Windows 2000安全技术手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京大学出版社

作者:Microsoft公司

出品人:

页数:582

译者:

出版时间:2001-3

价格:98.00元

装帧:

isbn号码:9787301048481

丛书系列:

图书标签:

• Windows 2000
• 安全
• 技术
• 网络安全
• 系统安全
• 权限管理
• 漏洞
• 防护
• 配置
• 服务器

《深入理解现代操作系统内核架构》 本书旨在为系统工程师、高级开发人员以及对操作系统底层机制有浓厚兴趣的研究人员提供一本全面而深入的参考指南。它不侧重于特定操作系统（如Windows 2000）的安全配置或管理细节，而是将焦点完全集中于现代通用操作系统内核的设计哲学、核心组件的实现原理以及它们如何协同工作以提供高效、稳定和安全的基础计算环境。 第一部分：内核基础与架构演进 本部分首先追溯了操作系统的发展历程，从早期的单体内核结构到当前主流的微内核、混合内核的演变。我们将详细剖析操作系统的核心职责——进程管理、内存管理、设备管理和I/O管理——在不同架构下的实现差异。 进程与线程模型： 深入探讨上下文切换的机制，包括寄存器保存与恢复、TLB（Translation Lookaside Buffer）的维护，以及线程调度算法（如完全公平调度器 CFS 或优先级继承调度）。我们将分析内核如何处理用户态到内核态的转换（系统调用），以及其性能开销的优化策略。 内存管理单元（MMU）的抽象： 详细解析虚拟内存的概念，包括页表结构（二级、三级或四级页表）、页的生命周期管理（交换、锁定、映射/取消映射）。重点讨论内核如何实现内存保护、地址空间隔离以及大页（Huge Pages）的使用场景。 中断与异常处理框架： 阐述硬件中断如何被内核捕获、分发和处理的完整流程。分析中断描述符表（IDT）的作用，以及如何平衡中断响应延迟与中断处理的原子性要求。 第二部分：高级并发控制与同步机制 现代操作系统必须高效处理大量的并发请求。本部分将详细解构内核层面的同步原语及其在复杂环境下的应用。 锁的精细化设计： 区别自旋锁（Spinlocks）、互斥锁（Mutexes）和读写锁（RW-Locks）的适用场景与性能权衡。探讨如何避免死锁和活锁，引入屏障（Barriers）和内存排序（Memory Ordering）的概念，确保多处理器（SMP）系统中的数据一致性。 无锁（Lock-Free）与等待无关（Wait-Free）算法： 介绍基于原子操作（如CAS/FAA）的复杂数据结构实现，例如无锁队列和哈希表。分析这些技术在高性能计算和高并发服务器中的优势与挑战。 信号量与事件对象： 探讨内核如何使用信号量和其他事件通知机制来协调复杂的工作流，以及它们在资源竞争管理中的作用。 第三部分：文件系统与存储I/O深度解析 存储子系统是操作系统性能的关键瓶颈之一。本书将聚焦于虚拟文件系统层（VFS）的设计，以及数据如何在内核中流动。 VFS 架构： 分析 VFS 如何提供统一的接口来抽象底层不同类型的具体文件系统（如 ext4, XFS, NTFS 的概念模型）。探讨 inode、dentry 缓存机制及其在加速文件访问中的作用。 缓冲与缓存策略： 详细研究页缓存（Page Cache）的工作原理，包括脏页的回写策略（Writeback）、延迟分配（Delayed Allocation）以及如何平衡内存占用和I/O吞吐量。 I/O 栈与异步I/O： 剖析传统块设备I/O层（请求队列、合并与排序）到更现代的异步I/O模型（如 io_uring 或 IOCP 的概念模型）的演进。分析零拷贝（Zero-Copy）技术如何减少数据在内核和用户空间之间不必要的搬运。 第四部分：网络协议栈的内核实现 现代操作系统中，网络通信是核心功能。本部分将剥离网络协议栈的各个层次，深入到内核如何处理网络数据包。 数据包的生命周期： 追踪一个以太网数据包从物理层进入中断，到内核协议栈（ARP, IP, TCP/UDP）处理，最终交付给用户应用程序的全过程。 Socket 接口的内核映射： 分析 Socket 抽象层如何与内核中的发送缓冲区（Send Buffer）和接收缓冲区（Receive Buffer）关联，以及阻塞/非阻塞、多路复用（select/poll/epoll）机制的底层实现细节。 拥塞控制与流量整形： 探讨内核网络栈中内置的 TCP 拥塞控制算法（如 CUBIC 或 BBR）的工作原理，以及它们如何动态调整发送速率以优化网络资源利用率。 第五部分：安全增强与内核保护机制 虽然本书不关注特定操作系统的安全配置，但它会探讨现代操作系统在设计之初就内建的安全增强特性。 地址空间布局随机化（ASLR）： 深入解释 ASLR 如何通过随机化关键数据结构（如堆、栈、库加载基址）的位置，来增加攻击者预测内存地址的难度。 数据执行保护（DEP/NX）： 解析硬件层面对不可执行页面的支持，以及内核如何标记内存区域的执行权限，防止代码注入攻击。 沙箱与权限分离： 讨论内核如何通过限制系统调用集、资源访问权限来实现进程隔离，为更复杂的安全模型奠定基础。 本书的深度和广度，使其成为理解任何高性能、多用户操作系统（无论是基于UNIX/Linux派生系统还是其他复杂平台）底层运作机制的理想教材。它侧重于“为什么是这样设计”和“如何实现”，而非“如何安装或配置”。

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