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深入理解Linux网络: 修炼底层内功,掌握高性能原理(博文视点出品)


深入理解Linux网络: 修炼底层内功,掌握高性能原理(博文视点出品)

作  者:张彦飞

出 版 社:电子工业出版社

出版时间:2022年06月

定  价:118.00

I S B N :9787121434105

所属分类: 专业科技  >  计算机/网络  >  操作系统/系统开发    

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TOP内容简介

本书通过先抛出一些开发、运维等技术人员在工作中经常遇见的问题,激发读者的思考。从这些问题出发,深入地对网络底层实现原理进行拆解,带领读者看清楚问题的核心,理解其背后的技术本质,提高大家的技术功力。例如网络包是如何被接收和发送的?阻塞到底在内部是如何发生的?epoll的底层工作原理又是啥?TCP连接在底层上是如何支持和实现的?书中对这些内容都有深度的阐述。本书旨在通过带领读者修炼底层内功,进而帮助大家深度掌握网络高性能原理。


TOP作者简介

张彦飞,2010年硕士毕业于西北大学计算机学院,有十多年的大型互联网公司项目经验,目前就职于腾讯。他喜欢对技术进行深度思考,善于挖掘技术点背后的原理。他的技术公众号“开发内功修炼”一年便收到五万多读者的关注。

 


TOP目录

第1章 绪论   / 1

1.1 我在工作中的困惑   / 2

1.1.1 过多的TIME_WAIT   / 2

1.1.2 长连接开销   / 2

1.1.3 CPU被消耗光了   / 3

1.1.4 为什么不同的语言网络性能差别巨大   / 4

1.1.5 访问127.0.0.1过网卡吗   / 4

1.1.6 软中断和硬中断   / 5

1.1.7 零拷贝到底是怎么回事   / 5

1.1.8 DPDK   / 5

1.2 本书内容结构   / 6

1.3 一些约定   / 7

1.4 一些术语   / 8


第2章 内核是如何接收网络包的   / 9

2.1 相关实际问题   / 10

2.2 数据是如何从网卡到协议栈的   / 11

2.2.1 Linux网络收包总览   / 12

2.2.2 Linux启动   / 13

2.2.3 迎接数据的到来   / 23

2.2.4 收包小结   / 33

2.3 本章总结   / 34


第3章 内核是如何与用户进程协作的   / 41

3.1 相关实际问题   / 42

3.2 socket的直接创建   / 43

3.3 内核和用户进程协作之阻塞方式   / 46

3.3.1 等待接收消息   / 47

3.3.2 软中断模块   / 52

3.3.3 同步阻塞总结   / 57

3.4 内核和用户进程协作之epoll   / 59

3.4.1 epoll内核对象的创建   / 60

3.4.2 为epoll添加socket   / 62

3.4.3 epoll_wait之等待接收   / 68

3.4.4 数据来了   / 71

3.4.5 小结   / 79

3.5 本章总结   / 80


第4章 内核是如何发送网络包的   / 84

4.1 相关实际问题   / 85

4.2 网络包发送过程总览   / 86

4.3 网卡启动准备   / 90

4.4 数据从用户进程到网卡的详细过程   / 92

4.4.1 send系统调用实现   / 92

4.4.2 传输层处理   / 94

4.4.3 网络层发送处理   / 99

4.4.4 邻居子系统   / 103

4.4.5 网络设备子系统   / 105

4.4.6 软中断调度   / 109

4.4.7 igb网卡驱动发送   / 111

4.5 RingBuffer内存回收   / 114

4.6 本章总结   / 115


第5章 深度理解本机网络IO   / 119

5.1 相关实际问题   / 120

5.2 跨机网络通信过程   / 120

5.2.1 跨机数据发送   / 120

5.2.2 跨机数据接收   / 125

5.2.3 跨机网络通信汇总   / 127

5.3 本机发送过程   / 127

5.3.1 网络层路由   / 127

5.3.2 本机IP路由   / 130

5.3.3 网络设备子系统   / 131

5.3.4 “驱动”程序   / 133

5.4 本机接收过程   / 135

5.5 本章总结   / 137


第6章 深度理解TCP连接建立过程   / 139

6.1 相关实际问题   / 140

6.2 深入理解listen   / 141

6.2.1 listen系统调用   / 141

6.2.2 协议栈listen   / 142

6.2.3 接收队列定义   / 143

6.2.4 接收队列申请和初始化   / 145

6.2.5 半连接队列长度计算   / 146

6.2.6 listen过程小结   / 148

6.3 深入理解connect   / 148

6.3.1 connect调用链展开   / 149

6.3.2 选择可用端口   / 151

6.3.3 端口被使用过怎么办   / 153

6.3.4 发起syn请求   / 155

6.3.5 connect小结   / 156

6.4 完整TCP连接建立过程   / 157

6.4.1 客户端connect   / 159

6.4.2 服务端响应SYN   / 160

6.4.3 客户端响应SYNACK   / 162

6.4.4 服务端响应ACK   / 164

6.4.5 服务端accept   / 167

6.4.6 连接建立过程总结   / 167

6.5 异常TCP连接建立情况   / 169

6.5.1 connect系统调用耗时失控   / 169

6.5.2 第一次握手丢包   / 171

6.5.3 第三次握手丢包   / 176

6.5.4 握手异常总结   / 178

6.6 如何查看是否有连接队列溢出发生   / 179

6.6.1 全连接队列溢出判断   / 179

6.6.2 半连接队列溢出判断   / 181

6.6.3 小结   / 183

6.7 本章总结   / 183


第7章 一条TCP连接消耗多大内存   / 187

7.1 相关实际问题   / 188

7.2 Linux内核如何管理内存   / 188

7.2.1 node划分   / 189

7.2.2 zone划分   / 191

7.2.3 基于伙伴系统管理空闲页面   / 192

7.2.4 slab分配器   / 194

7.2.5 小结   / 197

7.3 TCP连接相关内核对象   / 198

7.3.1 socket函数直接创建   / 198

7.3.2 服务端socket创建   / 206

7.4 实测TCP内核对象开销   / 207

7.4.1 实验准备   / 207

7.4.2 实验开始   / 208

7.4.3 观察ESTABLISH状态开销   / 209

7.4.4 观察非ESTABLISH状态开销   / 211

7.4.5 收发缓存区简单测试   / 214

7.4.6 实验结果小结   / 215

7.5 本章总结   / 216


第8章 一台机器最多能支持多少条TCP连接   / 218

8.1 相关实际问题   / 219

8.2 理解Linux最大文件描述符限制   / 219

8.2.1 找到源码入口   / 220

8.2.2 寻找进程级限制nofile和fs.nr_open   / 221

8.2.3 寻找系统级限制fs.file-max   / 223

8.2.4 小结   / 224

8.3 一台服务端机器最多可以支撑多少条TCP连接   / 225

8.3.1 一次关于服务端并发的聊天   / 225

8.3.2 服务器百万连接达成记   / 228

8.3.3 小结   / 232

8.4 一台客户端机器最多只能发起65 535条连接吗   / 232

8.4.1 65 535的束缚   / 232

8.4.2 多IP增加连接数   / 234

8.4.3 端口复用增加连接数   / 236

8.4.4 小结   / 243

8.5 单机百万并发连接的动手实验   / 243

8.5.1 方案一,多IP客户端发起百万连接   / 244

8.5.2 方案二,单IP客户端机器发起百万连接   / 248

8.5.3 最后多谈一点   / 250

8.6 本章总结   / 251


第9章 网络性能优化建议   / 253

9.1 网络请求优化   / 254

9.2 接收过程优化   / 256

9.3 发送过程优化   / 262

9.4 内核与进程协作优化   / 268

9.5 握手挥手过程优化   / 269


第10章 容器网络虚拟化   / 272

10.1 相关实际问题   / 273

10.2 veth设备对   / 274

10.2.1 veth如何使用   / 274

10.2.2 veth底层创建过程   / 276

10.2.3 veth网络通信过程   / 278

10.2.4 小结   / 281

10.3 网络命名空间   / 281

10.3.1 如何使用网络命名空间   / 282

10.3.2 命名空间相关的定义   / 284

10.3.3 网络命名空间的创建   / 287

10.3.4 网络收发如何使用网络命名空间   / 295

10.3.5 结论   / 296

10.4 虚拟交换机Bridge   / 297

10.4.1 如何使用Bridge   / 298

10.4.2 Bridge是如何创建出来的   / 301

10.4.3 添加设备   / 303

10.4.4 数据包处理过程   / 305

10.4.5 小结   / 308

10.5 外部网络通信   / 310

10.5.1 路由和NAT   / 311

10.5.2 实现外部网络通信   / 313

10.5.3 小结   / 318

10.6 本章总结   / 319

 


TOP书摘

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页  数:336

开  本:16开

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