Linux 內核管理

Linux內核基礎：
Linux Kernel：
  Linux內核的體積結構是單內核的，但充分借鑑了微內核設計體系的優勢，爲內核引入模塊化機制，使得雖然是單內核，但工做在模塊化的方式下，而且模塊能夠動態裝載或卸載；Linux內核負責管理系統的進程、內存、設備驅動程序、文件和網絡系統，決定着系統的性能和穩定性。如是咱們在瞭解Linux內核的基礎上根據本身的須要量身定製一個更高效更穩定的內核，就須要咱們手動去編譯和配置內核裏的各項相關的參數和信息。
  內核的組成部分：
　　一、Kernel：內核核心，通常爲bzimage，一般位於/boot目錄，名稱爲vmlinuz-VERSION-release
　　二、Kernel object：內核對象，即內核模塊，通常放置於/lib/modules/VERSION-release/；內核模塊與內核核心版本必定要嚴格匹配
　　  選擇編譯內核選項標記解釋：
　　  []：N，不編譯進內核
　　  [M]：Module，編譯成內核模塊
　　  [*]：Y，直接編譯進內核核心(kernel核心文件中)
　　  注意：有些功能要麼編譯進內核，要麼不編譯
　　三、ramdisk：輔助性文件，並不是必須，這取決於內核是否能直接驅動rootfs所在的設備；是一個簡裝版的根文件系統；藉助ramdisk可以加載的內容：
　　  目標設備驅動，例如SCCI設備的驅動；
　　  邏輯設備驅動，例如LVM設備的驅動；
　　  文件系統，例如xfs文件的系統；

內核信息獲取：
  uname命令：uname- print system information
  格式：uname [OPTION]...
　　-a 顯示全部信息
　　-n 顯示主機名
　　-r 顯示內核release號
　　-v 顯示內核version號

內核模塊信息獲取和管理：
  lsmod命令：
  lsmod- program to show the status of modules in the Linux Kernel 顯示內核已裝載的模塊
  顯示的內容來自於/proc/modules

  modinfo命令：
  modinfo- program to show information about a Linux Kernel module顯示指定內核模塊的詳細信息
  格式：modinfo[-F field] [-k kernel] [modulename|filename...]
　　-F field 僅顯示指定字段的信息
　　-n 顯示該模塊的詳細路徑
　　-a author顯示做者名字
　　-d description顯示描述信息
　　-l license  顯示受權信息
　　-k 顯示指定內核版本對應的模塊信息

  modprobe命令：
  modprobe- Add and remove modules from the Linux Kernel 裝載和卸載內核模塊
  格式：modprobe[ -C confile-file] [modulename] [moduleparame-ters…]
　　配置文件：/etc/modprobe.conf  /etc/modprobe.d/*.conf
　　模塊的動態裝載：modprobe module_name
　　模塊的動態卸載：modprobe -r module_name
  注意：對正在使用的模塊不要輕易卸載；此命令能夠自動解決模塊間的依賴關係；

  depmod命令：
  depmod- program to generate modules.dep and map files. 內核模塊依賴關係及系統信息映射文件的生成工具；
　若是模塊間的依賴關係文件被損壞(/lib/modules/3.10.0-514.el7.x86_64/modules.dep)，能夠經過該命令去生成新的模塊依賴關係文件，可是該文件不會真正被使用而是將其編譯爲*.dep.bin的二進制文件方便查詢和使用；該命令還會生成/boot/Sys.map-Version-Release文件，該文件是對應版本內核所支持庫文件的映射關係
格式：depmod[-Anea]
　　-A 主動去分析目前核心的模塊，並從新寫入 modules.dep
　　-n 分析結果不寫入modules.dep，而是輸出到屏幕
　　-e 顯示目前已經加載但不可執行的模塊名稱
　　-a 分析全部模塊

  模塊裝載卸載的另一種方式：不會自動解決模塊間的依賴關係
  insmod命令：
  insmod - simple program to insert a moduleinto the Linux Kernel
  格式： insmod[ filename ] [ module options... ]
　　　　 filename：模塊文件的文件路徑；（內核模塊的絕對路徑，通常以.ko文件結尾）
  rmmod命令：
  rmmod- simple program to remove a module from the Linux Kernel
  格式：rmmod [module_name]

ramdisk文件的製做：
  一、mkinitrd命令：爲當前使用中的內核從新制做ramdisk文件
  格式：mkinitrd [OPTION...][<initrd-image>] <kernel-version>
　　--with=<module> 除了默認的模塊以外額外需裝載到initramfs中的模塊(添加某個模塊到initrd中)
　　--preload=<module> initramfs所提供的模塊須要預先裝載的模塊
　　示例：mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

  二、dracut命令：
  dracut- low-level tool forgenerating an initramfs image
  格式：dracut [OPTION...][<image> [<kernel version>]]
　　示例：dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname-r)  用法和mkinitrd同樣

/proc目錄：
  內核狀態和統計信息的輸出接口，以及可配置參數配置接口(/proc/sys/)
　　只讀：內核狀態和統計信息的輸出
　　只寫：可接受用戶指定一個「新值」來實現對內核某功能或特性的配置(/proc/sys/)

  sysctl命令：用於查看或設定/proc/sys/目錄中諸多參數
　　格式：sysctl [options] [variable[=value]]
  查看：
　　  sysctl -a  顯示全部參數設置的值
　　  sysctl Variable  顯示指定參數名的值
  修改：
　　  sysctl -w Variable=value
　　　示例：sysctl -w kernel.hostname=mail.magedu.com
　　　說明：紅色部分指定的參數名與/proc/sys/目錄下文件同名，以點號隔開表示下一級目錄
　　修改查看還能夠經過如下方式實現：
　　  查看：
　　　　cat /proc/sys/kernel/hostname
　　  修改：
　　　　echo "mail.magedu.com" > /proc/sys/kernel/hostname

  sysctl的配置文件：/etc/sysctl.conf和/etc/sysctl.d/*.conf(經過命令設置只能本次有效，經過配置文件永久有效)
  sysctl -p [/PATH/TO/CONFIG_FILE]  重讀配置文件當即生效
  常見內核參數：
　　net.ipv4.ip_forward 路由轉發
　　vm.drop_caches 內存的緩存數據清除，釋放內存緩存空間
　　kernel.hostname 主機名
　　net.ipv4.icmp_echo_ignore_all 忽略全部ping操做

/sys目錄：
  輸出內核識別出的各硬件設備的相關屬性信息，也有內核對硬件特性的可設置參數；對某些參數的修改，用來設置調整硬件設備的工做特性
  udev就是經過讀取/sys目錄下的硬件設備信息按需爲各硬件設備建立設備文件；udev是用戶空間程序；專用工具：devadmin，hotplug；udev爲設備建立文件時，會讀取其事先定義好的規則文件，通常在/etc/udev/rules.d/和/usr/lib/udev/rules.d/目錄下

screen命令：
  一個終端下打開多個屏幕，並剝離屏幕與終端的關係，終端關閉也不會影響屏幕下的進程
　　打開screen：screen
　　拆除screen：Ctrl+a,d
　　列出screen：screen -ls
　　鏈接指定screen：screen -r SCREEN_ID
　　關閉screen: exit

編譯內核：
  一、準備好開發環境
  二、獲取目標主機上的硬件設備的相關信息
  三、獲取到目標主機系統的功能的相關信息，例如要啓用的文件系統
  四、獲取內核源代碼包：www.kernel.org

  開發環境準備：
　　Centos6.6：
　　　　包組：Development Tools、Server Platform Development
  Centos 7：
　　　　包組：Development Tools、Server Platform Development
　　　　包：ncures-devel

  獲取目標主機上硬件設備的相關信息：
　　CPU：
　　　　cat /proc/cpuinfo
    lscpu
    x86info -a x86info須要先手動安裝才能使用
　　PCI設備：
    lspci
　　　　  -v 詳細顯示pci信息
　　  　　-vv
    lsusb
　　　　  -v 詳細顯示usb信息
　　  　　-vv
    lsblk
    hal-device 顯示所有硬件設備信息

示例1：Centos 6上linux-3.10內核編譯過程：
  一、準備好開發環境，安裝好「Development Tools」「Server Platform Development」組件；
　　yum groupinstall "Development Tools"
　　yum groupinstall "Server Platform Development"
  二、從kernel官網上下載內核源代碼；
　　wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.0/linux-3.10.tar.xz
  三、下載好內核以後將文件解壓縮至/usr/src目錄；
　　tar -Jxvf linux-3.10.tar.xz -C /usr/src/
  四、建立連接文件； (默認內核源碼/usr/src/linux，全部要建立linux軟連接文件連接到真實文件夾）
　　cd /usr/src/
　　ln -s linux-3.10 linux
  五、準備.config配置文件；
　　cp /boot/config-2.6.32-431.el6.x86_64 /usr/src/linux/.config
　六、配置內核選項；
　　cd /usr/src/linux
　　make menuconfig
　　給內核加一個名稱，依次選中Generalsetup-->Local version – append to kernel release；

 

此處填寫的名字不能有空格

  選擇啓動的內核模塊，在打開這個配置的第一個界面依次選擇File systems -->DOS/FAT/NT file systems-->NTFS file systemssupport,如圖所示，利用空格鍵選中，[]表示不編譯，[M]表示編譯至模塊中，[*]表示編譯至內核中。本次測試選中NTFS模塊；

 

  退出保存，比較配置先後區別；

  七、安裝編譯；
　　編譯內核，可以使用make –j #指定編譯線程數量，由於遠程編譯可能終端斷開就前功盡棄了，因此 使用screen命令就能夠不用擔憂編譯中斷了；
　　make -j 4
　　安裝內核模塊
　　make modules_install
　　安裝內核；最後一步在虛擬機裏出現報錯，爲can’tfind modules…可忽略
　　make install

  八、編輯grub配置文件，將default=1改成default=0，隨後重啓系統