网络操作系统实用教程

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出版者:清华大学出版社
作者:石硕
出品人:
页数:361
译者:
出版时间:2006-6
价格:29.00元
装帧:
isbn号码:9787302124764
丛书系列:
图书标签:
  • 网络操作系统
  • 操作系统
  • 网络技术
  • 实用教程
  • 计算机网络
  • 网络管理
  • 系统管理
  • Windows Server
  • Linux
  • 网络配置
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具体描述

本书由3部分内容组成,第1部分为Windows 2000 Server,介绍该系统平台下各种服务器及其安装、配置和使用;第2部分为Linux,介绍Red Hat Linux 9.0中文版下各种服务器及其安装、配置;第3部分为常用小型机服务器简介与异构网络的互联,介绍UNIX及HP、Sun、IBM小型机及其使用不同操作系统的主机之间的互联和资源共享。

  本书的特点是内容全面,理论以够用为度,叙述清楚、易懂,注重实验,侧重实用,力图反映出目前大、中、小型网络所用操作系统的实际情况。本书每一章都安排有实验的内容,所有实验均通过实际验证。

《深入理解Linux内核:原理与实践》 内容简介: 《深入理解Linux内核:原理与实践》是一本专为希望精通Linux操作系统核心机制的开发者、系统管理员和研究人员量身打造的权威指南。本书并非泛泛而谈,而是以深度剖析和实践指导为核心,带领读者一步步揭开Linux内核的神秘面纱,掌握其复杂而精妙的设计哲学与实现细节。 在当今云计算、大数据、人工智能等技术飞速发展的时代,理解操作系统底层原理已成为构建高性能、高可靠性系统的基石。Linux以其开源、灵活、强大的特性,成为事实上的行业标准。然而,对于许多用户而言,Linux仅仅是一个方便的工具,其内部的运作机制却如同一个黑箱。本书旨在打破这层隔阂,通过详实的技术讲解和贴近实际的编程示例,让读者不仅知其然,更知其所以然。 本书的结构设计清晰,逻辑严谨,从最基础的系统引导过程开始,逐步深入到内存管理、进程调度、文件系统、设备驱动、网络协议栈等Linux内核的关键模块。每一个章节都紧密围绕“原理”与“实践”展开。 核心内容概览: 第一部分:Linux内核的基石 系统引导与初始化: 本部分将详尽阐述从BIOS/UEFI启动到Linux内核被加载、初始化,再到第一个用户空间进程init(或systemd)被创建的整个过程。我们将深入分析引导加载程序(如GRUB)的作用,内核镜像的解压与加载,以及早期内核的初始化流程,包括对硬件的探测与配置。理解这一过程,是理解整个操作系统生命周期的起点。 内核架构与模块化: 本部分将介绍Linux内核的整体架构,包括单体内核与微内核的对比,以及Linux为何选择单体内核的设计。重点将放在内核模块化机制上,讲解如何动态加载和卸载内核模块,以及模块之间的依赖关系。我们将通过实例演示如何编写简单的内核模块,让读者初步体验内核开发的乐趣,并理解模块化设计带来的灵活性与可维护性。 第二部分:进程与线程管理 进程的生命周期与状态: 本部分将深入剖析Linux下进程的概念,包括进程的创建(fork, execve)、终止、僵尸进程等。我们将详细讲解进程的各种状态(运行、就绪、等待、睡眠、停止、僵尸)及其转换条件,以及这些状态是如何在内核中通过数据结构(如task_struct)来表示和管理的。 线程模型与同步机制: 本部分将区分进程与线程的概念,并阐述Linux用户空间线程(NPTL)与内核线程的实现。重点将放在线程同步机制上,包括信号量、互斥锁、读写锁、自旋锁等,讲解它们的设计原理、适用场景以及在多线程环境下的潜在问题(如死锁、竞态条件)。通过代码示例,演示如何在用户空间和内核空间有效地使用这些同步原语。 进程调度策略: 本部分将详细介绍Linux内核的进程调度器(如Completely Fair Scheduler, CFS)。我们将解析CFS的设计理念,包括虚拟实时(vruntime)、完全公平的概念,以及如何根据进程的优先级、nice值、CPU时间片等因素进行调度决策。读者将了解不同调度策略(如SCHED_FIFO, SCHED_RR, SCHED_NORMAL)的特点和性能影响。 第三部分:内存管理 虚拟内存与物理内存: 本部分将深入阐述Linux的虚拟内存管理机制。我们将讲解虚拟地址空间与物理地址空间的映射关系,页表的作用,以及MMU(内存管理单元)如何实现地址翻译。重点将放在分页机制、页面置换算法(如LRU)以及内存分配策略(如伙伴系统、slab分配器)上。 内存映射与共享内存: 本部分将讲解mmap()系统调用的原理,它如何将文件映射到进程的地址空间,以及匿名映射的概念。此外,还将深入探讨共享内存机制,包括System V IPC和POSIX共享内存,解释它们如何在多个进程间高效地共享数据,以及相关的同步问题。 内存性能调优: 本部分将结合实际场景,介绍与内存相关的性能瓶颈分析方法,以及如何通过调整内核参数(如swappiness, overcommit_memory)和优化程序设计来提升内存使用效率。 第四部分:文件系统 文件系统抽象与通用文件模型(VFS): 本部分将介绍Linux文件系统的设计哲学,尤其是VFS(Virtual File System)的作用,它屏蔽了底层不同文件系统的差异,为用户空间提供统一的接口。我们将讲解VFS的组成部分,如超级块(superblock)、索引节点(inode)、目录项(dentry)和文件对象(file object)。 主流文件系统深入剖析: 本部分将选择几种主流Linux文件系统进行深入剖析,如Ext4、XFS、Btrfs等。我们将讲解它们的数据结构、文件组织方式、日志功能、缓存机制以及各自的优缺点和适用场景。 块设备驱动与I/O调度: 本部分将讲解块设备的工作原理,以及Linux内核如何管理和访问块设备。我们将深入分析I/O调度器的作用,如CFQ、Deadline、NOOP等,以及它们如何优化磁盘I/O性能。读者将了解如何编写简单的块设备驱动,以及与用户空间的文件操作是如何映射到底层设备I/O的。 第五部分:设备驱动模型 Linux设备驱动模型: 本部分将介绍Linux设备驱动模型(如kobject, kset, sysfs)的设计,以及它如何实现设备的统一管理和热插拔。我们将讲解设备、驱动和总线的概念,以及它们之间的注册与匹配机制。 字符设备驱动开发: 本部分将以一个实际的字符设备(如一个简单的LED控制设备)为例,详细讲解字符设备驱动的编写流程,包括module_init/module_exit, register_chrdev, file_operations等关键结构和函数。读者将学习如何实现read/write/ioctl等文件操作。 总线、设备和驱动的交互: 本部分将进一步展示总线(如PCI, USB)如何发现设备,驱动如何被加载并与设备进行匹配,以及平台设备和驱动的概念。 第六部分:网络协议栈 Linux网络协议栈架构: 本部分将全面解析Linux网络协议栈的层次化架构,从链路层到应用层,包括TCP/IP协议族的设计思想。我们将详细讲解Socket API的底层实现,以及数据包在内核中是如何被处理和转发的。 TCP/IP协议详解与内核实现: 本部分将深入讲解TCP和UDP协议的核心机制,如三次握手、四次挥合、拥塞控制、流量控制等,并重点分析这些协议在Linux内核中的具体实现。我们将探讨TCP的发送缓冲区、接收缓冲区以及各种状态的转换。 网络设备驱动与数据传输: 本部分将介绍网络接口卡(NIC)的工作原理,以及Linux中网络设备驱动的设计。我们将分析数据包从网卡进入内核,经过协议栈处理,再到用户空间的过程,以及反向过程。 网络性能调优与诊断: 本部分将提供一系列关于网络性能调优的技术,包括TCP参数调整(如TCP_NODATA_QUEUE, TCP_FASTOPEN)、拥塞控制算法的选择、网卡中断处理等。同时,还将介绍常用的网络诊断工具(如tcpdump, ss, netstat)的使用,以及如何利用它们来分析网络问题。 第七部分:系统调用与IPC(进程间通信) 系统调用的工作机制: 本部分将深入讲解系统调用的本质,它是用户空间程序与内核空间交互的唯一接口。我们将分析系统调用发生的过程,包括中断、陷阱、系统调用表以及用户态到内核态的上下文切换。 常见的IPC机制: 本部分将全面回顾和深入分析Linux提供的各种进程间通信(IPC)机制,包括管道(pipe)、命名管道(FIFO)、消息队列、信号量、共享内存(System V IPC和POSIX IPC),以及Sockets。我们将讲解每种机制的原理、适用场景、优缺点以及如何在编程中有效使用它们,并探讨数据传递的效率和安全性问题。 实践导向与学习方法: 本书在每一章都提供了大量的代码示例,这些示例不仅能够帮助读者理解抽象的原理,更重要的是能够让读者动手实践。本书鼓励读者在Linux环境下,使用GCC编译器和GDB调试器,亲手编译、运行、调试本书中的示例代码。 我们还提供了如何使用内核调试工具(如`kprobes`, `ftrace`)来动态跟踪内核函数的执行,以及如何分析内核日志(dmesg)来定位问题。此外,本书还将指导读者如何阅读Linux内核的源代码,理解源代码的组织结构,以及如何查找和定位特定功能的实现。 本书适合的读者群体: Linux系统开发者: 想要深入理解Linux系统底层,开发高性能、高可靠性应用程序的开发者。 Linux系统管理员: 希望掌握Linux系统调优、故障排查和内核定制的系统管理员。 操作系统研究人员: 需要深入了解Linux内核设计思路和实现细节的研究者。 计算机科学专业学生: 学习操作系统课程,希望将理论知识与实际系统相结合的学生。 对操作系统原理充满好奇的学习者: 任何希望揭开操作系统神秘面纱,理解计算机是如何工作的爱好者。 学习本书的收益: 通过学习《深入理解Linux内核:原理与实践》,读者将能够: 构建坚实的Linux内核知识体系: 掌握Linux内核各个核心模块的设计理念和实现细节。 提升应用程序性能: 理解内核机制,从而编写出更高效、更优化的应用程序。 精通系统调优与故障排查: 能够定位和解决复杂的系统性能问题和故障。 深入理解现代计算技术: 为学习云计算、容器技术、嵌入式开发等打下坚实基础。 具备内核开发能力: 掌握内核模块开发的基本方法和技巧。 《深入理解Linux内核:原理与实践》是一本需要投入时间和精力的书籍,但其回报将是巨大的。它将为你打开一扇通往操作系统世界深处的大门,让你真正成为一名懂得Linux“心脏”的资深技术专家。

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读后感

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用户评价

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读完这本书后,我的第一感受是,作者对网络底层机制的理解已经达到了炉火纯青的地步,但叙述方式却出奇地平易近人。我之前看过的很多网络书籍,要么过于学术化,充满了晦涩的公式和定义,让人望而却步;要么就是过于浅显,讲了一堆概念却缺乏实操指导。而这本《网络操作系统实用教程》巧妙地找到了一个完美的平衡点。它没有回避那些硬核的技术细节,比如内核网络栈的运作原理、中断处理机制等,但它总能用一种“抽丝剥茧”的方式,将这些复杂的模块逐步拆解开来,让你能清晰地看到各个组件是如何协同工作的。特别是书中关于网络故障诊断那一章,简直是我的救星。我过去遇到网络延迟或丢包问题时,常常束手无策,只能凭感觉去修改配置。但这本书提供了一套系统性的排查流程,从物理层到应用层,每一步都对应着具体的检查工具和判断标准,这让我的故障排除能力得到了质的飞跃。这种注重实战、体系化的讲解风格,非常适合那些已经有一定基础,但希望迈向专家级别知识体系的工程师们。

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这本书的排版和结构设计,简直是教科书级别的典范。我通常看技术书籍会感到疲劳,因为很多书的内容堆砌得过于密集,重点不突出。然而,《网络操作系统实用教程》的版式设计非常注重读者的阅读体验。它使用了大量的图表和流程图来辅助说明概念,尤其是在描述多层协议交互的场景时,那些定制化的插图比纯文字描述有效百倍。此外,每章末尾的“实践任务回顾”环节,对我巩固知识点起到了关键作用。这些任务往往要求读者将本章所学知识点融会贯通,而不是简单地复制粘贴书中的代码片段。我感觉自己仿佛在完成一个真实的项目,而不是在做习题。这种“做中学”的理念,在技术学习中至关重要,因为它能真正训练读者的应变能力。坦白说,很多技术书籍的“实用性”只是一个噱头,但这本书真正做到了将理论与实践无缝衔接,让我手中的鼠标和键盘真正成为了解决问题的利器,而不是仅仅在命令行前发呆。

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对于一个刚接触网络管理不久的新手来说,市面上很多书籍都显得过于高深莫测,或者停留在过时的技术上。我庆幸自己找到了《网络操作系统实用教程》。这本书的起点设置得非常友好,它没有假设读者对操作系统内核或网络架构有深入了解,而是从最基础的网络概念和操作系统的基础环境搭建讲起。它用一种近乎耐心的口吻,引导读者一步步搭建起自己的实验环境,并在这个环境中进行操作。书中对虚拟化技术(如VMware和VirtualBox)在网络实验中的应用也做了详细介绍,这对于资源有限的个人学习者来说,简直是太贴心了。我记得我第一次尝试配置一个跨子网的路由时,总是出错,但通过书中对路由表和ARP缓存的细致讲解,我终于明白了数据包“迷路”的原因。这种循序渐进的教学方法,让我在学习过程中充满了成就感,而不是挫败感,这对于保持学习的动力至关重要。这本书真正体现了“授人以渔”的教育精髓。

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我特别关注那些能让我了解“为什么”而不是仅仅“怎么做”的书籍,《网络操作系统实用教程》在这方面做得非常出色。它不仅仅教你如何敲击键盘输入命令来实现某个功能,更重要的是,它深入剖析了这些网络操作背后,操作系统是如何进行资源调度、进程通信以及内存管理的。例如,当讲解到网络服务性能优化时,它会回顾到内核缓冲区的设计,以及如何通过调整系统参数来平衡吞吐量和延迟。这种宏观视角和微观细节的结合,让我的知识结构变得非常立体和坚固。我发现,当我对底层原理有了更深刻的认识后,即便是遇到书中未曾涉及的、全新的网络技术或安全威胁,我也能凭借已有的知识框架,快速地进行类比和推断,从而找到解决方案。这本书的价值在于它构建的是一种解决问题的思维模式,而非一套死板的操作手册。它成功地将网络工程从“技术操作”提升到了“系统设计”的层面,这正是高级工程师所必备的素养。

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这本《网络操作系统实用教程》确实是本值得深入研究的教材。我最近正在系统学习网络管理和安全方面的知识,这本书的内容深度和广度都给我留下了深刻的印象。尤其是它对TCP/IP协议栈的讲解,非常细致,不仅仅停留在理论层面,还结合了大量的实际操作案例,让我能清晰地理解数据包如何在复杂的网络环境中传输和处理。书中对不同主流操作系统的网络配置和管理工具的介绍,也让我受益匪浅,我以前总觉得这些工具很零碎,但通过这本书的梳理,我能构建出一个完整的知识体系,知道什么时候该用哪个命令,或者哪个图形界面工具更高效。比如,它对Linux下iptables的配置讲解得非常到位,从基础的链、表到复杂的策略设定,都配有清晰的步骤和示例,这对于初学者来说简直是福音。我特别欣赏作者在讲解复杂概念时,总能用非常形象的比喻来辅助理解,这极大地降低了学习的门槛。总的来说,这本书不仅是一本工具书,更像是一位经验丰富的工程师在手把手地教你如何构建和维护一个稳定可靠的网络环境,对于想在网络工程领域深耕的读者来说,绝对是案头必备的宝典。

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