基于Linux内核的进程检查点系统设计与实现

作为一种流行的软件容错机制,检查点与恢复技术的实现模式有两种:用户级和系统级.首先阐述了两者的区别,然后根据Linux可加栽内核模块机制提出了一种基于Linux内核的进程检查点与恢复实现方法.利用Linux内核线程实现了检查点与恢复内核模块,并基于此内核模块在用户层构造了一检查点函数库,为用户提供了相应接口.用户通过组合使用这些接口可以高效地实现具体检查点与恢复算法.     

基于RTAI/LXRT模块开发用户空间的实时应用程序

文章介绍了基于Linux的实时操作系统RTAI的实现机制,详细剖析了RTAI系统中LXRT模块实现用户进程实时性的基本思想以及实现机制,并给出了利用LXRT模块开发用户空间实时应用程序的设计方法.     

ATC中FDP集群进程检查点的研究与实现

针对空中交通管制系统(ATC)中对飞行数据集群处理的可靠性要求,提出了一种基于Linux的用户级进程检查点设置与恢复方案.对基于该Linux用户级的进程检查点的飞行数据集群处理的各个主要模块进行了介绍,在此基础上给出了系统设计框架.从进程的初始化数据段、堆、栈和打开的文件的保存与恢复,给出了该方案的详细实现方法.该进程检查点设置与恢复方案不但可以在主机崩溃重启后恢复进程在重启前的运行状态,更重要的是可以在分布式系统通过进程迁移将保存的进程检查点迁移到其它主机运行,从而有效的提高系统的可靠性,减少运算损失.     

哲学家就餐问题的算法实现

针对哲学家就餐问题这一操作系统中进程间通信的经典范例,设计了该范例的一个具有代表性的算法的技术实现方案。方案以Linux操作系统作为运行平台,通过进程而不是线程来体现哲学家的并发行为特征,以自动和随机相结合的灵活自然的人机交互模式模拟哲学家的状态,控制其状态切换;提出了两种形式的哲学家状态监控程序,它们能够生动、直观、准确地表达出哲学家状态的变化过程。字符形式的监控程序在字符终端和图形终端中均可使用,主要面向以超级终端登录到多用户Linux系统的用户;利用QT5开发的动画形式的监控程序适合在桌面Linux的图形终端中使用。     

Linux内核中进程调度的分析

进程是让操作系统实现程序的并发执行,系统资源共享,用户随机使用系统等功能的重要概念。文章首先介绍进程在Linux内核中的表示方式,然后结合源代码深入分析进程的时间片轮转,先进先出,Round robin调度策略的具体实现,对我们进一步了解Linux内核的工作机制和学习编程均有较好的实用参考价值。     

Linux可信路径安全机制研究及改进

在分析Linux操作系统现有的可信路径机制的基础上,采用阻止不可信进程对虚拟终端访问并且根据不同情况挂起、杀掉小部分进程的方法,提出了一种利用安全注意键实现的可信路径改进方案,提高了Linux可信路径机制的友好性、可扩充性,并且对用户登录的整个过程进行了保护.     

基于Linux的高速网络流量采集与分析模型研究

网络流量测量是网络行为研究、网络规划和网络管理的基础,网络流量采集与分析是网络流量测量的核心技术。文章提出并实现了利用Linux的netfilter框架,在Linux内核空间实现网络流量的实时采集与分析,通过Linux的netlink协议与用户空间进程交换分析结果的思想。通过理论分析和实验证明,该方法不仅可行而且高效。     

Linux内存管理机制的分析与研究

1.引言内存管理在操作系统中不仅非常重要,而且很复杂。利用虚拟存贮技术,Linux使得一个只有有限内存资源的计算机可以为每个进程提供多达4GB的虚拟内存空间。其基本实现思路是通过进程映象和分页机制在内存和二级存储——对换空间之间传送数据,充分利用宝贵的内存资源。另外,Linux虚拟内存管理机制把用户空间和核心空间分开,这样不仅有效地保护了核心空间,各个进程之间也互不影响。     

Linux平台下基于软防火墙的流量监测功能实现

初步探讨了Linux平台下软防火墙的概念与实现机制,提出了一种利用软防火墙实现流量监测的思路,并且对Linux内核开发中遇到的如何实现内核进程与用户进程的信息交互问题进行了一定的探索,成功地将内核防火墙Module采集到的数据利用不同方法传送到了用户进程空间。     

在LINUX C中以多进程方式实现微型SHELL

Linux C为用户提供了一个强大的编程环境。该文分析并讨论了linux OS下微型Shell的基本功能及实现机制,然后运用Linux下的多进程编程技术在Linux C中设计了一个微型Shell,并给出了具体实现办法。     

Linux内核态高效HTTP代理的设计与实现

提出了一种基于Linux内核的HTTP代理设计与实现方案,介绍了高效内核代理的设计方法和实现的若干关键技术。实验结果表明,用该设计方法实现的内核HTTP代理,网络性能比传统的HTTP代理有大幅度的提高。     

Linux内核模块进行SRP认证的模型研究

Stanford大学计算机系开发了SRP软件包，提供基于口令认证和会话加密的安全机制。然而由于SRP软件包中调用了大量的库函数进行数学计算，在Linux内核中是不可以访问到这些库的，所以Linux内核模块要想进行SRP认证，就有些困难。本文研究并实现了一种有效的解决方案，可以用于Linux内核模块的SRP认证。本文以SRP认证在iSCSI中的实现为例来进行说明。该项技术已经成功地运用于我们自主开发的iSCSI网络存储项目中。     

基于网络/主机副本法的诱骗系统的研究与实现

分析比较了现有的网络诱骗技术及其优缺点,在采用网络/主机副本方案的基础上,提出了一种基于Limux动态进程共享库注射的数据捕获方法.系统主要分为诱骗客户端和服务器两个部分,客户端主要负责数据捕获和数据发送,服务器端将获得的数据存储并分类显示,显示方式包括命令行和图形界面.系统还采用了用户态-内核态通信、内核态发包、内核模块隐藏等技术.     

Linux内核调试技术

开发Linux应用时经常需要对Linux内核进行裁剪或修改，由于操作系统内核的特殊性，不能用调试普通用户程序的方法调试内核.该文首先介绍了常用的Linux内核调试方法，分析了其优缺点，然后详细讲解了一种利用KGDB的远程Linux内核调试技术。     

基于Linux的用户态文件系统的设计

介绍了一种基于Linux的用户态文件系统的设计,它采用了内核模块与用户态服务程序相结合的设计思想.用户态文件系统可以增加文件系统实现的灵活性,易于二次开发.详细描述了用户态文件系统的设计,并给出应用实例和适用范围.     

基于Netfilter框架的连接管理模型的研究

分析了Linux内核的Nettiller框架的实现机制,简要介绍了TcP粘合技术.业务选择网关(SSG)只允许授权用户进行TCP连接和资源访问,对TCP粘合技术进行改进,使之适应SSG连接管理机制的需求.提出基于Linux内核的Netfilter框架的连接管理模型的方案,并通过Netlink来实现用户空间和内核空间之间的数据交换.实践证明该方案能有效的对用户的连接进行控制和管理,这种模块化的实现方案具有易于功能扩展的特点,并且系统的性能得到显著的提高.     

KIOIK:一个基于操作系统内核的CORBA实现及其性能分析

CORBA是分布式计算领域的研究热点,性能对于诸如实时、嵌入式CORBA应用至关重要,在高速网络环境下或backbone系统中,端系统的性能是整个系统性能不可忽视的因素,在传统的实时、嵌入CORBA应用中,影响端系统性能的几个主要因素包括操作系统的上下文切换、进程调度以及用户空间与操作系统间的数据复制,文章认为,CORBA的内核级实现可以消除或减小以上开销,KIOIK是基于Linux内核的CORBA实现,阐述了在Linux内核级实现CORBA的若干关键技术,为CORBA端系统的性能优化提出了一个新的思路,最后给出了KIOIK与用户空间CORBA以及核内SunRPC的延迟对比测试结果,并做了相应的性能分析。     

SELinux特权用户管理的设计与应用

分析SELinux体系在当前Linux类操作系统中的应用,基于角色的访问控制模型与可信计算,提出新的特权用户标识定义,利用该定义给出一种安全Linux操作系统特权用户管理方案。通过UID与角色的二维标识方法解决特权用户区分的问题,以可信计算中的密码服务加强认证的安全强度,用内核安全加固解决安全模式切换问题,从而改进SELinux在Linux类操作系统中的安全性。     

基于netfilter的Linux防火墙可扩展性研究

netfilter是Linux2.4以后的内核中采用的一个结构清晰,便于扩展的优秀的防火墙框架.本文介绍了基于netfiler的Linux防火墙的实现机制和扩展机制,并给出了在内核中和用户空间进行扩展的方法.     

基于Netfilter的数据包捕获技术研究

在Linux下通常的数据包捕获系统,通过Libpcab函数框架实现,而在该体系下实现的包捕获存在着一些缺陷。在Linux2.4版本后,Linux使用了Netfilter框架,便于用户构建自己的防火墙。在该框架下,通过注册钩子函数,可以轻松实现数据包的捕获。本文通过研究Linux2.4后版本内核中的网络框架Netfilter,给出了在该框架下对数据包进行捕获的设计方案,并集中解决了数据信息提取和使用Netlink实现内核与用户态通信的关键问题。