内核参数、proc、IP检测、initrd

(第八周作业)

1、 列举常见的内核参数以及参数的意义

(1)net.ipv4.ip_forward:数据包的路由转发开关，设置为1表示开启，0表示关闭。
(2)vm.drop_caches:清空caches，释放内存占用。设置为1表示清空 pagecache，设置为2表示清空 dentries 和 inodes，设置为3表示清空所有缓存（pagecache、dentries 和 inodes）
(3)kernel.hostname:主机名的内核参数
(4)net.ipv4.icmp_echo_ignore_all:忽略所有外部来的ping请求，但不影响自己对外外的ping操作。设置为1表示关闭ICMP回应功能，设置0表示开启ICMP回应功能。
（5）net.ipv4.tcp_max_tw_buckets:  设置TCP最大的timewait数量。默认是180000
（6）net.ipv4.ip_local_port_range ：允许系统打开的端口范围，值为两个数字，中间以空格隔开，分别表示最小端口号和最大端口号。
（7）net.ipv4.tcp_tw_recycle：启用timewait快速回收。设置为1表示启用功能。
（8）net.ipv4.tcp_tw_reuse ：允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接。设置为1表示启用功能。

2、 如何通过/proc查看top中展示的进程状态
top中展示的进程状态有：
PID列：进程ID，为/proc目录下的数字目录，每个进程的PID数字做为目录名称。
USER ：进程的所属用户，为/proc/PID/status文件中的Uid这行所对应的用户名称。
 PR ：任务的调度优先级 , 在/proc/PID/stat文件中第18列数值
 NI ：表示任务的NICE值，在/proc/PID/stat文件中第19列数值
 VIRT ：虚拟内存大小（KiB），任务使用的虚拟内存总量。 它包括所有代码，数据和共享库以及已换出的页面和已映射但未使用的页面。      在/proc/PID/statm文件中第1列数值（单位为页）
 RES ：表示驻留内存大小（KiB） ，任务正在使用的非交换物理内存。在/proc/PID/statm文件中第2列数值（单位为页）
 SHR ：表示共享内存大小（KiB），可能与其他进程共享的内存，在/proc/PID/statm文件中第3列数值（单位为页）
S  ： 为/proc/PID/status文件中State:这行显示的进程状态
 %CPU ：CPU使用率，自上一次屏幕刷新以来占用的CPU时间与总CPU时间的百分比。（通过计算得到）
%MEM ：内存使用（RES）任务当前使用的可用物理内存份额。（通过计算RES与总内存比率得到）
 TIME+ ：任务自启动以来使用的总CPU时间，显示百分之一秒的精度(未找到）在/proc/PID/stat文件中体现为两个时间之和 ：第14列该任务在用户态运行的时间 和第15列该任务在核心态运行的时间
COMMAND列：为/proc/PID/comm文件内容

3、 分别用while、for循环检测10.0.0.1/24网段存活的IP地址
10.0.0.1/24网段包含的主机IP有：10.0.0.1--10.0.0.254.
使用while循环检测脚本

#!/bin/bash
ip="1"
while [ "${ip}" != "255" ]
do
{
        {
                ping  -c 1 10.0.0.${ip}  &>/dev/null
                [ $? -eq 0 ] && echo "10.0.0.${ip} UP"
        }&
        ip=$[$ip+1]
}
done

上面的脚本说明如下：
while条件为"${ip}" != "255",是通过字符串比较，先给ip赋值为"1"字符串，然后通过使用ip=$[$ip+1]使变量ip自增1，当ip变量不等于“255”字符串时，执行ping命令,所以程序会从1到254都会执行ping命令。在do{.....}done内部有一个{ping....}&的语句段是完成ping 操作的，可以把它放在后台执行，这样可以提高程序的执行效率。然后我们来看一下ping操作的过程。选项 -c 1 表示ping的次数为1，10.0.0.${ip}表示组装ping的IP地址，这样通过变量值替换就可以组装出所有的IP地址。&>/dev/null表示把所有的标准输出和错误输出都写入到/dev/null这个Linux大黑洞中，即丢弃所有输出。因为我们只想知道ping的命令结果，而不是它的输出内容。所以下一步就用 [ $? -eq 0 ] 来检查前面这个ping命令的执行结果，&&表示如果前一个命令的执行结果为真（即ping 通了），就执行后面的echo "10.0.0.${ip} UP"，显示对应的IP存活。

使用for循环来写

#!/bin/bash
for     ip     in   $(seq 1 254)
do
{
        ping -c 1  10.0.0.${ip}     &>/dev/null
        [ $? -eq 0 ] && echo "10.0.0.${ip} is  UP"
}&
done

上面的脚本说明如下：
seq 1 254 可以生成1到254之间的数字序列（包含1和254），然后使用for ip in ...这可以使用这个序列中的每个值代入循环变量ip。循环体中的代码与前面while循环中一样，已经说明过了，这里不在赘述。

4、 说明initrd的作用

initrd 是 boot loader initialized RAM disk的缩写，表示由 boot loader 初始化的内存盘。在 linux内核启动前， boot loader 会将磁盘等存储介质中的 initrd 文件先加载到内存，内核启动时会先访问该内存中的 initrd 文件系统然后才访问真正的根文件系统。启动过程被分为两个过程，第一过程是执行内存中的 initrd 文件系统中的初始化文件（在Linux2.4 内核是/linuxrc 文件，是由文件系统镜像生成的；在Linux2.6内核是/init文件，是使用 cpio 工具生成），负责加载内核访问根文件系统存储介质的驱动模块， 以及加载根文件系统。第二过程是执行真正的根文件系统中的 /sbin/init 进程。
initrd的主要作用：
（1）使linux 发行版适应各种不同的硬件架构
    Linux发行版在内核中只编译了基本的硬件驱动，在安装过程中通过检测系统硬件，生成包含安装系统硬件驱动的 initrd。linux 发行版必须适应各种不同的硬件架构，但又不可能把所有的驱动编译进内核，否则内核会变得臃肿庞大。所以Initrd成为linux 发行版的必备部件。
（2）livecd适应复杂的硬件环境。
    livecd是一种从CD光盘中直接引导出一个可用的Linux系统。这种方式面临更为复杂的硬件环境，也需要使用Initrd技术
（3）usb启动盘必备技术
    因为usb从驱动加载到设备真正可用大概需要几秒钟时间。如果将 usb 驱动编译进内核，那在内核访问 usb 设备时， usb 设备通常没有初始化完毕。所以改为在 initrd 中加载 usb 驱动，然后休眠几秒中，等待 usb设备初始化完毕后再挂载 usb 设备中的文件系统。
（4）实现个性化 bootsplash
    Boot-splash通过对内核打补丁来改变linux控制台对图像显示的支持，通过用户空间程式来定制启动logo、设定控制台背景和显隐启动时的字符信息，甚至能够支持开机画面的动画显示。在 linuxrc 脚本中可以很方便地启用个性化 bootsplash。