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解密Linux內核2.4


  隨著Linux 2.4內核測試版的不斷推出,2.4內核的架構、主要功能、改進都已大致敲定。支持所有64位處理器、面向企業、全方位整合系統資源、需要更少內存的Linux 2.4內核完整版,將為人類打開一個美麗的新世界。

  Linux目前最新穩定內核的版本是2.2.16,而最新的測試版本是2.4-test3。Linus這次吸取了在2.1系列開發中測試版本拖得太長的教訓。它提前將2.3系列直接從2.3.49跳到2.3.99,又升至2.4-test4。本文將以2.4-test4為基礎,對2.4系列的內核進行一次前瞻性的介紹。

  相對於2.2系列比2.0系列的改進,2.4系列的進步更大,但這也意味著2.4將很難同2.2系列兼容。2.4系列的改進主要體現在系統、網絡、驅動程序等方面。

  系統

  在內核的體系結構方面,2.2.16中已經支持的硬件平台有:Alpha、Arm、i386、M68k、Mips、Ppc、S390、Sparc、Sparc64。S390是IBM的MainFrame機器,它的加入是近期的事情。2.4主要的變動是對IA64支持。IA64作為Intel下一代的主力服務器端產品,現在已經越來越多地引起更多軟件廠商的注意。Linux作為最早支持IA64的操作系統,這個事實本身就證明了Linux強大的生命力,而且這也是Linux進入企業級市場的一個好機會。其它新的硬件平台主要是Super-H和Mips64,另外它在i386下面增加了對Athlon/K7、Crusoe、Winchip的支持。Crusoe就是Linus本人供職的Transmeta公司推出的移動式CPU。Linux繼續保持著支持硬件平台最多的領先地位。

  2.4加入了完全資源管理器的支持。現在在Linux內核中對PCI等資源的分配將更加智能化,這使得即插即用在Linux上將得到更好的支持。另外,Linux也改變了原先的磁盤緩沖機制,由比較復雜的雙緩沖系統改進到簡單實用的單緩沖系統。Linux 在多處理器上的可伸縮的特性得到了加強,提供可配置的進程管理機制。進程調度機制也被完全重寫了,提高了內核的調度效率,使支持的並發進程數也大大增加了。Linux內核支持的用戶數目也達到了2的32次方之多,支持的最大文件數也免去了2G的限制,支持的CPU是32個、內存為64G。它還支持同時使用16塊以太網卡、22個IDE設備、加入多重IO-APIC(高級可編程中斷控制器)。它對Share Memory的支持也發生了變化,改成加載一個特殊的文件系統到/var/shmem,這使得其兼容性更強。另外一個影響深遠的改動是加入了DEVFS。所謂DEVFS就是將現在的/dev目錄變為一個文件系統。用戶將不再需要手工去為一個新設備增加設備文件,內核將自動地在這個文件系統中增加該設備文件。目錄結構也改變了,例如/dev/hda將移到/dev/ide0/disk0/……這使得在Linux中添加USB、IEEE1394等設備將變得更為容易。但是與此同時,大批的應用程序需要修改才能采用這一新特性。

  在文件系統方面的重大改進是加入了LVM(Logic Volume Manager)的支持。LVM運行文件系統跨越磁盤,可以在運行時動態伸縮文件系統大小,增加文件系統。這已經成為HP-UX和Compaq True64 UNIX的企業級標准。其實LVM的很多特性在Linux的MD(Multi Disk)中已經支持,但是這將是商業用戶采用Linux的一個重要依據。對RAID(冗余磁盤陣列)的支持也已經被加強,優化了RAID子系統的執行效率,實現了RAID0、1、4/5。多處理器下的多線程得到了加強,已經可以直接使用RAID設備作為啟動根分區。此外對RAW IO的支持也已經被加入,這是許多商業軟件急需的特性,如Oracle數據庫。Linux支持的分區系統增加了對UDF(DVD使用的文件系統)的支持,這使得Linux將可以支持DVD系統。令人失望的是,現有的兩個日志文件系統(ext3/reiserfs)仍然沒有被合並入Kernel 2.4,這使得很多開發者抱怨連連。

  網絡

  在網絡方面,Linux針對前一時期同WinNT的評測結果,做出了大量改進。比較重要的有支持“wake one”的技術,這使得WWW服務器的效率大大提高。支持KHTTPD,使得Linux可以在內核級提供靜態網頁的訪問。這對於那些訪問量巨大的服務器是一個很好的替代,例如專門提供圖像服務的服務器.

  Linux的IP防火牆和IP偽裝技術又重新修改了一次(這已經是Linux內核第三次重新設計這一部分),現在的名字叫IP Table。它同2.0的ipfwadm和2.2的ipchains仍然兼容,而且現在已經能夠實現很多路由器才能實現的功能。對於企業級用戶來說,DECNET、ARCNET、NetBui、SMB等都已經支持,尤其是SMB部分的重寫將大大加強對Windows9x/NT/2000的網絡性能。

  硬件

  目前2.4中支持的USB設備包括: 鼠標、鍵盤、數字化儀、掃描儀、打印機、藍牙設備、MP3播放器、手寫板、網卡、 USB互聯線、游戲桿、USB並/串口、 數碼相機、攝像頭、聲卡、Modem、硬盤、USB HUB、軟驅、光驅等等。2.4對於I2O、Fimwire(IEEE1394)的支持也已經實現。在一個開發者貢獻了5萬行代碼之後,ACPI在2.4-test4版本中已經大大改善。而其它如網卡、SCSI卡、RAID卡、IDE RAID等的支持也進步不小。目前內核中已經提供對UDMA66、ATA100、IDE RAID的支持。現在已經有很多開發者不得不將2.4系列的驅動向2.2系列上移植。Kernel最終將PCMCIA 的支持合並入正式版本中,這對於筆記本用戶來說意義重大。值得批評的是,聲卡在2.4中並沒有得到很大的改善,相信只有等ALSA計劃(www.alsa-project.org)的合並才能得到很大的改進了。

  此外在2.4版本中沒有合並進去的計劃有:

  Kernel Lever Encrypt Support (www.kerneli.org)

  Reiser日志文件系統(www.devlinux.com)

  ext3日志文件系統

  Linux Virtual Server (www.linuxvirtualserver.org)

  Linux 安全監測系統 (www.lids.org)

  Linux Virtual Server和Linux 安全監測系統都是由中國的年輕黑客領導的GNU計劃。他們是章文嵩和謝華鋼。希望他們早日成為把名字標記在內核中的第一批中國的Linux開發者。

  Linux 2.4 的發行日期目前還沒有確定,相信是在今年的第三季度末。那時也將是Linux全面進入企業級市場和桌面市場吹響號角的時候。但是對於用戶來說,並不一定能夠立刻享受到2.4系列的內核。這還取決於各大Linux發行版廠商的速度了。畢竟每一次遷移對於Linux發行版廠商都是一個痛苦的過程。但最遲應該是今年年底就可以看到使用2.4系列內核的Linux發行版,讓我們拭目以待吧!

(賽迪網 文:方漢)


摘自:中華網


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