linux內核結構

❶ 什麼是linux內核

Linux是由Linus Torvalds開發的類UNIX的操作系統，Linux主要特點是開源的，因此我們可以免費使用來當做伺服器。

Linux嚴格分為兩個含義。

1.廣泛的Linux是指Linux發行版

2.狹義的Linux是指Linux內核

Linux內核是操作系統的基礎，介於硬體和軟體之間，並且內核位於操作系統中,操作系統將在硬體和軟體之間進行調解，Linux內核是操作系統核心部分的功能。

二：內核的基本性能

1.流程管理

在Linux內核中，程序的執行狀態以進程為單位進行管理。此外，內核為每個進程准備一個名為task_stract結構的數據結構。

2.進程調度程序

可執行狀態等待哪個進程以哪個順序執行,由於基本上不可能運行比CPU數量更多的進程，因此運行過程的效率非常重要。

3.內存管理

在Linux內核中，使用物理內存和虛擬內存管理數據。通過分配對應於物理存儲器的虛擬地址，而不是實際為每個進程分配物理存儲器地址，可以使用容量遠大於實際物理存儲器容量的存儲器。它使它成為可能。此外，由於每個進程都分配了自己的虛擬地址，因此每個進程的內存空間是獨立的，並且不會違反其他進程的內存。

3.文件系統

它以文件的形式提供存儲數據的訪問方法。所有數據都以文件的形式進行管理。/ Directory（根目錄）作為頂點，內核本身作為文件和目錄的集合存在。

❷ Linux操作系統由什麼組成

Linux系統結構一般有3個主要部分：內核kernel、命令解釋層Shell或其他操作環境、實用工具
1.Linux內核

內核是系統的核心，是運行程序和管理磁碟、列印機等硬體設備的核心程序。操作系統向用戶提供一個操作界面，它從用戶那裡接收命令，並且把命令送給內核去執行。

當 Linux安裝完畢之後，一個通用的內核就被安裝到主機中，這個通用內核能滿足絕大部分用戶的需求，但普遍適用性內核對具體的某台主機來說，可能有一些並不需要的內核程序將被安裝。因此，Linux允許用戶根據主機的實際配置定製 Linux的內核，從而有效地簡化 Linux內核，提高系統啟動速度。
2.Linux Shell

Shell是系統的用戶界面，提供了用戶與內核進行交互操作的介面。它接收用戶輸入的命今，並且把它送入內核執行。操作系統在系統內核與用戶之間提供操作界面， Linux存在多種操作環境，分別是基於圖形界面的集成桌面環境和基於Shell命令行環境。

Shell是一個命令解釋器，它解釋由用戶輸入的命令，並且送到內核。Shell編程語言具有普通編程語言的很多特點，如它也有循環結構和分支控制結構等，用這種編程語言編寫的Shell程序與其他應用程序具有同樣的效果。

作為命令行操作界面的替代， Linux還提供了像 Windows那樣的可視化圖形界面X-window的圖形用戶界面。

3.實用工具
標準的 Linux系統都有配套的實用工具程序，如編輯器、瀏覽器、辦公套件及其它系統管理工具等，用戶可以自行編寫需要的應用程序。

❸ linux操作系統有哪五個基本的組成部分

Linux系統一般有4個主要部分：內核、shell、文件系統和應用程序。Linux內核主要由五個子系統組成：進程調度，內存管理，虛擬文件系統，網路介面，進程間通信。

操作系統的組成要素：

操作系統 = 內核 + 系統程序

系統程序 = 編譯環境 + API

編譯環境 = 編譯程序 + 連接程序 + 裝載程序

API = 系統調用 + 語言庫函數(C、C++、Java等等)

AUI = shell + 系統服務常式(如x伺服器等)+ 應用程序(瀏覽器，字處理，編輯器等)

軟體系統：

軟體系統 = 操作系統 + AUI

操作系統最底層的組件是內核，其上層搭建了許多系統軟體。

系統程序包括三個部分，分別是：編譯環境、應用程序介面和用戶介面。

編譯環境包含匯編、C 等低高級語言編譯程序，連接程序和裝載程序，這些程序負責將文本格式的程序語言轉變為機器能識別和裝載的機器代碼。

應用程序介面(API)包含內核提供的系統調用介面和語言庫，系統調用是為了能讓應用程序使用內核服務，語言庫函數則是為了方便應用程序開發，所以將一些常用的基礎功能預先編譯以供使用，比如對C語言來說常用的C庫等;

用戶介面(AUI)包括我們熟悉的shell、系統服務程序和常用的應用程序。

這是一個典型的結構，但不是一成不變。許多操作系統的發行中會有所刪減，比如應用於嵌入式設備的系統，對X伺服器就可能不做要求。但是像內核、系統調用等要素是必不可少的。

Linux系統一般有4個主要部分：內核、shell、文件系統和應用程序。內核、shell和文件系統一起形成了基本的操作系統結構，它們使得用戶可以運行程序、管理文件並使用系統。

一.Linux內核

內核是操作系統的核心，具有很多最基本功能，如虛擬內存、多任務、共享庫、需求載入、可執行程序和TCP/IP網路功能。Linux內核主要由五個子系統組成：進程調度，內存管理，虛擬文件系統，網路介面，進程間通信。

二.Linux shell

shell是系統的用戶界面，提供了用戶與內核進行交互操作的一種介面。它接收用戶輸入的命令並把它送入內核去執行，是一個命令解釋器。另外，shell編程語言具有普通編程語言的很多特點，用這種編程語言編寫的shell程序與其他應用程序具有同樣的效果。

三.Linux文件系統

文件系統是文件存放在磁碟等存儲設備上的組織方法。Linux系統能支持多種目前流行的文件系統，如EXT2、 EXT3、 FAT、 FAT32、VFAT和ISO9660。

四.Linux應用程序

標準的Linux系統一般都有一套都有稱為應用程序的程序集，它包括文本編輯器、編程語言、X

Window、辦公套件、Internet工具和資料庫等。

❹ Linux有哪些特點

一、基本思想

Linux的基本思想有兩點：

第一，一切都是文件；

第二，每個軟體都有確定的用途。

其中第一條詳細來講就是系統中的所有都歸結為一個文件，包括命令、硬體和軟體設備、操作系統、進程等等對於操作系統內核而言，都被視為擁有各自特性或類型的文件。

二、完全免費

Linux是一款免費的操作系統，用戶可以通過網路或其他途徑免費獲得，並可以任意修改其源代碼。這是其他的操作系統所做不到的。正是由於這一點，來自全世界的無數程序員參與了Linux的修改、編寫工作，程序員可以根據自己的興趣和靈感對其進行改變，這讓Linux吸收了無數程序員的精華，不斷壯大。

三、多用戶、多任務

Linux支持多用戶，各個用戶對於自己的文件設備有自己特殊的權利，保證了各用戶之間互不影響。多任務則是現在電腦最主要的一個特點，Linux可以使多個程序同時並獨立地運行。

四、良好的界面

Linux同時具有字元界面和圖形界面。在字元界面用戶可以通過鍵盤輸入相應的指令來進行操作。它同時也提供了類似Windows圖形界面的X-Window系統，用戶可以使用滑鼠對其進行操作。在X-Window環境中就和在Windows中相似，可以說是一個Linux版的Windows。

五、支持多種平台

Linux可以運行在多種硬體平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等處理器的平台。此外Linux還是一種嵌入式操作系統，可以運行在掌上電腦、機頂盒或游戲機上。2001年1月份發布的Linux 2.4版內核已經能夠完全支持Intel 64位晶元架構。同時Linux也支持多處理器技術。多個處理器同時工作，使系統性能大大提高。

六、結構特點

①採用階層式目錄結構，文件歸類清楚、容易管理

② 支持多種文件系統，如Ext2FS,ISOFS以及Windows的文件系統FAT16,FAT32,NTFS等

③具有可移植性，系統核心只有小於10%的源代碼採用匯編語言編寫，其餘均是採用C語言編寫，因此具備高度移植性

④可與其它的操作系統如Windows98/2000/XP等並存於同一台計算機上

七、四個重要部分

內核、Shell、文件系統和應用程序。

①Linux內核：內核是系統的「心臟」，是運行程序和管理磁碟、列印機等硬體設備的核心程序。

附：Linux內核

Linux是最受歡迎的自由電腦操作系統內核。它是一個用C語言寫成，符合POSIX標準的類Unix操作系統。 技術上說Linux是一個內核。「內核」指的是一個提供硬體抽象層、磁碟及文件系統控制、多任務等功能的系統軟體。一個內核不是一套完整的操作系統。一套基於Linux內核的完整操作系統叫作Linux操作系統，或是GNU/Linux。

Linux是一個一體化內核系統。設備驅動程序可以完全訪問硬體。Linux內的設備驅動程序可以方便地以模塊化的形式設置，並在系統運行期間可直接裝載或卸載。

②Linux Shell：Shell是系統的用戶界面，提供了用戶與內核進行交互操作的一種介面。它接受用戶輸入的命令，並對其進行解釋，最後送入內核去執行，實際上就是一個命令解釋器。人們也可以使用Shell編程語言編寫Shell程序，這些Shell程序與用其他程序設計語言編寫的應用程序具有相同的效果。

③Linux 文件系統：文件系統是文件存放在磁碟等存儲設備上的組織方法。Linux的文件系統呈樹型結構，同時它也能支持目前流行的文件系統，如：EXT2、EXT3、FAT、VFAT、NFS、SMB等。

④Linux 應用程序：同Windows操作系統一樣，標準的Linux也提供了一套滿足人們上網、辦公等需求的程序集即應用程序，包括文本編輯器、X Windows、辦公套件、Internet工具、資料庫等。

❺ linux 內核是什麼， 本人有linux基礎

Linux內核：Linux是一種開源電腦操作系統內核。它是一個用C語言寫成，符合POSIX標準的類Unix操作系統。Linux最早是由芬蘭Linus Torvalds為嘗試在英特爾x86架構上提供自由的類Unix操作系統而開發的。該計劃開始於1991年，在計劃的早期有一些Minix 黑客提供了協助，而今天全球無數程序員正在為該計劃無償提供幫助。

Linux最早是由芬蘭人Linus Torvalds設計的。當時由於UNⅨ的商業化，Andrew Tannebaum教授開發了Minix操作系統以便於不受AT&T許可協議的約束，為教學科研提供一個操作系統。

(5)linux內核結構擴展閱讀：

Linux將標準的GNU許可協議改稱Copyleft，以便與Copyright相對照。通用的公共許可（GPL）允許用戶銷售、拷貝和改變具有Copyleft的應用程序。當然這些程序也可以是Copyright的，但是你必須允許進一步的銷售、拷貝和對其代碼進行改變，同時也必須使他人可以免費得到修改後的源代碼。事實證明，GPL對於Linux的成功起到了極大的作用。它啟動了一個十分繁榮的商用Linux階段，還為編程人員提供了一種凝聚力，誘使大家加入這個充滿了慈善精神的Linux運動。

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簡介：《深入Linux內核架構》討論了Linux內核的概念、結構和實現。主要內容包括多任務、調度和進程管理，物理內存的管理以及內核與相關硬體的交互，用戶空間的進程如何訪問虛擬內存，如何編寫設備驅動程序，模塊機制以及虛擬文件系統，Ext文件系統屬性和訪問控製表的實現方式，內核中網路的實現，系統調用的實現方式，內核對時間相關功能的處理，頁面回收和頁交換的相關機制以及審計的實現等。此外，《深入Linux內核架構》藉助內核源代碼中關鍵的部分進行講解，幫助讀者掌握重要的知識點，從而在運用中充分展現Linux系統的魅力。《深入Linux內核架構》適合Linux內核愛好者閱讀。

❼ linux內核是什麼，有啥作用 ，

Linux是一種開源電腦操作系統內核。它是一個用C語言寫成，符合POSIX標準的類Unix操作系統。

操作系統是一個用來和硬體打交道並為用戶程序提供一個有限服務集的低級支撐軟體。一個計算機系統是一個硬體和軟體的共生體，它們互相依賴，不可分割。

計算機的硬體，含有外圍設備、處理器、內存、硬碟和其他的電子設備組成計算機的發動機。但是沒有軟體來操作和控制它，自身是不能工作的。完成這個控制工作的軟體就稱為操作系統，在Linux的術語中被稱為「內核」，也可以稱為「核心」。

Linux內核的主要模塊（或組件）分以下幾個部分：存儲管理、CPU和進程管理、文件系統、設備管理和驅動、網路通信，以及系統的初始化（引導）、系統調用等。

(7)linux內核結構擴展閱讀：

Linux內核的特性

1、可移植性

Linux是全球被最廣泛移植的操作系統內核。從掌上電腦iPad到巨型電腦IBM S/390，甚至於微軟出品的游戲機XBOX都可以看到Linux內核的蹤跡。Linux也是IBM超級計算機Blue Gene的操作系統。

2、網路支持

作為一個生產操作系統和開源軟體，Linux 是測試新協議及其增強的良好平台。Linux 支持大量網路協議，包括典型的 TCP/IP，以及高速網路的擴展（大於 1 Gigabit Ethernet [GbE] 和 10 GbE）。Linux 也可以支持諸如流控制傳輸協議（SCTP）之類的協議，它提供了很多比 TCP 更高級的特性（是傳輸層協議的接替者）。

3、動態內核

Linux 還是一個動態內核，支持動態添加或刪除軟體組件。被稱為動態可載入內核模塊，它們可以在引導時根據需要（當前特定設備需要這個模塊）或在任何時候由用戶插入。

4、系統管理程序

Linux 最新的一個增強是可以用作其他操作系統的操作系統。該系統對內核進行了修改，稱為基於內核的虛擬機（KVM）。這個修改為用戶空間啟用了一個新的介面，它可以允許其他操作系統在啟用了 KVM 的內核之上運行。除了運行 Linux 的其他實例之外， Microsoft® Windows® 也可以進行虛擬化。惟一的限制是底層處理器必須支持新的虛擬化指令。

❽ Linux內核中sk_buff結構詳解

sk_buff是Linux網路中最核心的結構體，它用來管理和控制接收或發送數據包的信息。各層協議都依賴於sk_buff而存在。內核中sk_buff結構體在各層協議之間傳輸不是用拷貝sk_buff結構體，而是通過增加協議頭和移動指針來操作的。如果是從L4傳輸到L2，則是通過往sk_buff結構體中增加該層協議頭來操作；如果是從L4到L2，則是通過移動sk_buff結構體中的data指針來實現，不會刪除各層協議頭。這樣做是為了提高CPU的工作效率。

skb_buff結構如下所示：

這里要聲明兩個概念的區別，後續直接用這兩個概念，注意區分：
（1）線性數據：head - end。
（2）實際線性數據：data - tail，不包含線性數據中的頭空間和尾空間。
skb->data_len : skb中的分片數據（非線性數據）的長度。
skb->len : skb中的數據塊的總長度，數據塊包括實際線性數據和非線性數據，非線性數據為data_len，所以skb->len= (data - tail) + data_len。
skb->truesize : skb的總長度，包括sk_buff結構和數據部分，skb=sk_buff控制信息 + 線性數據（包括頭空間和尾空間） + skb_shared_info控制信息 + 非線性數據，所以skb->truesize = sizeof(struct sk_buff) + (head - end) + sizeof(struct skb_shared_info) + data_len。

sk_buff結構體中的都是sk_buff的控制信息，是網路數據包的一些配置，真正儲存數據的是sk_buff結構體中幾個指針指向的數據區中，線性數據區的大小 = (skb->end - skb->head)，對於每個數據包來說這個大小都是固定不變的，在傳輸過程中skb->end和skb->head所指向的地址都是不變的，這里要注意這個地址不是本機的地址，如果是本機的地址那麼數據包傳到其他主機上這個地址就是無效的，所以這個地址是這個skb緩沖區的相對地址。

線性數據區是用來存放各層協議頭部和應用層發下來的數據。各層協議頭部相關信息放在線性數據區中。實際數據指針為data和tail，data指向實際數據開始的地方，tail指向實際數據結束的地方。
用一張圖來表示sk_buff和數據區的關系：

這一節介紹先行數據區在sk_buff創建過程中的變化，圖中暫時省略了非線性數據區：

2.1中所講的都是線性數據區中的相關的配置，當線性數據區不夠用的時候就會啟用非線性數據區作為數據區域的擴展，skb中用skb_shared_info分片結構體來配置非線性數據。

skb_shared_info結構體是和skb中的線性數據區一體的，所以在skb的各種操作時都會把這兩個結構看作是一個結構來操作。如：

skb_shared_info結構：

非線性數據區有兩種不同的構成數據的方式
（1）用數組存儲的分片數據區，採用是是結構體中的frags[MAX_SKB_FRAGS]
對於frags[]一般用在當數據比較多，在線性數據區裝不下的時候，skb_frag_t中是一頁一頁的數據，skb_frag_struct結構體如下：

下圖顯示了frags是怎麼分配分片數據的：

（2）frag_list指針來指向的分片數據：

參考：

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書名：深入Linux內核架構

作者：Wolfgang Mauerer

譯者：郭旭

豆瓣評分：9.0

出版社：人民郵電出版社

出版年份：201005

頁數：1038

內容簡介：

眾所周知，Linux操作系統的源代碼復雜、文檔少，對程序員的要求高，要想看懂這些代碼並不是一件容易事。本書結合內核版本2.6.24源代碼中最關鍵的部分，深入討論Linux內核的概念、結構和實現。具體包括進程管理和調度、虛擬內存、進程間通信、設備驅動程序、虛擬文件系統、網路、時間管理、數據同步等方面的內容。本書引導你閱讀內核源代碼，熟悉Linux所有的內在工作機理，充分展現Linux系統的魅力。

本書適合Linux的系統編程人員、系統管理者以及Linux愛好者學習使用。

作者簡介：

Wolfgang Mauerer資深Linux專家，有數十年Linux開發經驗。從1997年最初發表關於內核的系列文章開始，他就醉心於解釋Linux核心的內部機制、編寫相關的文檔。此外，他還著有LaTeX排版方面的圖書，其撰寫的大量文章已經被翻譯成7種語言。

❿ Linux系統一般由哪4個部分組成

Linux系統一般有4個主要部分：內核、shell、文件系統和應用程序。內核、shell和文件系統一起形成了基本的操作系統結構，它們使得用戶可以運行程序、管理文件並使用系統。

一、Linux內核

內核是操作系統的核心，具有很多最基本功能，如虛擬內存、多任務、共享庫、需求載入、可執行程序和TCP/IP網路功能。Linux內核的模塊分為以下幾個部分：存儲管理、CPU和進程管理、文件系統、設備管理和驅動、網路通信、系統的初始化和系統調用等。

二、Linuxshell

shell是系統的用戶界面，提供了用戶與內核進行交互操作的一種介面。它接收用戶輸入的命令並把它送入內核去執行，是一個命令解釋器。另外，shell編程語言具有普通編程語言的很多特點，用這種編程語言編寫的shell程序與其他應用程序具有同樣的效果。

三、Linux文件系統

文件系統是文件存放在磁碟等存儲設備上的組織方法。Linux系統能支持多種目前流行的文件系統，如EXT2、EXT3、FAT、FAT32、VFAT和ISO9660。

四、Linux應用程序

標準的Linux系統一般都有一套都有稱為應用程序的程序集，它包括文本編輯器、編程語言、XWindow、辦公套件、Internet工具和資料庫等。

(10)linux內核結構擴展閱讀：

LINUX系統的特點

1、Linux是一款免費的操作系統，用戶可以通過網路或其他途徑免費獲得，並可以任意修改其源代碼。這是其他的操作系統所做不到的。

2、在Linux下通過相應的模擬器運行常見的DOS、Windows的程序。這為用戶從Windows轉到Linux奠定了基礎。

3、Linux可以運行在多種硬體平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等處理器的平台。此外Linux還是一種嵌入式操作系統，可以運行在掌上電腦、機頂盒或游戲機上。