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Linux內(nèi)核作為一個(gè)開(kāi)源的操作系統(tǒng)內(nèi)核，一直以來(lái)都備受關(guān)注和使用。作為一款免費(fèi)、開(kāi)放源代碼的操作系統(tǒng)，Linux內(nèi)核給用戶帶來(lái)了方便的使用體驗(yàn)，同時(shí)也成為了各類軟件開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、云計(jì)算等領(lǐng)域的選擇操作系統(tǒng)內(nèi)核。在這個(gè)開(kāi)放、充滿創(chuàng)新的時(shí)代，Linux內(nèi)核的極限挑戰(zhàn)也變得更加明顯。
成都創(chuàng)新互聯(lián)公司是一家成都做網(wǎng)站、網(wǎng)站建設(shè)、外貿(mào)營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)站建設(shè)，提供網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)，網(wǎng)站設(shè)計(jì)，網(wǎng)站制作，建網(wǎng)站，按需定制制作，網(wǎng)站開(kāi)發(fā)公司，公司2013年成立是互聯(lián)行業(yè)建設(shè)者，服務(wù)者。以提升客戶品牌價(jià)值為核心業(yè)務(wù)，全程參與項(xiàng)目的網(wǎng)站策劃設(shè)計(jì)制作，前端開(kāi)發(fā)，后臺(tái)程序制作以及后期項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)并提出專業(yè)建議和思路。
Linux內(nèi)核名列世界上更受歡迎的30個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)核之一，可以說(shuō)是系統(tǒng)內(nèi)核領(lǐng)域的佼佼者了。然而，眾所周知，內(nèi)核的工作量和難度非常大，特別是Linux這樣的大型開(kāi)源內(nèi)核?？紤]到Linux用于各種不同的硬件和軟件環(huán)境，這個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)核是否能夠面對(duì)所有的挑戰(zhàn)并提供無(wú)縫的使用體驗(yàn)，是一個(gè)巨大的問(wèn)題。
Linux內(nèi)核的極限挑戰(zhàn)之一就是如何應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的代碼量。隨著每個(gè)新版本發(fā)布，Linux內(nèi)核的源代碼量都在不斷地增加。這是因?yàn)槊總€(gè)版本都必須包含新的功能、修復(fù)漏洞和使系統(tǒng)不斷優(yōu)化。正是因?yàn)榇a量的增加，Linux內(nèi)核的維護(hù)成本也不斷上升，因?yàn)樾枰嗟娜肆蜁r(shí)間來(lái)維護(hù)和更新。
此外，Linux內(nèi)核在不同的硬件和軟件環(huán)境下還需要保持穩(wěn)定和兼容性。這意味著在每個(gè)版本中都必須包含一些技術(shù)和設(shè)計(jì)，以確保Linux內(nèi)核能夠在所有環(huán)境下正常運(yùn)行。這是一個(gè)特別大的挑戰(zhàn)，因?yàn)楸仨毻瑫r(shí)考慮性能和穩(wěn)定性這兩大要素。
為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，Linux內(nèi)核的開(kāi)發(fā)者在不斷地探索新技術(shù)和解決方案。他們?cè)噲D通過(guò)簡(jiǎn)化代碼、提高性能和增加工作效率等方式來(lái)解決 Linux內(nèi)核的極限挑戰(zhàn)。例如，開(kāi)發(fā)者可能會(huì)嘗試使用新的編程語(yǔ)言或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)簡(jiǎn)化代碼，并使用新的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)改進(jìn) Linux內(nèi)核的性能。此外，開(kāi)發(fā)者還可以使用項(xiàng)目管理工具和自動(dòng)化測(cè)試工具來(lái)提高工作效率和減少錯(cuò)誤。
Linux內(nèi)核的極限挑戰(zhàn)和挑戰(zhàn)是與其應(yīng)用和使用廣泛的特征密不可分。正因?yàn)槿绱?，Linux內(nèi)核開(kāi)發(fā)者必須不斷努力，實(shí)施更佳實(shí)踐和新技術(shù)，以更大程度地保護(hù)代碼質(zhì)量、性能和穩(wěn)定性，并保證系統(tǒng)在各種環(huán)境下相對(duì)一致的運(yùn)行。Linux內(nèi)核的用戶和社區(qū)也必須不斷地協(xié)作和參與，以保持這個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)核在未來(lái)的發(fā)展中保持開(kāi)放、創(chuàng)新和持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。
相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：
- linux中內(nèi)核參數(shù)somaxconn
- Linux內(nèi)核參數(shù)之rp_filter
linux中內(nèi)核參數(shù)somaxconn
在Linux中，/proc/sys/net/core/somaxconn這個(gè)參數(shù)，linux中內(nèi)核的一個(gè)不錯(cuò)的參數(shù)somaxconn。
對(duì)于一個(gè)TCP連接，Server與Client需要通拆改耐過(guò)三次握手來(lái)建立網(wǎng)絡(luò)連接.當(dāng)三次握手成功后,
我們可以看到端口的狀態(tài)由LISTEN轉(zhuǎn)變?yōu)镋STABLISHED,接著這條鏈路上就可以開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)了.
每一個(gè)處于監(jiān)聽(tīng)(Listen)狀態(tài)的端口,都有自己的監(jiān)聽(tīng)隊(duì)列.監(jiān)聽(tīng)隊(duì)列的長(zhǎng)度,與如下兩方面有關(guān):
– somaxconn參數(shù).
– 使用該端口的程序中l(wèi)isten()函數(shù).
1. 關(guān)于somaxconn參數(shù):
定義了系統(tǒng)中每一個(gè)端口更大的監(jiān)聽(tīng)隊(duì)列的長(zhǎng)度,這是個(gè)全局的參數(shù),默認(rèn)值為1024,具體信息為:
Purpose:
Specifies the maximum listen backlog.
Values:
Default: 1024 connections
Range: 0 to MAXSHORT
Type: Connect
Diagnosis:
N/A
Tuning
Increase this parameter on busy Web servers to handle peak connection rates.
看下FREEBSD的解析：
限制了接收新 TCP 連接偵聽(tīng)隊(duì)列的大小。對(duì)于一個(gè)經(jīng)常處理新連接的高負(fù)載 web服務(wù)環(huán)境來(lái)說(shuō)，默認(rèn)的128太小了（web服務(wù)器listen函數(shù)的backlog會(huì)給我們殲仿內(nèi)核參數(shù)的net.core.somaxconn先知道128，比如nginx）。大多數(shù)環(huán)境這個(gè)值建議增加到 1024 或者更多。 服務(wù)進(jìn)程會(huì)自己限制偵聽(tīng)隊(duì)列的大小(例如 sendmail(8) 或者 Apache)，常常在它們的配置文件中有設(shè)置隊(duì)列大小的選項(xiàng)。大的偵聽(tīng)隊(duì)列對(duì)防止拒絕服務(wù) DoS 攻擊也會(huì)有所幫助。
socket tcp的backlog的上限是min(backlog,somaxconn)，其中backlog是應(yīng)用程序中傳遞給listen系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)值，somaxconn是內(nèi)核規(guī)定旅春的更大連接數(shù)。
Linux內(nèi)核參數(shù)之rp_filter
rp_filter參數(shù)用于控制系統(tǒng)是否開(kāi)啟對(duì)數(shù)據(jù)包源地址的校驗(yàn)。
首先看一下Linux內(nèi)核文檔 documentation/networking/ip-sysctl.txt 中的描述：
rp_filter – INTEGER
0 – No source validation.
1 – Strict mode as defined in RFC3704 Strict Reverse Path
Each incoming packet is tested against the FIB and if the interface
is not the best reverse path the packet check will fail.
By default failed packets are discarded.
2 – Loose mode as defined in RFC3704 Loose Reverse Path
Each incoming packet’s source address is also tested against the FIB
and if the source address is not reachable via any interface
the packet check will fail.
Current recommended practice in RFC3704 is to enable strict mode
to prevent IP spoofing from DDos attacks. If using asymmetric routing
or other complicated routing, then loose mode is recommended.
The max value from conf/{all,interface}/rp_filter is used
when doing source validation on the {interface}.
Default value is 0. Note that some distributions enable itin startup scripts.
即rp_filter參數(shù)有三個(gè)值，0、1、2，具體含義：
0：不開(kāi)啟源地址校驗(yàn)。
1：開(kāi)啟嚴(yán)格的反向路徑校驗(yàn)。對(duì)每個(gè)進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)包，校驗(yàn)其反向路徑是否是更佳路徑。如果反向路徑不是更佳路徑，則直接丟棄該數(shù)據(jù)包。
2：開(kāi)啟松散的反向路徑校驗(yàn)。對(duì)每個(gè)進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)包，校驗(yàn)其源地址是否可達(dá)，即反向路徑是否能通（通過(guò)任意網(wǎng)口），如果反向路徑不同，則直接丟棄該數(shù)據(jù)包。
假設(shè)機(jī)器有2個(gè)網(wǎng)口:
eth0: 192.168.1.100
eth1：200.153.1.122
數(shù)據(jù)包源IP：10.75.153.98，目的IP：200.153.1.122
系統(tǒng)路由表配置為：
# route -n
Kernel IP routing table
Destination GatewayGenmaskFlags Metric Ref 早神Use Iface
default.168.1..0.0.UGeth0
192.168.120.0 0.0.0..255.255.0 Ueth0
10.75.153..0.0..255.255.0 Ueth0
系統(tǒng)rp_filter參數(shù)的配置為：
# sysctl -a | grep rp_filter
net.ipv4.conf.all.rp_filter=1
net.ipv4.conf.default.rp_filter=1
如上所示，數(shù)據(jù)包發(fā)到了eth1網(wǎng)卡，如果扮轎這時(shí)候開(kāi)啟了rp_filter參數(shù)，并配置為1，則系統(tǒng)會(huì)嚴(yán)格校驗(yàn)數(shù)據(jù)包的反向路徑。從路由表中可以看出，返回響應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)包要從eth0網(wǎng)卡出，即請(qǐng)求數(shù)據(jù)包進(jìn)的網(wǎng)卡和響應(yīng)數(shù)據(jù)包出的網(wǎng)卡不是同一個(gè)網(wǎng)卡，這時(shí)候系統(tǒng)會(huì)判斷該反陸缺虧向路徑不是更佳路徑，而直接丟棄該請(qǐng)求數(shù)據(jù)包。（業(yè)務(wù)進(jìn)程也收不到該請(qǐng)求數(shù)據(jù)包）
解決辦法：
1.修改路由表，使響應(yīng)數(shù)據(jù)包從eth1出，即保證請(qǐng)求數(shù)據(jù)包進(jìn)的網(wǎng)卡和響應(yīng)數(shù)據(jù)包出的網(wǎng)卡為同一個(gè)網(wǎng)卡。
2.關(guān)閉rp_filter參數(shù)。（注意all和default的參數(shù)都要改）
1)修改/etc/sysctl.conf文件，然后sysctl -p刷新到內(nèi)存。
2)使用sysctl -w直接寫(xiě)入內(nèi)存：sysctl -w net.ipv4.conf.all.rp_filter=0
3)修改/proc文件系統(tǒng)： echo “0”>/proc/sys/net/ipv4/conf/all/rp_filter
1. 減少DDoS攻擊
校驗(yàn)數(shù)據(jù)包的反向路徑，如果反向路徑不合適，則直接丟棄數(shù)據(jù)包，避免過(guò)多的無(wú)效連接消耗系統(tǒng)資源。
2. 防止IP Spoofing
校驗(yàn)數(shù)據(jù)包的反向路徑，如果客戶端偽造的源IP地址對(duì)應(yīng)的反向路徑不在路由表中，或者反向路徑不是更佳路徑，則直接丟棄數(shù)據(jù)包，不會(huì)向偽造IP的客戶端回復(fù)響應(yīng)。
1. DDos攻擊(Distribute Deny of Service)
分布式拒絕服務(wù)攻擊。通過(guò)構(gòu)造大量的無(wú)用數(shù)據(jù)包向目標(biāo)服務(wù)發(fā)起請(qǐng)求，占用目標(biāo)服務(wù)主機(jī)大量的資源，還可能造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，進(jìn)而影響到正常用戶的訪問(wèn)。
2. IP Spoofing（IP欺騙）
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網(wǎng)站題目：深入了解Linux內(nèi)核極限：更大的挑戰(zhàn)(linux內(nèi)核max)
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