Текст книги "Вопросы истории: UNIX, Linux, BSD и другие"
Автор книги: Алексей Федорчук
Жанры:
ОС и Сети
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 2 (всего у книги 28 страниц)
Как было сказано в первом разделе этой главы, именно эволюция аппаратных платформ обеспечила почву для развития всех остальных сюжетов. Так что пришло время поговорить о «железе».
Материалы, касающиеся истории вычислительной техники, принято вести с тех времён, «когда компьютеры были большими». Нашу же историю мы, напротив, начнём с того момента, когда компьютеры начали становиться маленькими, за что и получили имя миникомпьютеров.
Впрочем, самым главным был не габарит новых машин (размером с 1-2 бытовых холодильника), а то, что они допускали интерактивное взаимодействие с пользователем – ввод задач посредством клавиатуры и вывод результатов на тот же телетайп (а потом и на экран монитора).
На одном из таких миникомпьютеров, PDP-7 производства фирмы DEC, и был разработан первозданный UNIX. Который, впрочем, быстро утратил связь с родительской платформой: после того, как основная системы часть была переписана на языке Си (специально созданном для разработки этой ОС), возникли условия для относительно легкого ее портирования на любое «железо». И долгое время миникомпьютеры различных типов (в основном PDP-11 и пришедшие им на смену во второй половине 70-х машины серии VAX), как наиболее демократические платформы того времени, оставались основной средой для разработки и использования UNIX.
Попавший в Беркли UNIX также первоначально был инсталлирован и работал на 16-битных миникомпьютерах PDP-11, и программные наборы 1BSD и 2BSD (собственно системами, как говорилось ранее, их назвать было еще нельзя) разрабатывались на них и для них.
Однако в 1977 году на свет вышли первые миникомпьютеры VAX, уже 32-битные. Разумеется, первозданный UNIX, ставший к тому времени вполне кросс-платформенным, обзавелся для них соответствующей версией, носившей имя UNIX/32V. Однако и берклианская ветвь не осталась в стороне от прогресса: 3BSD – первая целостная система из Беркли уже в 1979 году была портирована на VAX, причём с эффективным использованием всех его аппаратных возможностей, в частности, виртуальной памяти. Именно тогда и сложилась та самая парадоксальная ситуация, о которой я говорил выше: пользователи VAX-машин вынуждены были получать (то есть покупать) лицензию на использование 32V, однако устанавливали и применяли на практике 3BSD, а затем и 4BSD.
Однако миникомпьютеры доживали свой век – на смену им серверы и рабочие станции на фантастически мощных по тем временам RISC-процессорах, объединённые в сети с клиент-серверной архитектурой. Они уже имели вид, подобный обычным персоналкам – с системным блоком, монитором и клавиатурой, а затем и мышью, а рабочие станции к тому же находились в индивидуальном пользовании.
Первые рабочие станции выпустила в 1981 году фирма Apollo. Они были основаны на процессоре Motorola 68000, имели сетевые интерфейсы и объединялись в клиент-серверные сети. Однако операционной системой для них был не UNIX, а собственная разработка – Aegis, позднее переименованная в DOMAIN/OS. Впрочем, ни под тем, ни под другим именем с UNIX она была несовместима, хотя, как говорят, и была с ней сходна внешне, в частности, своим командным интерфейсом.
Машины Apollo, носившие название DN100, были сами по себе дороги, а разработка софта для них, вследствие своеобразия закрытости операционки, обходилась ещё дороже. Что открывало путь к созданию альтернативных решений – более дешёвых и совместимых.
И такое решение появилось мгновенно. В том же 1981 году аспирант Стэнфордского университета Энди Бэчтольшайм (Andy Bechtolsheim), участвуя в работах по созданию сети для своей альма-матер, из отходов производства собрал машину на том же процессоре Motorola 68000. А в 1982 году он вместе Винодом Хосла (Vinod Khosla) основал компанию SUN, что первоначально расшифровывалось как Stanford University Networks, но быстро обрело «солнечную» символику – интересно, не читали ли основатели Луч света в тёмном царстве? Чуть позже третьим к ним присоединился Скотт МакНили (Scott McNealy).
«Трое появились не случайно» – они поставили себе целью создать мощный, но относительно дешёвый компьютер, основанный на стандартных промышленных компонентах. Затея эта удалась – и на протяжении 80-х годов одна за другой выпускаются машины Sun-1, Sun-2, Sun-3, основанные на процессорах Motorola 68XXX.
Стандартизация аппаратной части требовала столь же стандартной операционной системы, каковая могла основываться только на UNIX. И разработкой её занялся Билл Джой, тот самый, который, как мы увидим в главе второй, до того активно участвовал в создании BSD. И нет ничего странного в том, что именно она и была положена в основу новой ОС.
То был отнюдь не единственный пример портирования UNIX на платформу 68XXX. Мало кто ныне помнит, но, например, Apple разрабатывала собственную версию ее, под названием AUX, задолго до MacOS X – чуть не сразу после появления первого Mac’а.
Однако UNIX портировался не только – и не столько – на машины с процессором 68XXX. «Дурной пример» Sun оказался заразительным – и этим путём пошли такие разработчики собственных платформ, как IBM, Hewlett-Packard, DEC. Именно они стали и разработчиками собственных же вариантов UNIX.
Компьютеры для народаА что же собственно персоналки, именовавшиеся в те годы IBM PC-совместимыми компьютерами? И ныне для большинства пользователей ассоциирующиеся с самим понятием компьютера.
А поначалу – ничего. Первый широко распространившийся персональный компьютер, собственно IBM PC и развивавший его линию IBM PC/XT, базируясь на внутренне 16-разрядных процессорах Intel 8088 и 8086, работать под исходно 32-битной UNIX не мог, как не способна была на это и персоналка следующего поколения, IBM PC/AT на процессоре Intel 80286.
Только появление в 1985 году первого 32-разрядного процессора от Intel – 80386, дало возможность использовать UNIX на дешевых и общедоступных персоналках. Так что именно здесь пролегала магистральная линия массовой компьютеризации – по всему миру шло триумфальное шествие Советской власти (то есть, пардон, Intel-совместимых PC).
Но под чем же работало все это аппаратное богачество? Да в подавляющем большинстве – под MS DOS, 16-разрядной операционной системой, созданной ещё для первых IBM PC и несущей в себе массу неустранимых ограничений: принципиальную однозадачность, отсутствие многопользовательского доступа, возможность использовать «по прямому назначению» лишь 640 Кбайт оперативной памяти, примитивную организацию файловой системы, не менее примитивные средства работы в текстовом режиме – единственно возможном силами «черного» DOS.
Конечно, предпринимались многочисленные попытки заретушировать «родимые пятна» DOS. Разрабатывались надстройки над ней, способные использовать вес физический объём оперативной памяти и многозадачность, такие, как QuaterDesq и Geoworks. Которые включали также и системы работы в графическом режиме. Некоторые пользовательские DOS-приложения (табличные процессоры Lotus 1-2-3 и QuattroPro, текстовый редактор WordPerfect) обзаводились собственными средствами управления памятью и графическими интерфейсами.
Вся эта многочисленная DOS-косметика была либо неудачной, либо не получила распространения. Конечно, существовала и альтернатива ей – разрабатывавшаяся в IBM операционка OS/2, первая 32-разрядная ОС, специально написанная для PC. Однако и она, не смотря на весьма прогрессивный базис, не приобрела широкой популярности. О причинах этого можно было бы вспоминать долго – не последней оказалось исключительно пофигистское отношение производителя к своему детищу.
Сложилась парадоксальная ситуация: «народная», то есть общедоступная, платформа не имела адекватной «народной» же операционки, способной использовать её возможности. И в следующей главе мы проследим зарождение и развитие первой претендентки на этот титул.
Увы, претензии эти оказались не реализоваными. А «свято место» массовой операционки для настольных персоналок оставалось пусто вплоть до 1995 года – появления Windows 95. Началась эра гегемонии платформы Wintel (то есть машин на Intel-совместимых процессорах под управлением ОС Windows). И гегемония эта практически не поколеблена и по сей день. Не смотря на несколько попыток борьбы с ней в 90-е годы. Не смотря на тщившиеся стать народными Mac'и во всех их проявления. Не смотря на все успехи последних лет в продвижении Linux. Но об этом – позднее.
Глава вторая. Берклиада
История возникновения и раннего развития BSD-систем, а в дальнейшем наиболее популярной из них – FreeBSD, поистине эпична сама по себе. И к тому же она оказалась поворотной точкой в дальнейшей судьбе всех открытых и свободных операционок. И потому заслуживает подробного рассмотрения, которое, начавшись в этой главе, будет продолжено в главах пятой и седьмой.
«Похищение Елены Прекрасной»В разделе о зарождении UNIX предыдущей главы упоминался профессор Фабри, который принёс свет UNIX’овой мысли в стены Университета Беркли. Где система попала в условия открытого общения специалистов в области Computer Science самого разного ранга, от профессоров до аспирантов – именно такой статус имели во второй половине 70-начале 80-х годов прошлого века Билл Джой (Bill Joy, в последующем, как мы уже видели, один из основателей компании Sun), Маршалл Керк МакКузик (Marshall Kirk McKusick), Озалп Бабаоглу (Özalp Babaoğlu). Их усилиями, вкупе с другими сотрудниками университета, система UNIX медленно, но верно превращалась именно в то, чем она стала ныне. Достаточно сказать, что на счету «ранних берклианцев» разработка системы управления виртуальной памятью, концепции сокетов для взаимодействия между процессами, текстовый редактор vi, ставший в лице своего клона Vim неотъемлемой частью всех UNIX-подобных систем, и командная оболочка C-shell (csh), положившая начало интерактивным методам работы в командной строке.
Нам, избалованным мощными и красивыми текстовыми редакторами для графического режима (или, по вкусу, изощрёнными возможностями нынешнего Vim’а), современными командными оболочками типа bash и zsh, трудно сейчас оценить, какую роль в дальнейшем развитии UNIX-подобных систем сыграли vi и csh, выглядящие сегодня столь невзрачными.
Сотрудники Беркли оказались первыми и в организации распространения результатов своих работ. Этой цели служила Berkely Software Distribution или, сокращённо, BSD – система распространения разработанного в университете софта на магнитных лентах, от которой в конечном итоге происходит всё многообразие форм BSD– и Linux-дистрибуции.
Первые выпуски BSD (1BSD и 2BSD), вышедшие в 1978 году, ещё не представляли собой цельных систем, а содержали лишь набор утилит и приложений собственной разработки. О какой-либо системной целостности можно говорить, начиная с 3BSD (1979 год) – правда, целостность эта в значительной мере была обусловлена включением компонентов собственно UNIX.
Однако именно выпуск 3BSD послужил причиной тому, что команда UNIX-разработчиков Беркли получает в 1980 году грант упоминавшегося в прошлой главе DARPA с целью разработки протокола передачи данных для сети ARPANET, который ныне известен как протокол TCP/IP.
Практически одновременно с получением гранта DARPA Бобом Фабри формируется команда CSRG (Computer System Research Group), которая объединила всех трудящихся университета Беркли (и не только его), связанных с развитием берклианской ветви UNIX. Начиная с октября 1980 года, на протяжении двух с небольшим лет эта группа последовательно выпускает 4BSD, а затем 4.1BSD в нескольких версиях: собственно 4.1BSD – июнь 1981 года, 4.1a, 4.1b и 4.1c (1982—начало 1983 года).
Модель распространения BSD выглядит весьма запутанной для нас, незнакомых с американским юридическим крючкотворством. Все собственно Берклианские разработки распространялись хотя и не бесплатно, но за минимальные деньги (лента 1BSD, например, стоила 50 долларов), причём дальнейшее их использование было практически свободным, в духе позднейшей BSD-лицензии.
Однако те же разработки в составе цельной работоспособной системы, содержащей UNIX-код, требовали лицензирования последнего, что приводило к удорожанию на порядки. Дело доходило до ситуаций, которые кажутся нам смешными: организации покупали лицензию на использование UNIX у Bell Labs, но заказывали и использовали более функциональную систему из Беркли.
Такое положение вещей, противоречащее здравому смыслу, не могло продолжаться вечно – и скоро мы узнаем, каким образом оно разрешилось. Но сначала прервём линейность истории, обратившись к вопросу, откуда пошёл свободный софт.
Начало свободного софтаГоворя в главе первой об истоках и предпосылках истории FOSS, я упомянул общественные движения Open Source Software и Free Software, однако больше не прибавил о них ни слова. Настало время восполнить это упущение.
Под открытым и свободным программным обеспечением, для которого закрепилась аббревиатура FOSS, понимается два близкородственных, но не вполне идентичных понятия – программное обеспечение с открытыми исходными текстами (Open Source Software) и собственно свободное программное обеспечение (Free Software).
Читатель, знакомый с современным положением дел вокруг так называемого СПО, вправе задать мне вопрос: почему названия из предыдущего абзаца стоят именно в таком порядке? Ведь каждому ребёнку известно, когда Ричард Столлман, известный в миру как RMS, создал Фонд Свободного Программного обеспечения и основал проект GNU, и когда из уст Эрика Рэймонда, не менее известного как ESR, впервые прозвучало словосочетание Open Source Software. Попробуем разобраться.
Движение Open Source организационно оформилось в 1998 году. Однако зародилось оно очень давно – и в тех же академических кругах Computer Science. Собственно, первоначально никакого движения не было – а была лишь обычная, принятая в любой науке, практика свободного обмена результатами своей работы. Благо, ARPANET, а затем и Интернет предоставили к тому практически неограниченные возможности. Да и необходимости в движении не возникало – никакого другого софта, кроме открытого, просто не было в природе.
Об оформлении прототипа движения Open Source можно говорить с начала Берклиады, когда Университет Беркли стал распространять результаты своих работ открыто (то есть с доступом к исходным текстам) и свободно (то есть без ограничений на дальнейшую модификацию и распространение), под лицензией, которая получила имя лицензии BSD.
Суть её была очень проста: с исходниками BSD UNIX можно было делать всё, что угодно, кроме как приписывать себе их авторство. Правда, была там и так называемая «оговорка о рекламе» – требование упомянуть регентский совет Университета Беркли в любом производном продукте, но со временем она была изъята.
Поскольку усовершенствования первозданной UNIX, пришедшие из Университета Беркли, были очень существенными, результатом этого было расщепление UNIX на две ветви – проприетарную UNIX от AT&T, за которой со временем закрепилось название System V, и BSD UNIX, распространявшуюся свободно. Впрочем, в силу открытости берклианских разработок, они быстро были инкорпорированы и в System V (начиная с её Realese 4, говорить от первозданном UNIX уже не приходится).
Обе ветви UNIX, System V и BSD UNIX, сосуществовали мирно, подобно капитализму и социалиализму. Однако лишь до поры, до времени – пока не появилась юридическая возможность коммерческого распространения UNIX, само это слово (в форме UNIX) не стало торговой маркой, соответствие которой должно сертифицироваться, – короче говоря, пока не запахло «баблом».
И вот тут-то формальные правообладатели UNIX вспомнили, что в составе BSD-системы имеется некоторое количество кода, являющегося их «интеллектуальной собственностью», и затеяли судебный процесс против Университета Беркли, о чём речь пойдёт в скором времени.
А пока заметим, что важной вехой в становлении движения Open Source и как технологического, и как идеологического явления стала разработка оконной системы X, начатая в 1984 году, чему будет посвящена отдельная страница.
Тем временем Ричард М. Столлман, сотрудник той самой MIT AI, боролся с прикручиванием принтера от HP к своей системе. И боролся безуспешно – поскольку товарищи от Хьюлетта и Паккарда отказались предоставить ему исходники на своё firmware. Что привело Столлмана к убеждению – закрытые исходники суть тормоз прогресса, и все программное обеспечение должно быть открытым и свободным. Начался крестовый поход за освобождение софта.
К середине 80-х годов прошлого тысячелетия RMS создаёт Фонд свободного программного обеспечения (FSF – Free Software Foundation), начинает проект GNU – воспроизведение функциональности UNIX «с чистого листа», но в свободном исполнении, а главное – формулирует принципы Free Software: свобода использования, свобода изучения и модификации, свобода распространения.
Знакомый велосипед, не правда ли? Да, именно на таких условиях распространялись результаты работ сообщества Computer Science (как, впрочем, и любого иного научного сообщества). Новым в принципах RMS, нашедшим своё выражение в разработанной под его руководством (и с участием профессиональных юристов) лицензии GPL (General Public License), было только одно: любая программа, использующая код, защищаемый GPL, должна распространяться на тех же условиях – ныне, присно и во веки веков…
В рамках проекта GNU (что расшифровывается просто – GNU is not UNIX) были разработаны функциональные аналоги всех классических UNIX-утилит и пользовательских приложений, из которых важнейшим (и до сих пор единственным незаменимым) оказался компилятор языка Си (gcc – GNU C Compiler).
Участники проекта GNU, работавшие первоначально на чистом энтузиазме, за считанные годы воссоздали все системное окружение полноценной ОС. За одним единственным исключением – ядра. Но тут уже начинается история из главы четвёртой. А мы продолжим нашу Берклиаду.
Возвращение в БерклиОно ознаменовалось тем, что в августе 1983 года была выпущена система 4.2BSD – та самая, на разработку которой собственно и был получен грант DARPA. К этому времени Билл Джой, сыгравший большую роль в разработке предыдущих версий, покинул Университет Беркли и стал соучредителем новой компании Sun Microsystems (о чём – в следующей главе). На первые же роли в проекте BSD вышли Майк Карелс (Mike Karels) и Керк МакКузик.
Система 4.2BSD аккумулировала в себе как все ранние достижения берклианской мысли, так и разработки, выполненные уже в рамках CSRG и как бы «порционно» появлявшиеся в последовательности версий 4.1BSD. Из которых главнейшими были протокол TCP/IP и новая файловая система FFS (Fast File System).
О значении TCP/IP много говорить не приходится: если вы читаете эти строки, значит, тем или иным образом имеете доступ в Интернет. Так вот, без TCP/IP ничего этого не было бы: ни Интернета, ни «одноглазникофф ффконтакте», ни самой этой книги.
А чтобы понять значение FFS, достаточно вспомнить что все файловые системы современных UNIX’ов, как свободных, так и проприетарных, берут своё начало именно от неё, если не прямо, то опосредованно, через развитие заложенных в ней принципов.
Так что система 4.2BSD не только предопределила направление развития всех последующих представителей BSD-семейства, но и оказала большое влияние на UNIX «чистой линии». А также – будущей героини нашего повествования, ОС Linux.
Линия BSD рано начала давать боковые отростки. Из них одними из главных, в рамках нашего повествования, стали микроядерные операционки, в первую очередь ядро Mach, разрабатывавшееся в Университете Карнеги-Меллона, а затем – в университете штата Юта. Некогда оно рассматривалось как прообраз операционных систем будущего, однако на практике возлагавшихся на него надежд не оправдала. Сам по себе проект Mach давно прекратил своё развитие, так что главная слава Mach оказалась посмертной. Ибо под его воздействием Энди Танненбаум написал свою игрушечную систему MINIX, которая вдохновила Линуса Торвальдса на написание Linux.
Пора опять возвращаться к магистральной линии развития BSD. Каковая после выхода 4.2BSD, оказавшейся переломной в развитии этой системы, приобрела плавно поступательный характер. Новые релизы появляются относительно редко: выход 4.3BSD датируется июнем 1986 года, а её последовательных инкарнаций – 4.3BSD-Tahoe и 4.3BSD-Reno – июнем 1988 и началом 1990 года соответственно.
Выход следующего релиза, 4.4BSD, который готовился как квинтэссенция всей предшествующей Берклиады, был запланирован на 1993 год. И действительно произошёл почти в установленные сроки. Однако ему суждено было стать и последним в ряду всех систем линии 4.xBSD: потому что в интервале 1990-1993 года случилось несколько событий, которые в своей совокупности изменили весь ход истории свободных операционных систем.
