Linux
Linux (произносится [ˈlɪnəks]) — это семейство Unix-подобных операционных систем, основанных на одноимённом ядре. Ядро Linux было создано финским программистом Линусом Торвальдсом в 1991 году. Операционная система на базе ядра Linux и сопутствующего программного обеспечения, как правило, распространяется в виде дистрибутивов, которые включают в себя системные утилиты, библиотеки и прикладные программы. Linux является одной из самых распространённых операционных систем в мире, особенно в серверном сегменте, встроенных системах и суперкомпьютерах.
История
Предпосылки и создание
В начале 1990-х годов операционная система Unix была широко распространена в академической и корпоративной среде, но была дорогостоящей и требовала лицензирования. Проект GNU, начатый Ричардом Столлманом в 1983 году, ставил целью создание полностью свободной Unix-подобной операционной системы. К 1991 году для GNU были разработаны многие ключевые компоненты, включая компилятор GCC, текстовый редактор Emacs и основные утилиты, но отсутствовало собственное ядро (проект Hurd находился на ранней стадии разработки).
В 1991 году студент Хельсинкского университета Линус Торвальдс начал работу над собственным ядром как хобби-проектом. 25 августа 1991 года он опубликовал в телеконференции comp.os.minix сообщение, в котором анонсировал новую операционную систему, названную им «Linux» (сокращение от «Linux's Unix»). Первая официальная версия ядра 0.01 была выпущена 17 сентября 1991 года. Ядро распространялось под лицензией GNU General Public License (GPL), что обеспечило его свободное использование, модификацию и распространение.
Развитие и распространение
В 1992 году ядро Linux было перелицензировано на GPLv2. В том же году началось формирование дистрибутивов — готовых к использованию сборок, включающих ядро, системные утилиты GNU и прикладное ПО. Первыми дистрибутивами стали Softlanding Linux System (SLS) и Slackware, основанный Патриком Фолькердингом в 1993 году.
В 1994 году вышла версия ядра 1.0, а в 1996 году — версия 2.0, которая принесла поддержку многопроцессорных систем. В 1998 году компания Red Hat выпустила дистрибутив Red Hat Linux, который стал одним из самых популярных коммерческих дистрибутивов. В 2004 году вышел Ubuntu, основанный на Debian, который сделал Linux более доступным для массового пользователя.
В 2010-е годы Linux стал доминирующей операционной системой на серверах, в облачных вычислениях и на суперкомпьютерах. Ядро Linux также стало основой для операционной системы Android (разработанной компанией Google), которая является самой распространённой мобильной ОС в мире.
Архитектура и компоненты
Ядро Linux
Ядро Linux — это монолитное ядро, которое управляет всеми ресурсами системы: процессами, памятью, устройствами ввода-вывода, файловыми системами и сетевыми соединениями. Ключевые особенности ядра:
- Модульность: поддержка загружаемых модулей ядра, которые позволяют добавлять драйверы и функции без перекомпиляции ядра.
- Планировщик процессов: использует алгоритм Completely Fair Scheduler (CFS) для справедливого распределения процессорного времени.
- Управление памятью: виртуальная память, страничная организация, поддержка свопинга.
- Поддержка множества архитектур: x86, x86-64, ARM, RISC-V, PowerPC, MIPS и другие.
- Сетевая подсистема: поддержка TCP/IP, IPv6, межсетевых экранов (netfilter/iptables/nftables).
Системные утилиты GNU
Большинство дистрибутивов Linux используют системные утилиты из проекта GNU, такие как bash (командная оболочка), coreutils (основные команды: ls, cp, mv, rm), findutils, grep, sed, awk. Эти утилиты обеспечивают стандартную среду командной строки.
Графическая подсистема
Графический интерфейс пользователя в Linux обычно строится на основе X Window System (X11) или Wayland. Поверх них работают окружения рабочего стола, такие как GNOME, KDE Plasma, Xfce, LXQt. Графические библиотеки (GTK, Qt) используются для создания приложений.
Дистрибутивы Linux
Дистрибутивы Linux представляют собой сборки, включающие ядро, системное ПО и прикладные программы. Они различаются по целевому назначению, системе управления пакетами, окружению рабочего стола и философии.
Классификация
- По происхождению:
- Debian-основанные: Debian, Ubuntu, Linux Mint, Kali Linux.
- Red Hat-основанные: Red Hat Enterprise Linux (RHEL), Fedora, CentOS.
- Slackware-основанные: Slackware, openSUSE.
- Независимые: Arch Linux, Gentoo, Alpine Linux.
- По назначению:
- Для настольных компьютеров: Ubuntu, Linux Mint, Fedora.
- Для серверов: Ubuntu Server, Debian, RHEL.
- Для встроенных систем: Yocto, Buildroot, OpenWrt.
- Для безопасности и тестирования: Kali Linux, Parrot OS.
- Для обучения и экспериментов: Arch Linux, Gentoo.
Системы управления пакетами
- APT (Debian, Ubuntu): использует пакеты формата .deb.
- RPM (Red Hat, Fedora): использует пакеты формата .rpm.
- Pacman (Arch Linux): собственный формат пакетов.
- Portage (Gentoo): система сборки из исходных кодов.
Применение
Серверы
Linux является доминирующей операционной системой на серверах. По данным W3Techs на 2024 год, более 70% веб-серверов в мире работают под управлением Linux. Он используется для хостинга веб-сайтов (Apache, Nginx), баз данных (MySQL, PostgreSQL), почтовых серверов (Postfix, Exim), файловых серверов (Samba, NFS) и облачных платформ (OpenStack, Kubernetes).
Суперкомпьютеры
По состоянию на 2024 год, все 500 самых мощных суперкомпьютеров в мире (по списку TOP500) работают на Linux. Это связано с его высокой производительностью, масштабируемостью и возможностью тонкой настройки.
Встраиваемые системы
Linux используется в широком спектре встраиваемых устройств: маршрутизаторы, умные телевизоры, автомобильные информационно-развлекательные системы, промышленные контроллеры, медицинское оборудование. Ядро Linux легко адаптируется для устройств с ограниченными ресурсами.
Мобильные устройства
Операционная система Android, разработанная компанией Google, использует модифицированное ядро Linux. Android является самой распространённой мобильной ОС в мире, установленной на миллиардах смартфонов и планшетов.
Настольные компьютеры
Доля Linux на настольных компьютерах значительно ниже (около 3-4% по данным StatCounter на 2024 год), но она постепенно растёт. Linux популярен среди разработчиков, системных администраторов, энтузиастов и пользователей, заинтересованных в конфиденциальности и свободном ПО.
Лицензирование
Ядро Linux распространяется под лицензией GNU General Public License версии 2 (GPLv2). Это означает, что любой может использовать, изучать, изменять и распространять ядро, а также его модифицированные версии, при условии, что производные работы также распространяются под GPLv2. Большинство системных утилит и прикладного ПО в дистрибутивах Linux также являются свободным программным обеспечением, хотя некоторые дистрибутивы включают и проприетарные компоненты (например, драйверы NVIDIA).
Сообщество
Разработка ядра Linux координируется Линусом Торвальдсом и его заместителями. Исходный код ядра размещён на репозитории kernel.org. В разработке участвуют тысячи разработчиков со всего мира, представляющих как независимых энтузиастов, так и крупные компании (Intel, Red Hat, Google, IBM, Samsung). Сообщество Linux известно своей открытостью, строгими стандартами кодирования и процессом рецензирования патчей.
Критика
Linux подвергается критике по нескольким направлениям:
- Сложность для новичков: командная строка и необходимость изучения системного администрирования могут отпугивать пользователей, привыкших к графическим интерфейсам Windows и macOS.
- Фрагментация: множество дистрибутивов и окружений рабочего стола создаёт путаницу и несовместимость.
- Поддержка оборудования: хотя поддержка драйверов значительно улучшилась, некоторые устройства (особенно с проприетарными драйверами) могут работать нестабильно или требовать ручной настройки.
- Отсутствие единого стандарта: в отличие от Windows, нет единого API для приложений, что затрудняет разработку кроссплатформенного ПО.
Интересные факты
- Талисманом Linux является пингвин Tux, созданный в 1996 году художником Ларри Юингом.
- Ядро Linux содержит более 30 миллионов строк кода (по состоянию на 2024 год).
- Линус Торвальдс назвал ядро в честь себя, хотя первоначально хотел назвать его «Freax» (смесь «free», «freak» и «Unix»).
- Linux используется на Международной космической станции (МКС) для управления некоторыми системами.
- Операционная система Android, основанная на Linux, является самой популярной ОС в мире по числу установок.
Источники
- Torvalds, L. (1991). «What would you like to see most in minix?» Usenet post.
- Love, R. (2010). «Linux Kernel Development». Addison-Wesley.
- Nemeth, E., Snyder, G., Hein, T. R., Whaley, B. (2017). «UNIX and Linux System Administration Handbook». Addison-Wesley.
- W3Techs. «Usage statistics of operating systems for websites». 2024.
- TOP500. «List Statistics». 2024.
- StatCounter. «Desktop Operating System Market Share Worldwide». 2024.
BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.
На главную BFOmetr →