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出版者:人民邮电出版社

作者:施威铭研究室

出品人:

页数:304 页

译者:

出版时间:

价格:34.0

装帧:平装

isbn号码:9787115091574

丛书系列:

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深入解析现代操作系统与网络安全：《Linux系统深度内核剖析与实践应用》 本书旨在为计算机科学专业的学生、系统工程师以及高级技术爱好者提供一本全面、深入、实用的操作系统内核与网络安全实践指南。不同于侧重于基础概念或特定商业软件操作的教材，本书聚焦于开源、高性能的Linux内核机制，结合前沿的网络安全攻防技术，构建起理论与实践并重的知识体系。 第一部分：Linux内核的基石——架构、内存与进程管理 本书的第一部分，将带领读者穿透复杂的抽象层，直接深入Linux内核的“心脏”——源代码和运行机制。我们将首先梳理Linux内核的宏观架构，包括单体内核（Monolithic Kernel）的演进、模块化设计（LKM）的优势与风险，以及内核空间与用户空间隔离的边界。 内存管理： 内存管理是操作系统性能的核心。本书将详尽阐述Linux虚拟内存子系统的设计哲学。内容涵盖地址转换过程（页表结构、TLB缓存机制）、物理内存的组织（Buddy System与Slab分配器的工作原理）。我们不仅解释“如何”分配内存，更深入分析“为什么”这样设计能达到最佳的缓存命中率和内存利用率。特别地，针对现代服务器环境，我们将分析NUMA（非一致性内存访问）架构下内核如何优化内存访问路径，以及内存交换（Swapping）和内存压缩（ZRAM）技术的实际效果评估。 进程与线程调度： 进程是操作系统的基本执行单元。本书将详细剖析Linux的进程描述符（`task_struct`）结构，及其与线程在内核中的统一表示。重点章节将聚焦于CFS（Completely Fair Scheduler，完全公平调度器）的算法细节，包括虚拟运行时（vruntime）的计算、红黑树的维护机制，以及如何处理实时进程（如FIFO和RR调度策略）与普通进程的优先级冲突。通过实际的系统调用跟踪，读者将能够掌握如何诊断和优化CPU密集型应用的调度延迟。 中断与异常处理： 理解硬件交互是理解操作系统的关键。本书对中断描述符表（IDT）、中断处理流程（中断下半部：软中断、Tasklets与Workqueues）进行了细致的讲解，阐明了内核如何高效且安全地响应外部硬件事件，同时避免在中断上下文（Interrupt Context）中执行可能阻塞系统的操作。 第二部分：文件系统、存储与I/O子系统 现代应用对数据持久化和I/O吞吐量的要求日益提高。本部分深入探讨Linux存储栈的复杂性。 VFS与主流文件系统： 我们将从虚拟文件系统（VFS）的抽象层开始，理解其如何统一管理各种不同特性的文件系统。随后，本书将精讲ext4的文件布局、日志机制（Journaling）在保证数据一致性方面的作用，并对比XFS和Btrfs在处理大规模数据和快照管理上的优势。对于性能敏感的场景，我们将分析内存映射文件（mmap）的工作原理，以及它在加速文件I/O中的关键作用。 块设备层与I/O调度器： 存储I/O路径的瓶颈往往出现在块设备层。本书将剖析块I/O请求的处理流程，从用户空间的`read()`调用如何转化为内核的I/O请求。重点分析了不同I/O调度器（如Deadline、NOOP、BFQ）的设计目标和适用场景，并指导读者如何根据工作负载（例如数据库、顺序读写）来选择或定制最佳的调度算法，以最大化存储吞吐量和最小化延迟。 第三部分：网络协议栈与高性能网络 本书的第三部分将全面解析Linux内核中TCP/IP协议栈的实现，并结合现代高性能网络技术。 内核网络栈结构： 读者将学习数据包在内核中从网络接口卡（NIC）到用户空间应用程序的完整生命周期。重点讲解了`sk_buff`（Socket Buffer）结构的设计，以及中断处理程序（NAPI）如何有效避免高负载下的中断风暴。 TCP/IP核心算法实现： 我们将深入研究Linux内核如何实现TCP连接的建立、维护与终止（三次握手、四次挥手）。内容涵盖拥塞控制算法（如CUBIC、BBR）的数学模型及其在实际网络环境中的表现差异。此外，还将探讨零拷贝技术（如`sendfile()`、`splice()`）在减少数据拷贝次数、提升网络服务性能方面的应用。 第四部分：系统级安全与内核加固 在当今安全威胁日益严峻的环境下，理解如何从内核层面加固系统至关重要。本部分侧重于防御性的安全实践。 安全增强模块（LSM）： 我们将详细解析Linux安全模块框架（LSM），重点剖析SELinux和AppArmor的工作原理，理解其如何通过强制访问控制（MAC）模型，在进程与资源（文件、端口）的交互点进行细粒度的权限验证。本书将提供实战指南，指导读者如何编写和加载自定义的安全策略模块。 内核漏洞利用缓解技术： 防御性的内核编程要求开发者了解攻击者的技术。本书将系统性地介绍内核层面的缓解措施，包括KASLR（内核地址空间布局随机化）的工作原理、页表保护（如SMEP/SMAP）机制，以及如何利用Shadow Stacks等前沿技术来防御Return-Oriented Programming (ROP) 攻击。读者将学会如何利用`ftrace`和`kprobes`等内核调试工具，来监控和审计潜在的安全违规行为。 第五部分：实战案例与性能调优 最后一部分将理论知识转化为实际生产力。我们将通过一系列真实世界的案例，指导读者如何诊断和解决复杂的系统瓶颈。 案例分析一：高并发Web服务器的I/O优化——使用eBPF工具集追踪系统调用延迟，优化Nginx/Apache的工作模型，调整内核参数（如TCP缓冲区、文件句柄限制）。 案例分析二：容器化环境下的资源隔离与QoS——理解Cgroups（控制组）如何管理CPU、内存和I/O资源，以及在Docker/Kubernetes环境中如何有效应用这些限制来保证关键服务的SLA。 案例分析三：内核崩溃（Kernel Panic）的排查与调试——如何配置并使用`kdump`服务，分析`vmcore`文件，利用`crash`工具定位导致系统崩溃的驱动程序或内核模块错误。 本书特点： 代码导向： 大量引用关键的内核代码片段（以版本5.x/6.x为基准），确保理论与实现紧密结合。 面向实践： 提供大量可复现的实验和调优脚本，帮助读者在虚拟机或裸机环境中验证所学知识。 深度与广度兼顾： 既覆盖了操作系统的核心理论，又紧跟了云计算和高性能计算对内核提出的新要求。 目标读者： 具备C语言基础和一定Linux命令行操作经验的开发者、系统管理员、网络架构师，以及希望深入理解操作系统底层原理的安全研究人员。掌握本书内容，将使您具备从应用层到内核层全栈优化的能力。

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这本《Windows Me Internet上网实务（平装）》的封面设计得相当复古，那种带着点橙黄色的底色和粗体的字体，瞬间把我拉回了那个拨号上网的年代。我当初买它，纯粹是因为那时候Windows Me是主流，但一打开书，我就发现它对网络基础知识的讲解，用今天的眼光看，简直是“史前文明”级别的详尽。比如，它花了好大篇幅去解释什么是“以太网卡”以及如何通过LPT端口连接打印机——当然，这些内容在现在看来，对于一个只知道用Wi-Fi和蓝牙连接一切的年轻读者来说，可能比看一本恐龙饲养手册还要无趣。书里对IE 5.5或6.0界面的每一个按钮都有细致入微的图解，教你如何设置代理服务器，甚至如何手动修改DNS记录以应对那时常见的网络解析延迟。我记得有一章专门讲“网络安全”，内容主要是关于如何设置一个带密码的屏幕保护程序，以及如何“定期清理浏览器缓存”以防止信息泄露。这种层层递进、事无巨细的讲解方式，对于一个完全的电脑小白来说，或许是救命稻草，但对于任何一个熟悉Windows XP或更高版本操作系统的用户来说，它更像是一部网络发展史的活化石。它教会你的上网方法，可能比你学会用智能手机上网要复杂得多，但那种亲手配置一切、感觉掌控了网络的成就感，确实是现在“即插即用”时代无法比拟的。

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拿到书后，我最关注的是它对“网络应用软件”部分的介绍。老实说，这部分的内容，几乎完全是关于那个时代特定软件的深度使用指南。比如，它详细剖析了早期版本的Outlook Express，教你如何用最原始的方式设置SMTP和POP3服务器地址，连邮件附件大小的限制都写得清清楚楚，仿佛在进行一场与服务器的拉锯战。更别提那些关于早期P2P文件共享软件的使用教程了，书里对如何在一个充满“僵尸网络”和“病毒陷阱”的环境中安全下载MP3和电影，提供了大量“实战经验”。这些经验，很多都建立在手动修改系统注册表或者在命令行下执行指令的基础上。我试着对照书中的步骤，去想象那个年代的“高手”是如何操作的，那场景简直是一场与延迟和不稳定的连接进行的持久战。书中甚至还花了相当的篇幅讲解如何使用ICQ或MSN Messenger进行“多用户聊天室”的管理，那时的即时通讯工具远没有现在App集成得那么方便，每一个功能都需要用户去“激活”。这本书的重点不在于教你“如何使用互联网”，而在于教你“如何艰难地、有步骤地构建起一个可用的互联网连接环境”。它反映的不是网络的功能性，而是搭建网络过程的复杂性。

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这本书的排版和语言风格，透露着一种浓厚的“技术手册”气息，完全没有现在流行的那种轻松活泼的自媒体风格。它更像是大学机房里的标准教材，严谨到近乎刻板。我对其中关于“拨号连接设置”的章节印象特别深刻，它详细列举了中国电信、网通等几大运营商在不同省份的接入号码和认证方式。我记得里面有一张图表，专门对比了56K调制解调器和ISDN接入在速度上的理论差异，这种对硬件性能的执着分析，在今天看来，简直是多余的浪漫。读到后面，它开始深入探讨HTML基础知识，但这里的HTML讲解，更偏向于如何使用“记事本”手动编写一个简单的网页，而不是我们今天通过各种可视化编辑器轻松实现的效果。书里强调了“代码干净整洁”的重要性，似乎每一个空格和回车都会影响网页在当时那慢得令人发指的加载速度。这本书的价值，或许在于它记录了一种“亲力亲为”的数字生活方式，提醒我们网络发展至今，已经从一种需要高超技巧才能驾驭的工具，演变成了一种无缝嵌入日常的基础设施。

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从技术角度来看，这本书对于“故障排除”部分的详尽程度令人咂舌。书中专门开辟了一章，主题是“连接中断后的自我诊断流程”。它指导读者一步步检查调制解调器的指示灯状态，确认电话线连接是否牢固，甚至包括如何通过命令行工具`ping`和`tracert`来追踪数据包丢失的原因。对于当时的普通用户，如果网络坏了，往往只能打电话给ISP（互联网服务提供商）客服，然后漫长地等待技术人员的远程指导，或者干脆跑去网吧求助。这本书试图赋能用户，让他们在没有外部援助的情况下，也能独立解决大部分常见的连接问题。这种强调底层原理和动手实践的精神，在如今软件可以自动修复大部分问题的时代，显得尤为珍贵。它教会读者的不是使用软件的技巧，而是理解数据如何在电话线上“奔跑”的物理逻辑。读完它，你会深切体会到，我们今天的“上网”体验，背后隐藏了多少被技术隐藏起来的复杂步骤和我们所忽略的稳定性进步。

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购买这本书的动机，其实是想回顾一下早期网络社区的生态。然而，书中对“网络社区”的描述，主要集中在BBS（电子公告板系统）的使用技巧上。它详细讲解了如何使用Telnet客户端连接到本地的大学BBS，如何掌握“看帖、回帖、灌水”的基本礼仪，以及如何利用FTP进行资源交换。这种交流方式，完全是基于文本的、异步的，与我们现在习惯的碎片化、即时反馈的社交媒体体验截然不同。书里甚至讨论了如何在BBS上“申码”进入更高级的板块，那过程充满了仪式感和门槛。关于“网络安全”的讨论，也主要聚焦于如何防止别人通过局域网“嗅探”你的数据包，或者如何保护你在BBS上的“马甲”。它没有涉及钓鱼网站或者勒索软件这些现代威胁，因为在那个年代，主要的威胁是“信息不对等”和“连接中断”。这本书所勾勒的“网络实务”，更像是一群有技术热情的人，在相对封闭的环境下进行知识和资源的共享，它缺乏我们今天所体验到的那种全球化、无边界的喧嚣感。

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