掌握Linux内核：详尽帮助文档解读 (linux 内核帮助文档)
越来越多的企业和个人选择使用Linux操作系统，原因在于它稳定、安全，并且可以根据需求进行定制和优化。作为Linux操作系统的核心部分，Linux内核是我们使用Linux系统的基础。在掌握Linux内核方面，阅读Linux内核的帮助文档是不可或缺的。然而，由于Linux内核的复杂性和深度，帮助文档可能会让初学者感到困惑。本文将详细解读Linux内核的帮助文档，帮助读者掌握Linux内核的基本概念和操作方法。
一、什么是Linux内核?
Linux内核是任何Linux操作系统的核心，它是系统的基础。Linux内核的主要任务是管理系统的资源，包括CPU、内存、文件、网络等。它还负责处理输入输出(I/O)请求，并管理系统的安全性和可靠性。Linux内核的源代码是开放的，因此用户可以根据自己的需要对其进行修改和优化。
二、如何查看和更新Linux内核?
通常，Linux内核由Linux分发商(例如Ubuntu、Fedora等)管理。用户可以使用以下命令来查看当前安装的Linux内核版本：
“`
uname -r
“`
此命令将显示当前操作系统正在使用的内核版本。如果需要更新内核版本，则可以使用以下命令:
“`
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
“`
这些命令将更新操作系统及其组件，包括内核。在更新内核之前，用户应该确认系统上的所有驱动程序都与新内核兼容。
三、如何编译和安装自定义的Linux内核？
用户有时需要编译和安装自己的内核版本，以便添加自定义属性或修改内核源代码。在进行此过程之前，用户应该确定已经安装了必要的软件包和工具，例如gcc、make、libssl-dev等。然后，用户可以按照以下步骤编译和安装自定义的Linux内核：
1.获取内核源代码
用户可以从Linux内核官方网站(http://kernel.org/)下载内核源代码。然后，将源代码解压到合适的目录中。
2.配置内核
进入解压后的内核源代码目录，执行以下命令:
“`
make menuconfig
“`
此命令将启动内核配置工具，用户可以在此工具中修改内核配置，例如文件系统类型、驱动程序支持等。完成配置后，将配置保存并退出菜单。
3.编译内核
执行以下命令进行内核编译:
“`
make
“`
此命令将编译内核源代码并生成内核映像文件(vmlinuz)。
4.安装内核
执行以下命令安装内核:
“`
sudo make install
“`
此命令将安装内核映像文件，更新GRUB(引导加载程序)、系统映像文件和模块等。
5.重新启动系统
重启系统并选择新内核版本，以确保内核已正确安装和配置。
四、如何调试Linux内核问题？
在使用Linux操作系统时，有时会遇到内核问题，例如崩溃、死锁、驱动程序错误等。这时，调试内核问题是必要的。Linux内核使用了许多调试工具，例如kdb、gdb、oops跟踪器等。下面是其中的一些调试工具和使用方法:
1.kdb – 内核调试Shell
kdb是Linux内核的调试Shell。用户可以在kdb Shell中执行各种调试操作，例如打印堆栈、查看变量、查找死锁等。kdb通常需要安装和配置，具体步骤请参考相关文档。
2.gdb – GNU调试器
gdb是一种通用调试器，可以用于调试多种编程语言。在Linux系统中，用户可以使用gdb调试内核模块和驱动程序。例如，执行以下命令启动gdb并连接到内核模块:
“`
sudo gdb /path/to/kernel/module
target remote :1234
“`
此命令将使用gdb调试内核模块，为它建立远程连接，并允许用户在gdb中设置断点、查看变量、执行命令等。
3.oops跟踪器
当Linux内核崩溃或遇到其他问题时，它将生成一条Oops消息。Oops消息通常包含有关内核崩溃原因的信息，例如调用堆栈、寄存器状态、内存映射等。用户可以使用dmesg命令查看Oops消息。例如:
“`
dmesg | grep Oops
“`
此命令将显示最近的Oops消息。用户需要仔细阅读Oops消息并调查其中的问题。
五、结论
本文介绍了Linux内核的基本概念和操作方法。了解Linux内核的帮助文档可以帮助用户充分利用和定制Linux系统。通过查看和更新内核，编译和安装自定义内核，以及调试内核问题，用户可以更好地理解和掌握Linux内核。虽然Linux内核非常复杂，但掌握它可能会对用户的Linux系统管理和优化产生重大影响。
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linux 内核参数优化
作为高性能WEB服务器，只调整Nginx本身的参数是不行的，因为Nginx服务依赖于高性能的操作系统。
以下为常见的几个Linux内核参数优化方法。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets
对于tcp连接，服务端和客户端通信完后状态变为timewait，假如某台服务器非常忙，连接数特别多的话，那么这个timewait数量就会越来越大。
毕竟它也是会占用一定的资源，所以应该有一个更大值，当超过这个值，系统就会删除最早的连接，这样始终保持在一个数量级。
这个数值就是由net.ipv4.tcp_max_tw_buckets这个参数来决定的。
CentOS7系统，你可以使用sysctl -a |grep tw_buckets来查看它的值，默认为32768，
你可以适当把它调低，比如调整到8000，毕竟这个状态的连接太多也是会消耗资源的。
但你不要把它返团知调到几十、几百这样，因为这种状态的tcp连接也是有用的，
如果同样的客户端再次和服务端通信，就不用再次建立新的连接了，用这个旧的通道，省时省力。
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
该参数的作用是快速回收timewait状态的连接。上面虽然提到系统会自动删除掉timewait状态的连接，但如果把这样的连接重新利用起来岂不是更好。
所以该参数设置为1就可以让timewait状态的连接快速回收，它需要和下面的参数配合一起使用。
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
该参数设置为1，将timewait状态的连接重新用或盯于新的TCP连接，要结合上面的参数一起使用。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
tcp三次握手中，客户端向服务端发起syn请求，服务端收到后，也会向客户端发起syn请求同时连带ack确认，
假如客户端发送请求后直接断开和服务端的连接，不接收服务端发起的这个请求，服务端会重试多次，
这个重试的过程会持续一段时间（通常高于30s），当这种状态的连接数量非常大时，服务器会消耗很大的资源，从而造成瘫痪，
正常的连接进不来，这种恶意的半连接行为其实叫做syn flood攻击。
设置为1，是开启SYN Cookies，开启后可以避免发生上述的syn flood攻击。
开启该参数后，服务端接收客户端的ack后，再向客户端发送ack+syn之前会要求client在短时间内回应一个序号，
如果客户端不能提供序号或者提供的序号不对则认为该客户端不合法，于是不会发ack+syn给客户端，更涉及不到重试。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog
该参数定义系统能接受的更大半连接状态的tcp连接数。客户端向服务端发送了syn包，服务端收到后，会记录一下，
该参数决定最多能记录几个这样的连接。在CentOS7，默认是256，当有syn flood攻击时，这个数值太小则很容易导致服务器瘫痪，
实际上此时服务器并没有消耗太多资源（cpu、内存等），所以可以适当调大它，比如调整到30000。
net.ipv4.tcp_syn_retries
该参数适用于客户端，它定义发起syn的更大重试次数，默认为6，建议改为2。
net.ipv4.tcp_synack_retries
该参数适用于服务端，它定义发起syn+ack的更大重试次数，默认为5，建议改为2，可以适当预防syn flood攻击。
net.ipv4.ip_local_port_range
该参数定义端口范围，系统默认保留端口为1024及以下，以上部分为自定义端口。这个参数适用于客户端，
当客户漏消端和服务端建立连接时，比如说访问服务端的80端口，客户端随机开启了一个端口和服务端发起连接，
这个参数定义随机端口的范围。默认为，建议调整为。
net.ipv4.tcp_fin_timeout
tcp连接的状态中，客户端上有一个是FIN-WAIT-2状态，它是状态变迁为timewait前一个状态。
该参数定义不属于任何进程的该连接状态的超时时间，默认值为60，建议调整为6。
net.ipv4.tcp_keepalive_time
tcp连接状态里，有一个是established状态，只有在这个状态下，客户端和服务端才能通信。正常情况下，当通信完毕，
客户端或服务端会告诉对方要关闭连接，此时状态就会变为timewait，如果客户端没有告诉服务端，
并且服务端也没有告诉客户端关闭的话（例如，客户端那边断网了），此时需要该参数来判定。
比如客户端已经断网了，但服务端上本次连接的状态依然是established，服务端为了确认客户端是否断网，
就需要每隔一段时间去发一个探测包去确认一下看看对方是否在线。这个时间就由该参数决定。它的默认值为7200秒，建议设置为30秒。
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl
该参数和上面的参数是一起的，服务端在规定时间内发起了探测，查看客户端是否在线，如果客户端并没有确认，
此时服务端还不能认定为对方不在线，而是要尝试多次。该参数定义重新发送探测的时间，即之一次发现对方有问题后，过多久再次发起探测。
默认值为75秒，可以改为3秒。
net.ipv4.tcp_keepalive_probes
第10和第11个参数规定了何时发起探测和探测失败后再过多久再发起探测，但并没有定义一共探测几次才算结束。
该参数定义发起探测的包的数量。默认为9，建议设置2。
设置和范例
在Linux下调整内核参数，可以直接编辑配置文件/etc/sysctl.conf，然后执行sysctl -p命令生效。
一、Sysctl命令用来配置与显示在/proc/sys目录中的内核参数．如果想使参数长期保存，可以通过编辑/etc/sysctl.conf文件来实现。
命令格式：
sysctl -w variable=value
sysctl -p (default /etc/sysctl.conf)
sysctl –a
常用参数的意义：
-w 临时改变某个指定参数的值，如
# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
-a 显示所有的系统参数
-p从指定的文件加载系统参数,默认从/etc/sysctl.conf 文件中加载，如：
以上两种方法都可能立即开启路由功能，但如果系统重启，或执行了
# service network restart
命令，所设置的值即会丢失，如果想永久保留配置，可以修改/etc/sysctl.conf文件，将 net.ipv4.ip_forward=0改为net.ipv4.ip_forward=1
二、linux内核参数调整：linux 内核参数调整有两种方式
方法一：修改/proc下内核参数文件内容，不能使用编辑器来修改内核参数文件，理由是由于内核随时可能更改这些文件中的任意一个，另外，这或桐郑些内核参数文件都是虚拟文件，实际中不存在，因此不能使用编辑器进行编辑，而是使用echo命令，然后从命令行将输出重定向至 /proc 下所选定的文件中。如：将 timeout_timewait 参数设置为30秒：
参数修改后立即生效，但是重启系统后，该参数又恢复成默认值。因此，想永久更改内核参数，需要修改/etc/sysctl.conf文件
方法二．修改/etc/sysctl.conf文件。检查sysctl.conf文件，如果已经包含需要修改的参数，则修改该参数的值，如果没有需要修改的参数，在sysctl.conf文件中添加参数。如：
net.ipv4.tcp_fin_timeout=30
保存退出后，可以重启机器使参数生效，如果想使参数马上生效，也可以执行如下命令：
三、sysctl.conf 文件中参数设置及说明
proc/sys/net/core/wmem_max
更大socket写buffer,可参考的优化值:873200
/proc/sys/net/core/rmem_max
更大socket读buffer,可参考的优化值:873200
/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem
TCP写buffer,可参考的优化值:73200
/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem
TCP读buffer,可参考的优化值:873200
/proc/sys/net/衫颂ipv4/tcp_mem
同样有3个值,意思是:
net.ipv4.tcp_mem:低于此值,TCP没有内存压力.
net.ipv4.tcp_mem:在此值下,进入内存压力阶段.
net.ipv4.tcp_mem:高于轮启此值,TCP拒绝分配socket.
上述内存单位是页,而不是字节.可参考的优化值是:
/proc/sys/net/core/netdev_max_backlog
进入包的更大设备队列.默认是300,对重负载服务器而言,该值太低,可调整到1000
/proc/sys/net/core/somaxconn
listen()的默认参数,挂起请求的更大数量.默认是128.对繁忙的服务器,增加该值有助于网络性能.可调整到256.
/proc/sys/net/core/optmem_max
socket buffer的更大初始化值,默认10K
/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog
进入SYN包的更大请求队列.默认1024.对重负载服务器,可调整到2023
/proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2
TCP失败重传次数,默认值15,意味着重传15次才彻底放弃.可减少到5,尽早释放内核资源.
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes
这3个参数与TCP KeepAlive有关.默认值是:
tcp_keepalive_time = 7200 seconds (2 hours)
tcp_keepalive_probes = 9
tcp_keepalive_intvl = 75 seconds
意思是如果某个TCP连接在idle 2个小时后,内核才发起probe.如果probe 9次(每次75秒)不成功,内核才彻底放弃,认为该连接已失效.对服务器而言,显然上述值太大. 可调整到:
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time 1800
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl 30
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes 3
/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
指定端口范围的一个配置,默认是,已够大.
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
表示如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为20分钟。
net.ipv4.ip_local_port_range =
表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小：32768到61000，改为1024到65000。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
表示SYN队列的长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可以容纳更多等待连接的网络连接数。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000
表示系统同时保持TIME_WAIT套接字的更大数量，如果超过这个数字，TIME_WAIT套接字将立刻被清除并打印警告信息。默认为，改为 5000。对于Apache、Nginx等服务器，上几行的参数可以很好地减少TIME_WAIT套接字数量，但是对于Squid，效果却不大。此项参数可以控制TIME_WAIT套接字的更大数量，避免Squid服务器被大量的TIME_WAIT套接字拖死。
Linux上的NAT与iptables
谈起Linux上的NAT，大多数人会跟你提到iptables。原因是因为iptables是目前在linux上实现NAT的一个非常好的接口。它通过和内核级直接操作网络包，效率和稳定性都非常高。这里简单列举一些NAT相关的iptables实例命令，可能对于大多数实现有多帮助。
这里说明一下，为了节省篇幅，这里把准备工作的命令略去了，仅仅列出核心步骤命令，所以如果你单单执行这些没有实现功能的话，很可能由于准备工作没有做好。如果你对整个命令细节感兴趣的话，可以直接访问我的《如何让你的Linux网关更强大》系列文章，其中对于各个脚本有详细的说明和描述。
EXTERNAL=”eth0″
INTERNAL=”eth1″
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
iptables -t nat -A POSTROUTING -o $EXTERNAL -j MASQUERADE
LOCAL_EX_IP=11.22.33.44 #设定网关的外网卡ip，对于多ip情况，参考《如何让你的Linux网关更强大》系列文章
LOCAL_IN_IP=192.168.1.1 #设定网关的内网卡ip
INTERNAL=”eth1″ #设定内网卡
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
modprobe ip_conntrack_ftp
modprobe ip_nat_ftp
iptables -t nat -A PREROUTING -d $LOCAL_EX_IP -p tcp –dport 80 -j DNAT –to 192.168.1.10
iptables -t nat -A POSTROUTING -d 192.168.1.10 -p tcp –dport 80 -j SNAT –to $LOCAL_IN_IP
iptables -A FORWARD -o $INTERNAL -d 192.168.1.10 -p tcp –dport 80 -j ACCEPT
iptables -t nat -A OUTPUT -d $LOCAL_EX_IP -p tcp –dport 80 -j DNAT –to 192.168.1.10
获取系统中的NAT信息和诊断错误
了解/proc目录的意义
在Linux系统中，/proc是一个特殊的目录，proc文件系统是一个伪文件系统，它只存在内存当中，而不占用外存空间。它包含当前系统的一些参数（variables）和状态（status）情况。它以文件系统的方式为访问系统内核数据的操作提供接口
通过/proc可以了解到系统当前的一些重要信息，包括磁盘使用情况，内存使用状况，硬件信息，网络使用情况等等，很多系统监控工具（如HotSaNIC）都通过/proc目录获取系统数据。
另一方面通过直接操作/proc中的参数可以实现系统内核参数的调节，比如是否允许ip转发，syn-cookie是否打开，tcp超时时间等。
获得参数的方式：
之一种：cat /proc//，如 cat /proc/sys/net/ipv4/conf/all/rp_filter
第二种：sysctl ..，如 sysctl net.ipv4.conf.all.rp_filter
改变参数的方式：
之一种：echo value > /proc//，如 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/rp_filter
第二种：sysctl variable=value，如 sysctl net.ipv4.conf.all.rp_filter=1
以上设定系统参数的方式只对当前系统有效，重起系统就没了，想要保存下来，需要写入/etc/sysctl.conf文件中
通过执行 man 5 proc可以获得一些关于proc目录的介绍
查看系统中的NAT情况
和NAT相关的系统变量
/proc/slabinfo：内核缓存使用情况统计信息（Kernel slab allocator statistics）
/proc/sys/net/ipv4/ip_conntrack_max：系统支持的更大ipv4连接数，默认65536（事实上这也是理论更大值）
/proc/sys/net/ipv4/netfilter/ip_conntrack_tcp_timeout_established 已建立的tcp连接的超时时间，默认432023，也就是5天
和NAT相关的状态值
/proc/net/ip_conntrack：当前的前被跟踪的连接状况，nat翻译表就在这里体现（对于一个网关为主要功能的Linux主机，里面大部分信息是NAT翻译表）
/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range：本地开放端口范围，这个范围同样会间接限制NAT表规模
cat /proc/sys/net/ipv4/ip_conntrack_max
cat /proc/sys/net/ipv4/netfilter/ip_conntrack_tcp_timeout_established
cat /proc/net/ip_conntrack
cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
wc -l /proc/net/ip_conntrack
grep ip_conntrack /proc/slabinfo | grep -v expect | awk ‘{print 2;}’
grep ip_conntrack /proc/slabinfo | grep -v expect | awk ‘{print 3;}’
cat /proc/net/ip_conntrack | cut -d ‘ ‘ -f 10 | cut -d ‘=’ -f 2 | sort | uniq -c | sort -nr | head -n 10
linux 内核帮助文档的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于linux 内核帮助文档,掌握Linux内核：详尽帮助文档解读,linux 内核参数优化的信息别忘了在本站进行查找喔。
