Ю. Вахалия - UNIX изнутри (2003), страница 9

Многие решения Бцп не имеют аналогов, технологии компании всегда были «на гребне» (та же 3ача), а ее системы отличаются высокой надежностью. Но поскольку Боп приходится вести войну на всех фронтах, в первую очередь против (йпнх и М!сгозо(с, она вынуждена поспевать за конкурентами. В результате производительность Бо!аги 8 оказывается ниже таковой для Бо!апз 7, надежность страдает, а проблемам игпернационализации (в том числе поддержке русского языка) уделяется недостаточное внимание. За последние 4 года вышли версии для! псе! 7 (или Бо1апз 2.7, БппОБ 5.7), 8 и 9 (начало 2003). Бо1аги 7 работает на одно- и многопроцессорных системах, поддерживает до 4 Гбайт КАМ и файловые системы до ! Тбайт.

Файловая система () РБ с расширениями от Бпп и 64-разрядной адресацией позволяет протоколировать события (по образу журналов). Недостатки низкой производительности ХРБ сглажены за счет кчширования информации непосредственно на локалыюм диске (файловая система СасЬеРБ). Бо!аги 8 Бцп противопоставила Ю!пдо«чз 2000 Расасепсег, а Бо!аги 9 — М!сгоюй ««г!пдо«чз 2000 Бегчег. Самая главная новация в Бо1аги 8— 11че 1)рйгаде («горячее» обновление). Она позволяет администраторам устанавливать исправления в ядро и аппаратные средства на серверах БРАКС без их перезагрузкн. Встроенная кластеризация до 4-х процессоров (для БРАКС) позволяет увеличить производительность вебсервера.

Бо1апз 8 поддерживает стандарт 1Рч6 н спецификацию 1РБес (для 1Рч4), стандарт МоЬг!е 1Р для мобильных пользователей. 5нп объявила о поддержке сервера каталогов ЕРАР и об отказе от службы Х15, вошедшей в общее пользование с ее же подачи. 1.РАР интегрирован в Бо!аги 9, что повышает ее производительность в сравнении с Бо1апз 8 в 5 раз. В Бо!апз 8 встроены две графические оболочки — СРЕ (Сошшоп Резйсор Епчсгопшенг) и Орел Ю!пдогчз, в Бо1апз 9 — графический интерфейс пользователя Ъ«геЬ Бган и консоль администрирования Бо1апз Мапайешепс Сопю1е (БМС).

Последняя версия — Бо1апз 9 — включила в себя множество новых возможностей. Это; протокол сетевой аутентификации КегЬегоз 5, протокол Беспге БЬей для безопасного установления связи с ()Х1Х-машинами, поддержка КА1Р-массивов, расщепление и удвоение дисков, новая организация нитей, повышающая производительность многопроцессорных систем, зашита от переполнения буфера — «бич» безопасности для любых систем, основанная иа блокировке выполнения стековых операций определенными приложениями, Веб-сервисы, )ача-сервер приложений, выполняющий программы е-бизнеса, средства управления предприятиями на основе интернет-технологий 1ЧВЕМ направлены на интеграцию множества компьютеров в один огромный вычислительный комплекс.

— Прим. ред, 1.2. Причины изменений системы 43 основных операционных систем, предлагаемой в самых различных вариантах многими постав1циками. В настоящее время 1)Н1Х используется на самых различных системах, начиная от небольших встроенных контроллеров и заканчивая огромными мэйнфреймами и массивно-параллельными системами, Под управлением 1)Х!Х работают самые разнообразные приложения: в офисах 1)Х1Х используется как настольная ОС; в финансовых областях с ее помощью обрабатываются крупные базы данных, а научные лаборатории применяют эту систему для сложных математических вычислений.

Изменения и рост 1)Н1Х обусловлены, в первую очередь, появлением новых задач, стоявших перед системой. Хотя на данный момент 1)Ы1Х является целостной операционной системой, это ие значит, что она будет оставаться неизменной в дальнейшем. Причиной постоянно происходящих изменений никак нельзя назвать изначально неверный дизайн ОС. Напротив, простота добавления в 1)Н1Х новых возможностей по мере развития технологий убедительно доказывает обратное. Не имея точного представления о цели, формах и задачах будущей системы, ее создатели начали работу с построения простых, расширяемых базовых средств, собирая и анализируя предложения по усовершенствованию системы отовсюду, от научных учреждений, коммерческих предприятий и простых пользователей. Проведем анализ основных факторов, повлиявших на рост и совершенствование системы.

В этом разделе вы увидите не только описание самих факторов, но и соображения автора относительно предполагаемых трансформаций системы 1)Х1Х в будущем. 1.2.1. ФуН1ьЦИОНе1ЛЫ4ЫЕ «зоЗМОЖНОС1И Главной причиной, подталкивающей к изменениям, является необходимость добавления новых возможностей в систему. Изначально новые функциональные средства появлялись в 1)1ч1Х только как пользовательские инструменты и утилиты. Позже, когда 1)Н1Х превратилась во вполне развитую систему, разработчики стали добавлять многие дополнительные возможности прямо в ядро ОС. Многие из новых функций системы создавались для поддержки более сложных программ. Одним из примеров таких нововведений является набор 1псегргосезз Сопипип1сагюп (1РС) в ОС Бузсет Ч, в состав которого входят поддержка разделения памяти, семафоры и очереди сообщений.

Все эти возможности позволили процессам взаимодействовать, используя совместно данные, обмениваясь сообщениями и синхронизируя свои действия. Большинство современных систем 1)Н1Х также имеют несколько уровней поддержки для создания многопоточных приложений. Возможности 1РС и технологии потоков существенно помогают в разработке сложных приложений, например тех, что основаны на модели «клиентсервер». В таких программах обычно серверная часть находится в режиме 44 Глава 1. Введение постоянного ожидания запроса от клиентов. Если такой запрос приходит, сервер обрабатывает его и снова переходит в режим ожидания следующего.

Если сервер имеет возможность обслуживания сразу несколько клиентских запросов, в этом случае предпочтительно вести их обработку параллельно. С применением технологии 1РС сервер может использовать отдельный процесс для обработки каждого запроса, в то время как все выполняемые процессы могут совместно использовать одни и те же данные. Многопоточная система позволяет реализовать сервер как один процесс, имеющий несколько параллельно функционирующих потоков, использующих общее адресное пространство.

Возможно, наиболее «видимой» частью любой операционной системы является файловая система. В ОС 13Х1Х также было добавлено множество новых возможностей, в том числе поддержка файлов гтгО (Р)гзс 1п, Р1гзг Опт), символьных связей, а также файлов, имеющих размеры большие, чем раздел диска. Современные системы поддерживают защиту файлов, списки прав доступа, а также ограничения доступа к дискам для каждого пользователя, 1.2.2. Сетевая поддержка За годы развития 1)1ь11Х максимальным изменениям была подвергнута часть ядра, являющаяся сетевой подсистемой.

Ранние версии ОС работали отдельно друг от друга и не имели возможности соединения с другими машинами. Однако распространение компьютерных сетей поставило перед разработчиками проблему необходимости их поддержки в системе 131ь)1Х. Первым занялся решением этой проблемы университет Беркли.

Организация РАКРА профинансировала проект встраивания поддержки ТСР/1Р в 4ВЯР. На сегодняшний день системы О)ь(1Х поддерживают большое количество сетевых интерфейсов (таких как ЕтЬегпег, РРР1 и АТМ), протоколов (ТСР/1Р, () РР/1Р', БМАт и других) и средств (например, сокетов и ЯТКЕАМБ). Появление возможности соединения с другими компьютерами во многих отношениях повлияло на операционную систему. Пользователи ОС сразу же захотели совместно использовать файлы, расположенные на соединенных между собой машинах, а также запускать приложения на удаленных узлах. Для удовлетворения этих требований развитие системы 0Х1Х велось в трех направлениях: + Разрабатывались распределенные файловые системы, позволявшие вести прозрачный доступ к файлам на удаленных узлах. Наиболее удачными из созданных систем оказались №Гпгогй Ие 5узГет (А1Р5) корпорации Яип М1сгозузгешз, Апйеге Ие 5узгегл (АР5) университета Карнеги— Меллона и Пиггт1тигег1 Ие 5узгет (РР5) корпорации Тгапзагс.

' 1)зег Рагапгапг Ргогосо!/1пгегпег Ргогосо!, протокол пользовательских дейтаграмм/протокол Интернета. г зузгега )тег ногъ. Агсьггесгнге (системная сетевая архитектура) компании 1Вм. 1,2. Причины изменений системы 45 + Создавалось большое количество распределенных служб, позволяющих совместно использовать информацию по сети. Эти службы представляют собой обычные пользовательские программы, основанные на модеяи «клиент-сервер» и использующие удаленные вызовы процедур для активации действий на других компьютерах. Примерами таких программ являются Ь1егтвотМ 1пготтпагюп 5его1се (Сетевой информационный сервис, 1ч19) и 0игпЬигеА Сотрипля Епглгоптепг (Распределенная вычислительная среда, ПСЕ). + Появлялись распределенные операционные системы, такие как Масй, СЬогцз и Ярпсе, имеющие различную степень совместимости с 111ч1Х и продвигаемые на рынок как базовые технологии для построения будущих распределенных ОС.

1.2.3. Производительность Постоянной движущей силой, заставляющей вносить изменения в системы, является увеличение их производительности. Конкурирующие между собой поставщики операционных систем тратят огромные усилия на демонстрацию того, что именно их ОС производительнее, чем другие. Почти все внутренние подсистемы претерпели большие изменения, выполненные с целью увеличения производительности систем. В начале 90-х годов университет Беркли представил файловую систему Газг Р11е Яузгеш, благодаря интеллектуальным правилам размещения блоков на диске увеличивающую производительность системы. Позже появились более быстродействующие файловые системы, использующие внешнее размещение или технологии поддержки журналов.

Увеличение вычислительных мощностей также стало основной причиной разработок в области коммуникаций между процессами, работы с памятью и многопоточных процессов. Когда для работы многих приложений оказалось недостаточно одного процессора, производители разработали многопроцессорные системы под управлением 111ч1Х, некоторые из которых имеют сотни процессоров. 1.2.4. Изменение аппаратных платформ Операционная система должна «шагать в ногу» с современными аппаратными технологиями. Часто это означает необходимость ее переноса на новые и более высокопроизводительные процессоры. После того как ядро 111ч1Х было почти полностью переписано на языке С, решение этой задачи стало относительно легким.

В прошлом разработчики тратили огромные усилия на отделение от общего кода программы участков, написанных для конкретного аппаратного оборудования, и включение их в отдельные модули. После проведения этих действий для переноса системы требовалось переписывать заново только отдельные модули.