① linux环境下的进程调度算法有哪些
第一部分： 实时调度算法介绍
对于什么是实时系统，POSIX 1003.b作了这样的定义：指系统能够在限定的响应时间内提供所需水平的服务。而一个由Donald Gillies提出的更加为大家接受的定义是：一个实时系统是指计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性，也取决于结果产生的时间，如果系统的时间约束条件得不到满足，将会发生系统出错。
实时系统根据其对于实时性要求的不同，可以分为软实时和硬实时两种类型。硬实时系统指系统要有确保的最坏情况下的服务时间，即对于事件的响应时间的截止期限是无论如何都必须得到满足。比如航天中的宇宙飞船的控制等就是现实中这样的系统。其他的所有有实时特性的系统都可以称之为软实时系统。如果明确地来说，软实时系统就是那些从统计的角度来说，一个任务（在下面的论述中，我们将对任务和进程不作区分）能够得到有确保的处理时间，到达系统的事件也能够在截止期限到来之前得到处理，但违反截止期限并不会带来致命的错误，像实时多媒体系统就是一种软实时系统。
一个计算机系统为了提供对于实时性的支持，它的操作系统必须对于CPU和其他资源进行有效的调度和管理。在多任务实时系统中，资源的调度和管理更加复杂。本文下面将先从分类的角度对各种实时任务调度算法进行讨论，然后研究普通的 Linux操作系统的进程调度以及各种实时Linux系统为了支持实时特性对普通Linux系统所做的改进。最后分析了将Linux操作系统应用于实时领域中时所出现的一些问题，并总结了各种实时Linux是如何解决这些问题的。
1. 实时CPU调度算法分类
各种实时操作系统的实时调度算法可以分为如下三种类别[Wang99][Gopalan01]：基于优先级的调度算法（Priority-driven scheling-PD）、基于CPU使用比例的共享式的调度算法（Share-driven scheling-SD）、以及基于时间的进程调度算法（Time-driven scheling-TD），下面对这三种调度算法逐一进行介绍。
1.1. 基于优先级的调度算法
基于优先级的调度算法给每个进程分配一个优先级，在每次进程调度时，调度器总是调度那个具有最高优先级的任务来执行。根据不同的优先级分配方法，基于优先级的调度算法可以分为如下两种类型[Krishna01][Wang99]：
静态优先级调度算法：
这种调度算法给那些系统中得到运行的所有进程都静态地分配一个优先级。静态优先级的分配可以根据应用的属性来进行，比如任务的周期，用户优先级，或者其它的预先确定的策略。RM（Rate-Monotonic）调度算法是一种典型的静态优先级调度算法，它根据任务的执行周期的长短来决定调度优先级，那些具有小的执行周期的任务具有较高的优先级。
动态优先级调度算法：
这种调度算法根据任务的资源需求来动态地分配任务的优先级，其目的就是在资源分配和调度时有更大的灵活性。非实时系统中就有很多这种调度算法，比如短作业优先的调度算法。在实时调度算法中， EDF算法是使用最多的一种动态优先级调度算法，该算法给就绪队列中的各个任务根据它们的截止期限（Deadline）来分配优先级，具有最近的截止期限的任务具有最高的优先级。
1.2. 基于比例共享调度算法
虽然基于优先级的调度算法简单而有效，但这种调度算法提供的是一种硬实时的调度，在很多情况下并不适合使用这种调度算法：比如象实时多媒体会议系统这样的软实时应用。对于这种软实时应用，使用一种比例共享式的资源调度算法（SD算法）更为适合。
比例共享调度算法指基于CPU使用比例的共享式的调度算法，其基本思想就是按照一定的权重（比例）对一组需要调度的任务进行调度，让它们的执行时间与它们的权重完全成正比。
我们可以通过两种方法来实现比例共享调度算法[Nieh01]：第一种方法是调节各个就绪进程出现在调度队列队首的频率，并调度队首的进程执行；第二种做法就是逐次调度就绪队列中的各个进程投入运行，但根据分配的权重调节分配个每个进程的运行时间片。
比例共享调度算法可以分为以下几个类别：轮转法、公平共享、公平队列、彩票调度法（Lottery）等。
比例共享调度算法的一个问题就是它没有定义任何优先级的概念；所有的任务都根据它们申请的比例共享CPU资源，当系统处于过载状态时，所有的任务的执行都会按比例地变慢。所以为了保证系统中实时进程能够获得一定的CPU处理时间，一般采用一种动态调节进程权重的方法。
1.3. 基于时间的进程调度算法
对于那些具有稳定、已知输入的简单系统，可以使用时间驱动（Time-driven:TD）的调度算法，它能够为数据处理提供很好的预测性。这种调度算法本质上是一种设计时就确定下来的离线的静态调度方法。在系统的设计阶段，在明确系统中所有的处理情况下，对于各个任务的开始、切换、以及结束时间等就事先做出明确的安排和设计。这种调度算法适合于那些很小的嵌入式系统、自控系统、传感器等应用环境。
这种调度算法的优点是任务的执行有很好的可预测性，但最大的缺点是缺乏灵活性，并且会出现有任务需要被执行而CPU却保持空闲的情况。
2. 通用Linux系统中的CPU调度
通用Linux系统支持实时和非实时两种进程，实时进程相对于普通进程具有绝对的优先级。对应地，实时进程采用SCHED_FIFO或者SCHED_RR调度策略，普通的进程采用SCHED_OTHER调度策略。
在调度算法的实现上，Linux中的每个任务有四个与调度相关的参数，它们是rt_priority、policy、priority（nice）、counter。调度程序根据这四个参数进行进程调度。
在SCHED_OTHER 调度策略中，调度器总是选择那个priority+counter值最大的进程来调度执行。从逻辑上分析，SCHED_OTHER调度策略存在着调度周期（epoch），在每一个调度周期中，一个进程的priority和counter值的大小影响了当前时刻应该调度哪一个进程来执行，其中 priority是一个固定不变的值，在进程创建时就已经确定，它代表了该进程的优先级，也代表这该进程在每一个调度周期中能够得到的时间片的多少； counter是一个动态变化的值，它反映了一个进程在当前的调度周期中还剩下的时间片。在每一个调度周期的开始，priority的值被赋给 counter，然后每次该进程被调度执行时，counter值都减少。当counter值为零时，该进程用完自己在本调度周期中的时间片，不再参与本调度周期的进程调度。当所有进程的时间片都用完时，一个调度周期结束，然后周而复始。另外可以看出Linux系统中的调度周期不是静态的，它是一个动态变化的量，比如处于可运行状态的进程的多少和它们priority值都可以影响一个epoch的长短。值得注意的一点是，在2.4以上的内核中， priority被nice所取代，但二者作用类似。
可见SCHED_OTHER调度策略本质上是一种比例共享的调度策略，它的这种设计方法能够保证进程调度时的公平性--一个低优先级的进程在每一个epoch中也会得到自己应得的那些CPU执行时间，另外它也提供了不同进程的优先级区分，具有高priority值的进程能够获得更多的执行时间。
对于实时进程来说，它们使用的是基于实时优先级rt_priority的优先级调度策略，但根据不同的调度策略，同一实时优先级的进程之间的调度方法有所不同：
SCHED_FIFO：不同的进程根据静态优先级进行排队，然后在同一优先级的队列中，谁先准备好运行就先调度谁，并且正在运行的进程不会被终止直到以下情况发生：1.被有更高优先级的进程所强占CPU；2.自己因为资源请求而阻塞；3.自己主动放弃CPU（调用sched_yield）；
SCHED_RR：这种调度策略跟上面的SCHED_FIFO一模一样，除了它给每个进程分配一个时间片，时间片到了正在执行的进程就放弃执行；时间片的长度可以通过sched_rr_get_interval调用得到；
由于Linux系统本身是一个面向桌面的系统，所以将它应用于实时应用中时存在如下的一些问题：
Linux系统中的调度单位为10ms，所以它不能够提供精确的定时；
当一个进程调用系统调用进入内核态运行时，它是不可被抢占的；
Linux内核实现中使用了大量的封中断操作会造成中断的丢失；
由于使用虚拟内存技术，当发生页出错时，需要从硬盘中读取交换数据，但硬盘读写由于存储位置的随机性会导致随机的读写时间，这在某些情况下会影响一些实时任务的截止期限；
虽然Linux进程调度也支持实时优先级，但缺乏有效的实时任务的调度机制和调度算法；它的网络子系统的协议处理和其它设备的中断处理都没有与它对应的进程的调度关联起来，并且它们自身也没有明确的调度机制；
3. 各种实时Linux系统
3.1. RT-Linux和RTAI
RT -Linux是新墨西哥科技大学（New Mexico Institute of Technology）的研究成果[RTLinuxWeb][Barabanov97]。它的基本思想是，为了在Linux系统中提供对于硬实时的支持，它实现了一个微内核的小的实时操作系统（我们也称之为RT-Linux的实时子系统），而将普通Linux系统作为一个该操作系统中的一个低优先级的任务来运行。另外普通Linux系统中的任务可以通过FIFO和实时任务进行通信。RT-Linux的框架如图 1所示：
图 1 RT-Linux结构
RT -Linux的关键技术是通过软件来模拟硬件的中断控制器。当Linux系统要封锁CPU的中断时时，RT-Linux中的实时子系统会截取到这个请求，把它记录下来，而实际上并不真正封锁硬件中断，这样就避免了由于封中断所造成的系统在一段时间没有响应的情况，从而提高了实时性。当有硬件中断到来时， RT-Linux截取该中断，并判断是否有实时子系统中的中断例程来处理还是传递给普通的Linux内核进行处理。另外，普通Linux系统中的最小定时精度由系统中的实时时钟的频率决定，一般Linux系统将该时钟设置为每秒来100个时钟中断，所以Linux系统中一般的定时精度为 10ms，即时钟周期是10ms，而RT-Linux通过将系统的实时时钟设置为单次触发状态，可以提供十几个微秒级的调度粒度。
RT-Linux实时子系统中的任务调度可以采用RM、EDF等优先级驱动的算法，也可以采用其他调度算法。
RT -Linux对于那些在重负荷下工作的专有系统来说，确实是一个不错的选择，但他仅仅提供了对于CPU资源的调度；并且实时系统和普通Linux系统关系不是十分密切，这样的话，开发人员不能充分利用Linux系统中已经实现的功能，如协议栈等。所以RT-Linux适合与工业控制等实时任务功能简单，并且有硬实时要求的环境中，但如果要应用与多媒体处理中还需要做大量的工作。
意大利的RTAI( Real-Time Application Interface )源于RT-Linux，它在设计思想上和RT-Linux完全相同。它当初设计目的是为了解决RT-Linux难于在不同Linux版本之间难于移植的问题，为此，RTAI在 Linux 上定义了一个实时硬件抽象层，实时任务通过这个抽象层提供的接口和Linux系统进行交互，这样在给Linux内核中增加实时支持时可以尽可能少地修改 Linux的内核源代码。
3.2. Kurt-Linux
Kurt -Linux由Kansas大学开发，它可以提供微秒级的实时精度[KurtWeb] [Srinivasan]。不同于RT-Linux单独实现一个实时内核的做法，Kurt -Linux是在通用Linux系统的基础上实现的，它也是第一个可以使用普通Linux系统调用的基于Linux的实时系统。
Kurt-Linux将系统分为三种状态：正常态、实时态和混合态，在正常态时它采用普通的Linux的调度策略，在实时态只运行实时任务，在混合态实时和非实时任务都可以执行；实时态可以用于对于实时性要求比较严格的情况。
为了提高Linux系统的实时特性，必须提高系统所支持的时钟精度。但如果仅仅简单地提高时钟频率，会引起调度负载的增加，从而严重降低系统的性能。为了解决这个矛盾， Kurt-Linux采用UTIME所使用的提高Linux系统中的时钟精度的方法[UTIMEWeb]：它将时钟芯片设置为单次触发状态（One shot mode），即每次给时钟芯片设置一个超时时间，然后到该超时事件发生时在时钟中断处理程序中再次根据需要给时钟芯片设置一个超时时间。它的基本思想是一个精确的定时意味着我们需要时钟中断在我们需要的一个比较精确的时间发生，但并非一定需要系统时钟频率达到此精度。它利用CPU的时钟计数器TSC (Time Stamp Counter)来提供精度可达CPU主频的时间精度。
对于实时任务的调度，Kurt-Linux采用基于时间（TD）的静态的实时CPU调度算法。实时任务在设计阶段就需要明确地说明它们实时事件要发生的时间。这种调度算法对于那些循环执行的任务能够取得较好的调度效果。
Kurt -Linux相对于RT-Linux的一个优点就是可以使用Linux系统自身的系统调用，它本来被设计用于提供对硬实时的支持，但由于它在实现上只是简单的将Linux调度器用一个简单的时间驱动的调度器所取代，所以它的实时进程的调度很容易受到其它非实时任务的影响，从而在有的情况下会发生实时任务的截止期限不能满足的情况，所以也被称作严格实时系统（Firm Real-time）。目前基于Kurt-Linux的应用有：ARTS（ATM Reference Traffic System）、多媒体播放软件等。另外Kurt-Linux所采用的这种方法需要频繁地对时钟芯片进行编程设置。
3.3. RED-Linux
RED -Linux是加州大学Irvine分校开发的实时Linux系统[REDWeb][ Wang99]，它将对实时调度的支持和Linux很好地实现在同一个操作系统内核中。它同时支持三种类型的调度算法，即：Time-Driven、 Priority-Dirven、Share-Driven。
为了提高系统的调度粒度，RED-Linux从RT-Linux那儿借鉴了软件模拟中断管理器的机制，并且提高了时钟中断频率。当有硬件中断到来时，RED-Linux的中断模拟程序仅仅是简单地将到来的中断放到一个队列中进行排队，并不执行真正的中断处理程序。
另外为了解决Linux进程在内核态不能被抢占的问题， RED-Linux在Linux内核的很多函数中插入了抢占点原语，使得进程在内核态时，也可以在一定程度上被抢占。通过这种方法提高了内核的实时特性。
RED-Linux的设计目标就是提供一个可以支持各种调度算法的通用的调度框架，该系统给每个任务增加了如下几项属性，并将它们作为进程调度的依据：
Priority：作业的优先级；
Start-Time：作业的开始时间；
Finish-Time：作业的结束时间；
Budget：作业在运行期间所要使用的资源的多少；
通过调整这些属性的取值及调度程序按照什么样的优先顺序来使用这些属性值，几乎可以实现所有的调度算法。这样的话，可以将三种不同的调度算法无缝、统一地结合到了一起。
② linux调度算法的核心思想是什么
第一部分：实时调度算法
什么是实时系统，POSIX 1003.b作了这样的定义：是指系统可以在有限响应时间内提供所需的服务级别。较可取被定义为由Donald乔利士的的：一个实时系统的程序的逻辑正确性不仅取决于计算的准确度，而且还对结果，如果系统时间的限制不能满足将是一个系统错误发生。
基于实时系统的实时性要求的不同，可分为软实时和硬实时两种。硬实时系统是指系统必须确保，在最坏情况下的服务时间，截止日期为事件的响应时间是在任何情况下，必须满足。如航天飞船的控制是这样一个系统的现实。所有其他实时系统的特点，可以称为软实时系统。如果清除，软实时系统是那些从统计学的角度来看，一个任务（在下面的讨论中，我们将有任务和过程不作出区分），以确保系统的处理时间，可以得到事件可以处理的最后期限到来之前，违反的最后期限，并不会带来一个致命的错误，如实时多媒体系统是一种软实时系统。
一台电脑系统的CPU和其他资源进行有效的调度和管理，以提供实时操作系统的支持。的多任务的实时系统中，资源的调度和管理更复杂的。下面讨论本文将从各种实时任务调度算法的分类的角度来看，普通的Linux操作系统进程调度和各种实时Linux系统，然后研究，以支持实时特点，普通的Linux系统的改进。实时领域的一些问题，并总结了各种实时Linux的Linux操作系统，归根到底是如何解决这些问题。
CPU的实时调度算法的分类
多种实时操作系统的实时调度算法可以分为以下三类Wang99] [Gopalan01]：基于优先级调度算法（优先级驱动调度PD），基于在共享的CPU使用率调度算法（分享驱动调度SD）的比例，以及基于时间的进程调度算法（时间驱动调度TD），下面这三种调度算法逐一介绍。
1.1
/>基于优先级的调度算法，基于优先级的调度算法，每个进程被分配一个优先级，每次的进程调度程序，调度程序总是具有最高的调度优先级的任务执行。根据不同的优先级分配方法，基于优先级的调度算法可以分为以下两种类型的Krishna01] [Wang99]：静态优先级调度算法
该算法得到这些系统中运行的所有进程都静态分配一个优先级。静态优先级分配的属性的应用程序，如任务循环中的用户优先级，或其他预先确定的政策。 RM（速率单调）的调度算法是一个典型的静态优先级的调度算法，根据执行的任务的调度优先级的周期的长度确定，那些具有小的执行周期的任务的优先级较高。
动态优先级调度算法：
该算法基于任务的资源需求动态地分配任务的优先级，资源分配和调度的目的更大的灵活性。非实时系统，这种算法有很多，如短作业优先级调度算法。任务的实时调度算法，EDF算法是使用最广泛的动态优先级调度算法，该算法根据他们的截止日期（截止日期）分配优先级的就绪队列中的每个任务，最近期限具有最高的优先级。
1.2
基于优先级调度算法的调度算法是简单而有效的，但这种算法的基础上按比例份额是一个硬实时调度，许多的情况下，不适合使用此算法：例如，软实时应用，如实时多媒体会议系统。对于软实时应用程序，共享资源调度算法（SD算法）的比例使用是更合适的。
比例共享调度算法是指对CPU使用率的比例共享调度算法，其基本思路是按照一定的权重（比率），需要一组调度安排任务，以使它们的权重成比例的执行时间。
要实现比例共享调度算法[Nieh01]有两种方法：第一种方法是调整的准备过程中出现的调度队列队第一频率，并安排一线队的过程中，执行第二种方法是连续调度进程就绪队列中投产，但根据调整分配一个进程的运行时间片分配的权重。
比例共享调度算法可以分为以下类别：循环赛，公平份额，公平排队，的彩票调度方法，（彩票）。
比例共享调度算法的一个问题是，它并没有定义任何优先的概念，所有的任务都根据其应用的CPU资源的比例共享系统过载时，执行的所有任务将较慢比例。因此，为了确保该系统的实时过程中获得一定量的CPU处理时间，一般采用的是动态权重的调整过程。
1.3。基于时间进程调度算法的调度算法
对于那些具有稳定，简单的系统已知输入，您可以使用时间驱动（驱动时间时间：TD）数据处理，它可以提供一个良好的预测。这种调度算法本质上是一个设计定型的离线静态调度方法。在系统的设计阶段，所有处理的情况下，在明确的制度，每个任务切换的开始和结束的时间提前做出了明确的安排和设计。该算法是适用于小型嵌入式系统，自动化控制系统，传感器和其他应用环境。
该算法的优势是良好的可预测性任务的执行，但最大的缺点是缺乏灵活性，而且会有一个任务需要执行，而CPU保持空闲。
一般的Linux系统CPU调度
一般的Linux系统支持实时和非实时两种进程，实时进程与普通进程方面具有绝对的优先权。相应地，实时进程调度策略SCHED_FIFO或SCHED_RR，普通进程SCHED_OTHER调度策略。
每个任务调度算法的实现在Linux四种调度参数，它们是rt_priority优先政策（尼斯），计数器。调度进程调度的基础上，这四个参数。
SCHED_OTHER调度策略，调度程序总是会选择优先级+计数器的值进程调度的执行。从逻辑分析存在SCHED_OTHER调度策略调度处理来执行，其特征在于，所述优先级是一个固定的调度周期（历元），在每个调度周期内的过程中的优先级，计数器的值的大小的影响这一刻已经确定变量值的过程中被创建时，它代表了进程的优先级，也代表数量的时间片，通过该方法可以得到在每个调度周期内，计数器是一个动态值，它反映了当前调度周期的过程中，剩余的时间片。在每个调度周期的开始，分配给优先级值计数器，那么每一次进程被调度运行计数器的值？减少。当计数器的值是零，这个过程已经运行的时间片调度期内，不再参与调度周期进程调度。当所有的进程都用完了时间片调度期结束，然后一遍又一遍。此外，可以看出在Linux系统中的调度周期是不固定的，它的量是动态变化的，例如，在运行的进程的数目和它们的优先级值？可以影响一个划时代的长度。有一点值得注意的是，在2.4内核中，首要任务是不错的替换两个类似的作用。
按比例分担的调度策略调度策略SCHED_OTHER可见的性质，它的这种设计方法，以确保进程调度的公平性 - 一个低优先级进程，在每个时代也将得到他们的份额那些CPU的执行时间，此外，它也提供了不同的进程的优先级，进程执行时间可以得到更多的具有高优先级值。
对于实时的过程中，他们使用基于实时优先级rt_priority的优先级调度策略，但相同的实时优先级的进程调度方法是根据不同的调度策略，
BR /> SCHED_FIFO：不同的进程，根据静态优先级排队，然后在相同的优先级队列，先准备好运行的第一谁调度和运行的进程不会被终止，直到发生以下情况：1。高优先级的进程篡夺了CPU;自己的资源请求受阻;自己主动放弃CPU（呼叫SCHED_YIELD）;
SCHED_RR是这样的：这个调度策略SCHED_FIFO与上述完全相同，除了时间片分配给每个进程，正在实施的过程中，给执行时间片，时间片的长度可以通过sched_rr_get_interval调用
由于Linux系统本身是一个桌面导向的系统，因此，它是用于在实时应用中的一些问题：/> /> Linux系统调度单位是10ms，所以它不能提供精确的定时中断; p>当一个进程调用系统调用进入内核模式运行，它不能被抢占;
Linux内核实现大量采用了封闭中断操作损失;
由于使用虚拟内存技术，当发生页面错误时，从硬盘中读取的数据交换的需要，但硬盘读取和写入的存储位置的随机性，将导致随机读取和写入时间，这在某些情况下，会影响实时任务期限;
虽然Linux的进程调度器还支持实时优先级，但由于缺乏有效的实时任务调度机制和调度算法;其网络子协议处理和其它设备的中断处理，调度伴有相应的过程和自己的有没有明确的调度机制;
各种实时Linux系统
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3.1 RT-Linux和RTAI
RT-Linux是新墨西哥大学的研究（新墨西哥州技术学院）[RTLinuxWeb] [Barabanov97。其基本思路是，在Linux系统上的硬实时支持，它实现了一个微内核实时操作系统（也被称为RT-Linux的实时子系统），而普通的Linux系统作为一个低优先级任务在操作系统中运行。在正常的Linux系统的另一个任务可以沟通，通过FIFO和实时任务。 RT-Linux的框架如图1所示：
图1 RT-Linux的结构
RT-Linux的关键技术是软件模拟硬件中断控制器。当Linux系统不时阻止CPU中断，实时定量RT-Linux的子系统的请求拦截，爱不释手，而事实上并没有真正阻止硬件中断，从而避免了由于中断造成的封由系统在一段时间内没有响应，从而在改进的实时。当传递给Linux内核的RT-Linux的一个硬件中断到达截取的中断，并确定是否有一个实时子系统中断例程来处理或处理。此外，的最小定时的精度在正常的Linux系统是确定系统的实时时钟的频率，Linux的系统时钟被设置到时钟中断每秒100，所以在Linux的系统定时的精度10毫秒，即时钟周期10ms时，RT-Linux的实时时钟设置为单触发状态，可以提供更多的十几微秒调度粒度。
RT-Linux实时子系统的任务调度优先级驱动算法，RM，EDF等，也可用于其他调度算法。
RT-Linux的专有系统，重型工作，的确是一个不错的选择，但他只提供了CPU资源的调度和实时系统和Linux系统的关系不是非常密切，因此开发人员可以充分利用已在Linux系统中，如协议栈实现的功能。 RT-Linux的工业控制等实时任务简单和硬实时要求的环境，但大量的工作需要做，如果你想应用的多媒体处理。
意大利实时应用程序接口（RTAI）来自RT-Linux的，它是在设计和RT-Linux的思想相同。这是原来的设计中，为了解决问题，RT-Linux的不同版本的Linux之间很难很难移植，RTAI在Linux上定义的实时硬件抽象层，这个抽象层接口提供实时任务Linux系统的相互作用，这可以增加一点可以Linux内核源代码到Linux内核的实时支持。
3.2。 KURT-Linux的
KURT-Linux的堪萨斯大学开发的，它可以提供实时微秒精度[KurtWeb] [斯里尼瓦桑]。与RT-Linux的单独实现一个实时内核，KURT-Linux是常用的Linux系统的基础上实现的，这也是第一个基于Linux的实时系统可以使用普通的Linux系统调用。
KURT-Linux系统分为三种状态：正常状态，实时状态和混合状态，在正常状态下，它使用普通的Linux实时运行状态实时调度策略任务，实时和非实时任务的混合状态，可以执行实时状态可以被用来为实时的要求更加严格。
为了提高Linux系统的实时特性，有必要提高精度的时钟系统的支持。但是，如果只是简单地增加时钟频率将导致调度负载的增加，从而严重降低系统的性能。为了解决这个矛盾，KURT-Linux中使用的时钟精度的方法[UTIMEWeb]提高Linux系统UTIME，时钟芯片设置为单次触发状态（单拍模式），也就是每个时钟芯片设置超时，然后再次超时事件发生时，在时钟中断的处理程序所需的时钟芯片设置一个超时。其基本思想是一个精确的时间意味着我们需要的时钟中断发生时，我们需要一个更精确的时间，以达到这样的精度，但并不一定需要系统时钟频率。它采用了CPU时钟计数器时间戳计数器（TSC）提供准确的CPU频率精度的时间。
KURT-Linux的实时任务调度，使用静态CPU的实时调度算法，基于时间（TD）。实时任务需要实时事件发生在设计阶段就必须清楚列明。该算法可以实现更好的调度任务，对于那些谁周期。
KURT-Linux的相RT-Linux的优势之一是，你可以使用系统调用的Linux系统，它最初是专为硬实时支持，但因为它是简单的实现将使用一个简单的时间驱动调度取代Linux的调度，实时进程调度的影响等非实时任务，在某些情况下会发生实时任务的截止日期是脆弱的不符合的，也被称为严格的实时系统（快地实时）。基于KURT-Linux的应用程序：艺术（ATM参考交通系统），多媒体播放软件。 KURT-Linux的另一种方法，需要频繁的时钟芯片编程。
3.3。 RED-Linux的
RED-Linux是加州大学尔湾，实时Linux系统的发展[REDWeb] [Wang99]，它将支持实时调度和Linux实现相同的操作系统内核。它支持三种类型的调度算法，即：时间驱动优先Dirven，分享驱动。
为了提高系统的调度粒度，RED-Linux的学习RT-Linux的软件模拟中断的管理机制，并增加频率的时钟中断。 RED-Linux的中断仿真程序只是简单地中断会在队列中排队一个硬件中断到来时，并没有进行实际的中断处理程序。
另外，为了解决Linux的内核模式的过程中不能被中断，RED-Linux的插入Linux内核抢占点原语的众多功能，使这一进程在内核模式下，也在一定程度上被抢占。通过这种方法提高了内核的实时特性。
RED-Linux的设计目标是提供常规调度框架可以支持多种调度算法，系统为每个任务增加几个属性，进程调度的基础上：
优先级：作业的优先级;
开始时间：工作的开始时间;
完成时间：工作的结束时间; BR p>预算：资源的数量在操作过程中要使用的工作;
调整值？这些属性和调度根据什么优先使用的这些属性值几乎所有的调度算法。在这种情况下，三种不同的调度算法无缝地一起耦合到一个统一的。
③ linux高手,请教一个问题啊!!救命,搞了一天了
你给打印出来，再看！
在Linux系统中，TCP/IP网络是通过若干个文本文件进行配置的，也许你需要编辑这些文件来完成联网工作，但是这些配置文件大都可以通过配置命令linuxconf(其中网络部分的配置可以通过netconf命令来实现)命令来实现。下面介绍基本的TCP/IP网络配置文件。
*/etc/conf.moles文件
该配置文件定义了各种需要在启动时加载的模块的参数信息。这里主要着重讨论关于网卡的配置。在使用Linux做网关的情况下，Linux服务器至少需要配置两块网卡。为了减少启动时可能出现的问题，Linux内核不会自动检测多个网卡。对于没有将网卡的驱动编译到内核而是作为模块动态载入的系统若需要安装多块网卡，应该在“conf.moles”文件中进行相应的配置。
若设备驱动被编译为模块（内核的模块）：对于PCI设备，模块将自动检测到所有已经安装到系统上的设备；对于ISA卡，则需要向模块提供IO地址，以使模块知道在何处寻找该卡，这些信息在“/etc/conf.moles”中提供。
例如，我们有两块ISA总线的3c509卡，一个IO地址是0x300，另一个是0x320。编辑“conf.moles”文件如下：
aliaseth03c509
aliaseth13c509
options3c509io=0x300,0x320
这是说明3c509的驱动程序应当分别以eth0或eth1的名称被加载（aliaseth0,eth1），并且它们应该以参数io=0x300,0x320被装载，来通知驱动程序到哪里去寻找网卡，其中0x是不可缺少的。
对于PCI卡，仅仅需要alias命令来使ethN和适当的驱动模块名关联，PCI卡的IO地址将会被自动的检测到。对于PCI卡，编辑“conf.moles”文件如下：
aliaseth03c905
aliaseth13c905
若驱动已经被编译进了内核：系统启动时的PCI检测程序将会自动找到所有相关的网卡。ISA卡一般也能够被自动检测到，但是在某些情况下，ISA卡仍然需要做下面的配置工作：
在“/etc/lilo.conf”中增加配置信息，其方法是通过LILO程序将启动参数信息传递给内核。对于ISA卡，编辑“lilo.conf”文件，增加如下内容：
append="ether="0,0,eth0ether="0,0,eth1"
注：先不要在“lilo.conf”中加入启动参数，测试一下你的ISA卡，若失败再使用启动参数。
如果用传递启动参数的方法，eth0和eth1将按照启动时被发现的顺序来设置。
*/etc/HOSTNAME文件
该文件包含了系统的主机名称，包括完全的域名，如：deep.openarch.com。
*/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ethN文件
在RedHat中，系统网络设备的配置文件保存在“/etc/sysconfig/network-scripts”目录下，ifcfg-eth0包含第一块网卡的配置信息，ifcfg-eth1包含第二块网卡的配置信息。
下面是“/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0”文件的示例：
DEVICE=eth0
IPADDR=208.164.186.1
NETMASK=255.255.255.0
NETWORK=208.164.186.0
BROADCAST=208.164.186.255
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=none
USERCTL=no
若希望手工修改网络地址或在新的接口上增加新的网络界面，可以通过修改对应的文件（ifcfg-ethN）或创建新的文件来实现。
DEVICE=name name表示物理设备的名字
IPADDR=addr addr表示赋给该卡的IP地址
NETMASK=mask mask表示网络掩码
NETWORK=addr addr表示网络地址
BROADCAST=addr addr表示广播地址
ONBOOT=yes/no 启动时是否激活该卡
none：无须启动协议
bootp：使用bootp协议
dhcp：使用dhcp协议
USERCTL=yes/no 是否允许非root用户控制该设
*/etc/resolv.conf文
该文件是由域名解析器（resolver，一个根据主机名解析IP地址的库）使用的配置文件，示例如下：
searchopenarch.com
nameserver208.164.186.1
nameserver208.164.186.2
“searchdomainname.com”表示当提供了一个不包括完全域名的主机名时，在该主机名后添加domainname.com的后缀；“nameserver”表示解析域名时使用该地址指定的主机为域名服务器。其中域名服务器是按照文件中出现的顺序来查询的。
*/etc/host.conf文件
该文件指定如何解析主机名。Linux通过解析器库来获得主机名对应的IP地址。下面是一个“/etc/host.conf”的示例：
orderbind,hosts
multion
ospoofon
“orderbind,hosts”指定主机名查询顺序，这里规定先使用DNS来解析域名，然后再查询“/etc/hosts”文件(也可以相反)。
“multion”指定是否“/etc/hosts”文件中指定的主机可以有多个地址，拥有多个IP地址的主机一般称为多穴主机。
“nospoofon”指不允许对该服务器进行IP地址欺骗。IP欺骗是一种攻击系统安全的手段，通过把IP地址伪装成别的计算机，来取得其它计算机的信任。
*/etc/sysconfig/network文件
该文件用来指定服务器上的网络配置信息，下面是一个示例：
NETWORK=yes
RORWARD_IPV4=yes
HOSTNAME=deep.openarch.com
GAREWAY=0.0.0.0
GATEWAYDEV=
NETWORK=yes/no 网络是否被配置；
FORWARD_IPV4=yes/no 是否开启IP转发功能
HOSTNAME=hostnamehostname表示服务器的主机名
GAREWAY=gw-ip gw-ip表示网络网关的IP地址
GAREWAYDEV=gw-dev gw-dw表示网关的设备名，如：etho等
注意：为了和老的软件相兼容，“/etc/HOSTNAME”文件应该用和HOSTNAME=hostname相同的主机名。
*etc/hosts文件
当机器启动时，在可以查询DNS以前，机器需要查询一些主机名到IP地址的匹配。这些匹配信息存放在/etc/hosts文件中。在没有域名服务器情况下，系统上的所有网络程序都通过查询该文件来解析对应于某个主机名的IP地址。
下面是一个“/etc/hosts”文件的示例：
IPAddress Hostname Alias
127.0.0.1 Localhost Gate.openarch.com
208.164.186.1 gate.openarch.comGate
………… ………… ………
最左边一列是主机IP信息，中间一列是主机名。任何后面的列都是该主机的别名。一旦配置完机器的网络配置文件，应该重新启动网络以使修改生效。使用下面的命令来重新启动网络：/etc/rc.d/init.d/networkrestart
*/etc/inetd.conf文件
众所周知，作为服务器来说，服务端口开放越多，系统安全稳定性越难以保证。所以提供特定服务的服务器应该尽可能开放提供服务必不可少的端口，而将与服务器服务无关的服务关闭，比如：一台作为www和ftp服务器的机器，应该只开放80和25端口，而将其他无关的服务如：fingerauth等服务关掉，以减少系统漏洞。
而inetd，也叫作“超级服务器”，就是监视一些网络请求的守护进程，其根据网络请求来调用相应的服务进程来处理连接请求。inetd.conf则是inetd的配置文件。inetd.conf文件告诉inetd监听哪些网络端口，为每个端口启动哪个服务。在任何的网络环境中使用Linux系统，第一件要做的事就是了解一下服务器到底要提供哪些服务。不需要的那些服务应该被禁止掉，最好卸载掉，这样黑客就少了一些攻击系统的机会。查看“/etc/inetd.conf”文件，了解一下inetd提供哪些服务。用加上注释的方法（在一行的开头加上#号），禁止任何不需要的服务，再给inetd进程发一个SIGHUP信号。
第一步：把文件的许可权限改成600。
[root@deep]#chmod600/etc/inetd.conf
第二步：确信文件的所有者是root。
[root@deep]#stat/etc/inetd.conf
第三步：编辑“inetd.conf”文件（vi/etc/inetd.conf），禁止所有不需要的服务，如：ftp、telnet、shell、login、exec、talk、ntalk、imap、pop-2、pop-3、finger、auth，等等。如果你觉得某些服务有用，可以不禁止这些服务。但是，把这些服务禁止掉，系统受攻击的可能性就会小很多。改变后的“inetd.conf”文件的内容如下面所示：
#Tore-readthisfileafterchanges,justdoa'killall-HUPinetd'
#
#
#echodgramudpwaitrootinternal
#
#
#
#
#
#
#
#timedgramudpwaitrootinternal
#
#Thesearestandardservices.
#
#ftpstreamtcpnowaitroot/usr/sbin/tcpdin.ftpd-l-a
#telnetstreamtcpnowaitroot/usr/sbin/tcpdin.telnetd
#
#Shell,login,exec,comsatandtalkareBSDprotocols.
#
#shellstreamtcpnowaitroot/usr/sbin/tcpdin.rshd
#loginstreamtcpnowaitroot/usr/sbin/tcpdin.rlogind
#execstreamtcpnowaitroot/usr/sbin/tcpdin.rexecd
#comsatdgramudpwaitroot/usr/sbin/tcpdin.comsat
#talkdgramudpwaitroot/usr/sbin/tcpdin.talkd
#ntalkdgramudpwaitroot/usr/sbin/tcpdin.ntalkd
#dtalkstreamtcpwaitnobody/usr/sbin/tcpdin.dtalkd
#
#Popandimapmailservicesetal
#
#pop-2streamtcpnowaitroot/usr/sbin/tcpdipop2d
#pop-3streamtcpnowaitroot/usr/sbin/tcpdipop3d
#imapstreamtcpnowaitroot/usr/sbin/tcpdimapd
#
#TheInternetUUCPservice.
#
#uucpstreamtcpnowaituucp/usr/sbin/tcpd/usr/lib/uucp/uucico-l
#
#.Mostsites
#runthisonlyonmachinesactingas"bootservers."Donotuncomment
#thisunlessyou*need*it.
#
#tftpdgramudpwaitroot/usr/sbin/tcpdin.tftpd
#bootpsdgramudpwaitroot/usr/sbin/tcpdbootpd
#
#Finger,
#valuabletopotential"systemcrackers."Manysiteschoosetodisable
#.
#
#fingerstreamtcpnowaitroot/usr/sbin/tcpdin.fingerd
#cfingerstreamtcpnowaitroot/usr/sbin/tcpdin.cfingerd
#systatstreamtcpnowaitguest/usr/sbin/tcpd/bin/ps-auwwx
netstatstreamtcpnowaitguest/usr/sbin/tcpd/bin/netstat-finet
#
#Authentication
#
#authstreamtcpnowaitnobody/usr/sbin/in.identdin.identd-l-e-o
#
#Endofinetd.conf
注意：改变了“inetd.conf”文件之后，别忘了给inetd进程发一个SIGHUP信号（killall–HUPinetd）。
[root@deep/root]#killall-HUPinetd
第四步：
为了保证“inetd.conf”文件的安全，可以用chattr命令把它设成不可改变。把文件设成不可改变的只要用下面的命令：
[root@deep]#chattr+i/etc/inetd.conf
这样可以避免“inetd.conf”文件的任何改变（意外或是别的原因）。一个有“i”属性的文件是不能被改动的：不能删除或重命名，不能创建这个文件的链接，不能往这个文件里写数据。只有系统管理员才能设置和清除这个属性。如果要改变inetd.conf文件，你必须先清除这个不允许改变的标志：
[root@deep]#chattr-i/etc/inetd.conf
但是对于诸如sendmail，named，www等服务，由于它们不象finger，telnet等服务，在请求到来时由inet守护进程启动相应的进程提供服务，而是在系统启动时，作为守护进程运行的。而对于redhatlinux，提供了一个linuxconfig命令，可以通过它在图形界面下交互式地设置是否在启动时运行相关服务。也可以通过命令来设置是否启动时启动某个服务，如：[root@deep]#chkconfig–level35namedoff
具体命令可以参考manchkconfig的说明。
*/etc/hosts.allow文件
但是对于telnet、ftp等服务，如果将其一同关闭，那么对于管理员需要远程管理时，将非常不方便。Linux提供另外一种更为灵活和有效的方法来实现对服务请求用户的限制，从而可以在保证安全性的基础上，使可信任用户使用各种服务。Linux提供了一个叫TCPwrapper的程序。在大多数发布版本中该程序往往是缺省地被安装。利用TCPwrapper你可以限制访问前面提到的某些服务。而且TCPwrapper的记录文件记录了所有的企图访问你的系统的行为。通过last命令查看该程序的log，管理员可以获知谁曾经或者企图连接你的系统。
在/etc目录下，有两个文件：hosts.denyhosts.allow通过配置这两个文件，你可以指定哪些机器可以使用这些服务，哪些不可以使用这些服务。
当服务请求到达服务器时，TCPwrapper就按照下列顺序查询这两个文件，直到遇到一个匹配为止：
1.当在/etc/hosts.allow里面有一项与请求服务的主机地址项匹配，那么就允许该主机获取该服务
2.否则，如果在/etc/hosts.deny里面有一项与请求服务的主机地址项匹配，就禁止该主机使用该项服务。
3.如果相应的配置文件不存在，访问控制软件就认为是一个空文件，所以可以通过删除或者移走配置文件实现对清除所有设置。在文件中，空白行或者以#开头的行被忽略，你可以通过在行前加#实现注释功能。
配置这两个文件是通过一种简单的访问控制语言来实现的，访问控制语句的基本格式为：
程序名列表:主机名/IP地址列表。
程序名列表指定一个或者多个提供相应服务的程序的名字，名字之间用逗号或者空格分割，可以在inetd.conf文件里查看提供相应服务的程序名：如上面的文件示例中，telent所在行的最后一项就是所需的程序名：in.telnetd。
主机名/IP地址列表指定允许或者禁止使用该服务的一个或者多个主机的标识，主机名之间用逗号或空格分隔。程序名和主机地址都可以使用通配符，实现方便的指定多项服务和多个主机。
Linux提供了下面灵活的方式指定进程或者主机列表:
1.一个以"."起始的域名串，如.amms.ac.cn那么www.amms.ac.cn就和这一项匹配
2.以"."结尾的IP串如202.37.152.那么IP地址包括202.37.152.的主机都与这一项匹配。
3.格式为n.n.n.n/m.m.m.m表示网络/掩码，如果请求服务的主机的IP地址与掩码的位与的结果等于n.n.n.n那么该主机与该项匹配。
4.ALL表示匹配所有可能性
5.EXPECT表示除去后面所定义的主机。如:list_1EXCEPTlist_2表示list_1主机列表中除去List_2所列出的主机
6.LOCAL表示匹配所有主机名中不包含"."的主机
上面的几种方式只是Linux提供的方式中的几种，但是对于我们的一般应用来说是足够了。我们通过举几个例子来说明这个问题：
例一：我们只希望允许同一个局域网的机器使用服务器的ftp功能，而禁止广域网上面的ftp服务请求，本地局域网由202.39.154.、202.39.153.和202.39.152.三个网段组成。
在hosts.deny文件中，我们定义禁止所有机器请求所有服务：
ALL:ALL
在hosts.allow文件中，我们定义只允许局域网访问ftp功能：
in.ftpd-l–a:202.39.154202.39.153.202.39.152.
这样，当非局域网的机器请求ftp服务时，就会被拒绝。而局域网的机器可以使用ftp服务。此外，应该定期检查/var/log目录下的纪录文件，发现对系统安全有威胁的登录事件。last命令可以有效的查看系统登录事件，发现问题所在。
最后tcpdchk是检查TCP_WAPPERS配置的程序。它检查TCP_WAPPERS的配置，并报告它可以发现的问题或潜在的问题。在所有的配置都完成了之后，请运行tcpdchk程序：
[root@deep]#tcpdchk
*/etc/services文件
端口号和标准服务之间的对应关系在RFC1700“AssignedNumbers”中有详细的定义。“/etc/services”文件使得服务器和客户端的程序能够把服务的名字转成端口号，这张表在每一台主机上都存在，其文件名是“/etc/services”。只有“root”用户才有权限修改这个文件，而且在通常情况下这个文件是没有必要修改的，因为这个文件中已经包含了常用的服务所对应的端口号。为了提高安全性，我们可以给这个文件加上保护以避免没有经过授权的删除和改变。为了保护这个文件可以用下面的命令：
[root@deep]#chattr+i/etc/services
*/etc/securetty文件
“/etc/securetty”文件允许你规定“root”用户可以从那个TTY设备登录。登录程序（通常是“/bin/login”）需要读取“/etc/securetty”文件。它的格式是：列出来的tty设备都是允许登录的，注释掉或是在这个文件中不存在的都是不允许root登录的。
注释掉（在这一行的开头加上＃号）所有你想不让root登录的tty设备。
编辑securetty文件（vi/etc/securetty）象下面一样，注释掉一些行：
tty1
#tty2
#tty3
#tty4
#tty5
#tty6
#tty7
#tty8
*使Control-Alt-Delete关机键无效
把“/etc/inittab”文件中的一行注释掉可以禁止用Control-Alt-Delete关闭计算机。如果服务器不是放在一个安全的地方，这非常重要。
编辑inittab文件（vi/etc/inittab）把这一行：
ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown-t3-rnow
改为：
#ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown-t3-rnow
用下面的命令使改变生效：
[root@deep]#/sbin/initq
*改变“/etc/rc.d/init.d/”目录下的脚本文件的访问许可
/etc/rc.d/init.d/下的脚本主要包含了启动服务的脚本程序。一般用户没有什么必要知道脚本文件的内容。所以应该改变这些脚本文件的权限。
[root@deep]#chmod-R700/etc/rc.d/init.d/*
这样只有root可以读、写和执行这个目录下的脚本。
*/etc/rc.d/rc.local文件
在默认情况下，当登录装有Linux系统的计算机时，系统会告诉你Linux发行版的名字、版本号、内核版本和服务器名称。这泄露了太多的系统信息。最好只显示一个“Login:”的提示信息。
第一步：
编辑“/ect/rc.d/rc.local”文件，在下面这些行的前面加上“#”：
--
#Thiswilloverwrite/etc/issueateveryboot.So,makeanychangesyou
#wanttomaketo/etc/.
#echo"">/etc/issue
#echo"$R">>/etc/issue
#echo"Kernel$(uname-r)on$a$(uname-m)">>/etc/issue
#
#cp-f/etc/issue/etc/issue.net
#echo>>/etc/issue --
第二步：
删除“/etc”目录下的“issue.net”和“issue”文件：
[root@deep]#rm-f/etc/issue
[root@deep]#rm-f/etc/issue.net
注意：“/etc/issue.net”文件是用户从网络登录计算机时（例如：telnet、SSH），看到的登录提示。同样在“”目录下还有一个“issue”文件，是用户从本地登录时看到的提示。这两个文件都是文本文件，可以根据需要改变。但是，如果想删掉这两个文件，必须向上面介绍的那样把“/etc/rc.d/rc.local”脚本中的那些行注释掉，否则每次重新启动的时候，系统又会重新创建这两个文件。
试试！