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linux内核整体架构

宏内核与微内核架构 宏内核：所有的内核代码都编译成二进制文件并运行在一个大内核地址空间中,整体架构如下：图片微内核：把操作系统分成多个独立的功能模块，每个功能模块之间的访问需要通过“消息”来完成，因此效率没有宏内核架构高...：图片宏内核的优点：设计简洁，性能好微内核的优点：模块化的特点更具实时性工程实践中，linux不断融入微内核的精华到内核中，例如模块化设计思想，动态加载内核模块等，因此linux内核支持模块化开发，许多功能都可以编译为一个模块...linux内核架构图片OS允许CPU运行在用户态和内核态，而 linux 使用ring0和ring3两种模式实现内核态和用户态。...体系结构Arch抽象层：linux内核支持多种架构，例如ARM，X86等，目前已经支持几十种体系结构，而Arch抽象层抹去了不同架构之间的硬件差异，做了一层统一的抽象。...在linux内核5.6.18版本的源码中，直接把不同架构做一个分目录操作，以提供对各个架构的支持。图片进程调度模块:OS使用进程调度器支持多进程并发。

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Linux 内核架构分析

硬件控制层：该子系统由Linux安装中的所有可能的物理设备组成；例如，CPU，内存硬件，硬盘和网络硬件都是该子系统的成员 2.内核架构 2.1 内核之作用 Linux内核为用户进程提供了虚拟机接口。...进程编程无需知道计算机上安装了什么物理硬件，Linux内核将所有硬件抽象为一致的虚拟接口。...3.各子系统架构分析 3.1 进程调度器架构 进程调度器是Linux内核中最重要的子系统。其目的是控制对计算机CPU的访问。这不仅包括用户进程的访问，还包括其他内核子系统的访问。...CPU负责中断当前正在执行的进程，并允许内核调度另一个进程。 3.2 内存管理器架构 内存管理器子系统负责控制对硬件内存资源的进程访问。...3.4 网络接口层架构 网络子系统允许Linux系统通过网络连接到其他系统。支持许多可能的硬件设备，以及可以使用的许多网络协议。

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    Linux 内核系统架构

    这篇文章从进程调度，内存管理，设备驱动，文件系统，网络等方面讲解Linux内核系统架构。...Linux的系统架构是一个经典的设计，它优秀的分层和模块化，融合了数量繁多的设备和不同的物理架构，让世界各地的内核开发者能够高效并行工作。先来看看Linus在多年前公开Linux的邮件。...这篇文章通过对内核主要模块的介绍，希望能为大家寻找这些问题的答案起一个抛砖引玉的作用。实际上，建议每一个希望成为技术专家的人都读一遍Linux的源代码。 先来看看Linux内核一个高阶架构图： ?...Linux系统架构图 架构非常清晰，从硬件层，硬件抽象层，内核基础模块(进程调度，内存管理，网络协议栈等)到应用层，这个基本上也是各类软硬件结合的系统架构的基础设计，例如物联网系统(从单片机，MCU等小型嵌入式系统...但在具体应用中，往往会把相应层级结合以简化模型，下图左半部分为Linux运用的TCP/IP参考模型。(由于介绍Linux网络部分的资料比较多，在本文中只对大的层级简单介绍，不展开说明。) ?

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    Linux内核的整体架构

    前言 本文是“Linux内核分析”系列文章的第一篇，会以内核的核心功能为出发点，描述Linux内核的整体架构，以及架构之下主要的软件子系统。...Linux内核的核心功能 如下图所示，Linux内核只是Linux操作系统一部分。...所以为了管理这些设备，Linux内核提出了如下的架构。 3. Linux内核的整体架构 3.1 整体架构和子系统划分 上图说明了Linux内核的整体架构。...Network Protocols，实现各种网络传输协议，例如IP, TCP, UDP等等。 4....Linux内核源代码的目录结构 Linux内核源代码包括三个主要部分： 1. 内核核心代码，包括第3章所描述的各个子系统和子模块，以及其它的支撑子系统，例如电源管理、Linux初始化等 2.

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    编译 Linux 内核启用 TCP BBR3

    随着时间的推移 TCP BBR 已经来到了 v3 版本，但因为尚处于测试阶段所以目前相关代码并没有汇入主线内核中。现阶段如果需要提前体验 BBR v3 的话手动编译内核是免不了的。...从 Google 拉取完整的包含 TCP BBR v3 的内核源码，视网络情况这一步可能需要较长时间。...3.拷贝配置 我们的最终目的是编译开启 TCP BBR v3，并不是内核参数调优，所以直接拷贝 Debian 的内核参数即可。下载 Debian 6.5 内核到本机并使用 7z 打开。...make -j4 deb-pkg #可按照编译机 CPU 线程数设置编译线程 编译完成后在上层文件夹中会生成我们所需要的包含 BBRv3 模块的内核文件：linux-image-6.4.0-xxxx.deb...在任意机器上安装此内核即可启用 BBRv3 ： dpkg -i linux-image-6.4.0-xxxx.deb # 文件名以实际为准 如何确认当前已启用的 BBR 版本： modinfo tcp_bbr

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    详解Linux内核内存管理架构

    内存管理子系统可能是linux内核中最为复杂的一个子系统，其支持的功能需求众多，如页面映射、页面分配、页面回收、页面交换、冷热页面、紧急页面、页面碎片管理、页面缓存、页面统计等，而且对性能也有很高的要求...本文从内存管理硬件架构、地址空间划分和内存管理软件架构三个方面入手，尝试对内存管理的软硬件架构做一些宏观上的分析总结。...内存管理硬件架构 因为内存管理是内核最为核心的一个功能，针对内存管理性能优化，除了软件优化，硬件架构也做了很多的优化设计。下图是一个目前主流处理器上的存储器层次结构设计方案。 ?...linux的内存映射管理是通过页表来实现的，但是页表是放在内存中的，如果每次地址转换过程都需要访问一次内存，其效率是十分低下的。这里CPU通过TLB硬件单元来加速地址转换。...内存管理软件架构 内核内存管理的核心工作就是内存的分配回收管理，其内部分为2个体系：页管理和对象管理。

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    【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ① ( 内存管理架构组成 | 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 | Linux 内核架构层次 | Linux 系统调用接口 )

    文章目录 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 ) 二、Linux 内核架构层次 三、Linux 系统调用接口 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU..." ; ② 内核空间 : Linux 内核启动后 , 一直 驻留在内存 中 , 应用程序 不能 读写 内核空间数据 , 不能直接调用 内核源码 中的函数 ; 只能通过 " 系统调用 " 间接调用 内核函数...内核架构层次 ---- 整个操作系统 由 应用层 , Library Routine , 内核 , 硬件 组成 ; 层次架构如下 : Linux 内核 需要 " 管理硬件 " , 如 : CPU 处理器...系统调用接口 ---- " 系统调用 " 接口 , 可以调用 " " Linux 内核 " 中的如下功能 : ① 进程调度 : 内核 调用 CPU 处理器 实现 进程调度 ; ② 内存管理 : 内核...Linux 内核是如何管理设备的 , 系统调用接口没有关于 " 设备管理 " 的调用接口 ;

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    Linux上TCP的几个内核参数调优

    Linux作为一个强大的操作系统，提供了一系列内核参数供我们进行调优。光TCP的调优参数就有50多个。在和线上问题斗智斗勇的过程中，笔者积累了一些在内网环境应该进行调优的参数。...tcp_max_syn_backlog,somaxconn,tcp_abort_on_overflow这三个参数是关于 内核TCP连接缓冲队列的设置。...即在tcp_timestamps开启(Linux默认开启)，tcp_tw_recycle会经常导致下面这种现象。 ?...但在某个版本之后Linux内核仅仅用这个tcp_retries2来计算超时时间，在这段时间的重传次数纯粹由RTO等环境因素决定，重传超时时间在5/15下的表现为: tcp_retries2 对端无响应...Linux 新版本 /* TCP initial congestion window */ #define TCP_INIT_CWND 10 总结 Linux提供了一大堆内参参数供我们进行调优，其默认设置的参数在很多情况下并不是最佳实践

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    Linux上TCP的几个内核参数调优

    Linux作为一个强大的操作系统，提供了一系列内核参数供我们进行调优。光TCP的调优参数就有50多个。在和线上问题斗智斗勇的过程中，笔者积累了一些在内网环境应该进行调优的参数。...tcp_max_syn_backlog,somaxconn,tcp_abort_on_overflow这三个参数是关于 内核TCP连接缓冲队列的设置。...即在tcp_timestamps开启(Linux默认开启)，tcp_tw_recycle会经常导致下面这种现象。...但在某个版本之后Linux内核仅仅用这个tcp_retries2来计算超时时间，在这段时间的重传次数纯粹由RTO等环境因素决定，重传超时时间在5/15下的表现为: tcp_retries2 对端无响应...Linux 新版本 /* TCP initial congestion window */ #define TCP_INIT_CWND 10

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    Linux 升级内核开启 TCP BBR 有多大好处

    如果你有订阅一些科技新闻，应该会有看过内核在4.9当中加入了一个新的算法，来解决在有一定的丢包率的情况下的带宽稳定的问题，这个是谷歌为我们带来的干货，新的 TCP 拥塞控制算法 BBR (Bottleneck...我们本次测试只测试一种丢包率的情况就是1%，有兴趣的情况下，可以自己去做些其他丢包率的测试，大多数写在丢包率20%以上的时候，效果可能没那么好，这个高丢包率不是我们探讨的情况，毕竟不是常用的场景 安装新内核...内核可以自己选择4.9或者以上的进行安装，也可以用yum安装,这里只是测试，就yum直接安装 yum --enablerepo=elrepo-kernel install kernel-ml 修改启动项...grub2-editenv list grub2-set-default 'CentOS Linux (4.9.5-1.el7.elrepo.x86_64) 7 (Core)' grub2-editenv...grep bbr tcp_bbr 16384 0 如果需要恢复成默认的就修改成下面这个值，然后执行sysct -p恢复默认 net.ipv4.tcp_congestion_control

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    深度：一文看懂Linux内核！Linux内核架构和工作原理详解

    ▲ Linux内核体系结构 Linux内核的主要组件有：系统调用接口、进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络堆栈、设备驱动程序、硬件架构的相关代码。...回想一下，Internet Protocol (IP) 是传输协议（通常称为传输控制协议或 TCP）下面的核心网络层协议。TCP 上面是 socket 层，它是通过 SCI 进行调用的。...Linux 支持大量网络协议，包括典型的 TCP/IP，以及高速网络的扩展（大于1 Gigabit Ethernet [GbE] 和 10 GbE）。...Linux 也可以支持诸如流控制传输协议（SCTP）之类的协议，它提供了很多比 TCP 更高级的特性（是传输层协议的接替者）。 Linux 还是一个动态内核，支持动态添加或删除软件组件。...，用户的应用程序，C库； （2）内核空间：内核空间包括，系统调用，内核，以及与平台架构相关的代码。

    2.2K30

    【Linux 内核】宏内核与微内核架构 ( 操作系统需要满足的要素 | 宏内核 | 微内核 | Linux 内核动态加载机制 )

    文章目录 一、操作系统需要满足的要素 二、宏内核 三、微内核 四、Linux 内核动态加载机制 一、操作系统需要满足的要素 ---- 电脑上运行的 操作系统 , 是一个 软件 ; 设备管理 : 操作系统需要...---- 宏内核 : 内核代码 编译成 二进制文件 , 内核 运行在 一个 大内核 地址空间 中 , 可以 直接 访问 , 调用 内核代码 , 这种内核优点是 效率高 , 性能强 ; 下图中 , 最上层是...进行通信 , 微内核优点 : 稳定性好 , 实时性好 ; 微内核缺点 : 高度模块化 , 模块之间只能通过消息传递信息 , 效率低 ; 四、Linux 内核动态加载机制 ---- Linux 内核模块动态加载...: Linux 内核 使用了 模块设计 , 可以进行 动态加载 内核模块 ; Linux 内核的 核心实现 , 设备驱动实现 , 可以 编译成一个独立模块 , 这些独立模块可以被编译成 独立的目标文件..., 可以在运行时 , 动态 加载 / 卸载 内核模块 ; 开发简单 : Linux 内核模块引入 , 带来了很多便利 , 很多内核驱动 , 都可以 编译成动态 加载 / 卸载 的模块 , 驱动开发时

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    深度：一文看懂Linux内核！Linux内核架构和工作原理详解

    图2 Linux内核体系结构 Linux内核的主要组件有：系统调用接口、进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络堆栈、设备驱动程序、硬件架构的相关代码。...回想一下，Internet Protocol (IP) 是传输协议（通常称为传输控制协议或 TCP）下面的核心网络层协议。TCP 上面是 socket 层，它是通过 SCI 进行调用的。...Linux 支持大量网络协议，包括典型的 TCP/IP，以及高速网络的扩展（大于 1 Gigabit Ethernet [GbE] 和 10 GbE）。...Linux 也可以支持诸如流控制传输协议（SCTP）之类的协议，它提供了很多比 TCP 更高级的特性（是传输层协议的接替者）。 Linux 还是一个动态内核，支持动态添加或删除软件组件。...，用户的应用程序，C库 （2）内核空间：内核空间包括，系统调用，内核，以及与平台架构相关的代码 ?

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    深度：一文看懂Linux内核！Linux内核架构和工作原理详解

    图2 Linux内核体系结构 Linux内核的主要组件有：系统调用接口、进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络堆栈、设备驱动程序、硬件架构的相关代码。...回想一下，Internet Protocol (IP) 是传输协议（通常称为传输控制协议或 TCP）下面的核心网络层协议。TCP 上面是 socket 层，它是通过 SCI 进行调用的。...Linux 支持大量网络协议，包括典型的 TCP/IP，以及高速网络的扩展（大于 1 Gigabit Ethernet [GbE] 和 10 GbE）。...Linux 也可以支持诸如流控制传输协议（SCTP）之类的协议，它提供了很多比 TCP 更高级的特性（是传输层协议的接替者）。 Linux 还是一个动态内核，支持动态添加或删除软件组件。...，用户的应用程序，C库 （2）内核空间：内核空间包括，系统调用，内核，以及与平台架构相关的代码 2．Linux体系结构要分成用户空间和内核空间的原因： 1）现代CPU通常都实现了不同的工作模式， 以ARM

    2.8K21

    探究Linux Kernel内核架构，让你成为真正的内核专家

    一、前言 本文是“Linux内核分析”系列文章的第一篇，会以内核的核心功能为出发点，描述Linux内核的整体架构，以及架构之下主要的软件子系统。...所以为了管理这些设备，Linux内核提出了如下的架构。 三、内核架构 3.1内核之作用 Linux内核为用户进程提供了虚拟机接口。...前100名进群领取，额外赠送一份价值699的内核资料包（含视频教程、电子书、实战项目及代码) 四、各子系统架构分析 4.1进程调度器架构 进程调度器是Linux内核中最重要的子系统。...CPU负责中断当前正在执行的进程，并允许内核调度另一个进程。 4.2内存管理器架构 内存管理器子系统负责控制对硬件内存资源的进程访问。...4.4网络接口层架构 网络子系统允许Linux系统通过网络连接到其他系统。支持许多可能的硬件设备，以及可以使用的许多网络协议。

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    【Linux 内核】Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

    文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...参考 【错误记录】解压 Linux 内核报错 ( Can not create symbolic link : 客户端没有所需的特权 | Windows 中配置 7z 命令行执行解压操作 ) 博客 ;...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用

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    Tomcat 调优之从 Linux 内核源码层面看 Tcp backlog

    ，并且 linux 内核会创建维护两个队列。...tcp_max_syn_backlog 和 somaxconn 都是 linux 内核参数，在 /proc/sys/net/ipv4/ 和 /proc/sys/net/core/ 下，可以通过 /etc...图片图片图片上面说到了半全两个连接队列，至于这两个连接队列大小怎么确定，其实不同 linux 内核版本算法也都不太一样，我们就以 v3.10 来看。...linux 提供个一个内核参数 /proc/sys/net/ipv4/tcp_syncookies 来应对该攻击，当半连接队列满了且开启 tcp_syncookies = 1 配置时，服务端在收到 SYN...然后借 Tomcat 配置参数 accept-count 引出了 Tcp backlog，从 linux 内核源码层面详细讲解了下 TCP backlog 参数以及半连接、全连接队列的相关知识，包括连接队列大小设置

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