linux内核结构

❶ 什么是linux内核

Linux是由Linus Torvalds开发的类UNIX的操作系统，Linux主要特点是开源的，因此我们可以免费使用来当做服务器。

Linux严格分为两个含义。

1.广泛的Linux是指Linux发行版

2.狭义的Linux是指Linux内核

Linux内核是操作系统的基础，介于硬件和软件之间，并且内核位于操作系统中,操作系统将在硬件和软件之间进行调解，Linux内核是操作系统核心部分的功能。

二：内核的基本性能

1.流程管理

在Linux内核中，程序的执行状态以进程为单位进行管理。此外，内核为每个进程准备一个名为task_stract结构的数据结构。

2.进程调度程序

可执行状态等待哪个进程以哪个顺序执行,由于基本上不可能运行比CPU数量更多的进程，因此运行过程的效率非常重要。

3.内存管理

在Linux内核中，使用物理内存和虚拟内存管理数据。通过分配对应于物理存储器的虚拟地址，而不是实际为每个进程分配物理存储器地址，可以使用容量远大于实际物理存储器容量的存储器。它使它成为可能。此外，由于每个进程都分配了自己的虚拟地址，因此每个进程的内存空间是独立的，并且不会违反其他进程的内存。

3.文件系统

它以文件的形式提供存储数据的访问方法。所有数据都以文件的形式进行管理。/ Directory（根目录）作为顶点，内核本身作为文件和目录的集合存在。

❷ Linux操作系统由什么组成

Linux系统结构一般有3个主要部分：内核kernel、命令解释层Shell或其他操作环境、实用工具
1.Linux内核

内核是系统的核心，是运行程序和管理磁盘、打印机等硬件设备的核心程序。操作系统向用户提供一个操作界面，它从用户那里接收命令，并且把命令送给内核去执行。

当 Linux安装完毕之后，一个通用的内核就被安装到主机中，这个通用内核能满足绝大部分用户的需求，但普遍适用性内核对具体的某台主机来说，可能有一些并不需要的内核程序将被安装。因此，Linux允许用户根据主机的实际配置定制 Linux的内核，从而有效地简化 Linux内核，提高系统启动速度。
2.Linux Shell

Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的接口。它接收用户输入的命今，并且把它送入内核执行。操作系统在系统内核与用户之间提供操作界面， Linux存在多种操作环境，分别是基于图形界面的集成桌面环境和基于Shell命令行环境。

Shell是一个命令解释器，它解释由用户输入的命令，并且送到内核。Shell编程语言具有普通编程语言的很多特点，如它也有循环结构和分支控制结构等，用这种编程语言编写的Shell程序与其他应用程序具有同样的效果。

作为命令行操作界面的替代， Linux还提供了像 Windows那样的可视化图形界面X-window的图形用户界面。

3.实用工具
标准的 Linux系统都有配套的实用工具程序，如编辑器、浏览器、办公套件及其它系统管理工具等，用户可以自行编写需要的应用程序。

❸ linux操作系统有哪五个基本的组成部分

Linux系统一般有4个主要部分：内核、shell、文件系统和应用程序。Linux内核主要由五个子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信。

操作系统的组成要素：

操作系统 = 内核 + 系统程序

系统程序 = 编译环境 + API

编译环境 = 编译程序 + 连接程序 + 装载程序

API = 系统调用 + 语言库函数(C、C++、Java等等)

AUI = shell + 系统服务例程(如x服务器等)+ 应用程序(浏览器，字处理，编辑器等)

软件系统：

软件系统 = 操作系统 + AUI

操作系统最底层的组件是内核，其上层搭建了许多系统软件。

系统程序包括三个部分，分别是：编译环境、应用程序接口和用户接口。

编译环境包含汇编、C 等低高级语言编译程序，连接程序和装载程序，这些程序负责将文本格式的程序语言转变为机器能识别和装载的机器代码。

应用程序接口(API)包含内核提供的系统调用接口和语言库，系统调用是为了能让应用程序使用内核服务，语言库函数则是为了方便应用程序开发，所以将一些常用的基础功能预先编译以供使用，比如对C语言来说常用的C库等;

用户接口(AUI)包括我们熟悉的shell、系统服务程序和常用的应用程序。

这是一个典型的结构，但不是一成不变。许多操作系统的发行中会有所删减，比如应用于嵌入式设备的系统，对X服务器就可能不做要求。但是像内核、系统调用等要素是必不可少的。

Linux系统一般有4个主要部分：内核、shell、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。

一.Linux内核

内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，如虚拟内存、多任务、共享库、需求加载、可执行程序和TCP/IP网络功能。Linux内核主要由五个子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信。

二.Linux shell

shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行，是一个命令解释器。另外，shell编程语言具有普通编程语言的很多特点，用这种编程语言编写的shell程序与其他应用程序具有同样的效果。

三.Linux文件系统

文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。Linux系统能支持多种目前流行的文件系统，如EXT2、 EXT3、 FAT、 FAT32、VFAT和ISO9660。

四.Linux应用程序

标准的Linux系统一般都有一套都有称为应用程序的程序集，它包括文本编辑器、编程语言、X

Window、办公套件、Internet工具和数据库等。

❹ Linux有哪些特点

一、基本思想

Linux的基本思想有两点：

第一，一切都是文件；

第二，每个软件都有确定的用途。

其中第一条详细来讲就是系统中的所有都归结为一个文件，包括命令、硬件和软件设备、操作系统、进程等等对于操作系统内核而言，都被视为拥有各自特性或类型的文件。

二、完全免费

Linux是一款免费的操作系统，用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其源代码。这是其他的操作系统所做不到的。正是由于这一点，来自全世界的无数程序员参与了Linux的修改、编写工作，程序员可以根据自己的兴趣和灵感对其进行改变，这让Linux吸收了无数程序员的精华，不断壮大。

三、多用户、多任务

Linux支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利，保证了各用户之间互不影响。多任务则是现在电脑最主要的一个特点，Linux可以使多个程序同时并独立地运行。

四、良好的界面

Linux同时具有字符界面和图形界面。在字符界面用户可以通过键盘输入相应的指令来进行操作。它同时也提供了类似Windows图形界面的X-Window系统，用户可以使用鼠标对其进行操作。在X-Window环境中就和在Windows中相似，可以说是一个Linux版的Windows。

五、支持多种平台

Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。此外Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。2001年1月份发布的Linux 2.4版内核已经能够完全支持Intel 64位芯片架构。同时Linux也支持多处理器技术。多个处理器同时工作，使系统性能大大提高。

六、结构特点

①采用阶层式目录结构，文件归类清楚、容易管理

② 支持多种文件系统，如Ext2FS,ISOFS以及Windows的文件系统FAT16,FAT32,NTFS等

③具有可移植性，系统核心只有小于10%的源代码采用汇编语言编写，其余均是采用C语言编写，因此具备高度移植性

④可与其它的操作系统如Windows98/2000/XP等并存于同一台计算机上

七、四个重要部分

内核、Shell、文件系统和应用程序。

①Linux内核：内核是系统的“心脏”，是运行程序和管理磁盘、打印机等硬件设备的核心程序。

附：Linux内核

Linux是最受欢迎的自由电脑操作系统内核。它是一个用C语言写成，符合POSIX标准的类Unix操作系统。 技术上说Linux是一个内核。“内核”指的是一个提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。一个内核不是一套完整的操作系统。一套基于Linux内核的完整操作系统叫作Linux操作系统，或是GNU/Linux。

Linux是一个一体化内核系统。设备驱动程序可以完全访问硬件。Linux内的设备驱动程序可以方便地以模块化的形式设置，并在系统运行期间可直接装载或卸载。

②Linux Shell：Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接受用户输入的命令，并对其进行解释，最后送入内核去执行，实际上就是一个命令解释器。人们也可以使用Shell编程语言编写Shell程序，这些Shell程序与用其他程序设计语言编写的应用程序具有相同的效果。

③Linux 文件系统：文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。Linux的文件系统呈树型结构，同时它也能支持目前流行的文件系统，如：EXT2、EXT3、FAT、VFAT、NFS、SMB等。

④Linux 应用程序：同Windows操作系统一样，标准的Linux也提供了一套满足人们上网、办公等需求的程序集即应用程序，包括文本编辑器、X Windows、办公套件、Internet工具、数据库等。

❺ linux 内核是什么， 本人有linux基础

Linux内核：Linux是一种开源电脑操作系统内核。它是一个用C语言写成，符合POSIX标准的类Unix操作系统。Linux最早是由芬兰Linus Torvalds为尝试在英特尔x86架构上提供自由的类Unix操作系统而开发的。该计划开始于1991年，在计划的早期有一些Minix 黑客提供了协助，而今天全球无数程序员正在为该计划无偿提供帮助。

Linux最早是由芬兰人Linus Torvalds设计的。当时由于UNⅨ的商业化，Andrew Tannebaum教授开发了Minix操作系统以便于不受AT&T许可协议的约束，为教学科研提供一个操作系统。

(5)linux内核结构扩展阅读：

Linux将标准的GNU许可协议改称Copyleft，以便与Copyright相对照。通用的公共许可（GPL）允许用户销售、拷贝和改变具有Copyleft的应用程序。当然这些程序也可以是Copyright的，但是你必须允许进一步的销售、拷贝和对其代码进行改变，同时也必须使他人可以免费得到修改后的源代码。事实证明，GPL对于Linux的成功起到了极大的作用。它启动了一个十分繁荣的商用Linux阶段，还为编程人员提供了一种凝聚力，诱使大家加入这个充满了慈善精神的Linux运动。

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简介：《深入Linux内核架构》讨论了Linux内核的概念、结构和实现。主要内容包括多任务、调度和进程管理，物理内存的管理以及内核与相关硬件的交互，用户空间的进程如何访问虚拟内存，如何编写设备驱动程序，模块机制以及虚拟文件系统，Ext文件系统属性和访问控制表的实现方式，内核中网络的实现，系统调用的实现方式，内核对时间相关功能的处理，页面回收和页交换的相关机制以及审计的实现等。此外，《深入Linux内核架构》借助内核源代码中关键的部分进行讲解，帮助读者掌握重要的知识点，从而在运用中充分展现Linux系统的魅力。《深入Linux内核架构》适合Linux内核爱好者阅读。

❼ linux内核是什么，有啥作用 ，

Linux是一种开源电脑操作系统内核。它是一个用C语言写成，符合POSIX标准的类Unix操作系统。

操作系统是一个用来和硬件打交道并为用户程序提供一个有限服务集的低级支撑软件。一个计算机系统是一个硬件和软件的共生体，它们互相依赖，不可分割。

计算机的硬件，含有外围设备、处理器、内存、硬盘和其他的电子设备组成计算机的发动机。但是没有软件来操作和控制它，自身是不能工作的。完成这个控制工作的软件就称为操作系统，在Linux的术语中被称为“内核”，也可以称为“核心”。

Linux内核的主要模块（或组件）分以下几个部分：存储管理、CPU和进程管理、文件系统、设备管理和驱动、网络通信，以及系统的初始化（引导）、系统调用等。

(7)linux内核结构扩展阅读：

Linux内核的特性

1、可移植性

Linux是全球被最广泛移植的操作系统内核。从掌上电脑iPad到巨型电脑IBM S/390，甚至于微软出品的游戏机XBOX都可以看到Linux内核的踪迹。Linux也是IBM超级计算机Blue Gene的操作系统。

2、网络支持

作为一个生产操作系统和开源软件，Linux 是测试新协议及其增强的良好平台。Linux 支持大量网络协议，包括典型的 TCP/IP，以及高速网络的扩展（大于 1 Gigabit Ethernet [GbE] 和 10 GbE）。Linux 也可以支持诸如流控制传输协议（SCTP）之类的协议，它提供了很多比 TCP 更高级的特性（是传输层协议的接替者）。

3、动态内核

Linux 还是一个动态内核，支持动态添加或删除软件组件。被称为动态可加载内核模块，它们可以在引导时根据需要（当前特定设备需要这个模块）或在任何时候由用户插入。

4、系统管理程序

Linux 最新的一个增强是可以用作其他操作系统的操作系统。该系统对内核进行了修改，称为基于内核的虚拟机（KVM）。这个修改为用户空间启用了一个新的接口，它可以允许其他操作系统在启用了 KVM 的内核之上运行。除了运行 Linux 的其他实例之外， Microsoft® Windows® 也可以进行虚拟化。惟一的限制是底层处理器必须支持新的虚拟化指令。

❽ Linux内核中sk_buff结构详解

sk_buff是Linux网络中最核心的结构体，它用来管理和控制接收或发送数据包的信息。各层协议都依赖于sk_buff而存在。内核中sk_buff结构体在各层协议之间传输不是用拷贝sk_buff结构体，而是通过增加协议头和移动指针来操作的。如果是从L4传输到L2，则是通过往sk_buff结构体中增加该层协议头来操作；如果是从L4到L2，则是通过移动sk_buff结构体中的data指针来实现，不会删除各层协议头。这样做是为了提高CPU的工作效率。

skb_buff结构如下所示：

这里要声明两个概念的区别，后续直接用这两个概念，注意区分：
（1）线性数据：head - end。
（2）实际线性数据：data - tail，不包含线性数据中的头空间和尾空间。
skb->data_len : skb中的分片数据（非线性数据）的长度。
skb->len : skb中的数据块的总长度，数据块包括实际线性数据和非线性数据，非线性数据为data_len，所以skb->len= (data - tail) + data_len。
skb->truesize : skb的总长度，包括sk_buff结构和数据部分，skb=sk_buff控制信息 + 线性数据（包括头空间和尾空间） + skb_shared_info控制信息 + 非线性数据，所以skb->truesize = sizeof(struct sk_buff) + (head - end) + sizeof(struct skb_shared_info) + data_len。

sk_buff结构体中的都是sk_buff的控制信息，是网络数据包的一些配置，真正储存数据的是sk_buff结构体中几个指针指向的数据区中，线性数据区的大小 = (skb->end - skb->head)，对于每个数据包来说这个大小都是固定不变的，在传输过程中skb->end和skb->head所指向的地址都是不变的，这里要注意这个地址不是本机的地址，如果是本机的地址那么数据包传到其他主机上这个地址就是无效的，所以这个地址是这个skb缓冲区的相对地址。

线性数据区是用来存放各层协议头部和应用层发下来的数据。各层协议头部相关信息放在线性数据区中。实际数据指针为data和tail，data指向实际数据开始的地方，tail指向实际数据结束的地方。
用一张图来表示sk_buff和数据区的关系：

这一节介绍先行数据区在sk_buff创建过程中的变化，图中暂时省略了非线性数据区：

2.1中所讲的都是线性数据区中的相关的配置，当线性数据区不够用的时候就会启用非线性数据区作为数据区域的扩展，skb中用skb_shared_info分片结构体来配置非线性数据。

skb_shared_info结构体是和skb中的线性数据区一体的，所以在skb的各种操作时都会把这两个结构看作是一个结构来操作。如：

skb_shared_info结构：

非线性数据区有两种不同的构成数据的方式
（1）用数组存储的分片数据区，采用是是结构体中的frags[MAX_SKB_FRAGS]
对于frags[]一般用在当数据比较多，在线性数据区装不下的时候，skb_frag_t中是一页一页的数据，skb_frag_struct结构体如下：

下图显示了frags是怎么分配分片数据的：

（2）frag_list指针来指向的分片数据：

参考：

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书名：深入Linux内核架构

作者：Wolfgang Mauerer

译者：郭旭

豆瓣评分：9.0

出版社：人民邮电出版社

出版年份：201005

页数：1038

内容简介：

众所周知，Linux操作系统的源代码复杂、文档少，对程序员的要求高，要想看懂这些代码并不是一件容易事。本书结合内核版本2.6.24源代码中最关键的部分，深入讨论Linux内核的概念、结构和实现。具体包括进程管理和调度、虚拟内存、进程间通信、设备驱动程序、虚拟文件系统、网络、时间管理、数据同步等方面的内容。本书引导你阅读内核源代码，熟悉Linux所有的内在工作机理，充分展现Linux系统的魅力。

本书适合Linux的系统编程人员、系统管理者以及Linux爱好者学习使用。

作者简介：

Wolfgang Mauerer资深Linux专家，有数十年Linux开发经验。从1997年最初发表关于内核的系列文章开始，他就醉心于解释Linux核心的内部机制、编写相关的文档。此外，他还着有LaTeX排版方面的图书，其撰写的大量文章已经被翻译成7种语言。

❿ Linux系统一般由哪4个部分组成

Linux系统一般有4个主要部分：内核、shell、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。

一、Linux内核

内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，如虚拟内存、多任务、共享库、需求加载、可执行程序和TCP/IP网络功能。Linux内核的模块分为以下几个部分：存储管理、CPU和进程管理、文件系统、设备管理和驱动、网络通信、系统的初始化和系统调用等。

二、Linuxshell

shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行，是一个命令解释器。另外，shell编程语言具有普通编程语言的很多特点，用这种编程语言编写的shell程序与其他应用程序具有同样的效果。

三、Linux文件系统

文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。Linux系统能支持多种目前流行的文件系统，如EXT2、EXT3、FAT、FAT32、VFAT和ISO9660。

四、Linux应用程序

标准的Linux系统一般都有一套都有称为应用程序的程序集，它包括文本编辑器、编程语言、XWindow、办公套件、Internet工具和数据库等。

(10)linux内核结构扩展阅读：

LINUX系统的特点

1、Linux是一款免费的操作系统，用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其源代码。这是其他的操作系统所做不到的。

2、在Linux下通过相应的模拟器运行常见的DOS、Windows的程序。这为用户从Windows转到Linux奠定了基础。

3、Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。此外Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。