Полезные советы и пошаговая инструкция для тех, кто хочет стать системным администратором

Системный администратор — это специалист, который отвечает за установку, настройку, обновление и поддержку серверов, компьютерной сети и программного обеспечения компании. Эта профессия представляет собой важную и ответственную роль, так как от работы системного администратора зависит стабильность и безопасность работы всей системы.

Система передачи данных состоит из различных слоев, каждая из которых представляет собой набор функций и протоколов. Взаимодействие между слоями осуществляется с помощью различных вызовов. На рисунке ниже показан путь данных от отправителя до получателя.

Наиболее важная конструкция в протокольном стеке – это IP-стек. Именно в ней создаются экземпляры протоколов сетевого уровня и транспортные протоколы. Основу IP-стека составляют функции, которые находятся в файле inet_init.c. На этом уровне передаются пакеты, которые могут включать в себя как данные файловых протоколов, так и данные, полученные из пользовательского пространства с помощью сокетов.

В зависимости от протоколов, используемых в приложении, новый пакет может быть создан с использованием некоторого количества уже существующих структур, каждая из которых содержит соответствующий заголовок. Приложение может отправлять пакеты напрямую с помощью функции dev_queue_xmit(), или они могут быть переданы другим протоколам для дальшей передачи.

Как стать системным администратором

1. Освойте основы сетевых протоколов

Работа системного администратора тесно связана с настройкой и обслуживанием сетей. Поэтому важно иметь хорошее понимание сетевых протоколов. Изучите различия между протоколами TCP/IP, IPX/SPX, NetBEUI и другими. Обратите внимание на структуру и заголовки протоколов, а также на типичные операции и функции каждого протокола.

2. Изучите ядро операционной системы

Для работы с сетевыми приложениями и устройствами важно знать, как работает ядро операционной системы. Изучите структуру ядра и понимайте основные принципы его работы. Важно понимать, как ядро обрабатывает вызовы и как оно взаимодействует с каждым приложением.

3. Приобретите практические навыки

Чтобы стать системным администратором, необходимо иметь практический опыт работы с сетевыми протоколами и устройствами. Попробуйте настроить сетевое соединение на домашнем компьютере, настройте маршрутизатор или научитесь управлять сетевыми интерфейсами. По мере накопления опыта, вы сможете лучше разбираться в работе сетей и справляться с возникающими проблемами.

4. Изучите сетевые приложения

Системные администраторы часто работают с различными сетевыми приложениями, такими как веб-серверы, почтовые серверы, DNS-серверы и другие. Изучите основы работы этих приложений и научитесь их устанавливать, настраивать и обслуживать. Понимание того, как работает каждое приложение, поможет вам эффективно управлять ими и решать проблемы, которые могут возникнуть.

5. Обратите внимание на безопасность

Безопасность — одно из самых важных аспектов работы системного администратора. Изучите принципы защиты компьютерных систем от несанкционированного доступа, вирусов и других угроз. Запомните, что безопасность должна быть в центре ваших действий при настройке и обслуживании компьютерных систем.

Ключевые идеи	Описание
Протоколы	Изучите основы различных сетевых протоколов, чтобы эффективно управлять сетевыми устройствами и приложениями.
Ядро операционной системы	Понимайте, как ядро операционной системы взаимодействует с сетевыми устройствами и приложениями для обеспечения правильной работы системы.
Практический опыт	Приобретайте навыки работы с сетевыми протоколами и устройствами через практическую работу и эксперименты.
Сетевые приложения	Изучите работу основных сетевых приложений и научитесь их устанавливать, настраивать и обслуживать.
Безопасность	Познакомьтесь с основами безопасности компьютерных систем и защитите свои сети и устройства от возможных угроз.

Следуя этим рекомендациям и инструкциям, вы сможете увеличить свои шансы на успешную карьеру в области системного администрирования.

Лучшие советы и инструкции

Сетевой стек и его составляющие

Основные компоненты сетевого стека:

• Функции ядра операционной системы
• Протоколы связи и транспортные протоколы: TCP/IP, UDP/IP, SCTP и другие
• Сетевые драйверы

Каждая из этих компонентов выполняет свою задачу в цепочке обработки данных. Например, когда приложение вызывает функцию inet_register_protosw, операционная система в итоге вызывает обработчик этой функции для регистрации протокола. В свою очередь, сетевые драйверы обрабатывают данные на канальном уровне и передают их на уровень выше.

Сокеты и буферы данных

Основной объект для передачи данных в сетевом стеке — это сокет. Каждый сокет представляет соединение или поток данных. Для хранения данных в сетевом стеке используется структура sk_buff (также известная как skb_buff). Она содержит в себе информацию о сегменте данных, его размере и другие параметры.

Проход данных через сетевой стек

Последовательные операции, которые проходят данные в сетевом стеке:

1. Скопируйте данные в буфер сокета
2. Вызовите функцию отправки данных
3. Определите протокол передачи данных
4. Вызовите функцию отправки данных на нужный уровень (например, канальный уровень)
5. Завершите отправку данных и вызовите обработчик на канальном уровне
6. Выполните необходимые операции на канальном уровне
7. Передайте данные на уровень выше
8. Соответственно обработайте данные на следующем уровне

Большинство этих операций выполняются автоматически системными операциями и драйверами, но для более глубокого понимания работы сетевого стека полезно знать, как они происходят.

Мы представили вам только краткий кругозор по основным структурам и операциям в сетевом стеке. Если вы хотите узнать больше и стать опытным системным администратором, рекомендуется изучить документацию, описания протоколов и другие доступные источники информации.

Отправитель

Отправитель может вызываться разными способами, в зависимости от сетевого оборудования и программ, используемых приложениями. В общем случае, отправитель обрабатывает данные, формирует пакеты и передает их на нижний уровень протоколов для дальнейших операций.

После формирования пакета данных с помощью разных уровней протоколов, он отправляется через сеть. На каждом уровне пакет обрабатывается и передается следующему уровню после добавления контрольной суммы, дескриптора и других данных, относящихся к управлению передачей данных.

Затем пакет передается на канальный уровень, где он может быть упакован в фреймы или битовые последовательности и передан по физическим каналам связи. Ошибки, возникшие в процессе передачи данных, обрабатываются на этом уровне и могут быть исправлены или переданные данные могут быть запросы на повторную передачу.

В результате работы отправителя, данные пакеты передаются по сети и попадают к получателю. Когда получателю передаются пакеты данных, они обрабатываются с использованием различных протоколов и передаются приложениям, которые принимают их.

Вся эта система управления передачей данных основана на наборе различных функций и вызовах, которые показаны в примере кода ниже:

int tcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, int size,
int flags)
{
int copied;
...
copied = inet_recvmsg(sk, msg, size, flags);
if (copied > 0)
sock_recv_timestamp(msg, sk);
...
}
void inet_register_protosw(struct inet_protosw *p)
{
...
}
int tcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, int size,
int flags);
struct inet_protosw {
__u8  protocol;
__u8  pad1;
__u8  pad2;
__u8  pad3;
struct module *mod;
short no_put;
short no_get;
short data_ready;
short indicate;
};
struct frame {
...
};
struct buffer {
...
};
struct descriptor {
...
};

В этом примере показаны различные структуры данных и вызовы функций для управления передачей данных. Эти вызовы могут быть представлены в виде разных конструкций и способов использования, в зависимости от сценария отправления данных и требований приложений.

Пример кода

Ниже приведен пример кода, показывающий отправку данных по сети с использованием разных уровней протоколов:

void send_data(char *data, int size)
{
struct frame *frame = create_frame(data, size);
struct buffer *buffer = create_buffer(frame);
struct descriptor *descriptor = create_descriptor(buffer);
...
send_descriptor(descriptor);
...
}
void send_descriptor(struct descriptor *desc)
{
struct inet_protosw *proto = get_protocol_for_desc(desc);
proto->indicate(desc);
}

В этом примере показана отправка данных с использованием разных уровней протоколов. Создается фрейм, который представляет собой структуру данных с упакованными данными. Затем фрейм упаковывается в буфер и передается на нижний уровень протоколов с помощью дескриптора. Конечно, это просто краткое описание процесса отправки данных и на самом деле существует гораздо больше шагов и способов управления передачей данных.

skbuff

Сокеты — это интерфейс между прикладным уровнем и сетевым стеком операционной системы. Они используются для передачи данных по сети между различными узлами. Когда сокет получает пакет данных, он сохраняется в буфере сокета, который представляет собой цепочку связанных структур skbuff.

Структура skbuff определяет различные атрибуты и данные, связанные с сетевыми пакетами:

• Указатель на данные пакета
• Размер пакета
• Информация об отправителе и получателе
• Контрольная сумма
• Флаги связанных сетевых протоколов
• И другие атрибуты и метаданные

Внутри ядра Linux структуры skbuff находятся в очереди, которая управляет передачей и обработкой пакетов на различных уровнях сетевого стека операционной системы. Каждый поток или процесс может иметь свою собственную очередь буферов skbuff.

Одна из ключевых задач структуры skbuff заключается в обеспечении поддержки сетевых протоколов на уровне ядра. Она позволяет перехватывать, изменять и передавать пакеты на различных уровнях стека протоколов операционной системы. Все это осуществляется с помощью функций и драйверов, которые вызываются в соответствии с системными прерываниями и другими событиями.

Вкратце, структура skbuff является внутренней структурой данных, используемой ядром Linux для управления и обработки сетевых пакетов. Она имеет значительное значение для работы сетевых протоколов, драйверов и программ в операционной системе Linux.

Linux структура данных skbuff struct и очередь очередь

Структура данных skbuff (sockbuf) в Linux используется для передачи пакетов между системным уровнем и уровнем сетевых протоколов. Она представляет собой буфер, который содержит заголовки и данные для передачи.

Каждый скбуф содержит информацию о пакете, такую как IP-заголовок, TCP-заголовок и прочие данные, которые передаются через сокеты. Когда данные передаются между сокетами, они сохраняются в структурах skbuff и передаются в форме серии буферов.

Операция передачи данных в Linux основана на механизме очередей skbuff. Каждый пакет передается через серию структур skbuff, называемых очередями. Это позволяет эффективно организовать передачу данных и управление ими.

Все очереди скбуфов находятся на различных уровнях системного стека. Основная очередь используется на уровне физического устройства. Очередь на уровне канального устройства используется драйвером устройства. Очередь обрабатывается ядром Linux на уровне протоколов. И наконец, очередь на уровне сокетов обрабатывается приложением.

Структура skbuff состоит из набора полей, которые определяют различные атрибуты пакета. Одно из таких полей — это указатель на данные пакета. Дополнительные поля включают в себя адреса и длины заголовков протоколов, флаги состояния и другую информацию.

Очередь очередей (слотов) для skbuff структур представлена в виде структуры skbuff_head. Каждая очередь состоит из списка skbuff структур и указателя на следующую очередь. Это позволяет быстро добавлять и удалять пакеты из очереди, а также осуществлять управление по количеству пакетов внутри.

Физические и файловые интерфейсы, такие как slip или Ethernet, обрабатывают пакеты на уровне физического устройства и передают скбуфы с данными в очереди. Каждый скбуф может представлять собой отдельный пакет или фрагмент пакета.

Приложения, используя сокеты, также могут отправить данные через скбуфы, добавив их в очередь на уровне сокета. Приложение вызывает соответствующие системные вызовы для управления скбуфами, добавления и удаления пакетов.

Взаимодействие между скбуфами и очередью осуществляется с помощью операций добавить и удалить пакет. В каждом случае происходит определенная обработка и операции, определяющие внутреннюю структуру и управление скбуфами.

В итоге, структура данных skbuff struct и очередь очередь играют критическую роль в управлении передачей данных в Linux. Они обеспечивают эффективное взаимодействие между уровнями системы и оборудования, а также обеспечивают оптимальную передачу пакетов и управление ими.

Для более подробной информации о структуре данных skbuff и его использовании в Linux вы можете обратиться к официальной документации, а также к специализированным блогам и ресурсам, посвященным системному администрированию и сетевым протоколам.

Сетевой путь Linux

Когда приложение нуждается в отправке сетевого сообщения, оно вызывает функцию sendto или write, которая передает данные функции ядра, такой как sendmsg или sys_sendto. После этого, данные передаются сетевым стеком, где они обрабатываются различными компонентами.

Один из ключевых компонентов сетевого стека — это буфер сетевых пакетов, который располагается в памяти ядра и предоставляется драйверам устройств. Буфер содержит структуры данных, называемые sk_buff, которые хранят информацию о пакете, такую как его длину, адрес отправителя и получателя, а также контрольные суммы.

Драйвер устройства выполняет несколько действий для обработки полученных пакетов или отправки пакетов. Например, когда драйвер получает пакет от сетевого устройства, он вызывает функцию recvfrom для получения данных из буфера. Аналогично, при отправке данных, драйвер вызывает функцию sendto для передачи данных в буфер.

После этого, ядро Linux обрабатывает пакеты на основе сетевого стека. Это означает, что он проверяет адреса получателя и отправителя пакета, а также применяет необходимые протоколы, такие как TCP или UDP.

Прикладные программы также играют важную роль в сетевом пути Linux. Например, когда приложение получает сетевое сообщение, оно вызывает функцию recvfrom, чтобы получить данные из буфера. Или, когда приложение отправляет данные, оно вызывает функцию sendto, чтобы передать данные в буфер.

В итоге, сетевой путь Linux состоит из нескольких этапов, включая передачу пакетов между сетевыми устройствами, обработку пакетов ядром Linux и взаимодействие с прикладными программами.

На рисунке ниже показан пример сетевого пути в Linux:

• Приложение вызывает функцию sendto или write, чтобы отправить данные.
• Данные передаются в сетевой стек Linux, где они обрабатываются различными компонентами как требуется.
• Драйвер устройства обрабатывает полученные пакеты или отправляет пакеты через физические сетевые устройства.
• Полученный пакет передается буферу сетевых пакетов в ядре Linux.
• Ядро Linux выполняет обработку пакетов посредством вызова функций, таких как протоколы инетсокета (inet), функции sock или функции, обрабатывающие прикладные пакеты.
• Множество структур данных и функций в ядре Linux и приложениях контролируют и обрабатывают пакеты, чтобы доставить их и обрабатывать в соответствии с целью каждого пакета.
• В конечном итоге, пакет получается приложением-получателем или отправляется другому сетевому устройству через буфер и драйвера устройств.

Понимание сетевого стека Linux

Уровни стека

В Linux сетевой стек состоит из нескольких уровней, включая уровень приложения, транспортный уровень, уровень интернет-протокола (IP), уровень канального доступа и физический уровень.

Уровень приложения

На уровне приложения данные представлены в виде сообщений или пакетов. Отправитель создает пакет данных, добавляя к нему заголовки, содержащие информацию о передаче и получении данных. После этого пакеты передаются на транспортный уровень.

Структура данных socket является ключевой конструкцией на уровне приложений. Она представляет собой интерфейс для обмена данными между процессами. Socket позволяет передавать данные между процессами на одной машине или между машинами в сети. Для создания сокета в Linux используются системные вызовы, такие как socket, bind, connect и т.д.

Транспортный уровень

Транспортный уровень обеспечивает надежную доставку данных между узлами. Он использует протоколы такие как TCP и UDP. Для передачи данных на транспортном уровне используются структуры данных struct sk_buffer и пакеты.

Уровень IP

Уровень IP отвечает за маршрутизацию и доставку данных в сети. В Linux на этом уровне используется структура данных struct inet и протоколы TCP/IP. IP-стек Linux представлен различными протоколами и обработчиками, которые обрабатывают информацию о каждом пакете данных.

Уровень канального доступа

Уровень канального доступа отвечает за передачу данных по физической сети. В Linux используются различные протоколы, включая Ethernet, SLIP и другие. Каждый протокол имеет свой собственный набор правил и структур данных для передачи и обработки данных.

Физический уровень

Физический уровень представляет собой фактическую передачу данных по физическому каналу, такому как сетевой кабель или беспроводное соединение.

Весь сетевой стек Linux представлен через последовательные уровни и процессы, которые обрабатывают данные с помощью различных структур и протоколов. Это позволяет системе Linux эффективно обрабатывать и передавать данные в сети.

Краткое описание стека сетевых протоколов Linux

Стек сетевых протоколов Linux представляет собой набор различных протоколов и драйверов, которые обеспечивают связь между различными устройствами и приложениями в сетевой среде. Он позволяет отправить и получить пакеты данных, управлять соединениями и выполнять другие операции в сетевой среде.

Операция передачи данных через стек сетевых протоколов Linux начинается с создания экземпляра сокета (сокет — это интерфейс между приложением и сетевым стеком). Приложение отправляет данные через сокет, которые затем передаются стеком сетевых протоколов. Внутренняя анатомия обработки пакетов в стеке сетевых протоколов Linux состоит из следующих шагов:

1. Приложение вызывает функцию sendto или write для отправки данных через сокет.
2. Функция отправки (sendto или write) вызывает драйвер сетевой карты, который получает данные и передает их в виде фрейма на физическом уровне.
3. Физический уровень преобразует фрейм в набор сегментов и отправляет их через сетевую среду.
4. Сегменты передаются в протокол IP, который добавляет IP-заголовки к каждому сегменту.
5. IP-заголовки позволяют маршрутизаторам понять, как доставить сегменты до конечного узла.
6. Сетевые драйверы получают сегменты с IP-заголовками и передают их в вызов netif_rx_schedule.
7. Вызов netif_rx_schedule позволяет стеку сетевых протоколов Linux обработать полученные сегменты.
8. Приложение может принимать данные с помощью вызова recvfrom или read сокета.
9. Вызов recvfrom или read вызывает функцию sock_recvmsg, которая копирует данные из skb_buff в буфер приложения и возвращает их.

Таким образом, стек сетевых протоколов Linux обеспечивает управление передачей данных между приложениями и другими устройствами в сетевой среде. Это позволяет создать соединение между двумя или более устройствами, а также обмениваться пакетами данных в разных протоколах.

Видео:

5 советов начинающему сисадмину | Give me five!

5 советов начинающему сисадмину | Give me five! by Boosta 3,916 views 1 year ago 3 minutes, 7 seconds