Linux 操作系统原理 — Kernel

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趣解 Linux 内核

今天,我来为大家解读一幅来自 TurnOff.us 的漫画 “InSide The Linux Kernel” 。 TurnOff.us 是一个极客漫画网站,作者 Daniel Stori 画了一些非常有趣的关于编程语言、Web、云计算、Linux 相关的漫画。今天解读的便是其中的一篇。

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地基

地基(底层)由一排排的文件柜组成,井然有序,文件柜里放置着 “文件” —— 电脑中的文件。左上角,有一只胸前挂着 421 号牌的小企鹅,它表示着 PID(Process ID) 为 421 的进程,它正在查看文件柜中的文件,这代表系统中正有一个进程在访问文件系统。在右下角有一只小狗,它是看门狗(Watchdog) ,这代表对文件系统的监控。

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第一层

在这一层,最引人瞩目的莫过于中间的一块垫子,众多小企鹅在围着着桌子坐着。这个垫子的区域代表进程表。

左上角有一个小企鹅,站着,仿佛在说些什么这显然是一位家长式的人物,不过看起来周围坐的那些小企鹅不是很听话 —— 你看有好多走神、自顾自聊天的 —— “喂喂,说你呢,哇塞娃(171),转过身来”。它代表着 Linux 内核中的初始化(init)进程,也就是我们常说的 PID 为 1 的进程。桌子上坐的小企鹅都在等待状态(Wait)中,等待工作任务。

瞧瞧,垫子(进程表)两旁有两只小狗,它会监控小企鹅的状态(监控进程),当小企鹅们不听话时,它就会汪汪地叫喊起来。
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这两位企鹅累的满头大汗,任劳任怨的在搬动着管道。一只小企鹅可以把自己手上的东西通过这个管道,传递给后面的小企鹅。

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当然,同样辛勤劳动的还有这位小老弟,cron 进程。看它急得头上都冒汗了,这位老弟不断的看着手表,执行着周期性任务。

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这只 PID 为 1341 的小企鹅就是大名鼎鼎的 Apache HTTP 服务器进程。它坚守在 80 端口提供 HTTP 服务。它头上的羽毛就是 Apache 的标志。

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这位带着墨镜的企鹅守护着 22 端口。它看着要比其他的企鹅要更加有威严,脸上彷佛写着生人勿进四个字。原来它看护的是用于 SSH 服务的 22 端口,SSH 服务常常用于远程登陆,所以必须要仔细审查。

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还有年久失修的 FTP 端口 21。FTP 服务用的人已经很少了,以至于连门牌都快掉了。

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这位端着红酒,略带醉意的就是 Wine,有了它,我们可以在 Linux 上运行一些简单的 Windows 程序。类似的项目还有 LKL(Linux Kernel Library,https://github.com/lkl)。

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在图片的左上角,有一个向下台阶。这个台阶是底层(地基)的文件系统中的,进程们可以通过这个台阶,到文件系统中去读取文件,进行操作。

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跃层

在一层之上,还有一个跃层,这里有很多不同的屏幕,每个屏幕上写着 TTY(这就是对外的终端)。比如说最左边 tty4 上输入了 “fre” ——这是想输入 “freshmeat…” 么 :d ;它旁边的 tty2 和 tty3 就正常多了,看起来是比较正常的命令;tty7 显示的图形界面,对,图形界面(X Window)一般就在 7 号终端;tty5 和 tty6 是空的,这表示这两个终端没人用。等等,tty1 呢?

跃层,也是最接近用户的一层。两只企鹅在名为 TTY 的窗口面前工作,一只企鹅在控制台前戳戳点点,另一只在仔细端详程序的输出。TTY 中文为电传打字机,关于 TTY,可以追溯到计算机的远古时代,那时候我们使用的还只是没有主机的打字机。设备的输入要经过长长的串行线路才能到达那昂贵的大型主机(Mainframe Computer)。

作为 Unix-like 的 Linux 也继承了这一特性,在 /dev 目录下和 ps 命令的输出中我们都可以看到它的身影。

TTY(终端)是对外沟通的渠道之一,但是,不是每一个进程都需要 tty,某些进程可以直接通过其他途径(比如端口)来和外部进行通信,对外提供服务的,所以,这一层不是完整的一层,只是个跃层。

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好了,我们有落下什么吗?

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