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出版者:O'Reilly Media

作者:Adam Haeder

出品人:

页数:522

译者:

出版时间:2010-06-22

价格:USD 49.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780596804879

丛书系列:

图书标签:

Linux
计算机科学
in
a
O'Reilly
2010
Linux
LPI
Certification
System Administration
Command Line
Networking
Security
Troubleshooting
Shell Scripting
DevOps
IT

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具体描述

Linux deployment continues to increase, and so does the demand for qualified and certified Linux system administrators. If you're seeking a job-based certification from the Linux Professional Institute (LPI), this updated guide will help you prepare for the technically challenging LPIC Level 1 Exams 101 and 102. The third edition of this book is a meticulously researched reference to these exams, written by trainers who work closely with LPI. You'll find an overview of each exam, a summary of the core skills you need, review questions and exercises, as well as a study guide, a practice test, and hints to help you focus. Major topics include: Critical GNU and Unix commands Linux installation and package management Devices and filesystems Text editing, processing, and printing The X Window System Networking and security Mail transfer agents Email, FTP, and web services These exams are for junior to mid-level Linux administrators with about two years of practical system administration experience. You should be comfortable with Linux at the command line and capable of performing simple tasks, including system installation and troubleshooting.

深入理解操作系统核心：Linux系统管理与内核编程实践本书旨在为系统管理员、资深开发者以及希望全面掌握Linux操作系统底层机制的专业人士，提供一本内容详实、侧重实践的权威参考指南。本书并非聚焦于任何特定厂商或标准的认证考试准备，而是将核心精力投入到Linux操作系统的架构、运行机制、性能调优以及高级定制等关键领域。通过对理论基础的严谨阐述和对海量实际操作案例的深度解析，读者将能够构建起对Linux系统从启动到日常维护，再到内核层面交互的全面、精细化认知。第一部分：启动序列与系统初始化深度剖析本部分将详细解构现代Linux系统的引导过程，从硬件层面（BIOS/UEFI）开始，直至用户空间环境完全就绪。我们将抛弃对标准启动流程的泛泛而谈，转而深入探究每个关键阶段的技术细节。 1. 引导加载器（Bootloaders）的精细控制：深入剖析GRUB2（或Syslinux等替代方案）的配置文件解析、模块加载机制以及如何实现多系统共存和高级启动参数的传递。探讨如何编写自定义的启动脚本和加载模块，以应对特定的硬件初始化需求。 2. 内核的解压与初始化：详细分析内核自解压过程，包括内存映射、页表的建立，以及初始的硬件探测流程。我们将重点探讨`initramfs/initrd`的作用——它不仅仅是临时的根文件系统，更是实现硬件无关性引导的关键机制。如何定制和优化`initramfs`以加快启动速度或支持非标准存储设备（如NVMe或特定RAID配置）是本章的重点。 3. Systemd/SysVinit 服务的生命周期管理：对比现代Systemd服务单元（`.service`文件）的声明式配置与传统SysVinit脚本的顺序依赖管理。深入研究Systemd的控制组（cgroup）集成、依赖树的解析、失败恢复策略（如`Restart=always`的底层实现）以及如何使用Journald进行高效的日志管理和检索。第二部分：文件系统、存储与I/O子系统本部分着重于Linux存储栈的架构，从物理磁盘到用户程序访问文件之间的复杂转换路径。 1. 现代Linux文件系统详解：对Ext4、XFS和Btrfs进行深入比较，不只是停留在特性列表上。我们将剖析它们的内存结构、日志机制（Journaling）、数据一致性保证以及在线碎片整理的原理。重点演示如何根据应用负载（如高并发写入或大数据归档）选择最合适的底层文件系统。 2. 块设备层与I/O调度器：探索从VFS（虚拟文件系统层）到块设备驱动程序之间的调用栈。详细解释CFQ、Deadline、NOOP、BFQ等I/O调度算法的内部工作原理、适用场景及其对延迟和吞吐量的影响。学习如何通过`udev`和`sysfs`动态调整这些参数以适应实时系统或数据库负载。 3. 逻辑卷管理（LVM）与多路径I/O：掌握LVM的高级特性，如快照（Snapshots）的写时复制（CoW）机制、精简配置（Thin Provisioning）的超额分配风险管理。同时，针对存储区域网络（SAN）环境，探讨多路径I/O（如Device Mapper Multipath）的配置、负载均衡策略和故障切换机制。第三部分：进程管理、调度与内存虚拟化深入理解Linux如何管理CPU时间片和内存资源，是进行系统性能优化的基石。 1. 进程调度器的核心算法：详尽解析完全公平调度器（CFS）的工作原理，包括虚拟运行时（vruntime）、负载均衡的实现以及对不同进程类型（实时、交互式、批处理）的优先级处理。学习如何使用`nice`、`renice`以及更底层的cgroup调度参数来精确控制CPU分配。 2. 内存管理与地址空间：阐述从虚拟地址到物理地址的转换过程，包括TLB（Translation Lookaside Buffer）的作用。深入研究内核的内存回收策略（如Slab/SLUB分配器、页面缓存、缓冲区缓存）以及Swap机制的触发条件。重点分析`OOM Killer`的决策逻辑，并提供避免被误杀的配置技巧。 3. 控制组（cgroups）的深度应用：超越简单的资源限制，本章聚焦于cgroups v2的层级结构和统一资源模型。演示如何使用`cpu`, `memory`, `io`等子系统来创建复杂的资源隔离环境，为容器化技术（如Docker/Kubernetes）的资源管理提供坚实的理论基础。第四部分：网络堆栈与安全增强本部分着眼于Linux网络协议栈的内部结构，以及如何通过系统级工具增强服务器的安全性。 1. TCP/IP协议栈的内核实现：追踪数据包从网络接口卡（NIC）进入内核，经过中断处理、软中断、网络协议栈（Netfilter/iptables/nftables）处理，最终到达用户空间应用程序的完整路径。深入分析拥塞控制算法（如CUBIC、BBR）的运行机制及其对高延迟/高带宽网络性能的影响。 2. Netfilter框架与数据包处理：详细讲解Netfilter的五个钩子（Hooks）点，以及如何编写自定义的内核模块来操作数据包流。深入解析`iptables`的链、表、目标（Targets）结构，并过渡到性能更优、语法更灵活的`nftables`框架的配置和脚本编写。 3. Linux安全模型（LSM）：重点探讨SELinux和AppArmor的安全增强机制。不只是如何启用它们，而是理解其强制访问控制（MAC）模型、安全上下文（Contexts）的创建、策略规则（Policies）的编写与调试。学习如何分析审计日志（Audit Logs）以诊断权限拒绝问题。第五部分：内核模块开发与系统级调试本书的最终目标是赋能读者对系统的深度干预能力。 1. 编写和加载自定义内核模块（LKM）：介绍内核模块的构建系统（Kbuild），演示如何编写一个基础模块，并讲解模块的初始化、清理函数、并发控制（自旋锁、信号量）以及与用户空间通信的方法（如使用`procfs`或`sysfs`接口）。 2. 系统级调试工具链：精通利用专业工具进行性能瓶颈分析。重点掌握`perf`工具集，包括事件采样、Tracing点的利用、火焰图（Flame Graphs）的生成与解读。学习使用`ftrace`来追踪内核函数的调用路径，定位调度延迟或锁争用问题。 3. 故障排除：系统崩溃与数据恢复：讲解如何配置和分析`kdump`/`makedumpfile`以捕获内核崩溃时的内存快照（Core Dump）。指导读者如何使用`crash`工具对捕获到的内存映像进行离线分析，定位导致系统崩溃的驱动程序或内核错误。本书适合具备扎实Linux命令行基础，并渴望从“用户”升级为“架构师”和“内核级专家”的专业人士。通过系统性的学习，你将能够自信地处理任何复杂的生产环境挑战。