دوره آموزش جامع برنامه‌نویسی و تحلیل کارایی با ابزار BPF (Berkeley Packet Filter) در محیط لینوکس همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره آموزش جامع برنامه‌نویسی و تحلیل کارایی با ابزار BPF (Berkeley Packet Filter) در محیط لینوکس

موضوع کلی: علوم رایانه و مهندسی نرم‌افزار

موضوع میانی: تحلیل عملکرد و بهینه‌سازی سیستم‌عامل و شبکه

📋 سرفصل‌های دوره (100 موضوع)

• 1. مبانی و معماری هسته لینوکس و نقش سیستم‌عامل
• 2. معرفی فناوری BPF و تحول در برنامه‌نویسی هسته
• 3. مقایسه روش‌های سنتی مانیتورینگ با ابزارهای مبتنی بر eBPF
• 4. نصب و راه‌اندازی ابزارهای توسعه و کامپایلر LLVM برای eBPF
• 5. ساختار درونی ماشین مجازی eBPF و نحوه اجرای کدها
• 6. امنیت و مکانیزم‌های تایید اعتبار (Verifier) در کدهای eBPF
• 7. کار با کتابخانه‌های BCC برای توسعه برنامه‌های مانیتورینگ
• 8. آشنایی با ابزارهای سطح بالای bpftrace برای تحلیل سریع سیستم
• 9. بررسی چرخه حیات یک برنامه eBPF در فضای هسته و کاربر
• 10. نحوه استفاده از eBPF Maps برای تبادل داده بین هسته و کاربر
• 11. تحلیل فراخوانی‌های سیستمی (System Calls) با استفاده از eBPF
• 12. مانیتورینگ دقیق فرآیندها و مدیریت منابع سیستم
• 13. بررسی کارایی فایل‌سیستم و عملیات ورودی و خروجی با eBPF
• 14. تحلیل تاخیر در اجرای برنامه‌ها و شناسایی گلوگاه‌های پردازشی
• 15. مدیریت حافظه و شناسایی نشت حافظه در برنامه‌های سیستمی
• 16. مانیتورینگ پشته اجرای برنامه‌ها (Stack Traces)
• 17. تحلیل شبکه‌های مبتنی بر پروتکل TCP/IP با eBPF
• 18. استفاده از XDP برای پردازش بسته‌های شبکه در سطح کارت شبکه
• 19. بهینه‌سازی فیلترینگ ترافیک شبکه با استفاده از eBPF
• 20. بررسی امنیت شبکه و شناسایی نفوذ با ابزارهای مانیتورینگ eBPF
• 21. مانیتورینگ ترافیک رمزنگاری شده و تحلیل پروتکل‌های لایه کاربرد
• 22. پیاده‌سازی توزیع‌کننده بار (Load Balancer) با استفاده از XDP
• 23. بررسی کارایی کانتینرها و محیط‌های مجازی‌سازی با eBPF
• 24. تحلیل تعاملات بین کانتینرها در محیط‌های مدیریت کلاستر
• 25. استفاده از eBPF در سیستم‌های توزیع‌شده برای مشاهده‌پذیری (Observability)
• 26. بهینه‌سازی مصرف انرژی در سرورها با تحلیل دقیق عملکرد
• 27. مدیریت رخدادهای هسته (Kernel Events) و Hookهای اختصاصی
• 28. استفاده از kprobes برای رهگیری توابع هسته
• 29. استفاده از uprobes برای رهگیری توابع فضای کاربر
• 30. تحلیل پروفایلینگ CPU و شناسایی توابع پرمصرف
• 31. ساخت داشبوردهای مانیتورینگ سیستم با داده‌های خروجی eBPF
• 32. روش‌های اشکال‌زدایی (Debugging) برنامه‌های eBPF
• 33. بهینه‌سازی کدهای eBPF برای کاهش بار اضافی بر سیستم
• 34. بررسی محدودیت‌ها و چالش‌های پیاده‌سازی eBPF در محیط‌های عملیاتی
• 35. تلفیق eBPF با ابزارهای مدیریت لاگ و مانیتورینگ رسمی
• 36. مطالعه موردی: بهینه‌سازی یک سرویس شبکه با ابزارهای مانیتورینگ
• 37. ملاحظات امنیتی و انطباق با پروتکل‌های حفاظت از داده در سیستم
• 38. آینده فناوری eBPF و کاربرد آن در سیستم‌عامل‌های مدرن
• 39. پروژه نهایی: طراحی یک سیستم پایش عملکرد برای سرورهای سازمانی