FreeBSD

FreeBSD
Приветствие в терминале FreeBSD
Разработчик	The FreeBSD Project
Семейство ОС	BSD UNIX
Последняя версия	9.0[1] — 12 января 2012
Тип ядра	Монолитное ядро
Лицензия	BSD
Состояние	Актуальное
Веб-сайт	freebsd.org

FreeBSD — свободная Unix-подобная операционная система, потомок AT&T Unix по линии BSD, созданной в университете Беркли. FreeBSD работает на PC-совместимых системах семейства x86, включая Microsoft Xbox, а также на DEC Alpha, Sun UltraSPARC, IA-64, AMD64, PowerPC, NEC PC-98, ARM. Готовится поддержка архитектуры MIPS.

FreeBSD разрабатывается как целостная операционная система. Исходный код ядра, драйверов устройств и базовых пользовательских программ (т. н. userland)^[2], таких как командные оболочки и т. п., содержится в одном дереве системы управления версиями (до 31 мая 2008 — CVS, сейчас — SVN). Это отличает FreeBSD от GNU/Linux — другой свободной UNIX-подобной операционной системы — в которой ядро разрабатывается одной группой разработчиков, а набор пользовательских программ — другими (например, проект GNU), а многочисленные группы собирают это всё в единое целое и выпускают в виде различных дистрибутивов Linux.

FreeBSD хорошо зарекомендовала себя как система для построения интранет- и интернет-серверов. Она предоставляет достаточно надёжные сетевые службы и эффективное управление памятью.

Помимо своей стабильности, FreeBSD популярна и благодаря своей лицензии, которая существенно отличается от широко известной лицензии GNU GPL — она позволяет использовать код не только в свободном ПО, но и в проприетарном. В отличие от GNU LGPL, которая тоже позволяет использовать свободный код в закрытой программе^[3], лицензия BSD более простая и короткая.

История

Разработка FreeBSD началась в 1993 году с быстрорастущего набора патчей пользователей системы 386BSD. Этот набор позже вырос и отделился от 386BSD в отдельную операционную систему, включив в себя код от Free Software Foundation. Первая официальная версия FreeBSD 1.0 вышла в декабре 1993 года. Walnut Creek CDROM согласилась распространять FreeBSD на компакт-диске и также предоставила для работы проекту отдельный компьютер с интернет-соединением. Затем, в мае 1994 года, последовал успешный выпуск FreeBSD 1.1.

Однако, из соображений законности использования исходных кодов BSD Net/2 в 386BSD, команда разработчиков FreeBSD переработала большую часть системы ко времени выпуска FreeBSD 2.0 в январе 1995 года, используя 4.4BSD-Lite. Руководство к FreeBSD содержит более подробную историческую информацию о происхождении системы^[4].

Версии системы

На 8 февраля 2012 года последний релиз FreeBSD имеет номер 9.0^[1].

FreeBSD 3

3.0-RELEASE анонсирована 13 октября 1998 года. Основное отличие от 2.2 — переход на ELF исполняемые файлы. Последний 3.5-RELEASE вышел 23 июня 2000 года.

FreeBSD 4

4.0-RELEASE появилась в марте 2000 года и последняя версия 4.11 была выпущена в январе 2005 года. FreeBSD 4 была очень популярной у интернет-провайдеров и хостеров времён первого «пузыря доткомов» и считалась одной из самых стабильных и высокопроизводительных систем класса Unix.

Одним из главных недостатков FreeBSD 4 считается плохая поддержка многопроцессорных систем, особенно в режиме многопоточности.

FreeBSD 4 поставила своеобразный рекорд по продолжительности разработки одной ветки операционной системы — за пять лет было устранено большое количество ошибок и получена на редкость стабильная система.

В середине разработки FreeBSD 4 от нее отпочковался проект DragonFlyBSD, основатели которого поставили своей целью серьезную оптимизацию ядра для высоконагруженных систем, в частности лучшую поддержку многопроцессорности (уменьшение времени, необходимого для переключения потоков и пр.).

FreeBSD 5

Через 3 года разработки, в январе 2003 года, была выпущена долгожданная версия 5.0-RELEASE. Эта версия предоставляла расширенную поддержку многопроцессорности и многопоточности, а также поддержку платформ UltraSPARC и IA-64.

Наибольшие архитектурные изменения в FreeBSD 5 — это изменение механизма блокировки на нижнем уровне ядра, чтобы улучшить поддержку многопроцессорных SMP-систем. Это освободило большую часть ядра от так называемой «гигантской блокировки» (Giant lock). Теперь в ядре появилась возможность выполнять более одной задачи одновременно. Другим важным изменением была реализация «родной» поддержки многопоточности типа M:N под названием Kernel Scheduled Entities (KSE). Начиная с FreeBSD 5.3, эта реализация потоков была установлена по умолчанию, пока не была заменена на реализацию модели 1:1 во FreeBSD 7.

Во FreeBSD 5 была серьёзно изменена система блочного ввода-вывода посредством введения модульной структурной системы преобразования запросов ввода-вывода GEOM (внесённой Poul-Henning Kamp). GEOM даёт возможность создавать различную функциональность, такую как зеркалирование (mirroring) или шифрование (модули GBDE и GELI).

Версии 5.4 и 5.5 были признаны стабильными и высокопроизводительными, но более ранние версии не годились для использования в рабочих условиях.

FreeBSD 6

FreeBSD 6.0 была выпущена 4 ноября 2005 года. 11 ноября 2008 года была выпущена версия 6.4. Эти версии являются продолжением оптимизации поддержки SMP и многопоточности вкупе с расширенной поддержкой стандарта 802.11, записью событий безопасности проекта TrustedBSD, серьезными улучшениями производительности сетевой подсистемы. Основное достижение этого релиза — исключение «гигантской блокировки» (Giant lock) из виртуальной файловой подсистемы (VFS), реализация дополнительной, более производительной поддержки многопоточности (libthr) с моделью 1:1, и добавление OpenBSM — первичного модуля безопасности, который был создан проектом TrustedBSD.

FreeBSD 7

FreeBSD 7.0 выпущена 27 февраля 2008 года. 5 января 2009 года вышла версия 7.1. Новое в этой ветке включает в себя:

• оптимизированный сетевой протокол транспортного уровня SCTP,
• экспериментальная адаптированная версия файловой системы ZFS (разработанной компанией Sun),
• компилятор GCC4.2,
• базовая поддержка платформы ARM,
• новый менеджер памяти jemalloc, оптимизированный для параллельных вычислений^[5],
• большие изменения и оптимизации подсистем работы с сетями, аудиоустройствами и SMP-системами^[6],

Новая система показала значительные улучшения в скорости по сравнению с предыдущими версиями и системой Linux^[7].

4 мая 2009 года вышла версия 7.2. Нововведения в этой версии:

• поддержка семейства процессоров UltraSPARC III (Cheetah) и SPARC64;
• возможность назначения нескольких IPv4- и IPv6-адресов каждой клетке — виртуальной машине Jail;
• реализация техники Superpages, прозрачного объединения страниц памяти для приложений;
• увеличенное до 6 Гб адресное пространство ядра для 64-разрядных процессоров;
• включена поддержка множественных таблиц маршрутизации, в том числе для клеток;
• улучшена совместимость в работе 32-разрядных клеток в 64-разрядном окружении;
• из NetBSD портирован демон btpand с реализацией поддержки профилей Bluetooth Network Access Point (NAP), Group Ad-hoc Network (GN) и Personal Area Network User (PANU);
• добавлен новый драйвер sdhci с поддержкой PCI-SD хост-контроллеров (кард-ридеров);
• обновлен модуль ядра DRM (Direct Rendering Manager) в котором улучшена поддержка графических процессоров (GPU) AMD/ATI, XGI, Intel;
• обновлены драйверы сетевых и дисковых устройств.

На сегодняшний день уже разработаны видеодрайвера NVIDIA для 64-разрядной архитектуры AMD64. Окончательная адаптация файловой системы ZFS v.13 для этой ветки почти завершена^[8].

24 января 2011 года вышла версия 7.4.

Поддержка ветки FreeBSD 7 истекает 28 февраля 2013 года

FreeBSD 8

О выходе релиза FreeBSD 8.0 было объявлено 25 ноября 2009 года^[9]. Среди нововведений в этой версии можно отметить:

• экспериментальная поддержка MIPS, основанная на разработках Juniper Networks.
• практически неограниченная масштабируемость SMP значительно способствует быстродействию на 16-ядерных системах.
• масштабируемость файловой системы как результат использования блокировки виртуальной файловой системы (VFS).
• работа расширяемой системы безопасности ядра (MAC Framework) из коробки.
• переписанную подсистему USB с улучшенным быстродействием и поддержкой новых устройств. Добавлена поддержка USB-target.
• ZFS более не находится в экспериментальном статусе.

Кроме того, следует отметить:

• Реализован новый контейнер виртуализации, названный «vimage». vimage — это jail с виртуализированным сетевым стеком и может быть создан с помощью команды jail(8)
• Подсистема ipsec(4) теперь поддерживает NAT-Traversal (RFC 3948).
• Поддерживаемые версии GNOME desktop environment (x11/gnome2) и KDE desktop environment (x11/kde4) были обновлены до 2.26.3 и 4.3.1 соответственно.

Стабильная ветка разработки 8-STABLE постоянно развивается, в неё постепенно вливается проверенный и отлаженный код из экспериментальной ветки разработки. Продолжается улучшение надёжности и быстродействия файловых систем UFS2 и ZFS, перерабатывается код протокола сетевого доступа NFS с целью реализации всех возможностей NFSv4.

FreeBSD 9

FreeBSD 9.0 выпущена 12 января 2012 года. Основные изменения:

• Переход на новый модульный инсталлятор BSDInstall
• Интеграция в систему LLVM 3.0/Clang 3.0 для постепенной замены устаревшей версии GCC 4.2.2 в базовой системе
• В DTrace реализованы модули для трассировки 32-разрядных системных вызовов linux32 и freebsd32 на 64-разрядной платформе FreeBSD [amd64]
• Новая реализация программного RAID graid для замены устаревшей подсистемы ataraid
• Дисковая подсистема ATA/SATA по умолчанию заменена на реализацию на базе CAM (Common Access Method)
• Интеграция системы репликации устройств хранения данных HAST
• Для UFS2 техника мягких обновлений (Soft Updates) дополнена технологией журналирования для быстрого восстановления файловой системы после сбоев
• Файловая система UFS2 стала поддерживать операцию TRIM для SSD
• Обновление ZFS до версии 28
• Начальная поддержка архитектуры NUMA в подсистемах управления памятью
• Интеграция в базовую систему Infiniband-стека OFED (OpenFabrics Enterprise Distribution)
• Добавлены новые 10Gb Ethernet-драйверы
• Универсальный USB-драйвер с поддержкой протоколов USB 3.0/2.0/1.1/1.0
• Обеспечена поддержка пяти новых алгоритмов для контроля перегрузки в TCP-стеке
• Обеспечена возможность использования только IPv6 в TCP-стеке базовой системы и в портированных приложениях
• Поддержка сетевого протокола NFSv4
• Новый механизм изоляции выполнения приложений Capsicum
• Реализация интерфейса управления ресурсами RCTL (Hierarchical Resource Limits) в том числе и для Jail
• Графические среды GNOME версии 2.32.1, KDE версии 4.7.3
• Возможен запуск и работа FreeBSD на игровых приставках Sony PlayStation 3

FreeBSD 10-CURRENT

Экспериментальная основная ветвь разработки операционной системы предназначена для разработчиков, тестеров и всех тех, кто интересуется реализациями новых технологий во FreeBSD. Всегда можно получить -CURRENT версию системы, загрузив её исходники из CVS или SVN, самостоятельно откомпилировать и собрать систему. Важная информация обо всех изменениях в системе публикуется в файле /usr/src/UPDATING.

Модель разработки FreeBSD

Существует около 4000 разработчиков, которые работают над системой на добровольной основе. Все они могут читать дерево репозитория, но не могут вносить изменения. Вместо этого разработчик обращается к коммитеру, который имеет право вносить изменение в код. Существует около 400 коммитеров. Разработчик может вырасти по социальной лестнице проекта и стать коммитером. Кандидатуру нового коммитера предлагает к рассмотрению ментор будущего коммитера. В зависимости от основной области деятельности, новый коммитер утверждается основной командой, portmgr@ или docmgr@. Основная команда является административным ядром проекта и состоит из 9 человек, которые выбираются на 2 года коммитерами из своего состава. Основная команда решает конфликты между коммитерами^[10].

Участники проекта разрабатывают ветку CURRENT («текущая» версия) и несколько STABLE («стабильная», стабильность означает гарантию неизменности интерфейсов, как то API, ABI и так далее).

Новый код помещают в ветку CURRENT, где он получает более широкое тестирование. Новые функции, добавленные в CURRENT, могут остаться в системе или от них могут отказаться, если реализация окажется неудачной. Иногда эта версия может оказаться в непригодном для использования состоянии. С началом использования perforce как вспомогательного репозитория, и с выделением projects/ области в svn, проект стремится гарантировать постоянную работоспособность CURRENT.

STABLE-версия содержит только те нововведения, которые прошли проверку в CURRENT. Тем не менее, эта версия тоже предназначена, в основном, для разработчиков. Не рекомендуется обновлять ответственные рабочие серверы до STABLE, предварительно её не протестировав. На основе STABLE регулярно создаются тщательно протестированные разработчиками, группой release-инженеров и более широким кругом пользователей RELEASE-версии.

После выпуска релизов создаются дополнительные ветви разработки для поддержки релизов, но в них вносятся лишь самые необходимые изменения, исправляющие серьёзные ошибки или проблемы с безопасностью системы. До четвёртой версии FreeBSD у стабильной и текущей веток был один и тот же старший номер версии. Затем текущей ветви был присвоен номер 5, а у стабильной остался номер 4.

В настоящее время поддерживаются стабильные ветви разработки 7-STABLE, 8-STABLE и 9-STABLE и текущая 10—CURRENT. Группа разработчиков, исправляющих проблемы безопасности системы (security officers) поддерживает ветвь 7-STABLE для тех пользователей, которые ещё не обновили FreeBSD до версии 8 и 9.

Варианты установки

Операционная система FreeBSD может быть установлена с различных носителей, таких как:

• DVD-ROM;
• CD-ROM;
• USB флэш-накопитель;
• дискета;
• магнитная лента;
• FAT-раздел жёсткого диска;
• удалённый сервер (по протоколу FTP или NFS).

Порты и пакеты

Основная статья: FreeBSD Ports

В настоящее время FreeBSD предоставляет пользователю две взаимодополняющие технологии установки программного обеспечения сторонних разработчиков: коллекция портов FreeBSD и бинарные пакеты с программным обеспечением. Любая из этих систем может быть использована для установки самых последних версий приложений с локальных носителей или прямо из сети.

Коллекция портов, как подсистема система сборки и сопровождения устанавливаемых программ, периодически обновляется. Сейчас она насчитывает порядка 22 тысячи портированных на FreeBSD программ^[11], среди которых: графические среды GNOME 2.32.1, KDE4 4.7.4, офисные приложения и пакеты OpenOffice.org 3.3.2, LibreOffice 3.4.5, система поддержки печати CUPS 1.5.2, программы доступа в интернет Mozilla Firefox 10.0.2 и Thunderbird 10.0.2, Google Chromium 17.0.963.65, системы управления базами данных PostgreSQL 8.2.23, 8.3.18, 8.4.11, 9.0.7 и 9.1.3, MySQL 4.1.25, 5.0.95, 5.1.61 и 5.5.21, комплекты Java-разработки OpenJDK6 b24 и OpenJDK7 7.2.13, среды разработки Eclipse 3.6.2 c дополнениями для Web-разработки и баз данных и NetBeans 7.1. Инфраструктура интерпретирующих языков представлена Perl 5.12.4 c возможностью перехода на Perl 5.14.2, Python 2.7.2 и Ruby 1.8.7 и 1.9.3.

Талисманы-логотипы

Основным талисманом системы является красный демонёнок, известный также как Beastie. Кроме него, талисманом также считается Devilette, девушка в красном костюме демона.

Производные системы

BSD-лицензия позволяет сохранять коммерческую тайну при модификации FreeBSD для встраиваемых систем и производить другие производные проприетарные системы, что делает FreeBSD привлекательной для промышленности^[12]. Вместе с тем, остаётся неизвестным, в какой конкретно технике применяют FreeBSD, кроме маршрутизаторов Juniper и ТВ-панелей^[13]. Ниже приведены свободные производные операционные системы.

• DragonFly BSD — ответвление от FreeBSD 4.8, созданное как логическое продолжение 4-й ветви. Она включает систему потоковой обработки сообщений, похожую на ту, которая используется в системах с микроядром.
• FreeSBIE — LiveCD-дистрибутив FreeBSD, похожий на дистрибутив Linux под названием Knoppix.
• Frenzy — другой проект по созданию LiveCD на основе FreeBSD, ориентированный в первую очередь на русскоязычных системных администраторов.
• TrueBSD — белорусский LiveDVD-дистрибутив на основе FreeBSD.
• BSDeviant — ещё один LiveCD.
• PicoBSD — версия FreeBSD на одной дискете.
• MiniBSD — компактный дистрибутив FreeBSD.
• NanoBSD — ещё один компактный дистрибутив FreeBSD.
• mfsBSD — миниатюрный загрузочный LiveCD на базе FreeBSD, загружаемой полностью в оперативную память компьютера.
• Debian GNU/kFreeBSD — производная версия, базирующаяся на наборе инструментов GNU, разрабатывается группой пользователей Debian.
• Darwin — ядро Mac OS X, многие команды взяты от FreeBSD 4/5, разрабатывается компанией Apple, весьма дальний родственник FreeBSD, так как использует ядро Mach.
• m0n0wall — встраиваемый межсетевой экран, основанный на FreeBSD.
• pfSense — ответвление от проекта m0n0wall, отличающееся большей функциональностью.
• FreeNAS — основанное на m0n0wall сетевое хранилище NAS.
• PC-BSD — дистрибутив с графическим инсталлятором и настольной средой KDE по умолчанию.
• РУС-BSD — клон PC-BSD, русифицированный дистрибутив для пользователей стран СНГ, с версии 8.1 РУС-BSD опирается на Frenzy и свои разработки.
• GhostBSD — LiveCD с настольной средой GNOME по умолчанию.
• DesktopBSD — ещё один дистрибутив для домашнего использования.
• BSD Router Project (BSDRP) — компактный программный роутер на базе FreeBSD.

Пасхальные яйца

• Если запустить make c целью love, система выдаст на stdout сообщение Not war. (Работает только на версиях 7.0 и выше)^[14].

См. также

	FreeBSD на Викискладе?

• BSD
• Сравнение операционных систем семейства BSD
• Программы UNIX-систем
• Как пропатчить KDE2 под FreeBSD?

Литература

Книги

• FreeBSD HandBook
• Christopher Negus, Francois Caen, BSD UNIX Toolbox: 1000+ Commands for FreeBSD, OpenBSD and NetBSD, Wiley, May 5 2008, 309 стр., ISBN 0-470-37603-1.
• Babak Farrokhi , Network Administration with FreeBSD 7: Building, securing, and maintaining networks with the FreeBSD operating system, Packt Publishing, April 14 2008, 280 стр., ISBN 1-84719-264-5.
• Bryan J. Hong, Building a Server with FreeBSD 7, No Starch Press, April 1 2008, 288 стр., ISBN 5-8459-0741-1.
• Joseph Kong, Designing BSD Rootkits: An Introduction to Kernel Hacking, No Starch Press, April 10 2007, 144 стр., ISBN 1-59327-142-5.
• Брайан Таймэн. FreeBSD 6. Полное руководство = FreeBSD 6 Unleashed. — М.: «Вильямс», 2007. — 1056 с. — ISBN 5-8459-0741-1
• Harald Zisler, FreeBSD, Franzis Verlag GmbH, August 31 2006, 381 стр., ISBN 3-7723-6538-8
• Родерик Смит. Полный справочник по FreeBSD = FreeBSD: The Complete Reference. — М.: «Вильямс», 2005. — 672 с. — ISBN 5-8459-0576-1
• Yanek Korff, Paco Hope, Bruce Potter., Mastering FreeBSD and OpenBSD Security, O’Reilly, March 2005. ISBN 0-596-00626-8.
• Майкл Лукас. FreeBSD. Подробное руководство = Absolute BSD. The Ultimate Guide to FreeBSD. — СПб.: Символ-Плюс, 2004. — 616 с. — ISBN 5-93286-066-9
• Dru Lavigne. BSD Hacks, 100 Industrial-Strength tips for BSD users and administrators. O’Reilly, May 2004. ISBN 0-596-00679-9.
• Michael Urban, Brian Tiemann. FreeBSD Unleashed, Second Edition. Sams Publishing, April 2003. ISBN 0-672-32456-3.
• Greg Lehey. The Complete FreeBSD, 4th Edition, Documentation from the Source. O’Reilly, April 2003. ISBN 0-596-00516-4.
• Marshall Kirk McKusick, George V. Neville-Neil. The Design and Implementation of the FreeBSD Operating System. Addison Wesley Professional, August, 2004. ISBN 0-201-70245-2.
• Ted Mittelstaedt. The FreeBSD Corporate Networkers Guide. Addison-Wesley, December 2000. Paperback, book & CD edition, 401 pages. ISBN 0-201-70481-1.
• The FreeBSD Handbook, Volume 1: User Guide, 3rd Edition. FreeBSD Documentation Project. FreeBSD Mall, November 2003. ISBN 1-57176-327-9.
• The FreeBSD Handbook, Volume 2: Admin Guide, 3rd Edition. FreeBSD Documentation Project. FreeBSD Mall, September 2004. ISBN 1-57176-328-7.

Журналы

• BSD Magazine

Ссылки

В Википедии есть портал «Свободное программное обеспечение»

• Оф.сайт FreeBSD

Примечания

1. ↑ ^{1 2} FreeBSD 9.0-RELEASE Announcement (англ.) //FreeBSD.org
2. ↑ см. Пространство пользователя
3. ↑ Why you shouldn’t use the Lesser GPL for your next library — GNU Project — Free Software Foundation (FSF)
4. ↑ О Проекте FreeBSD
5. ↑ Jason Evans. A Scalable Concurrent malloc(3) Implementation for FreeBSD (16 апреля 2006). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 13 февраля 2008.
6. ↑ Federico Biancuzzi. What’s New in FreeBSD 7.0 26 февраля 2008
7. ↑ Introducing FreeBSD 7.0
8. ↑ The arrow of time — ZFS v13 in 7-STABLE
9. ↑ FreeBSD 8.0-RELEASE Announcement
10. ↑ МакКузик. FreeBSD. Архитектура и реализация.
11. ↑ Самая свежая информация о портах
12. ↑ Брайн Таймэн. FreeBSD 6. Полное руководство. С. 30
13. ↑ Panasonic G20 review — FlatpanelsHD
14. ↑ view