|
|
|
1-2 Unix/Linux 系統簡介
『Unix 作業系統』（Unix Operating System）是目前網路伺服器最『夯』的工作平台，許多網站和網路設備皆利用它來架設，它的誕生與成長過程真是一件迷人的話題。本書利用一些篇幅來介紹 Unix 系統的緣由，接著再來探討 Linux 是在何種情況下被發展成最通用的自由軟體。這早已分流的兩大系統，在何種因緣底下再度整合成 Unix/Linux 系統，其過程發展如何？以下分別說明之。 1-2-1 Unix 系統的緣由 我們回顧一下作業系統的功能，它負責管理整個電腦系統的運作程序，甚至主宰一部電腦的功能強弱與否。早期電腦製造廠商都將作業系統的開發，視為最高秘密的技術，絕不輕易洩漏。當時各家廠商多自行開發作業系統，既不會也不願意與其他廠商交流。在電腦資源昂貴的時代裡，是以執行時間計算費用，為了減少計算時間，幾乎都屬於『批次處理』（Batch Processing）模式。早期電腦的處理速度非常緩慢（但是比人工作業快很多），通常也僅是某些特殊單位，處理特定工作才具有的設備，大多從事於與計算（computing）有關的工作（因此稱為 computer）。直到 1960 年末期，美國奇異（General Electric, GE）公司希望能建立一部『交談式處理』（Interactive Processing）作業系統，以提高其電腦的處理效益（不再是批次處理）。於是，它結合麻省理工學院（MIT）與 AT&T 公司的貝爾實驗室（Bell Laboratories）共同開發一個實驗性的作業系統，稱之為 Multics（Multiplexed Information and Computing System）。Multics 建立之初預定是在 GE 645 大型主機上執行，並具有交談、保密與資源互享的功能，但因該計畫延遲太久而被放棄。到了 1970 年初期，才由貝爾實驗室的 Multics 成員 Ken Thompson 與 Dennis Ritchie兩人，共同將 Multics 移植到 PDP-7 系統上執行，因為剛移植到 PDP-7 的交談式作業系統僅能提供兩個使用者登入，因此被戲稱為 UNICS（Uniplexed Information and Computing System），後來才被改名為 Unix ，且一直沿用至今。 1972 年 ken Thompson 與 Dennis Ritchie 將 Unix 移植到 DEC PDP-11/20 系統，並開發一套稱之為 runoff 的文書處理系統，此為有史以來的第一套電子排版軟體，後來改版成 troff。當時無論作業系統或是套裝軟體都是利用『組合語言』（Assembly Language）所撰寫完成的，大多隨著硬體主機銷售，很難移植到其他主機上執行。剛發展出來的 Unix 系統也不例外。 次年(1973)，Ritchie 與 Thompson 利用 C 語言改寫 Unix 的核心程式，不但增加 Unix 系統的可攜性，也造成資訊產業的大變革。因為 C 語言是一套高階程式語言，只要透過不同主機系統的 C 編譯器，將它重新編譯再安裝於該主機上，便可在不同的主機系統上執行。在此之前，因為作業系統都是利用各自主機的組合語言來開發，當然開發出來的作業系統也僅能使用於該主機上，無法移植到其他廠牌的主機上。利用 C 語言所發展的『可攜性』Unix作業系統，可說是歷史上的頭一遭，之後也奠定 Unix 統一作業系統的基礎。從此之後，無論發展作業系統或套裝軟體，各廠商也多儘量利用 C 語言開發，不但軟體銷售不再侷限於某些特定主機，修正或更新也將更容易。 在當時（1970 年代），電腦環境可以說完全是賣家市場，幾乎由幾家大廠所掌控，這些大廠對於 AT&T 所發展出來的 Unix 興趣缺缺，原因是各家的應用軟體都在自家系統上發展（組合語言所編寫的），要移植到其他系統是不太可能的。另一方面，每家廠商也都將自己主機系統的技術列為最高機密，豈可讓您安裝 Unix 系統（如此則需公開主機內部資料）。由此可見，當時Unix 系統前途真是黯淡無光的，僅能在貝爾實驗室裡自行玩弄。AT&T 試圖要讓 Unix 系統有更大的發展空間，決定來個『放長線釣大魚』，將其免費送給各大學當作作業系統教材，並將核心程式完全公開，好讓學生與教授可以自由在 Unix 上發展更多軟體工具，並修正核心程式的缺點。當時以 Ethernet 為基礎的 TCP/IP 網路（即是 ARPANET 網路）已被發展出來，也與 Unix 面臨同樣的問題，AT&T 索性將 TCP/IP 網路附加在 Unix 系統上，作為 Unix 主機之間的通訊使用，也一併分送各大學使用。無形之中，Unix 系統與 TCP/IP 網路漸成為許多大學與研究單位不可或缺的工具。 當 Unix 的羽翼漸豐後，AT&T 立即將 Unix 申請註冊商標為自己所擁有，別家公司不再允許使用 Unix 名稱。另一方面，AT&T 又以較低的價格將 Unix 授權給其他公司發行，如HP 公司的 HP-UX、Sun 公司的 Solaris，大多宣稱為 Unix-based 系統。從此，不同版本的 Unix 系統也就如雨後春筍般的被發展出來，各種 Unix-based 版本大致上都能夠相容。亦即所發展的應用軟體可在不同版本 Unix- based 系統之間輕易移植。這可是幾十年來電腦發展的大變革，之前在某一系統上發展出來的軟體，實在不容易移植到其他系統，更別說許多公司都將自己的作業系統技術列為最高機密，想移植更是難上加難。目前較常見的授權 Unix 系統有：AIX（IBM 公司）、HP-UX（HP 公司）、IRIX（Silicon）、Solaris（Sun）、TRU64（Digital Unix）、A/UX（Apple）、MacOS X（Macintosh Intel Platform）。 各家廠商有了 Unix-based 版本作業系統之後，在任何 Unix-based 上開發的軟體套件，可容易的移植到其他 Unix-based 系統上執行。如此一來，軟體的銷售管道拓寬了，產生更多軟體公司發展並銷售各式各樣的應用系統。主機安裝 Unix-based 系統後，不但容易購買到所需的軟體（不需要自己開發），價錢也比其他系統下的軟體便宜，也讓更多客戶喜歡使用。 1-2-2 Linux 系統的緣由 使用 Unix 需要收費了！！這在學術界可是擎天霹靂的大震撼，學校再也不能免費使用 Unix，必須購買使用版權才可以。自從利用 Unix 作為教材之後，普遍上大學教授對於 Unix 都有相當的認識，也都已準備許多相關教材，要他們立刻停止使用，真讓教授們感到錯愕。當時荷蘭 Andrew S, Tanenbaum 教授（即是 Computer Network的作者，Prentice Hall）便利用 Unix 的相關技術，發展一個稱之為 Minix 的作業系統，它的雛型是 Unix-like 作業系統。Tanenbaum 將 Minix 系統隨著作業系統教科書（Operating Systems: Design and Implementation，Prentice Hall）免費贈送，各大學又恢復利用免費版本的Unix 作為教材。一時之間，類似 Minix 系統也不斷地被發展出來，但都統稱之為 Unix-like 系統。Minix 內的程式大多是利用 C 語言所發展出來，但也可重新編譯再植入多種硬體主機上執行，尤其是當時最普遍的 intel-80386/80486 主機，這也是 386 系統版本的濫觴。 在 1980 年代裡網際網路並不風行，Minix 系統大多儲存於磁帶或磁片上，再利用郵寄方式流傳。學生拿到 Minix 後，可直接安裝 intel/386 主機上執行，當作學習 Unix 系統工具。甚至可直接利用 Minix 原始程式（Source file），修改或增加系統功能，再重新編譯成另一個新的作業系統，許多教授都喜歡利用此方法考驗學生。一直到 1990 年，在芬蘭的 Helsinki 大學裡，有一位叫 Linus Torvalds 的大學生也如同一般學生一樣，將 Minix 系統安裝於 80486 電腦，並作為作業系統的實習教材。當時 Minix 系統已算完備，Unix 系統上應有的功能它幾乎都有，而且網路功能也很強。Torvalds 重新編寫 Minix 並增加某些功能，作為他的碩士學位論文，完成之後，Torvalds便將新的作業系統掛在網路上以供他人下載，整個檔案被儲存於名為 Linux 的目錄之下。很幸運地，當時網際網路已漸漸風行，許多人便到 Helsinki 大學 FTP 網站 Linux 目錄下載新的作業系統，從此大家便將這新的作業系統稱之為『Linux 作業系統』。 Linux 目錄不但允許任何人下載，也允許他人將研究成果上傳到該目錄上，以便分享給其他人。從此造成很大的震撼，各大學除了可將 Linux 系統下載使用，又可將研究改善的成果上傳，從此 Linux 目錄成為各大學之間研究交流的園地，它的名號也流傳得更快速；之後類似 Linux 目錄的交流園地也快速地被建構出來。雖然許多人將所研究的成果，與所開發出來的系統工具或軟體，廣泛的在各個交流園地上流通，但到底還是缺乏其組織性。因此，工業社會上便出現許多以 Linux 為基礎的公司，出面整合這些已發展出來的工具，甚至這些公司同時也參與研究發展 Linux。基本上，這些公司會將所歸納整理的 Linux 系統也免費發行，其中主要的收益多半仰賴販售使用手冊與訓練課程（或發行證照）。如此一來，就產生許多 Linux 發行版本（Linux Distribution）。 其實，『分時系統』的 Unix 並不適合商業用途，商業電腦需要『即時/分時系統』（Real-time/Time-sharing system）。在分時系統下，系統輪流服務已登入的使用者，分配給每位登入使用者最長可操作時間，逾時未完成工作則需釋放資源，轉讓給其他使用者。如果主機 CPU 執行速度過快，或登入使用者數量並不多情況下，大多能滿足使用者所需；但上述條件不存在的話，可能出現總經理與工友同樣都在等待系統回應，而他們被服務的機會是相等的。真實環境裡，總是希望有服務等級之分（例如，經濟艙與商務艙），總是有些較急迫事件（或高級使用者），需要較『即時性』的服務。因此，系統必須將使用者的身份分級，較高等級者，享有較優先服務的機會；較低等級者，可能需要等高優先者服務完後，才會輪到它，這就是『即時系統』（Real-time System）的特性。如此還不是很理想，將兩大特性整合起來，就是『即時/分時系統』，無論優先權高低，使用系統資源的時間都將限制，並輪流被服務（當然高優先權者輪流完後，再換到等級低者輪流）。 許多公司修改 Unix 系統核心，使其具有即時系統的功能，但此類型的系統發行也不多，這也是早期 Unix 大多應用於 CAD/CAM 領域的主要原因。在 Unix 系統上有一套非常完善的圖形介面，即是X-window 視窗，再加上許多多軟體發展工具被發展出來，自然而然成為工廠自動化設計不可或缺的環境。在當時還是 IBM、Digital 系統佔大部分，儘管有許多商業用途採用 Unix 系統，但還並不普遍。 Unix 的網路功能在 1990 年以後被突顯出來後，再加上網際網路的盛行，許多網路伺服器也因此建構在 Unix 系統上。此時的Unix 與 Linux 系統便大放異彩，儼然成為網際網路上不可或缺的夥伴；尤其免費的 Linux 系統及其諸多自由軟體，如 Apache、Bind、Sendmail、WU-FTP 與 MySQL 等等，更助長網際網路的發展。正當這些軟體被廣泛使用的同時，工業界漸漸希望更穩定且安全性更高的作業系統，尤其系統的支援更需要專家的隨時輔助。雖然 Linux 功能非常強大，但到底是免費軟體，因此缺乏廠商的系統奧援，此時 Linux 發行廠商開始思索如何提供一個安全性更高，並隨時提供系統支援的服務，因此，企業版的 Linux開始發行販售，如 RedHat Linux 系統。 有一個重要的觀念值得認識：並非建構一套功能強大的系統、安裝完成各式軟體套件之後，管理系統的工作就已完成。其實所有資訊系統的管理工作，安裝完成之後才算開始。如何能讓這套系統順利的運作，並保證資料不會遺失、系統不會當機，這可不是一件容易的工作。管理者不但需要擁有深厚的維護技術外，還需要廠商不停的技術奧援才行。就好像修理汽車的技師一樣，除了需要有高超的技術外，也需要原製造商提供相關的技術資料，維護完成後的汽車才不致於出現問題。由此可見，公司或組織單位採用沒有技術支援的自由軟體是非常危險的，還是購買有技術廠商保證的企業版軟體較為安全。 隨著工業環境的需求，企業版的 Linux 也誕生了，我們相信未來會有更多追求高支援性、高穩定性的企業版陸續推展。由以上的簡述，我們可以瞭解整個Unix/Linux的發展過程是：首先Unix 由免費使用變成需要版權，再來是Linux 由自由軟體變成企業版發行販售，最後Linux 幾乎快要成為 Unix 的替身。尤其近十年來，在 Linux 發展出來的許多自由軟體，多半能在 Unix 系統上安全執行，也造成目前 Unix 系統上許多應用軟體係來自 Linux，所以Unix 與 Linux 幾乎已可看成 Unix/Linux 系統了。 |
翻轉工作室：粘添壽
Linux 伺服器系統管理 - CentOS：
翻轉電子書系列：
|
