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UNIX、BSD(FreeBSD)操作系统简介(bsd-unix)

bigegpt 2025-01-26 21:15 40 浏览

本文先对UNIX作了简短的绍介,然后转向BSD(BSD又分为FreeBSD、OpenBSD、NetBSD三大分支)这个著名的UNIX分支。网上已经有很多关于UNIX历史方面的文章,那为什么我还要写这么一段呢?我想系统的学习一次FreeBSD操作系统。当我们学习一门新技术时,先了解一下它的历史(您可能认为BSD曾经的辉煌还在吗?),它的现状(不是已经被边缘化了吗?),以及它的未来(那我用它来做什么?)。让我们一步一步去寻找答案......

1969年,在AT&T电话公司下属的bell实验室中,Ken Thompson 开发出了首个UNIX实现。该实现是使用Digital PDP-7小型机的汇编语言开发而成的。其名称UNIX是同事对“MULTICS( 多信息及计算服务, Multiplexed Information and Computing Service)”的一句玩笑话, 而MULTICS之名则出自一个早期的操作系统开发项目,该项目由AT&T、MIT(麻省理工学院)以及通用电器公司联合开发。(因为未能开发出一款经济实用的操作系统,该项目首战失利。沮丧之余,AT&T随即退出这一项目中。) Thompson设计新操作系统的某些灵感正源于MULTICS,其中包括:树形结构的文件系统、设立单独的程序用于解释命令命令(shell),以及将文件作为无结构字节流看待的概念(一切皆为文件)。Dennis Ritchie(Thompson在bell实验室的同事,UNIX开发的早期合作者)设计并实现出了C编程语言。到了1973年,C语言步入了成熟期,他们使用这一新语言重写几乎整个UNIX内核。UNIX因此也一变而为最早以高级语言开发而成的操作系统之一,这也促成了UNIX系统后续向其他硬件架构的移植。

UNIX的第一版到第六版

1969~1979年间, UNIX发布了多个版本。

UNIX前六版的发布日期如下:

1971年11月发布的第一版:当时,UNIX还运行在PDP-11上,但已附带了FORTRAN编译器,许多被沿用至今的程序都已有了雏形,这包括:ar、cat、chmod、chown、cp、dc、ed、find、ln、ls、mail、mkdir、mv、rm、sh、su以及who。

1972年6月发布的第二版:当时,AT&T内有10台计算机安装了UNIX。

1973年2月发布的第三版:该版本包括了C编译器,以及管道的首个实现。

1973年11月发布的第四版:这也是几乎完全以C语言重写的首个UNIX版本。

1974年6月发布的第五版:当时,UNIX的装机数已经超过了50台。

1975年3月发布的第六版:这也是在AT&T之外广泛使用的首个UNIX版本。

BSD的诞生

受母校加州大学伯克利分校之邀,Thompson于1975/1976学年曾担任该校的客座教授。在此期间,他与研究生们一起为UNIX开发了许多新特性,(他的学生之一,Bill Joy,后来与人共同组建了SUN微系统公司——一家最早涉足UNIX工作站市场的公司。),许多UNIX的新工具和新特性又陆续在伯克利分校问世,这包括:C shell、vi编辑器、一种改进型的文件系统(伯克利快速文件系统)、sendmail、Pascal语言编译器,以及用于新型Digital VAX架构的虚拟内存管理机制。这一命名为BSD(伯克利软件发布,Berkeley Software Distribution)的UNIX版本(包括源码在内)分发颇广。1979年12月,诞生了首个完整的UNIX发布版3BSD。(之前发布的Berkeley-BSD和2BSD并非完整的UNIX发布版,仅含由伯克利分校开发的新工具。)1983年,加州大学伯克利分校的计算机系统研究组(Computer Systems Research Group)发布了4.2BSD。该版本的发布意义深远,因为其包含了完整的TCP/IP实现,其中包括套接字应用编程接口(API)以及各种网络工具。4.2BSD及其前身4.1BSD在世界上多所大学开始广为流传。以这两者为基础,还形成了SunOS操作系统(首发于1983年)——这一由SUN公司销售的UNIX变种。其他重要的BSD版本还有发布于1986年的4.3BSD,以及发布于1993年的最终版本4.4BSD。


GNU项目

1984年,Richard Stallman之前一直供职于MIT的一位天赋异禀的程序员,开始着手创建一个“ 自由的(free)”UNIX实现。Stallman的观点属于道德层面,而对“free”一词的定义则属于法律范畴而非经济范畴(请参见
http://www.gnu.org/philosophy/free-sw.html)。然而,Stallman所描述的这一法律意义上的“自由(freedom)”却蕴含着言外之意:应可免费或以低价获得诸如操作系统之类的软件。为开发出一套完整而又可自由获取,包含内核以及所有相关软件包的类UNIX系统,Stallman发起了GNU项目(“GNU's not UNIX” 的递归缩写形式),并积极邀请有志之士加盟。1985年,Stallman创立了非盈利机构——自由软件基金会(FSF),以支持GNU项目和广义意义上的自由软件开发。GNU项目启动之时,BSD还不具备Stallman所指的那种“free”属性。使用BSD不但仍需获得AT&T的许可,而且用户不得随意修改并重新发布BSD中AT&T拥有产权的代码部分。这也体现出Stallman倡导的自由(free)软件概念的重要性与制定了GNU GPL(通用公共许可协议)的法律意义。

值得一提的是,20世纪90年代初,另一种可以免费获得的UNIX也能在x86-32硬件架构上运行。Bill和Lynne Jolitz将BSD系统移植到32位的x86 cpu上,命名为386/bsd。这项移植工作基于BSD Net/2(发布于1991年6月),即4.3BSD源码的版本之一,该版本中残存的所有AT&T专有源码要么被全部替换,要么予以删除——主要针对6个无法轻易更换的源码文件而言。Jolitzes夫妇将Net/2代码移植到了x86-32硬件架构,重写了缺失的源码,并于1992年2月发布了386/BSD的首个版本(0.0版本)。在初战告捷后,对386/BSD的开发工作便出于各种原因而停滞不前。面对日渐积压的大量补丁程序,另外两组开发团队相机而动,基于386/BSD分别创建了自己的版本:NetBSD和FreeBSD。前者侧重于对大量硬件平台的可移植性;后者则主要关注性能,并成为如今应用最为广泛的BSD。1993年4月,NetBSD首版(版本号为0.8)发布。FreeBSD的首个CD-ROM版本(版本号为1.0)则发布于1993年12月。1996年,OpenBSD在从NetBSD项目分离出去之后,也发布了最初版本(版本号2.0)。相比较而言,OpenBSD偏重于安全性。2003年中,在与FreeBSD 4.x分道扬镳之后,一款新型BSD——DragonFly BSD又浮出水面。DragonFly BSD采用的设计方法与FreeBSD 5.x有所不同,能够支持对称多处理器(SMP)架构。可能有的人会想BSD要蓬勃发展走向辉煌了......现实总是那么出人意料,1992年初,Berkeley Software Design, Incorporated公司(BSDi,如今隶属于Wind River公司)开始发行受商业支持的BSD UNIX——BSD/OS——以Net/2发布版以及Jolitze夫妇所开发的386/BSD特性为基础。BSDi的发布版包含二进制和源代码,售价995美元,此外,BSDi还建议潜在客户使用其电话号码1-800-ITS-UNIX。1992年4月,USL对BSDi发起诉讼,诉状称BSDi售出产品中含有USL(UNIX System Laboratories 派生自AT&T的子公司,专门从事UNIX的开发和销售)专有源码及商业机密,要求其停止销售。此外,诉状还称BSDi的电话号码容易误导消费者,要求BSDi停止使用。这场诉讼愈演愈烈,最终还加入了对加州大学的索赔请求。法院最终驳回了USL几乎所有的诉讼请求,仅对其中的两项请求予以支持。随后,加州大学又针对USL发起发诉,诉称:USL没有为System V中使用的BSD代码支付费用。这场诉讼悬而未决之际,USL已被Novell收购,Novell时任CEO——Ray Noorda公开声称:较之于法庭辩论,自己的公司更愿意参与市场竞争。双方最终于1994年1月达成庭外和解。在删除Net/2 release源码18000个文件中的3个文件,对若干其他文件做出细微改动,并为其他大约70个文件添加USL版权注意事项后,加州大学仍可继续自由发布BSD。1994年6月,经过修改的系统以4.4BSD-Lite之名发布(1995年6月,加州大学发布了最后一版4.4BSD-Lite版本号为 Release 2)。此时,根据和解条款,BSDi、FreeBSD以及NetBSD纷纷以经过修改的4.4BSD-Lite源码替换了各自的Net/2基础源码。

UNIX的更多历史信息可以查看
https://www.levenez.com/unix/

大多数依然屹立的UNIX发行版(例如,Solaris、HP-UX、AIX)也变成了小众产品。BSD的开源衍生版是个例外,仍旧享受着狂热的追随,尤其是在操作系统专家、自由软件布道师以及注重安全的管理员等。苹果的mac OS也有BSD的血统。FreeBSD最初发布于1993年末,是应用非常广泛的BSD衍生版。根据一些使用统计显示,在各种BSD变体中,FreeBSD的市场份额超过了70%,其用户包括一些大型的互联网公司,如:WhatsApp、Google、百度和Netflix。

最后来一张FreeBSD截图

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