邁嚮Linux工程師之路：Superuser一定要懂的技術與運用（第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

圖書標籤:

• Linux
• 係統管理
• 運維
• 服務器
• Shell
• 腳本
• 網絡
• 安全
• 雲計算
• 工程師

Linux不像其他的作業係統，它不會對使用者隱瞞重要的資訊。反之，Linux會讓它的使用者掌控一切。而想要掌握Linux，就必須理解此作業係統的工作機製，包括「係統是如何啓動的」（boots）、networking是如何運作的，以及Linux的核心實際上都做瞭些什麼。

　　本書是暢銷書《How Linux Works》的第二版。作者Brian Ward再次深入Linux的核心，對其概念進行更詳盡、更深度的探討，使任何對作業係統內部運作感到好奇的讀者，都可以從中獲益。本書是作者多年專業知識的纍積，透過這本書，你將學到：

　　♦ Linux從「啓動加載程式」到「初始化實作」(systemd, Upstart, and System V) 的啓動方式有哪些
　　♦ 核心如何管理設備、設備驅動程式與程序（process）
　　♦ 網路（networking）、介麵、防火牆和伺服器的運作方式
　　♦ 開發工具如何工作並與共享函式庫協作
　　♦ 如何編寫高效的shell腳本

　　讀者還能探索Linux的核心，並檢查使用者空間內的關鍵係統任務，包括係統呼叫、輸入和輸齣以及檔案係統。結閤瞭背景、理論、實務案例和詳盡的解釋，本書將教你「如何解決麻煩的問題」以及「控製作業係統」所需的全部知識。

好評推薦

　　第1版書評
　　「非常棒的書。在近350頁的內容中，涵蓋瞭Linux的所有基礎知識。」 —EWEEK
　　「對於那些想要學習Linux，同時對作業係統內部工作原理又不太熟悉的讀者，本書絕對值得推薦。」—O'REILLYNET
　　「介紹Linux基礎知識最好的書之一，同時也適閤Linux進階使用者閱讀，五星。」—OPENSOURCE-BOOK-REVIEWS.COM
　　「本書的成功源於它對內容的良好組織和對技術細節的深入探討。」 —KICKSTART NEWS
　　「本書對Linux的介紹可謂獨樹一格。它樸實無華，注重對命令行的介紹，並且深入到係統內部，而非僅僅停留在圖形使用者介麵。」—TECHBOOKREPORT.COM
　　「本書充分介紹瞭Linux係統的工作原理。」—HOSTING RESOLVE
 

揭秘現代計算核心：精通操作係統與底層架構的實踐指南 深入理解計算機係統的基石，掌握驅動下一代技術創新的核心能力。 本手冊旨在為那些渴望超越應用層麵，深入理解和駕馭現代計算係統的技術人員提供一條清晰、係統的進階路徑。我們不討論特定的發行版操作指令，不側重於單一的工具集使用，而是專注於構建一個堅實的理論基礎與跨平颱實踐能力，使讀者能夠真正理解操作係統、硬件接口以及網絡通信的底層機製。 第一部分：操作係統內核的秘密與抽象 本章將帶領讀者剖開操作係統的“黑匣子”，探究其如何管理資源、調度任務並提供一緻的用戶體驗。 1.1 內存管理的藝術與挑戰： 我們將詳盡解析虛擬內存與物理內存之間的映射關係。重點剖析分頁（Paging）機製，包括 TLB（Translation Lookaside Buffer）的工作原理及其對性能的影響。深入探討內存保護的必要性，以及操作係統如何實現進程間的內存隔離。此外，我們將引入緩存一緻性（Cache Coherency）的概念，解釋多核處理器環境中，數據如何在不同 CPU 核心的 L1/L2/L3 緩存中保持同步，這是高性能計算的基石。 1.2 進程與綫程的生命周期： 理解進程（Process）與綫程（Thread）的根本區彆，不再是簡單的概念對比，而是深入到內核數據結構層麵。我們將分析進程控製塊（PCB）中包含的關鍵信息，以及上下文切換（Context Switching）的完整流程，包括寄存器狀態的保存與恢復，以及由此帶來的性能開銷。對於綫程，我們將探討用戶級綫程與內核級綫程的區彆，以及同步原語（如互斥鎖、信號量、條件變量）在多綫程編程中的正確應用與潛在的死鎖分析模型。 1.3 調度算法的權衡與選擇： 拋開教科書式的簡單介紹，我們關注實際係統中主流調度器的設計哲學。對比搶占式（Preemptive）與非搶占式調度，並詳細解析如完全公平調度器（CFS）的設計思想，它如何通過“虛擬運行時”概念實現時間片的公平分配。我們將討論實時係統（RTOS）對調度的特殊要求，以及如何通過調整優先級和時間片來優化關鍵任務的響應延遲。 第二部分：存儲係統與數據持久化 數據安全與高效存取是任何工程係統的生命綫。本部分聚焦於硬盤、文件係統以及數據流的底層實現。 2.1 塊設備與 I/O 棧的效率： 係統如何與物理磁盤通信？我們將深入探討 SCSI/SATA/NVMe 接口的基本通信協議。重點解析 I/O 請求的調度過程，從上層文件係統的調用到底層塊設備的隊列管理。對於現代固態硬盤（SSD），理解磨損均衡（Wear Leveling）和垃圾迴收（Garbage Collection）機製對於預測存儲性能至關重要。 2.2 文件係統的內在結構： 超越簡單的文件目錄結構，本章探究不同文件係統的核心設計哲學。我們會詳細分析日誌結構文件係統（如 Ext4/XFS）如何通過預寫日誌（Write-Ahead Logging）來保證原子性和一緻性。對於麵嚮現代雲環境的分布式文件係統，我們將探討一緻性模型（如 Paxos 或 Raft 算法在數據同步中的作用）如何保障數據的跨節點可靠性。 2.3 數據流、緩衝區與零拷貝： 理解應用程序與內核之間數據傳輸的效率瓶頸。我們將詳細闡述標準 I/O (stdio) 與係統調用 I/O 的區彆。隨後，重點介紹“零拷貝”（Zero-Copy）技術，分析 `sendfile()` 等係統調用如何避免數據在內核緩衝區和用戶緩衝區之間的冗餘復製，從而極大提升網絡傳輸和文件操作的性能。 第三部分：網絡協議棧的深度解析 網絡通信是現代分布式應用的基礎。本部分旨在讓讀者完全掌握 TCP/IP 協議棧的每一個層次，並具備故障診斷的高級能力。 3.1 從物理層到應用層的數據封裝： 我們將逐層解析以太網幀、IP 數據包、TCP/UDP 報文的頭部結構。重點分析 IP 路由機製，包括子網掩碼、ARP 廣播解析過程，以及數據包在路由器之間傳遞時的決策邏輯。 3.2 TCP 連接的建立、維護與健壯性： 三次握手（Three-Way Handshake）不僅僅是建立連接，它更是一個狀態同步過程。我們會深入分析四次揮手（Four-Way Handshake）處理 TIME_WAIT 狀態的必要性。核心在於理解 TCP 的流量控製（滑動窗口機製）和擁塞控製（如 Reno 或 CUBIC 算法），這些機製如何動態調整發送速率以適應網絡帶寬和延遲變化。 3.3 高級網絡概念與性能調優： 探討 Socket 編程的高級特性，例如 I/O 多路復用技術（`select`, `poll`, `epoll`/`kqueue`）的內部工作原理，以及它們如何支持高並發服務器的構建。此外，分析網絡延遲的來源，包括係統調用開銷、中斷處理延遲以及網卡隊列溢齣，並介紹相應的性能度量工具和內核參數調優策略。 第四部分：硬件交互與係統調試 要成為真正的係統工程師，必須學會與硬件“對話”，並掌握在復雜環境下診斷問題的能力。 4.1 中斷、異常與係統調用： 理解程序執行流如何從用戶態切換到內核態。詳細分析硬件中斷（Interrupts）與軟件中斷（System Calls）的根本區彆。探究中斷處理程序（ISR）的執行時機與上下文限製，這是理解係統響應速度的關鍵。 4.2 編譯、鏈接與加載的魔力： 本章揭示源代碼如何轉化為可執行文件。解析 ELF（Executable and Linkable Format）文件的結構，包括代碼段、數據段、符號錶和重定位錶。深入探討動態鏈接器（Dynamic Linker/Loader）的工作流程，理解共享庫（Shared Libraries）的加載機製以及延遲綁定（Lazy Binding）如何優化啓動時間。 4.3 性能分析與係統追蹤： 介紹係統級性能分析的科學方法論。重點學習使用基於內核的動態追蹤工具集，如 BPF（Berkeley Packet Filter）技術棧，如何安全、非侵入性地收集運行時事件（如函數調用、I/O 延遲、調度事件）。通過實際案例，演示如何構建自定義追蹤點來定位應用性能瓶頸，從用戶空間一直追蹤到內核調度器層麵。 通過對這些核心主題的深入鑽研，讀者將建立起一套完整、互聯的係統級知識框架，能夠自信地設計、部署和維護下一代復雜的計算基礎設施。本書提供的是理解“為什麼”的技術深度，而非僅僅停留在“如何做”的操作層麵。

作者簡介

Brian Ward

　　畢業於芝加哥大學，獲得電腦科學博士學位。1993 年始接觸Linux，研究並教授Linux 二十餘年。除瞭這本深受讀者喜愛的書，Brian 還著有《Linux Kernel-HOWTO》、《The Book of VMware》（No Starch Press）以及《The Linux Problem Solver》（No Starch Press）等暢銷著作。
 

ch 01　概述
1.1 Linux作業係統中的抽象級彆和層次
1.2 硬體係統：理解主記憶體
1.3 核心
1.4 使用者空間
1.5 使用者
1.6 前瞻

ch 02　基礎命令和目錄結構
2.1 Bourne shell: /bin/sh
2.2 shell的使用
2.3 基礎命令
2.4 瀏覽目錄
2.5 中間命令
2.6 更改密碼和shell
2.7 dot檔案
2.8 環境變數和shell變數
2.9 命令路徑
2.10 特殊字元
2.11 命令行編輯
2.12 文字編輯器
2.13 取得綫上說明
2.14 shell輸入輸齣
2.15 理解錯誤資訊
2.16 查看和操縱程序
2.17 檔案模式和權限
2.18 歸檔和壓縮檔案
2.19 Linux目錄結構基礎
2.20 以超級使用者的身分執行命令
2.21 前瞻

ch 03　設備管理
3.1 設備檔案
3.2 sysfs設備路徑
3.3 dd命令和設備
3.4 設備名總結
3.5 udev
3.6 詳解SCSI和Linux核心

ch 04　硬碟和檔案係統
4.1 為磁碟設備分區
4.2 檔案係統
4.3 交換空間
4.4 前瞻：磁碟和使用者空間
4.5 深入傳統檔案係統

ch 05　Linux核心的啓動
5.1 啓動訊息
5.2 核心初始化和啓動選項
5.3 核心參數
5.4 引導裝載程式
5.5 GRUB簡介
5.6 UEFI安全啓動的問題
5.7 鏈式載入其他作業係統
5.8 引導裝載程式細節

ch 06　使用者空間的啓動
6.1 init介紹
6.2 System V執行級彆
6.3 識彆你的init
6.4 systemd
6.5 Upstart
6.6 System V init
6.7 關閉係統
6.8 initramfs
6.9 緊急啓動和單使用者模式

ch 07　係統設定：日誌、係統時間、批次處理任務和使用者
7.1 /etc目錄結構
7.2 係統日誌
7.3 使用者管理檔案
7.4 getty和login
7.5 設定時間
7.6 使用cron來調度日常任務
7.7 使用at 進行一次性任務調度
7.8 瞭解使用者ID和使用者切換
7.9 使用者標識和認證
7.10 PAM
7.11 前瞻

ch 08　程序與資源利用詳解
8.1 程序追蹤
8.2 使用lsof查看打開的檔案
8.3 追蹤程式執行和係統呼叫
8.4 綫程
8.5 資源監控簡介
8.6 測量CPU時間
8.7 調整程序優先級
8.8 平均負載
8.9 記憶體
8.10 使用vmstat監控CPU和記憶體效能
8.11 I/O監控
8.12 使用pidstat監控程序
8.13 更深入的主題

ch 09　網路與設定
9.1 網路基礎
9.2 網路層次
9.3 網際網路層
9.4 路由和核心路由錶
9.5 基本ICMP和DNS工具
9.6 實體層與乙太網
9.7 理解核心網路介麵
9.8 設定網路介麵
9.9 開機啓動的網路設定
9.10 手動和開機啓動的網路設定帶來的問題
9.11 一些網路設定管理器
9.12 解析主機名
9.13 Localhost
9.14 傳輸層：TCP、UDP 和Service
9.15 普通本地網路
9.16 理解DHCP
9.17 將Linux設定成路由器
9.18 私有網路
9.19 網路位址轉換（IP 僞裝）
9.20 路由器與Linux
9.21 防火牆
9.22 乙太網、IP和ARP
9.23 無綫乙太網
9.24 小結

ch 10　網路應用與服務
10.1 服務的基本概念
10.2 網路伺服器
10.3 SSH
10.4 守護程序inetd和xinetd
10.5 診斷工具
10.6 遠程程式呼叫
10.7 網路安全
10.8 前瞻
10.9 socket：程序與網路的通訊方式
10.10 Unix 域socket

ch 11　shell腳本
11.1 shell腳本基礎
11.2 引號與字麵量
11.3 特殊變數
11.4 結束碼
11.5 條件判斷
11.6 迴圈
11.7 命令替換
11.8 管理臨時檔案
11.9 here文件
11.10 重要的shell腳本工具
11.11 子shell
11.12 在腳本中包含其他檔案
11.13 讀取使用者輸入
11.14 什麼時候（不）應該使用shell腳本

ch 12　在網路上傳輸檔案
12.1 快速復製
12.2 rsync
12.3 檔案共享
12.4 用Samba分享檔案
12.5 NFS 客戶端
12.6 關於網路檔案服務的選擇與侷限的更多內容

ch 13　使用者環境
13.1 建立啓動檔案的規則
13.2 何時需要修改啓動檔案
13.3 shell 啓動檔案的元素
13.4 啓動檔案的順序及例子
13.5 使用者預設設定
13.6 啓動檔案的一些陷阱
13.7 前瞻

ch 14　Linux桌麵概覽
14.1 桌麵元件
14.2 近觀X Window係統
14.3 探索X客戶端
14.4 X的未來
14.5 D-Bus
14.6 列印
14.7 其他有關桌麵的話題

ch 15　開發工具
15.1 C 編譯器
15.2 make
15.3 除錯器
15.4 Lex和Yacc
15.5 腳本語言
15.6 Java
15.7 展望：編譯包

ch 16　從C程式碼編譯齣軟體
16.1 軟體的建置係統
16.2 解開C原始碼包
16.3 GNU autoconf
16.4 實踐安裝
16.5 打補丁
16.6 編譯和安裝的問題排查
16.7 前瞻

ch 17　在基礎上搭建
17.1 Web伺服器與應用
17.2 資料函式庫
17.3 虛擬化
17.4 分散式計算與按需計算
17.5 嵌入式係統
17.6 結束語

评分☆☆☆☆☆

這本書在網絡部分的內容也非常紮實。我一直對TCP/IP協議棧的細節感到有些模糊，這本書通過對網絡通信過程的詳細剖析，包括三次握handshake、四次揮手，以及各種常用網絡命令（如netstat, ss, tcpdump）的深入講解，讓我對網絡通信有瞭更清晰的認識。特彆是書中關於防火牆（iptables/firewalld）的配置和安全策略的製定，內容詳盡，並且附帶瞭很多實際場景的配置示例，這對於我平時維護服務器安全非常有幫助。感覺這本書的內容，完全可以作為網絡工程師入門和進階的參考書。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，學習Linux光是死記硬背命令是遠遠不夠的，更重要的是理解背後的原理。《邁嚮Linux工程師之路》在這方麵做得相當齣色。作者在講解shell腳本編程時，不僅僅是列齣腳本的語法，而是深入分析瞭腳本的執行流程、變量的傳遞、函數的定義和調用，以及如何有效地調試腳本。我試著自己寫瞭一個簡單的自動化部署腳本，書中提到的錯誤處理和日誌記錄方法，讓我的腳本變得更加健壯和易於維護。這讓我深切體會到，掌握瞭原理，寫齣來的代碼纔能真正做到“信手拈來”。

评分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《邁嚮Linux工程師之路：Superuser一定要懂的技術與運用（第二版）》，迫不及待地翻看瞭起來。這本書給我的第一印象是厚實，內容翔實，頁邊留白也比較閤理，閱讀體驗算是不錯。封麵設計簡潔大氣，用色沉穩，符閤技術類書籍的風格。我尤其欣賞的是它將“Superuser”這個概念貫穿始終，讓我覺得不是在泛泛地講Linux，而是非常有針對性地聚焦於那些想要深入掌握Linux核心、成為技術骨乾的讀者。

评分☆☆☆☆☆

這本書的內容安排，我認為非常用心。它並沒有一開始就堆砌大量的命令和概念，而是循序漸進，先從基礎的係統架構入手，解釋瞭Linux的整體設計理念，比如文件係統、進程管理、內存管理這些根本性的東西。我印象特彆深刻的是關於“文件係統”的章節，作者用瞭很多形象的比喻來解釋EXT4、XFS等文件係統的差異和優劣，以及它們在實際應用中的考量，這讓我這個之前對文件係統隻是一知半解的讀者茅塞頓開。而且，書中還穿插瞭不少實際案例，比如如何優化文件係統的性能，如何進行數據恢復等等，這些都非常有實踐價值。

评分☆☆☆☆☆

最讓我驚喜的是，這本書並沒有止步於靜態的技術講解，而是積極引導讀者去理解Linux的動態性。關於係統性能調優的部分，作者並沒有給齣“萬能藥”，而是教會我們如何去監控、分析係統的瓶頸，比如CPU、內存、I/O的負載情況，以及如何通過調整內核參數、優化進程調度等方式來提升係統性能。書中還提到瞭容器化技術（Docker）和自動化運維工具（Ansible）的初步概念和應用，這讓我感覺這本書緊跟技術發展的潮流，不僅僅是教授“如何做”，更是指導“如何思考”和“如何持續學習”。