高性能Linux网络编程核心技术揭秘

详解高性能Linux网络编程核心技术及DPDK框架 刨析Nginx高性能服务器架构 实战基于libevent 的FTP服务器、基于epoll的高并发聊天服务器、基于DPDK的应用案例、基于P2P架构的高性能游戏服务器 配套示例源码、作者QQ答疑

本书没有从基本的网络编程知识讲起，而是着眼于当前业界主流的Linux高性能网络编程框架，并以实战案例的形式将相关知识展现出来。本书详细讲解高性能Linux网络编程的常用框架，包括Linux网络自带的基本I/O模型epoll、Intel公司的DPDK、高性能服务器Nginx、高性能事件库libevent，并配套全部示例源码。 本书共分10章，内容包括高性能网络编程概述、Linux基础和网络、搭建Linux网络开发环境、网络服务器设计、基于libevent 的FTP服务器、基于epoll的高并发聊天服务器、高性能服务器Nginx架构解析、DPDK开发环境的搭建、DPDK应用案例实战、基于P2P架构的高性能游戏服务器。 本书既适合Linux高性能网络编程初学者、高性能网络服务器开发人员、高并发游戏服务器开发人员等阅读，也适合作为高等院校计算机网络与通信、计算机网络技术等相关专业的教材。

朱文伟，名校计算机专业统招硕士。20多年C\C++、Java开发经验，主导开发过密码、图形、人工智能等方向的产品。精通Linux、Windows系统开发及数据库开发技术。著有图书《PyQt 5从入门到精通》《Qt 6.x从入门到精通》《Linux C/C++服务器开发实践》《OpenCV 4.5计算机视觉开发实战：基于Python》《OpenCV 4.5计算机视觉开发实战（基于VC++）》《Linux C与C++ 一线开发实践》《密码学原理与Java实现》《Visual C++ 2013从入门到精通》。

第1章高性能网络编程概述1
1.1来自产品经理的压力1
1.2网络高性能需求越来越大4
1.3高性能网络报文处理的瓶颈5
1.4八仙过海各显神通8
1.5Linux内核的弊端8
1.6什么是DPDK9
1.7高性能服务器框架研究10
1.7.1C/S模型10
1.7.2P2P模型11
1.7.3服务器的框架概述12
1.7.4高效的事件处理模式12
1.7.5高效的并发模式14
1.7.6提高服务器性能的方法15
第2章Linux基础和网络17
2.1Linux启动过程17
2.2图形模式与文字模式的切换方式19
2.3Linux关机和重启20
2.4开机自启动21
2.5查看Ubuntu的内核版本23
2.6查看Ubuntu操作系统的版本23
2.7查看CentOS操作系统的版本23
2.8CentOS7升级glibc24
2.9在文件中搜索24
2.10Linux配置文件的区别24
2.11让/etc/profile文件修改后立即生效26
2.12Linux性能优化的常用命令26
2.13测试Web服务器性能28
2.13.1架设Web服务器Apache28
2.13.2Windows下测试Web服务器性能30
2.13.3Linux下测试Web服务器性能32
2.14Linux中的文件权限37
2.15环境变量的获取和设置38
2.16解析命令行参数函数41
2.17登录桌面到龙芯服务器42
2.18远程桌面到银河麒麟43
2.19KVM和Qemu的关系44
2.20检查系统是否支持虚拟化45
2.21在Ubuntu22中使用KVM虚拟机CentOS845
2.21.1安装CentOS8虚拟机46
2.21.2虚拟机和宿主机网络通信46
2.21.3通过ssh命令登录到虚拟机47
2.21.4通过scp命令向虚拟机Linux传送文件47
2.21.5让虚拟机识别到PCI设备48
2.22在Ubuntu下安装RPM包51
2.23在CentOS中使用KVM虚拟机Ubuntu2251
2.23.1通过图形化终端使用Ubuntu2251
2.23.2通过远程桌面方式使用Ubuntu2252
2.23.3自定义路径安装KVM虚拟机53
2.23.4让虚拟机识别到PCI设备57
2.24银河麒麟系统中使用虚拟机58
2.25网络通信与报文处理60
2.26Linux内核的报文处理机制61
2.26.1Linux协议栈61
2.26.2NAPI技术62
2.26.3高性能网卡及网卡多队列技术62
2.26.4RPS/RFS技术63
2.26.5Linux套接字报文采集63
2.27PF_RING高性能报文处理框架64
2.27.1PF_RING简介64
2.27.2PF_RING非零复制库64
2.27.3PF_RING零复制库66
2.28DPDK高性能报文处理框架67
2.28.1DPDK及其技术优点67
2.28.2DPDK库组件68
2.28.3PF_RINGZC与DPDK优化技术对比69
第3章搭建Linux网络开发环境70
3.1准备虚拟机环境70
3.1.1在VMware下安装Linux70
3.1.2开启登录时的root账号73
3.1.3解决Ubuntu上的vi方向键问题75
3.1.4关闭防火墙75
3.1.5配置安装源76
3.1.6安装网络工具包77
3.1.7安装基本开发工具77
3.1.8启用SSH77
3.1.9做个快照79
3.1.10连接虚拟机Linux79
3.1.11和虚拟机互传文件93
3.2搭建Linux下的C/C++开发环境94
3.3搭建Windows下的LinuxC/C++开发环境95
3.3.1Windows下非集成式的LinuxC/C++开发环境95
3.3.2Windows下集成式的LinuxC/C++开发环境99
第4章网络服务器设计103
4.1I/O模型104
4.1.1基本概念104
4.1.2同步和异步104
4.1.3阻塞和非阻塞106
4.1.4同步异步和阻塞非阻塞的关系108
4.1.5为什么要采用socketI/O模型109
4.1.6（同步）阻塞I/O模型109
4.1.7（同步）非阻塞式I/O模型110
4.1.8（同步）I/O多路复用模型111
4.1.9（同步）信号驱动式I/O模型112
4.1.10异步I/O模型112
4.1.11五种I/O模型的比较113
4.2单进程循环服务器114
4.2.1UDP循环服务器114
4.2.2TCP循环服务器118
4.3多进程并发服务器121
4.3.1多进程并发服务器的分类121
4.3.2fork函数的使用122
4.4多线程并发服务器127
4.5I/O多路复用的服务器131
4.5.1使用场景132
4.5.2基于select的服务器132
4.5.3基于poll的服务器140
4.5.4基于epoll的服务器147
第5章基于libevent的FTP服务器156
5.1Reactor模式156
5.1.1Reactor模式的优点157
5.1.2Reactor模式框架157
5.1.3Reactor事件处理流程159
5.2使用libevent的基本流程159
5.3下载和编译libevent161
5.4FTP概述163
5.4.1FTP的工作原理163
5.4.2FTP的传输方式163
5.4.3FTP的工作方式164
5.4.4FTP命令165
5.4.5FTP应答码167
5.5开发FTP服务器169
5.6开发FTP客户端175
5.6.1客户端需求分析175
5.6.2概要设计176
5.6.3客户端工作流程设计176
5.6.4实现主界面176
5.6.5实现登录界面180
5.6.6实现登录后的操作界面180
5.6.7运行结果186
第6章基于epoll的高并发聊天服务器189
6.1系统平台的选择189
6.1.1应用系统平台模式的选择189
6.1.2C/S模式介绍190
6.1.3数据库系统的选择191
6.2系统需求分析191
6.3系统总体设计193
6.4即时通信系统的实施原理194
6.4.1IM的工作方式194
6.4.2IM的基本技术原理194
6.4.3IM的通信方式195
6.5功能模块划分195
6.5.1模块划分195
6.5.2服务器端功能196
6.5.3客户端功能196
6.5.4服务器端多线程197
6.5.5客户端的循环等待197
6.6数据库设计197
6.6.1准备MySQL环境198
6.6.2登录MySQL200
6.6.3Linux下的MySQL的C编程203
6.6.4聊天系统数据库设计208
6.7服务器端设计210
6.7.1使用epoll模型210
6.7.2详细设计210
6.8客户端设计218
第7章高性能服务器Nginx架构解析226
7.1什么是Nginx226
7.2Nginx的下载和安装227
7.3为何要研究Nginx228
7.4Nginx概述230
7.5Nginx服务器设计原则231
7.6整体架构研究233
7.6.1模块化设计体系233
7.6.2事件驱动模型234
7.6.3进程模型236
7.6.4内存池设计237
7.7Nginx重要的数据结构238
7.7.1ngx_str_t数据结构238
7.7.2ngx_array_t数据结构239
7.7.3ngx_pool_t数据结构240
7.8反向代理和负载均衡241
7.8.1Nginx反向代理功能241
7.8.2负载均衡的配置242
7.9信号机制243
7.9.1启动Nginx243
7.9.2进程管理244
7.10HTTP框架解析246
7.10.1HTTP框架工作流程246
7.10.2处理引擎248
7.10.3过滤引擎249
7.11upstream机制的实现249
第8章DPDK开发环境的搭建253
8.1检查装备253
8.1.1基本硬件要求253
8.1.2操作系统要求253
8.1.3编译DPDK的要求254
8.1.4运行DPDK应用程序的要求254
8.2虚拟机下编译安装DPDK20255
8.2.1为何要配置硬件255
8.2.2配置CPU255
8.2.3配置内存256
8.2.4添加网卡257
8.2.5安装和使用Meson258
8.2.6下载并解压DPDK261
8.2.7配置构建、编译和安装261
8.2.8第一个基于DPDK20的DPDK程序264
8.2.9大页内存及其设置267
8.2.10绑定网卡276
8.2.11实现一个稍复杂的命令行工具282
8.3虚拟机下命令方式建立DPDK19环境293
8.4虚拟机下脚本方式建立DPDK19环境295
8.5在CentOS7.6下建立DPDK19环境302
8.6在CentOS8.2下建立DPDK20环境313
8.6.1搭建Meson+Ninja环境313
8.6.2基于Meson建立DPDK20环境315
8.6.3单步调试DPDK20程序318
8.6.4make命令开发DPDK20程序321
8.7在国产操作系统下搭建基于万兆网卡的DPDK20环境326
8.7.1CentOS8验证万兆网卡327
8.7.2DPDK适配PC国产系统329
8.7.3DPDK适配兆芯服务器332
8.7.4DPDK适配飞腾服务器334