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Linux 核心架构与组件(2025更新中)

‌一、Linux 核心架构与组件‌

  1. ‌内核架构‌
    ‌核心职责‌: 管理进程生命周期、内存分配、硬件驱动交互及文件系统操作。
    模块化设计支持动态加载硬件驱动(如modprobe加载内核模块),提升灵活性和扩展性。 ‌内存管理‌: 物理内存按 ‌4KB 页‌
    划分,结合 ‌SLAB 分配器‌ 优化内存碎片问题。 虚拟内存机制通过分页/交换技术(Swap)支持多进程高效并发。

  2. ‌文件系统‌
    ‌支持类型‌: 主流文件系统:ext4(稳定)、btrfs(支持快照)、xfs(高性能大文件处理)。 ‌虚拟文件系统(VFS)‌
    作为抽象层,统一管理不同文件系统的读写操作。 ‌挂载管理‌: 通过 mount/umount 动态挂载存储设备(如SSD、NVMe)。
    配置文件 /etc/fstab 定义永久挂载规则。

  3. ‌进程管理‌
    ‌进程创建‌: 通过 fork() 复制父进程,exec() 加载新程序代码。
    进程间通信(IPC)机制:管道(pipe)、共享内存(shm)、信号量(semaphore)。 ‌调度策略‌: 默认采用
    ‌时间片轮转(CFS)‌,支持优先级调整(nice值范围为 -20 到 19)。

‌二、系统启动与基础管理‌

  1. ‌启动流程‌

    ‌BIOS/UEFI‌:初始化硬件并加载引导程序(如 ‌GRUB2‌)。 ‌内核加载‌:GRUB
    加载内核镜像(vmlinuz)及初始内存文件系统(initramfs)。 ‌用户空间启动‌:由 systemd
    接管,并行启动服务(如网络、日志)。

  2. 用户与权限管理‌

    ‌用户操作‌: useradd 创建用户,usermod 修改属性(如主目录、Shell 类型)。 密码策略通过
    /etc/login.defs 和 chage 命令配置。 ‌权限控制‌:
    基础权限:chmod(权限位)、chown(所有者)、chgrp(所属组)。 扩展权限:使用 setfacl
    配置访问控制列表(ACL)。

  3. ‌日志系统‌

    1. ‌rsyslog‌: 传统日志收集工具,配置文件 /etc/rsyslog.conf 定义日志规则。
      支持远程日志传输(TCP/UDP)。
    2. ‌journald‌: 集成于 systemd,提供结构化日志(JSON 格式),查询命令:journalctl -u
      service_name。

‌三、运维工具与优化策略‌

  1. ‌性能监控工具‌

    在这里插入图片描述

  2. 安全加固‌

    1. ‌服务管理‌:

  3. ‌软件包管理
    在这里插入图片描述

  4. 定时任务
    在这里插入图片描述

  5. 性能调优
    ‌CPU‌:通过 taskset 绑定进程到特定 CPU 核心。
    ‌内存‌:调整 vm.swappiness(默认 60,降低值减少 Swap 使用)。
    ‌磁盘 I/O‌:选择 deadline 调度器(机械硬盘)或 none(SSD)。

‌四、Windows Server 管理要点(2025年适配版)

.

  1. 内核与文件系统‌

    ‌微内核架构‌:核心仅保留必要功能(如进程调度),驱动运行在用户态提升稳定性。 ‌NTFS
    高级功能‌:支持透明压缩、加密(EFS)及审计日志。

  2. 进程与权限管理‌

    ‌进程创建‌:通过 CreateProcess() API 实现,支持多线程优先级管理。 ‌组策略‌: 使用 gpedit.msc
    配置域策略(如密码复杂度、软件限制)。 PowerShell 命令:Get-GPO -All 查看所有策略。

  3. ‌安全与优化‌

    ‌防火墙‌:通过 New-NetFirewallRule(PowerShell)配置高级规则。 ‌Hyper-V
    虚拟化‌:支持动态内存分配与实时迁移(Live Migration)。

  4. 2025年更新说明‌

    ‌Linux 内核‌:默认使用 6.x LTS 版本,新增对 RISC-V 架构的优化支持。
    ‌文件系统‌:bcachefs逐步成为推荐选项(集成压缩/去重功能)。 ‌
    Windows Server‌:默认启用 SMB over QUIC协议,提升远程文件访问安全性。
    ✅ ‌适用性‌:以上内容适配 2025 年主流 Linux 发行版(Ubuntu 24.04LTS、RHEL 10)及 Windows Server 2025。

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