Linux内核源码剖析（上下册）

出版时间：2011-1  出版社：机械工业出版社  作者：樊东东 莫澜  页数：1062  
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前言

有人宣称Linux人才是未来20年IT职场中的王者。无论这种说法有多夸张，有一个事实是不可否认的，那就是，近年来Linux的市场份额不断增长，Linux正在受到越来越多的关注乃至推崇。由于Linux可广泛地应用到各种系统，包括很多嵌入式系统上，以及其他的诸多优点，如开放、高效、丰富的网络功能等，这种趋势在可预计的未来还将持续。目前，国内对Linux各方面的研究工作没有国外那样广泛和深入，相关的出版物水准参差不齐。特别是在网络的实现方面，有些著作针对性不强，有些则缺少了重要的传输层协议实现的论述，还有一些虽然有比较全面的介绍，却不够深入，选用的Linux版本也比较旧。针对以上情况，本书选择了较新的2.6.2 0版本内核RCP／IP实现作详细的论述，在重要的细节处甚至逐行分析，并在此基础上，对代码背后的机制和原理作了深入的阐述，将各关键点连成一个整体，帮助读者理清整个Linux网络部分的脉络。作者本着严谨的态度，在写作过程中参阅了大量的中英文资料及相关的文档。相信本书可以成为那些希望深入了解Linux的TCP／IP协议栈、网络部分实现的人们的有力工具。本书共有33章，通过自底向上的方法来论述TCP／IP的实现，从数据链路层开始，然后是网络层（IP、ICMP、IGMP、路由以及邻居子系统和IP组播），接下来是套接口，最后是传输层（TCP和UDP）。在学习的时候也可以采用自顶向下的方法（从传输层开始向下），或者结合以上两种方法。要理解一个系统的运行机制，对于一个专业人员来说，代码是最为直接也最为可靠的资源。Linux普及面不断扩展，越来越多的人会想通过研读内核代码来了解Linux系统，一来是更好地解决具体工作中的相关问题，二来是从Linux这个高质量的操作系统中学习到更多的编程、架构等技术。本书的特点如下：选择的内核版本新，内容不会在短期内过时。对代码作了详细的论述，在此基础上进一步分析了代码背后的机制和原理，为读者理清了整个框架的脉络，帮助读者避免迷失在细节中。写作过程中参阅了大量中英文资料和相关的文档，对内核代码更是作了长时间深入细致的研究和分析，在细节处反复推敲，以确保本书的质量。

内容概要

　　本书详细论述了Linux内核2.6.20版本中TCP/IP的实现。书中给出了大量的源代码，通过对源代码的详细注释，帮助读者掌握TCP/IP的实现。本书根据协议栈层次，从驱动层逐步论述到传输层，包括驱动的实现、接口层的输入输出、IP层的输入输出以及IP选项的处理、邻居子系统、路由、套接口及传输层等内容，全书基本涵盖了网络体系架构全部的知识点。特别是TCP，包括TCP连接的建立和终止、输入与输出，以及拥塞控制的实现。　　本书适用于熟悉Linux的基本使用方法，对Linux内核工作原理以及网络知识有一定的了解，而又极想更深入理解各个机制在Linux中的具体实现的用户，包括应用程序员和嵌入式程序员，以及网络管理员等。相关专业的科研人员在工作中遇到问题时，也可以查阅本书，理解相关内核部分的实现。此外，计算机相关专业的本科高年级学生和研究生，在学习相关课程（如操作系统、计算机网络等）时，可将本书作为辅助教程，与理论相结合以便更好地理解相应的知识点。

书籍目录

上册　前言　第1章  预备知识	　　1.1  应用层配置诊断工具	　　　1.1.1  iputils	　　　1.1.2  net-tools	　　　1.1.3  iproute2	　　1.2  内核空间与用户空间的接口	　　　1.2.1  procfs	　　　1.2.2  sysctl(/proc/sys目录)	　　　1.2.3  sysfs(/sys文件系统)	　　　1.2.4  ioctl系统调用	　　　1.2.5  netlink套接口	　　1.3  网络I/O加速	　　　1.3.1  TSO/GSO	　　　1.3.2  I/O AT	　　1.4  其他	　　　1.4.1  slab分配器	　　　1.4.2  RCU	　第2章  网络体系结构概述	　　2.1  引言	　　2.2  协议简介	　　2.3  网络架构	　　2.4  系统调用接口	　　2.5  协议无关接口	　　2.6  传输层协议	　　2.7  套接口缓存	　　2.8  设备无关接口	　　2.9  设备驱动程序	　　2.10  网络模块源代码组织	　第3章  套接口缓存	　　3.1  引言	　　3.2  sk_buff结构	　　　3.2.1  网络参数和内核数据结构	　　　3.2.2  SKB组织相关的变量	　　　3.2.3  数据存储相关的变量	　　　3.2.4  通用的成员变量	　　　3.2.5  标志性变量	　　　3.2.6  特性相关的成员变量	　　3.3  skb_shared_info结构	　　　3.3.1 "零拷贝"技术	　　　3.3.2  对聚合分散I/O数据的支持	　　　3.3.3  对GSO的支持	　　　3.3.4  访问skb_shared_info结构	　　3.4  管理函数	　　　3.4.1  SKB的缓存池	　　　3.4.2  分配SKB	　　　3.4.3  释放SKB	　　　3.4.4  数据预留和对齐	　　　3.4.5  克隆和复制SKB	　　　3.4.6  链表管理函数	　　　3.4.7  添加或删除尾部数据	　　　3.4.8  拆分数据：skb_split()	　　　3.4.9  重新分配SKB的线性数据区：pskb_expand_head()	　　　3.4.10  其他函数	　第4章  网络模块初始化	　　4.1  引言	　　4.2  网络模块初始化顺序	　　4.3  优化基于宏的标记	　　4.4  网络设备处理层初始化	　第5章  网络设备	　　5.1  PCI设备	　　　5.1.1  PCI驱动程序相关结构	　　　5.1.2  注册PCI驱动程序	　　5.2  与网络设备有关的数据结构	　　……下册

章节摘录

插图：尽管技术有了巨大的进步，但是TCP／IP协议栈的处理方式却几乎没有变化。也就是说，即便用户使用最先进的CPU，依然要处理那些未经优化的TCP／IP协议，由此产生巨大的系统开销。例如，TCP／IP的传输过程中需要封装、解包，这些动作对于处理器而言并不是一个复杂的过程，但是会占用处理器周期，而且网络带宽越高，这个问题越严重。系统开销的增大不仅仅表现在占用较多的处理器周期，还会导致处理网络相关数据时的内存访问效率降低。这又会进一步降低CPU效能和网络效率。过去，网络流量较低，处理网络相关数据所产生的开销，远远低于用于执行正常任务的开销，所以并未引起重视。现在，随着网络流量大幅度提升，处理网络相关数据所产生的系统开销越来越不能忽视，甚至已经影响到了正常应用。现有几种解决方案：  （1）TSO（TCP Segmentation Offioad）  通过网络设备上的专用处理器处理部分或者全部的封包，借此来降低对于系统处理器资源的占用，不过这种解决方案只对具有某些特征的数据包有效。（2）RDMA（。Remote Direct MemoryAccess，远程直接内存访问）发送端系统直接将有效数据送至目的系统指定的内存中，无需移动数据包的时间消耗，因此大大提升了网络传输的效率。但是这种技术需要专用的网络设备，应用程序也需要进行修改，甚至还增加了一个RDMA层的封装过程，而且这种操作风险较高，因此目前看来还不是一个吸引人的解决方案。  （3）Onloading技术  将系统处理器作为处理网络流量的第一引擎，尽可能地提升CP[J处理网络数据包的效率，这种思想已经被英特尔借鉴。

编辑推荐

《Linux内核源码剖析:TCP/IP实现(套装上下册)》：套接口缓存网络设备IP：网际协议ICMP：Internet控制报文协议IP组播IGMP：Internet组管理协议邻居子系统路由表套接口层TCP：传输控制协议TCP连接的建立TOP拥塞控制的实现TCP的输出TCP的输入TCP连接的终止UDP：用户数据报

用户评论 (总计42条)

•   印刷质量很好，自己买了看不是为了学习Linux的TCP/IP的实现，而是为了学习其中的编码技巧。就这方面来说，自己已经达到了目的。Linux的编码都是一些高手所为，编码的风格和技巧很值得自己学习。
•   通过学习内核代码，对代码的编写有些指导意义。
•   讲解的很深入 但需要一定基础
•   很好的一本书，内容很丰富，慢慢看！
•   此书买后放入公司图书室,大家评论很好, 前两周抢着看呢,呵呵
•   书绝对是盗版的；很不爽。
  虽然书是用来看的，但花了这么多钱买个盗版的很不爽！！！
  ！！！
  当当图书品质一向是不错的，真不知道这次怎么搞的，竟然买盗版书！！！
  气愤！！！
•   值得静下心来好好看看。。。
•   我的水平不够，看起来有点吃力~~~
•   对学习linux网络方面还是有帮助的不错。
•   因工作需要学习TCP，基本能满足要求。就是有些地方没讲透彻。对初学都压力较大。
•   这本书对于TCP学习者来说不可或缺
•   大体上把上册和下册的前半部分看完了，感觉还行。
  不过很多地方看着有点似曾相识的感觉。
  如果是初学linux的话，还是很值得看的。
•   只能挺满意。书的内容其实是很好的，尤其适合初学者，唯一的遗憾是，价格的问题，70元左右还可以理解。书中有很多地方，都是一句概括，不够详细。谢谢。但总体讲来，挺满意！
•   已经开始看了，不错的书，每一章开始的时候都会把基础知识进行讲解，对于初学者或者对理论性的东东不是很理解的童鞋，还是比较有用的。
•   内容详尽，很丰富，讲解的很容易理解
•   字写的很大，内容有待研究，不好说
•   书是不错，可惜代码太多，甚至整版整版的代码，觉得花钱买来这么多的印刷的代码不是很值，完全可以把2本的量放在1本里面，说是对代码进行分析，其实更多的人需要的是思路的指点而不是在这里去读源代码，完全可以减少很多代码，而是把代码的具体出处告诉读者，让读者自己去实践操作，可能会更好。
  抛开整版的代码太多的问题，其他都还不错，需要多看几遍才能看懂。
•   本来挺期待这两本书的，但是今天拿到货后，将两本书浏览了一下，发现里面80%的内容都是代码，100多块钱太不值了！！
•   有点心痛花了那么多钱，不值
•   基本上是一些代码
•   为了写书而写的书,这书我翻了个目录,就再没看过.100多大洋啊~~~
•   书是不错，可惜代码太多，甚至整版整版的代码，觉得花钱买来这么多的印刷的代码不是很值，完全可以把2本的量放在1本里面，说是对代码进行分析，其实更多的人需要的是思路的指点而不是在这里去读源代码，完全可以减少很多代码，而是把代码的具体出处告诉读者，让读者自己去实践操作，可能会更好。抛开整版的代码太多的问题，其他都还不错，需要多看几遍才能看懂。
•   作为IT人，看过的IT技术书不少了，原来的印象是国内的IT书好的很少，尤其是有大牛挂名的书（非第一作者的），质量其实更是没有保证。这本书的作者虽然没什么名气，但往往国内的精品书就是这样的人写的。我与《深入理解网络Linux技术内幕》（包括英文版）对照着看了，《深入理解》虽然是公认的精品书，但其实瑕疵相当多（比《LDD》和《ULK》差远了），尤其是驱动层的分析写得不好——组织混乱，还不够深入。而《Linux剖析》这本国人作品，虽然形式只是代码剖析，但是写得很用心，除去代码的分析外，会加入原理的介绍和很多图的说明，至少在驱动层的分析上比《深入理解网络Linux技术内幕》要好。更难能可贵的是，是对2.6.20内核做的剖析，比较新，使读者能很快迁移到实际工作中去，总的来说：很棒！赞一个！
•   优点：全面讲解Linux网络协议栈的一本好书，内容比较充实。目前已经看到15章了，讲得比较清楚，收获比较大。建议大家在看之前先了解下Linux内核以及网络方面的知识，阅读起来会更轻松些。之前也看过《Understanding Linux Network Internal》和《TCP/IP详解卷1》等，但前者没有讲传输层且内核版本也比较老；后者重在讲理论。缺点：1. 虽然买到的第二次印刷的版本，但里面还是有些小的错误，不过不影响阅读。2. 书的纸张比较差。
•   同类书相比，很好的一本书，内容很全，很强大，很给力。
•   不敢说这本书的内容上有什么不妥，敢说的都是真正的高手。只能说书中内容大量引用《深入理解LINUX网络技术内幕》。有些关键内容没讲，比如netfilter和bridge等。从提上来说，对初学者还是很好的。价格偏高，纸质不行。
•   刚拿到手中，觉得上面讲得还不错~对我们长期在linux环境中编写程序有一定的帮助。
•   封面有些脏，其他还好
•   正品，很不错，这本书也写得很好
•   源码级的讲解，内容没得说啊！
•   之前一直看电子版的不舒服，后来买了，正好项目要用，对TCP、ip协议栈的脉络说的比较清楚，但感觉有的地方还是不够详细，比较，linux东西太多了。再就是价格，有点贵啊。
•   字体比较大，纸张不太好
•   太专业了，不方便细说，自己买了参考就知道
•   很满意，基本上该讲的都讲了，而且比较容易懂。推荐。
•   书纸张太差了，用手一擦，手上有灰，不知到对身体有害没有哦，印刷厂是否合格啊？内容未看，对内容先不做评论。
•   封皮破了，希望大家引以为戒
•   讲的还不错 国人讲的
•   剖析的比较细致
•   学习Linux内核代码的不错选择
•   Linux内核图书
•   评，您的评价将帮助其他
•   套装书，包装不错