作用的，这对于构建复杂防火墙规则和进行网络流量整形至关重要。更具启发性的是对拥塞控制算法的讨论，比如CUBIC和BBR，作者不仅解释了它们的数学模型，还结合实际的网络仿真数据展示了它们在不同丢包率和往返时间（RTT）环境下的表现差异。这让我在配置面向广域网的后端服务时，能够做出基于科学数据而非经验的决策。这种对网络核心机制的精准把握，是普通网络配置手册无法提供的深度。

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作为一名长期从事嵌入式系统开发的工程师，我对操作系统在资源受限环境下的表现尤为关注。这本书在讲述文件系统方面的内容时，展现了极高的专业水准。它没有局限于ext4的常规操作，而是深入探讨了如Btrfs和XFS在数据一致性、写时复制（Copy-on-Write, CoW）以及延迟分配等高级特性上的性能权衡。对我而言，理解日志机制在不同文件系统中的差异，对于选择最适合特定工作负载的存储方案至关重要。书中对内核I/O栈的处理流程——从VFS层到块设备驱动层——的描述，清晰地揭示了I/O延迟产生的瓶颈所在。我尤其欣赏作者对异步I/O（AIO）的剖析，特别是libaio的接口设计和其在高性能数据库中的应用案例。这使得我们能够设计出更少阻塞、更高吞吐量的存储访问模式。这本书对于任何需要深入优化磁盘I/O性能的开发者来说，都是一本不可多得的参考手册，它提供的理论深度远远超过了一般的实践指南。

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我对技术书籍的评判标准往往侧重于其实用性和对前沿技术的覆盖广度。令人惊喜的是，这本教材在容器化技术，特别是cgroups和namespaces的底层实现上，投入了大量的篇幅。这在很多“高级”教程中常常被一带而过，仅停留在Docker或Kubernetes的使用层面。然而，这本书真正挖掘了这些技术是如何利用内核特性来实现资源隔离和进程沙箱化的。例如，它详细解释了cgroup V2相比V1在层级结构和度量标准上的改进，以及如何通过BPF（eBPF）技术进行更细粒度的系统调用跟踪和安全策略执行。这种深度挖掘让我得以优化我们生产环境中服务网格的资源分配策略，显著降低了因资源争抢导致的延迟波动。此外，书中对系统调用跟踪工具（如strace和perf）背后的机制也有独到的见解，指导我们如何编写更高效的探针来诊断疑难杂症。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是解释了“为什么这样做是最高效的”。

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我喜欢这本书对系统安全和可审计性方面的讲解，它提供了一种防御性的编程思维框架。很多教程只停留在权限管理和SELinux的基本配置上，而《Linux操作系统高级教程》则将重点放在了如何利用内核提供的安全原语来构建更健壮的系统。例如，对安全增强型Linux（SELinux）的策略语言和类型强制访问控制（MAC）机制进行了细致入微的阐述，使得原本晦涩难懂的策略文件变得清晰可解。此外，书中对内核模块签名、强制访问控制（MAC）框架的扩展点，以及如何利用Linux审计系统（auditd）进行全面的操作追踪和合规性审查，都有非常实用的指导。这对于满足金融、医疗等高监管行业的信息安全要求至关重要。它教会的不是如何绕过限制，而是如何理解限制的原理并正确地配置和利用它们。这本书真正体现了“高级”二字的分量，它关注的是系统的内在安全骨架，而非表面的用户界面。

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