Linux随机进程调度算法实现.docx

《操作系统原理》实验报告

实验名称:
Linux随机进程调度算法实现“I
班级:
学号:
姓名:
日期:
2012/12/31

netstat这条命令是显示网络各种情况的命令，在不跟随任何参数被执行的情形下，将表示Active
Internet connections 和 ActiveUNIX domain sockets 的情报。
看看下面的输出信息：
这里是1正在通过ssh连接的情形[root@linux 〜]#netstat
Active Internetconnections (w/o servers)Proto Recv-Q Send-QLocal AddressForeignAddressState
tcp 00 ::ffff:192,168.1.81:ssh ::ffff: 192.168.1.56:4757 ESTABLISHEDActive UNIX domainsockets (w/o servers)
Proto RefCntFlags
Type
StateI-Node Path
unix 11
[]
DGRAM
5202
/dev/log
unix 2
[]
DGRAM
5997
@/var/run/hal/hotplug_socket
unix 2
[]
DGRAM
2536
@udevd
unix 2
[]
DGRAM
7474

unix 3
[]
STREAM
CONNECTED
5995 /var/run/dbus/system_bus_socket
unix 3
[]
STREAM
CONNECTED
5994
unix 3
[J
STREAM
CONNECTED
5974
unix 3
[]
STREAM
CONNECTED
5973
unix 2
[]
DGRAM
5933

unix 2
[]
DGRAM
5923

unix 2
[]
DGRAM
5876

unix 2
[]
DGRAM
5819

unix 2
[]
DGRAM
5805

unix 2
[]
DGRAM
5786

unix 2
[]
DGRAM
5723

unix 3
[]
STREAM
CONNECTED
5388
unix 3
[]
STREAM
CONNECTED
5387
unix 2
[]
DGRAM
5280

unix 2
[]
DGRAM
5210

[root@linux 〜]#
主要的选项：
- a显示所有socket,包括正在监听的。
- c每隔1秒就重新显示一遍，直到用户中断它。
- i显示所有网络接口的信息，格式同“ipconfig-e”。
- n以网络IP地址代替名称，显示出网络连接情形。
- r显示核心路由表，格式同“route-e”。
- t显示TCP协议的连接情况。
- u显示UDP协议的连接情况。
- v显示正在进行的工作。
以上的选项可以结合使用，例如我们想知道正在开放的TCP端口，可以用下面的形势执行 观察：
[root@linux -]#netstat -atActive Internetconnections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-QLocal AddressForeignAddressStatetcp00*:617*LISTEN
tcp 00 *:sunrpc*:*LISTENtcp00 *:ipp*LISTEN
tcp 00 linux.xiaoqi.ddo.jp:smtp *:*LISTENtcp00 *:ssh*:*LISTEN
tcp 0 132 ::ffff:192.168.1.81:ssh::ffff:192.168.1.56:4757 ESTABLISHED[root@linux 〜]#
其他使用方法可以自己尝试…・.
Hostname这个命令是表示hostname和设置hostname用的，在不跟随任何选项被执行的情形下，将表 示现在的hostname,例如下面的输出：
[root@linux 〜]#hostname
[root@linux 〜]#如果是root的登陆情形下，可以更改hostname,例如我们把现在的hostname改称centos的 情形如下：
[root@linux 〜]#hostname centos|root@linux 〜]#hostname centos [root@linux 〜]#
ping这条命令是通过向目标地址发送ICMP信息包的方式，来确定目标主机是否在工作或网络联 通与否。参数是目标主机的IP地址，例如我们要知道自己的主机的网络配置是否正常，可 通过ping自己主机来判断，情形如下：
[root@linux〜]# pinglocalhost //这个地方的localhost可以用来代替，或目标地 址IP地址或域名，通常还用这条命令来访问DNS服务器来取得目标主机的IP地址或域名 等用法PING (127.0.0.1) 56(84) bytes ofdata.
64 bytes (127.0.0.1): icmp_seq=0 ttl=64 time=0.999 ms64 bytes (127.0.0.1): icmp_seq= 1 ttl=64 time=0.630 ms
一 ping statistics ---2 packetstransmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1001ms // 注意这个地方有一个 0%表 示网络正常，当此处的X%的X是。以外的数字就说明网络有问题，或者当ping命令被执 行后，将会显示time out之类的字样。
rtt min/avg/max/mdev= 0.630/0.814/0.999/0.186 ms, pipe 2[root@linux 〜]#
Ping命令的主要选项如下：
- c数目在发送指定数目的包后停止。
- d设定SCLDEBUG的选项。
- f大量且快速地送网络封包给一台机器，看它的回应。
- I秒数设定间隔几秒送一个网络封包给一台机器，预设值是一秒送一次。
- 1次数在指定次数内，以最快的方式送封包数据到指定机器(只有超级用户可以使用此选 项)。
- q不显示任何传送封包的信息，只显示最后的结果。
- r不经由网关而直接送封包到一台机器，通常是查看本机的网络接口是否有问题。
- s字节数指定发送的数据字节数，预设值是56,加上8字节的ICMP头，一共是641cMp 数据字节
工实验名称
Linux随机进程调度算法实现二、所属课程名称
《操作系统原理》三、实验原理
linux 0. 11内核目录linux/kernel中的sched. c函数是内核中进程调度管 理的程序，其中schedule。函数负责选择系统中下一个要运行的进程。
schedule。函数首先对所有任务(进程)进行检测，唤醒任何一个已经得到 信号的进程。具体方法是任务数组中的每个进程，检查其报警定时值alarm。如 果进程的alarm时间已经过期(alarm<jiffies),那么在它的信号为图中设置 SIGALRM信号，然后清alarm值。如果进程的信号位图中除被阻塞的信号外还有 其他信号，并且读进程处于可中断睡眠状态(TASK_INTERRUPTIBLE)，那么置该进 程为就绪状态(TASK_RUNNING)。
随后是进程调度函数的核心处理局部，即while循环。这个局部代码根据随 机调度机制(jiffies % NR_TASKS+1随机产生进程在task□数组中的位置号)， 来选择随后要执行的进程。他首先检查进程任务数组中的所有任务，只要任务(进 程)处于就绪(TASK_RUNNING)状态，就利用switch_to ()函数切换到到该进程。 假设所有的就绪态任务的该值都等于零，表示此刻所有任务(进程)都已经运行完 毕，再重新执行循。
四、实验内容和步骤
参数说明：
jiffies:系统从开机开始算起的滴答数(10ms/滴答);
NR_TASKS：系统能容纳的最大进程数(64个);
task口:任务(进程)数组；
更改代码如下：(linux 0. 11内核目录下linux/kernel/sched. c源文件的scheduling ()函数while (1)循环)
while (1) {〃定义c用来判断系统中是否可运行的任务(进程)存在；
C=-1;//c初值设为-1,默认不存在可运行进程；next = 0;〃next记录下一个即将运行的进程；
《jiffies % NR_TASKS+1; 〃i的值是随机产生的；p=&task[i] ;〃p指向在task表中下标为i的进程；
while (--i) { 〃遍历task口；if (!*一p) continue; 〃如果task[i]不包含进程，跳过;
〃如果task[i]包含进程且该进程处于就绪状态，记录//该任务(进程)序号,跳出无限循环while⑴，转向
〃switch_to()函数执行该任务(进程)；if ((*p)->state = TASK_RUNNING)
{ next 二 i;c=i; break;})
if (c) break;〃如果没有任何任务(进程)要执行，那么跳出，〃转向switch to(),执行0号进程(idle)。
实验步骤:
(1)修改linux 0. 11内核目录下linux/kernel/sched. c源文件拷贝出来，并
修改其scheduling ()函数，如下列图:
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void schedule(void) ( int ir nextr c; struct task_struct ** p;|for(p = &LAST_TASK ; p > &FIRST_TASK ; —p) if (*P) 「一
if ((*p)->alarm && (*p)->alarm < jiffies) { (*p)->signal 1= (1« (SIGALRM-1)); (*p)->alarm = 0;if (((*p)->signal & ~(_BLOCKABLE & (*p)->blocked)) && (*p) ->state=TASK^INTERRUPTIBLE)
(*p) ->state=TASK_RUNNING;} 一
/♦while (1) { c = -1; next = 0; i = NR__TASKS; p = &task[NR_TASKS]; while (-i) { if (!*―p) continue;if ((*p)->state _ TASK_RUNNING && (*p)->counter > c) c = (*p) ->coxmterF next = i;
} if (c) break;
for(p = &LASTJTASK ; p > &FIRST_TASK ; -p) if (*P) (*p)->counter = ((*p)->counter » 1) + (*p)->priority;
}*/
while (1) { c=-l; next = 0;141
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155
156 }
i=jiffies % NR_TASKS+1;p=&task[i];
while (--i) { if (!*—p) continue;if ((*p)->state == TASK^RUNNING)
( 一 next = i; c=i; break;
} if (c) break;
}
switch to(next);更改后的schedule。函数(原创)
(2)将sched. c文件拷贝到diska盘(即系统b盘)中；(3 )运行linux 0. 11系统，使用mcopy命令将sched. c拷贝到 /usr/src/1 inux/kernel目录中，替换原有文件；
(4)使用cd命令进入到usr/src/linux中，先后使用make clean、make指 令编译新的Image文件。
(5)关闭linux 0. 11系统，将新的Image文件拷贝出，替换linux 0. 11文 件夹中的旧的Image文件，即bootimage-0.11 -hd文件；
(6)重新启动linux 0.11系统，验证新系统运行是否正常。
五、实验结果说明：下列图是经过修改过的linux 0.11系统，运行正常。
使用了 cd、Is、mcopy等命令运行均正常，新、旧linux 0.11系统的区别 是：旧的系统采用的是剩余执行时间最长优先的进程调度策略，而新的 系统采用的是随机进程调度策略。
新的 linux 0. 11 运行正常附录资料：不需要的可以自行删除
CentOS网络设置这里介绍一下Linux下的网络设置文件，这是网络计算机服务器的前提条件。
1 .网络的基本设置我们在设置网络环境的时候，提前要弄清楚以下的相关信息。
IP IP地址Netmak子网掩码
Gateway默认网关HostName主机名称
DomainName 域名DNS DNS 的 IP
2 .网络设置文件无论是通过网络配置命令（下文将提到）来配置网络，还是通过图形化的配置界面，最终的 配置信息都将写入到某某的文件中，也就是说一旦我们知道了这些信息都写到了什么文件中 或哪儿个文件中，我们就可以通过直接的修改某某文件来直接进行配置，下面就说明一下网 络设置将要涉及到的几个主要的文件。不光是CentOS,其他的UNIX系的OS都可以通过 这个方法来配置网络，不过系统的不同定义也不同，比方说有些系统会说到通过直接修改文 件的方法配置网络信息会导致网络环境的不稳定，提倡使用图形界面或配置命令的形式来配 置网络，这里要特别的注意。
（1）文件 /etc/sysconfig/network这个/etc/sysconfig/network文件是定义hostname和是否利用网络的不接触网络设备的对系统 全体定义的文件。
设定形式：设定值=值/etc/sysconfig/network 的设定工程如卜：
NETWORKING 是否利用网络GATEWAY默认网关
IPGATEWAYDEV默认网关的接口名HOSTNAME主机名
DOMAIN域名
（2） 文件 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ethO/etc/sysconfig/network-scripts在这个目录下面，存放的是网络接口（网卡）的制御脚本文件 （控制文件），ifcfg-ethO是默认的第一个网络接口，如果机器中有多个网络接口，那么名字 就将依此类推ifcfg-ethl,ifcfg-eth2,ifcfg- eth3……（这里面的文件是相当重要的，涉及到网络 能否正常工作）
设定形式：设定值=值设定工程工程如下：
DEVICE接口名（设备，网卡）BOOTPROTO IP 的配置方法（static:固定 IP, dhcpHCP, none:手动）
HWADDR MAC 地址ONBOOT系统启动的时候网络接口是否有效（yes/no）
TYPE网络类型（通常是Ethemet）NETMASK网络掩码
IPADDR IP 地址IPV6INIT IPV6 是否有效（yes/no）
GATEWAY默认网关IP地址这里有一个例子：
CODE:
[root@linux 〜]# cat -n /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ethO
1 DEVICE=ethO
2 BOOTPROTO=static
3 BROADCAST=
4 HWADDR=00:0C:2x:6x:0x:xx
5
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8 ONBOOT=yes
9 TYPE=Ethernet
（3）文件 /etc/resolv.conf这个文件是用来配置主机将用的DNS服务器信息。在这个文件中如果不设置DNS服务器的 IP 地址，那么在通信的时候，将无法指定像 [url= :〃 centospub [/url[/url]]这样的域名。（DNS 是 Domain Name
System的简称，中文名称域名解析服务器，主要是IP和域名转换功能）/etc/resolv.conf的设 定工程：
domain 一定义本地域名search 一定义域名和搜索列表
nameserver一定义被参照的DNS服务器的IP地址（最多可指定3个）一般来说最重要的是第三个nameserver工程，没有这项定义，用域名将无法访问网站，并 且yum等服务将无法利用
（4）文件 /etc/hosts/etc/hosts这个文件是记载LAN内接续的各主机的对应[HostName和IP]用的。在LAN内， 我们各个主机间访问通信的时候，用的是内网的IP地址进行访问（例：192.168.1.22, 192.168.1.23）,从而确立连接进行通信。除了通过访问IP来确立通信访问之外，我们还可 以通过HostName进行访问，我们在安装机器的时候都会给机器起一个名字，这个名字就是 这台机器的HostName,通过上图可以看到，HostA的hostname是centos 1,HostB的hostname 是centos2那我们怎么能不但通过IP确立连接，通过这个IP对应的HostName进行连接访 问呢？解决的方法就是这个/etc/hosts这个文件，通过把LAN内的各主机的IP地址和 HostName的——对应写入这个文件的时候，就可以解决问题。
要在HostA上用ssh访问HostB的时候，在命令行下做这样的操作：
[-]CODE:
[root@centosl ~]# [email=root@ 192.168.1.23's]root@ 192.168.1 .23's[/email] password:
Last login: Mon Dec 25 15:04:58 2006 from centos 1 [root@centos2 〜]#访问成功后，我们看到hostname的地方变化了。
那么我们用hostname试试看：
[-]CODE:
[root@centos 1 〜]# ssh centos2ssh:centos2: Name or service not known 1提示错误，不知道主机 [root@centosl 〜]#
那么我们编辑/etc/hosts文件，将HostB的IP和hostname的对应关系写入这个文件，如果主机 有域名，可以将域名写在IP地址之后hostname之前，并且用空格隔开，形式如第三行 127.0.0.1 的设置。
[-]CODE:
[root@centosl 〜]# cat -n /etc/hosts
1 # Do not remove the following line, or various programs
2 # that require network functionality will fail.
3 127.0.0.1 localhost.localdomain localhost
4 192.168.1.23 centos2[root@centos2 〜]#
然后我们再从复#$511 centos2的操作[-]CODE:
[root@centos 1 〜]# ssh centos2[email=root@centos2's]root@centos2's[/email] password:
Last login: Mon Dec 25 15:05:07 2006 from centos 1[root@centos2 〜]#
可以看到访问成功了，这个文件就是这样的，倘假设你要用windowsXP访问局域网中的linux 你也可以用上面的方法，只不过在windowsXP下面你也要修改hosts这个文件，文件路径: C:\WlNDOWS\system32\drivers\etc\hosts,在这个文件中添加你要访问的局域网中的主机的 IP和hostname,就能通过主机名访问主机了。
3.网络基本命令
(1) network service的制御网络接口配置信息改动后，网络服务必须从新启动，来激活网 络新配置的使得配置生效，这局部操作和从新启动系统时时一样的作用。制御(控制)是 /etc/init.d/network这个文件，可以用这个文件后面加上下面的参数来操作网络服务。例如： [root@linux -]#/etc/init.d/networkrestart同样也可以用service这个命令来操作网络服务例如：
[root@linux 〜]#service network restartstart 一启动
stop 一停止restart 一再启动
reload一和再启动一样(・.)status —状态表示
如果服务器软件采用rpm的方式安装，以上的内容大多数都对应。
(2) network管理命令网络管理还有一些常用的命令，下面介绍几个常用的命令。
ifconfignetstat
hostnameping
tracerouteifconfig
这个命令可以用于，网络接口的启动/停止，更改设置和表示网络状态，在不添加任何参数 的情况下，这个ifconfig可以表示网络接口的状态。例如：
[root@linux 〜]# ifconfigethO Link encap:Ethemet HWaddr00:xx:xx:xx:04:45
inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe61:445/64 Scopeink
UPBROADCAST RUNNING MULTICAST MTU: 1500 Metric: 1RXpackets:472 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TXpackets:445 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:1000
RXbytes:35804 （34.9 KiB） TX bytes:53012（51.7 KiB）Interrupt: 185 Base address:0xl080
lo Link encapocal Loopback
inet6 addr: ::1/128 Scope:HostUPLOOPBACK RUNNING MTU: 16436 Metric: 1
RXpackets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TXpackets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0RXbytes:560 （560.0 b） TX bytes:560 （560.0b）
[root@linux 〜]#看看ifeonfig的输出内容
1. Link encap <—
2. HWaddr -MAC 地址
1.1 netaddr-IP 地址（IPV4）
4. Beast —广播地址
5. Mask 一衍码
6. inet6 addr -IP 地址（IPV6）
7. UP一启动中
8. BROADCAST —广播地址有效
9. RUNNING —动作MTU —网络接口的 MTU （MaximumTransfer Unit： Ethernet 最大传送 frame 值）
10. Metric <—RX packets 一受信包数
11. TX packets 一送信包数collisions <—
12. interrupt <—IRQ 号码Baseaddress <—I/O 地址
通过这个命令还可以up （开启）和down （关闭）某个网络接口（网卡），例如我们关闭ethO 可以用下面的命令：
[root@linux 〜]#ifconfigethO down相反的开启如下：
[root@linux -|#ifconfigethO up通过这个命令还可以设置网络接口（网卡），例如我们将ethO的IP设置成192.168.1.11,子
网衍码设置成如下：
假如有多个网络接口的情况下，ethX的X局部用网络接口码（数字，例如eth0,ethl,eth2代 替）。