第一部分：Linux 基础与系统原理

# 查看当前调度器
cat /sys/block/sda/queue/scheduler

# 查看进程线程分布
ps -eLo pid,tid,psr,comm | head -20

# 查看 CPU 使用情况
top -H -p $(pgrep -f "stress-ng")

# 安装压测工具
sudo apt-get install stress-ng

# 启动 CPU 密集型任务
stress-ng --cpu 4 --timeout 60s &

# 绑定到特定 CPU
taskset -c 1,2 stress-ng --cpu 2 --timeout 30s &

# 查看绑定效果
ps -eo pid,psr,comm | grep stress-ng

# 编译运行
go build gmp_demo.go
GODEBUG=schedtrace=1000 ./gmp_demo

# 查看调度跟踪
GODEBUG=schedtrace=1000,scheddetail=1 ./gmp_demo

# 查看 NUMA 拓扑
numactl --hardware

# 查看进程 NUMA 绑定
numactl --show

# 绑定进程到特定 NUMA 节点
numactl --cpunodebind=0 --membind=0 ./myapp

# 查看当前 swappiness
cat /proc/sys/vm/swappiness

# 调整 swappiness（0-100，值越大越倾向使用 swap）
sudo sysctl vm.swappiness=10

# 永久设置
echo 'vm.swappiness=10' >> /etc/sysctl.conf

# 查看 OOM 日志
dmesg | grep -i kill

# 查看进程 OOM 分数
cat /proc/PID/oom_score
cat /proc/PID/oom_score_adj

# 创建 cgroup
sudo mkdir /sys/fs/cgroup/memory/myapp

# 设置内存限制为 100MB
echo 104857600 > /sys/fs/cgroup/memory/myapp/memory.limit_in_bytes

# 启用 OOM 控制
echo 1 > /sys/fs/cgroup/memory/myapp/memory.oom_control

# 运行程序并加入 cgroup
echo $$ > /sys/fs/cgroup/memory/myapp/cgroup.procs

# 测试内存限制
python3 -c "
import time
data = []
while True:
    data.append('x' * 1024 * 1024)  # 每次分配 1MB
    print(f'Allocated: {len(data)}MB')
    time.sleep(1)
"

# 查看系统内存使用
free -h
cat /proc/meminfo

# 查看进程内存使用
ps aux --sort=-%mem | head -10

# 查看容器内存使用（Docker）
docker stats

# 查看容器内存使用（K8s）
kubectl top pod

# 设置内存限制
ulimit -v 500000  # 限制虚拟内存为 500MB

# 运行 OOM 测试
python3 oom_test.py

# 查看 OOM 日志
dmesg | tail -20

# 编译运行
go build memory_leak.go
./memory_leak &

# 使用 pprof 分析
go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/heap

# 生成内存使用图
go tool pprof -png http://localhost:6060/debug/pprof/heap > heap.png

# 创建 cgroup v2 目录
sudo mkdir -p /sys/fs/cgroup/myapp

# 设置内存限制
echo 200M > /sys/fs/cgroup/myapp/memory.max

# 设置内存软限制
echo 150M > /sys/fs/cgroup/myapp/memory.high

# 将当前 shell 加入 cgroup
echo $$ > /sys/fs/cgroup/myapp/cgroup.procs

# 运行内存测试
python3 -c "
import time
data = []
for i in range(300):
    data.append('x' * 1024 * 1024)
    print(f'Allocated: {i+1}MB')
    time.Sleep(0.1)
"

docker run -it busybox

# 查看连接数量
conntrack -L | wc -l

# 查看连接统计
conntrack -S

# 查看特定连接
conntrack -L -p tcp --dport 80

# 增加连接表大小
sudo sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_max=262144

# 调整超时时间
sudo sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established=7200

#!/bin/bash
# 创建完整的容器网络环境

# 1. 创建 netns
sudo ip netns add ns1
sudo ip netns add ns2

# 2. 创建网桥
sudo ip link add br0 type bridge
sudo ip addr add 10.10.0.1/24 dev br0
sudo ip link set br0 up

# 3. 创建 veth pair 1
sudo ip link add veth1 type veth peer name veth1-br
sudo ip link set veth1 netns ns1
sudo ip link set veth1-br master br0
sudo ip link set veth1-br up

# 4. 配置 ns1 网络
sudo ip netns exec ns1 ip addr add 10.10.0.2/24 dev veth1
sudo ip netns exec ns1 ip link set veth1 up
sudo ip netns exec ns1 ip route add default via 10.10.0.1

# 5. 创建 veth pair 2
sudo ip link add veth2 type veth peer name veth2-br
sudo ip link set veth2 netns ns2
sudo ip link set veth2-br master br0
sudo ip link set veth2-br up

# 6. 配置 ns2 网络
sudo ip netns exec ns2 ip addr add 10.10.0.3/24 dev veth2
sudo ip netns exec ns2 ip link set veth2 up
sudo ip netns exec ns2 ip route add default via 10.10.0.1

# 7. 测试连通性
echo "测试 ns1 到 ns2 的连通性："
sudo ip netns exec ns1 ping -c 3 10.10.0.3

# 8. 清理（可选）
# sudo ip netns del ns1
# sudo ip netns del ns2
# sudo ip link del br0

# 1. 查看当前 NAT 规则
sudo iptables -t nat -L -n -v

# 2. 创建 DNAT 规则（端口转发）
sudo iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 8080 -j DNAT --to-destination 10.10.0.2:80

# 3. 创建 SNAT 规则（源地址转换）
sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.10.0.0/24 -j MASQUERADE

# 4. 查看规则
sudo iptables -t nat -L -n -v

# 5. 测试规则
curl -I http://localhost:8080

# 6. 清理规则
sudo iptables -t nat -D PREROUTING -p tcp --dport 8080 -j DNAT --to-destination 10.10.0.2:80
sudo iptables -t nat -D POSTROUTING -s 10.10.0.0/24 -j MASQUERADE

# 1. 安装测试工具
sudo apt-get install iperf3

# 2. 在 ns1 启动服务端
sudo ip netns exec ns1 iperf3 -s &

# 3. 在 ns2 启动客户端
sudo ip netns exec ns2 iperf3 -c 10.10.0.2 -t 30

# 4. 测试延迟
sudo ip netns exec ns1 ping -c 100 10.10.0.3 | tail -1

# 5. 查看网络统计
sudo ip netns exec ns1 ss -s
sudo ip netns exec ns2 ss -s

# 1. 查看连接跟踪状态
sudo conntrack -S

# 2. 建立连接并观察
sudo ip netns exec ns1 nc -l 8080 &
sudo ip netns exec ns2 nc 10.10.0.2 8080 &

# 3. 查看连接表
sudo conntrack -L | grep 10.10.0

# 4. 查看连接详细信息
sudo conntrack -L -p tcp --dport 8080

# 5. 清理连接
sudo conntrack -D -p tcp --dport 8080

# TCP 参数优化
sudo sysctl -w net.core.somaxconn=4096
sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=10
sudo sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=4096

# 连接跟踪优化
sudo sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_max=524288
sudo sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established=7200

# 网络缓冲区优化
sudo sysctl -w net.core.rmem_max=16777216
sudo sysctl -w net.core.wmem_max=16777216

#!/bin/bash
# Linux 基础实验环境安装脚本

set -e

echo "开始安装 Linux 基础实验环境..."

# 更新系统
sudo apt-get update

# 安装基础工具
sudo apt-get install -y \
    stress-ng \
    htop \
    iotop \
    iperf3 \
    tcpdump \
    wireshark \
    conntrack \
    iproute2 \
    bridge-utils \
    cgroup-tools \
    golang-go \
    python3 \
    python3-pip

# 安装 Go 工具
go install github.com/google/pprof@latest

# 创建实验目录
mkdir -p ~/linux-experiments
cd ~/linux-experiments

# 下载实验脚本
cat > run_experiments.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
echo "Linux 基础实验环境已准备就绪！"
echo "可用的实验："
echo "1. 进程调度实验"
echo "2. 内存管理实验"
echo "3. 网络栈实验"
echo "4. 容器网络实验"
EOF

chmod +x run_experiments.sh

echo "安装完成！运行 ~/linux-experiments/run_experiments.sh 开始实验"