کاوش داخلی لینوکس: بینش پیشرفته و برنامه های کاربردی

سرفصل ها و درس ها

مقدمه Introduction

• لینوکس زیر سرپوش: مقدمه Linux under the hood: Introduction

درس 1: عناصر اصلی لینوکس Lesson 1: Core Linux Elements

• پوسته The shell

• درایورها، ماژول‌های هسته و فایل‌های دستگاه Drivers, kernel modules, and device files

• Glibc Glibc

• فضای سیستم و فضای کاربر و نحوه ارتباط آنها System space and user space, and how they are related

• ماژول 1: معرفی معماری لینوکس Module 1: Linux architecture introduction

• توصیف کننده های فایل File descriptors

• سناریوی دنیای واقعی: درک کاربر ریشه Real-world scenario: Understanding the root user

• چرا کاربر ریشه نامحدود است Why the root user is unrestricted

• نقش هسته The role of the kernel

• اهداف آموزشی Learning objectives

درس 2: روش بوت لینوکس Lesson 2: The Linux Boot Procedure

• دسترسی به پوسته بوت اولیه Accessing an early boot shell

• سناریوی دنیای واقعی: بازیابی از یک MBR از دست رفته Real-world scenario: Recovering from a lost MBR

• روش بوت از سیستم عامل به پوسته The boot procedure from firmware to shell

• جایی که GRUB ذخیره می شود Where GRUB is stored

• اهداف آموزشی Learning objectives

• درک و اصلاح initramfs Understanding and modifying initramfs

• سیستم عامل سیستم: UEFI و BIOS System firmware: UEFI and BIOS

• بوت کردن نمونه های لینوکس ابری Booting cloud Linux instances

• مدیریت بوت شدن UEFI Managing UEFI booting

• مدیران خدمات Service managers

• بوت لودرها Bootloaders

• پیکربندی GRUB2 Configuring GRUB2

درس 3: نگاهی نزدیک به هسته Lesson 3: Looking Closer at the Kernel

• اهداف آموزشی Learning objectives

• تست ویژگی های حیاتی با sysrq Testing critical features with sysrq

• خواندن اطلاعات فرآیند در/proc Reading process information in /proc

• استفاده از/proc برای دریافت اطلاعات دقیق سیستم Using /proc to get detailed system information

• سناریوی دنیای واقعی: بازیابی خودکار از هنگ کردن سیستم Real-world scenario: Automatically recovering from system hangs

• رابط های عمومی هسته Kernel generic interfaces

• استفاده از سگ های نگهبان Using watchdogs

• تنظیم هسته از طریق/proc/sys Tuning the kernel through /proc/sys

• مدیریت و تنظیم ماژول های هسته Managing and tuning kernel modules

• eBPF eBPF

• چرا کامپایل کردن کرنل ها دیگر ضروری نیست Why compiling kernels isn’t necessary anymore

• سیستم فایل شبه proc/ The /proc pseudo filesystem

درس 4: تصاحب سیستمی Lesson 4: Systemd Taking Over

• اهداف آموزشی Learning objectives

• نصب فایل سیستم با systemd Mounting filesystems with systemd

• تجزیه و تحلیل عملکرد سیستم Analyzing systemd performance

• اجرای فرآیندهای کاربر در systemd Running user processes in systemd

• راه اندازی دستی systemd Manually starting systemd

• مدیریت وابستگی پیشرفته Advanced dependency handling

• زمان بندی فرآیندها با تایمر Scheduling processes with timers

• مدیریت تخصیص منابع، بخش 2 Managing resource allocation, part 2

• بهینه سازی فایل های واحد Tweaking unit files

• ایجاد واحدهای سفارشی Creating custom units

• مدیریت تخصیص منابع، بخش 3 Managing resource allocation, part 3

• ایجاد اهداف سفارشی Creating custom targets

• فایل های واحد سیستم شده Systemd unit files

• مدیریت تخصیص منابع، بخش 1 Managing resource allocation, part 1

• سناریوی دنیای واقعی: بوت شدن بدون/etc/fstab Real-world scenario: Booting without /etc/fstab

• با استفاده از سوکت Using sockets

درس 5: مدیریت سخت افزار Lesson 5: Hardware Handling

• سناریوی دنیای واقعی: انکار دستگاه های غیرمجاز Real-world scenario: Denying unauthorized devices

• ایجاد قوانین udev Creating udev rules

• تجزیه و تحلیل sysfs Analyzing sysfs

• راه اندازی دستگاه ها به صورت خودکار یا دستی Initializing devices automatically or manually

• اهداف آموزشی Learning objectives

• درک گره های دستگاه Understanding device nodes

• Systemd-udevd Systemd-udevd

درس 6: دستگاه های ذخیره سازی Lesson 6: Storage Devices

• استفاده از ویژگی های LVM Using LVM features

• بوت شدن از دستگاه های رمزگذاری شده Booting from encrypted devices

• تصاویر و فایل های ISO Images and ISO files

• مدیریت پارتیشن ها Managing partitions

• LVM و VDO LVM and VDO

• مدیریت حجم های منطقی LVM Managing LVM logical volumes

• ایجاد دستگاه های رمزگذاری شده Creating encrypted devices

• ماژول 2: معرفی ذخیره سازی و سیستم های فایل Module 2: Storage and filesystems introduction

• اهداف آموزشی Learning objectives

• درک راه حل های ذخیره سازی انعطاف پذیر Understanding flexible storage solutions

• دستگاه های ذخیره سازی لینوکس Linux storage devices

• نقشه‌بردار دستگاه Device mapper

• پارتیشن ها: MBR و GPT Partitions: MBR and GPT

• استراتیس Stratis

• ایجاد فضای ذخیره‌سازی نقشه‌بر دستگاه به صورت دستی Manually creating device mapper storage

• سناریوی دنیای واقعی: ایجاد یک دستگاه ذخیره سازی مخفی Real-world scenario: Creating a hidden storage device

درس 7: سیستم های فایل Lesson 7: Filesystems

• سناریوی دنیای واقعی: کاوش ابزارهای جالب سیستم فایل Real-world scenario: Exploring cool filesystem tools

• اهداف آموزشی Learning objectives

• اجرای Btrfs Running Btrfs

• اینودها و تخصیص بلوک Inodes and block allocation

• سیستم های فایل و VFS Filesystems and the VFS

• فایل سیستم های نسل بعدی Next-generation filesystems

• فایل سیستم های FUSE FUSE filesystems

• با استفاده از دیباگر فایل سیستم Ext Using the Ext filesystem debugger

• فایل های پراکنده Sparse files

• درباره فایل سیستم های POSIX و غیر POSIX About POSIX and non-POSIX filesystems

• مدیریت شناسه های XFS Managing XFS IDs

• اجرای ZFS در لینوکس Running ZFS on Linux

• اجزای سیستم فایل لینوکس Linux filesystem components

درس 8: ذخیره سازی ابر و مرکز داده Lesson 8: Cloud and Datacenter Storage

• ذخیره سازی اشیاء Object storage

• اهداف آموزشی Learning objectives

• کار با رسانه SSD Working with SSD media

• پیکربندی کلاینت Ceph Configuring a Ceph client

• سناریوی دنیای واقعی: Ceph در Kubernetes Real-world scenario: Ceph in Kubernetes

• اتصال آغازگر Connecting the initiator

• چالش های ذخیره سازی در ابر و دیتاسنتر Storage challenges in cloud and datacenter

• پیکربندی حافظه iSCSI Configuring iSCSI storage

• پیکربندی یک خوشه Ceph Configuring a Ceph cluster

• آشنایی با iSCSI Understanding iSCSI

درس 9: مدیریت حافظه Lesson 9: Memory Management

• مدیریت کش کثیف Managing dirty cache

• تخصیص حافظه لینوکس: حافظه مجازی در مقابل حافظه فیزیکی Linux memory allocation: Virtual vs. physical memory

• اهداف آموزشی Learning objectives

• نیاز به مبادله The need to swap

• تجزیه و تحلیل حافظه هسته Analyzing kernel memory

• سناریوی دنیای واقعی: بهینه سازی استفاده از حافظه Real-world scenario: Optimizing memory usage

• حافظه پنهان Cache

• ماژول 3: معرفی اجزای اصلی لینوکس Module 3: Core Linux components introduction

• از حافظه (OOM) و مقابله با آن Out of memory (OOM) and dealing with it

• مدیریت صفحات بزرگ Managing huge pages

• پیکربندی و نظارت بر فضای مبادله Configuring and monitoring swap space

• حافظه فعال و غیر فعال Active and inactive memory

درس 10: فرآیندها Lesson 10: Processes

• فرآیندها و رشته ها Processes and threads

• اولویت‌ها، زمان‌بندی‌ها و ارزش‌های خوب Priorities, schedulers, and nice values

• چگونه یک فرآیند ایجاد می شود How a process is created

• سناریوی دنیای واقعی: Cgroup ها و اولویت ها Real-world scenario: Cgroups and priorities

• ارتباطات بین فرآیندی، سوکت ها، لوله ها و موارد دیگر Inter-process communication, sockets, pipes, and more

• کشتن یک زامبی Killing a zombie

• نظارت بر استفاده از IPC Monitoring IPC usage

• برقراری ارتباط در رابط پیام D-Bus Communicating on the D-Bus message interface

• اهداف آموزشی Learning objectives

درس 11: دستورات لینوکس و نحوه کار آنها Lesson 11: Linux Commands and How They Work

• فضای سیستم و فضای کاربری System space and user space

• ایجاد فرآیندها Creating processes

• تخصیص حافظه Allocating memory

• بررسی اتفاقاتی که هنگام اجرای دستورات رخ می دهد Exploring what happens when commands are executed

• سناریوی دنیای واقعی: استفاده از exec برای عیب یابی Real-world scenario: Using exec for troubleshooting

• تجزیه و تحلیل استفاده از کتابخانه Analyzing library usage

• دسترسی به کتابخانه ها Accessing libraries

• نحوه سازماندهی حافظه فرآیندی How process memory is organized

• نحوه دسترسی فرآیندها به تماس های سیستمی How processes get access to system calls

• اهداف آموزشی Learning objectives

• درک تماس های سیستمی Understanding system calls

درس 12: شبکه سازی Lesson 12: Networking

• نحوه انتخاب رابط شبکه توسط لینوکس How Linux chooses a network interface

• IPv4 و IPv6 IPv4 and IPv6

• تجزیه و تحلیل هدر بسته ها Analyzing packet headers

• مدل OSI The OSI model

• نام دستگاه های شبکه لینوکس Linux network device names

• تبدیل داده ها به بسته ها Transforming data into packets

• تجزیه و تحلیل و بهینه سازی شبکه Analyzing and optimizing networking

• پیوند و تیم سازی Bonding and teaming

• اهداف آموزشی Learning objectives

• سناریوی دنیای واقعی: اسکن بسته ها برای امنیت Real-world scenario: Scanning packets for security

• دستگاه های پل شبکه Network bridge devices

درس 13: کانتینرها لینوکس هستند، لینوکس کانتینرها هستند Lesson 13: Containers are Linux, Linux is Containers

• اجرای برنامه ها در زندان chroot Running applications in a chroot jail

• ظروف سیستم دار Systemd containers

• اجرای برنامه در لینوکس Running an application on Linux

• زمان اجرا کانتینر Container runtimes

• استفاده از unshare برای اجرای فرآیندهای فضای نام Using unshare to run namespaced processes

• سناریوی دنیای واقعی: اجرای کانتینرهای لینوکس خالص Real-world scenario: Running pure Linux containers

• ماژول 4: معرفی اجزای کلیدی لینوکس Module 4: Key Linux components introduction

• اجرای برنامه های لینوکس با فضاهای نام و گروه های c Running Linux applications with namespaces and cgroups

• مدیریت تخصیص منابع فرآیند لینوکس Managing Linux process resource allocation

• از برنامه های لینوکس محدود گرفته تا کانتینرها From restricted Linux applications to containers

• اهداف آموزشی Learning objectives

• کانتینرها و آینده لینوکس Containers and the future of Linux

درس 14: کد پشت لینوکس Lesson 14: The Code Behind Linux

• ج و کتابخانه ها C and libraries

• برنامه های C: از کد منبع تا باینری C programs: From source code to binary

• سناریوی دنیای واقعی: نوشتن زامبی خود Real-world scenario: Writing your own zombie

• از پروژه Git تا توزیع های لینوکس From Git project to Linux distributions

• کار با هم در Git Working together in Git

• کامپایل یک برنامه C از یک makefile Compiling a C program from a makefile

• اهداف آموزشی Learning objectives

• زبان برنامه نویسی C The C programming language

خلاصه Summary

• لینوکس زیر سرپوش: خلاصه Linux under the hood: Summary