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出版者:Packt Publishing

作者:Pritchett Willie

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2012-12-21

价格:USD 44.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781849517386

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
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深入理解 Linux 系统深度优化与前沿应用：一本面向资深工程师的实践指南 书名：内核脉络：Linux 系统架构剖析与高性能调优实战 作者： [此处可填写虚构的、富有经验的作者姓名，例如：林海川、赵宇哲] ISBN： [此处可填写虚构的ISBN] 出版社： [此处可填写虚构的专业技术出版社名称，例如：蓝图科技出版社] --- 内容简介 在云计算、大数据、边缘计算等技术浪潮席卷全球的今天，Linux 不再仅仅是一个操作系统，它已然成为驱动现代信息技术基础设施的核心引擎。然而，仅仅会使用 Linux 提供的标准命令和工具，远不足以应对当前复杂、高并发、低延迟的应用场景对系统性能的严苛要求。本书《内核脉络：Linux 系统架构剖析与高性能调优实战》，正是为那些渴望超越普通用户和初级管理员层面，迈向系统架构师和资深内核工程师行列的专业人士量身打造的深度实践指南。 本书完全侧重于对现代 Linux 内核（特别是 4.x 至 5.x 版本系列）的内部机制进行透彻解析，并结合前沿的性能瓶颈分析技术和大规模生产环境下的调优策略。它不是一本关于基础命令或特定安全发行版操作的入门手册，而是深入到“操作系统如何思考”的层面，旨在培养读者对系统行为的预判能力和解决复杂问题的能力。 本书结构与核心内容概览： 本书共分为七大部分，层层递进，从宏观架构到微观调优，构建了一套完整的 Linux 性能工程知识体系。 第一部分：现代 Linux 内核的组织结构与编译策略 本部分旨在打牢理论基础，但聚焦于工程实践的意义。我们将详细剖析单体内核（Monolithic Kernel）与微内核设计哲学在 Linux 中的体现，重点讲解模块化加载机制及其对系统启动速度和内存占用的影响。内容包括： 内核编译的艺术： 深入解读 `Kconfig` 和 `Makefile` 的依赖关系，如何根据特定硬件架构（如 x86-64 NUMA 结构）和应用场景（如实时性要求、内存限制）定制和编译高度优化的内核镜像。 引导过程的秘密： 从 BIOS/UEFI 到 GRUB2，再到 `vmlinuz` 的加载与解压，以及初始内存盘（initramfs）的构建与作用，确保读者理解系统启动的每一个关键决策点。 内存管理器的宏观视图： 初步介绍页表结构、内核内存分配器（Slab/SLUB/SLOB）的选择原则，及其对系统缓存效率的决定性影响。 第二部分：内存子系统的高级调优与深度剖析 内存是性能的基石。本部分摒弃了对简单 `vmstat` 输出的描述，转而深入研究内核如何管理物理和虚拟内存，并提供针对性的调优方案。 虚拟内存与地址翻译： 详细讲解 MMU 的工作原理、TLB 缓存的维护，以及在多进程环境下如何高效地进行地址空间切换。 交换（Swap）的精细控制： 深入分析 `swappiness` 参数背后的工作流，探讨何时应该启用或禁用交换，以及基于 cgroup 的内存隔离与限制技术。 缓存与页面回收机制： 探讨 Active/Inactive Lists 的水位线设置，Dirty Page 的写入回写策略（如 `pdflush`/`bdi` 线程的演进），以及如何利用 `madvise()` 系统调用指导内核进行页面预读。 NUMA 感知的内存分配： 针对多路服务器，讲解 `numactl` 的局限性，以及内核如何在无用户干预下尝试实现节点本地性（Node Locality），并教授如何强制进程绑定特定 NUMA 节点以优化延迟。 第三部分：进程调度与负载均衡的内幕 本部分是理解系统并发性能的关键。我们将重点剖析当前 Linux 的默认调度器——完全公平调度器（CFS）的内部实现。 CFS 的工作原理： 深入分析虚拟运行时（vruntime）的计算、红黑树（Red-Black Tree）的数据结构如何高效地选择下一个运行进程。 实时调度策略（SCHED_RR, SCHED_FIFO）： 区分硬实时与软实时需求，掌握 `chrt` 命令和相关内核参数在保障关键任务执行顺序中的作用。 负载均衡（Load Balancing）： 讲解跨 CPU 的负载均衡机制，包括周期性唤醒和负载迁移的成本效益分析，以及在特定工作负载下（如高 I/O 密集型或高缓存敏感型）如何通过 `sysctl` 调整其激进程度。 Cgroups V2 与资源控制： 详细介绍控制组 V2 相比 V1 在资源隔离和层次结构上的改进，重点演示如何精确限制 CPU 时间片、内存使用和 I/O 带宽。 第四部分：I/O 栈的性能瓶颈定位与优化 磁盘 I/O 和网络 I/O 是现代应用中最常见的性能瓶颈。本部分提供了从用户空间到块设备驱动层的全景视图。 块 I/O 层的演进： 比较 I/O 调度器（如 MQ-deadline, Kyber, BFQ）的适用场景，并指导读者根据 SSD、NVMe 或传统机械硬盘选择最佳调度器。 异步 I/O 与用户空间接口： 深入讲解 `io_uring` 带来的范式转变，对比其与传统 `epoll`/`AIO` 的性能提升，并提供基础的编程实践指导。 文件系统深度调优： 针对 Ext4/XFS/Btrfs 等主流文件系统，讲解挂载选项（如 `barrier`, `noatime`, 日志模式）对写入性能和数据完整性的权衡。 第五部分：网络协议栈的优化与流量控制 现代服务严重依赖高效的网络传输。本部分专注于 Linux 内核网络栈的性能调优。 中断处理与软中断： 分析网络数据包到达后，中断处理和软中断在多核 CPU 上的分配策略（RPS/RFS），以及如何避免单核处理瓶颈。 TCP 栈参数的精细化调整： 深入讲解 `net.ipv4.tcp_wmem`, `tcp_rmem`, 拥塞控制算法（如 BBR）的选择与应用，以及如何通过 `ss` 和 `perf` 工具定位延迟源头。 eBPF 在网络监控中的应用： 介绍如何利用 eBPF/XDP 框架在内核早期阶段进行数据包过滤和负载分发，实现超低延迟的网络处理。 第六部分：系统跟踪、调试与性能分析的利器 精准的性能分析依赖于正确的工具和方法论。本部分聚焦于系统级动态跟踪工具。 Perf 框架的深入使用： 不仅限于查看函数调用栈，更侧重于如何使用 Hardware Performance Counters (PMC) 监测 L1/L2 缓存命中率、分支预测失误等底层硬件指标。 ftrace 与动态追踪： 讲解如何使用 ftrace 框架挂载内核函数，追踪特定系统调用路径上的延迟，并提供定制化追踪脚本的编写方法。 SystemTap/eBPF 程序的编写哲学： 指导工程师如何编写安全、高效的内核探针程序，实现对特定内核事件的精确度量，而非依赖于简单的系统快照。 第七部分：可靠性、故障注入与系统稳定性工程 在生产环境中，预测失败至关重要。本部分探讨如何主动测试系统的极限。 混沌工程的 Linux 实践： 介绍使用 `cgroups` 结合自定义脚本模拟高延迟、内存泄漏或 CPU 饥饿场景的方法。 内核崩溃（Panic）的分析： 讲解如何配置 `kdump`/`kexec` 服务，成功捕获并分析 `vmcore` 文件，定位导致内核崩溃的驱动或内核模块问题。 安全增强型 Linux (SELinux/AppArmor) 对性能的影响分析： 探讨安全策略的运行时开销，并指导在兼顾安全的前提下进行策略裁剪。 目标读者： 本书面向拥有扎实的 C 语言基础，熟悉 Linux 基本操作，并且正在或计划从事以下工作的人员： 1. 系统架构师：需要深入理解底层资源约束，以设计可扩展、高可用的基础设施。 2. SRE/DevOps 工程师：负责关键业务系统的容量规划、性能调优和故障诊断。 3. 内核开发者或驱动工程师：需要理解上层应用需求与内核机制之间的交互。 4. 高性能计算（HPC）领域的研究人员和工程师。 本书承诺： 本书内容完全聚焦于 Linux 内核的机制、架构和高级性能工程实践，提供的是理解“为什么”和“如何做深度优化”的方法论，而非对特定工具（如安全渗透测试工具集）的操作手册的复述或介绍。读者将掌握从 CPU 缓存线到磁盘 I/O 调度器全栈的性能画像能力。

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坦白讲，我购买很多技术书籍时都会担心版本过时的问题，尤其是在安全领域，技术栈更新速度快得惊人。然而，这本书的价值似乎超越了对特定工具版本的依赖。它更多地聚焦于**底层原理和思维定式**的传授。尽管书名可能指向一个特定的版本背景，但它讲解的许多核心概念——例如缓冲区溢出攻击的工作原理、社会工程学的有效框架构建、或是渗透测试的完整生命周期管理——这些都是具有极高迁移性的知识。我将书中的某些核心算法和流程应用到了我目前工作使用的最新版本工具上，效果依然显著。这证明了作者的功力深厚，他不仅仅是“工具使用者”，更是“技术构建者”。阅读过程中，我发现它对一些晦涩难懂的RFC文档和协议规范进行了非常精妙的“翻译”，用平实的语言解释了那些复杂的底层机制，极大地拓宽了我对网络和系统交互的理解深度。这种对基础的夯实，才是这本书最宝贵的财富。

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这本书的附录部分也做得非常出色，通常来说，附录只是用来放一些不重要的参考资料，但在这里，附录简直就是一份精炼的“速查手册”。里面收录了大量的命令行参数快捷键、常用脚本片段以及紧急响应清单。我发现自己经常在实际工作中遇到突发状况时，会习惯性地翻到书的最后几页。它提供了一种结构化的应急响应框架，而不是让你在混乱中四处搜索零散的建议。更难能可贵的是，作者在行文的字里行间，透露出一种对技术伦理的严肃态度。他始终强调，所有的技术都应该在合法的授权范围内使用，并且不断提醒读者关注法律风险和社会责任。这种对“道”的阐述，使得这本书不仅仅是一本“术”的指南，更是一本对从业者心态进行引导的良师益友。我强烈推荐给所有希望将自己的技能从“会用”提升到“精通”层次的安全爱好者和专业人士。

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这本书的装帧设计实在太引人注目了，那种深沉的蓝色调，配上银色的字体，给人一种专业、可靠的感觉，光是摆在书架上就很有分量。我拿到手的时候，迫不及待地翻开，首先映入眼帘的是清晰的排版和合理的章节划分。作者在内容组织上显然下足了功夫，每一个步骤都描述得详尽入微，即便是初次接触复杂渗透测试环境的读者，也能通过图文并茂的方式快速跟上节奏。我特别欣赏其中关于网络侦察和漏洞扫描那一块的讲解，不像很多其他教材那样只是泛泛而谈，而是深入到了工具底层逻辑的层面，让你不仅知道“怎么做”，更明白了“为什么这样做”。 随便翻开一页，里面的代码块格式规范，注释清晰，这极大地减少了我在实际操作中因输入错误而产生的挫败感。而且，书中提供的每一个案例都紧密结合了最新的安全威胁模型，而不是用过时的例子搪塞读者。比如，在描述如何利用某个特定服务时，它会同步提供防御和缓解措施的建议，体现了非常正向的安全理念。可以说，光是阅读目录和章节标题，我就能感受到作者的用心良苦，这本书绝对不是那种赶工拼凑出来的入门读物，而是一部经过深思熟虑的实战指南，非常值得信赖。

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我是一个偏爱动手实践的学习者，理论知识对我来说总是隔着一层纱，只有真正敲下命令、看到输出结果，我才觉得知识真正被吸收了。这本书完美地契合了我的学习习惯。它的结构设计非常巧妙，基本上是以“场景驱动”的模式展开的。比如，它不会先罗列所有工具的功能，而是会设定一个明确的目标：“我们需要从一个受限的Web应用中提取数据库凭证”，然后围绕这个目标，系统地引导你使用一系列工具和技术栈来达成目的。这种叙事方式极大地增强了阅读的代入感和趣味性。每完成一个“场景”，都会有一种小小的成就感，这比单纯的知识点罗列要有效得多。特别是关于混淆和规避检测的章节，简直是艺术品级别的讲解。它不仅展示了攻击技巧，还细致分析了目标系统日志记录的特点，教会我们如何像一个高明的攻击者那样思考，如何最大化成功率并最小化被发现的风险。我感觉我不是在读一本技术手册，而是在参与一个精心设计的、层层递进的解谜游戏。

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老实说，我购买这本书是抱着一种“死马当活马医”的心态的，因为之前尝试了好几本声称是“实战”的书籍，结果发现内容要么过于理论化，要么就是照搬官方文档的片段，缺乏真正的实操经验积累。然而，这本书彻底颠覆了我的认知。它最大的亮点在于，作者似乎将自己多年来在各种“黑盒”与“白盒”项目中遇到的疑难杂症，都一一梳理并内化成了清晰的步骤。我记得有一次，我被一个权限提升的问题卡住了好几天，几乎要放弃的时候，翻到了书中的一个特定章节，它描述了一种极为巧妙的内核漏洞利用思路，虽然我没有完全复刻书中的环境，但那种解决问题的思维路径一下子点亮了我的思路，最终让我找到了突破口。这本书的语言风格是那种非常直接、不拖泥带水的技术交流风格，没有多余的寒暄，直奔主题，这对于追求效率的专业人士来说简直是福音。它不像教科书那样高高在上，更像是一位经验丰富的前辈，在你耳边低声指导：“下一步，试试这个参数，如果不行，就切换到这个模式。” 这种陪伴感和实操指导性，是其他任何资料都无法比拟的。

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一本很实用的工具书，书内大部分的内容是关于BT的工具怎么使用的。实战性不是特别强

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