Linux有待提高的七個領(lǐng)域

　　對Linux的商業(yè)用戶來說，Linux內(nèi)核的開發(fā)可能非常復雜神秘，因為由幾十個人維護著不同的部分，有幾百名志愿者提交代碼，你很難判斷新功能的走向。

linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）

　　從本質(zhì)上來說Linux的開發(fā)也沒有線路圖。要一窺全豹，以下是7個值得關(guān)注的開發(fā)熱點，基于對開發(fā)人員和內(nèi)核維護人員的采訪。不是所有的新功能都進展順利，下文展現(xiàn)了各新功能進入內(nèi)核的崎嶇之道。

　　1 虛擬化

　　認識到虛擬化在這十年里日益成為“大趨勢”，Linux內(nèi)核維護者把它作為優(yōu)先考慮的功能，加快了虛擬化技術(shù)添加到內(nèi)核的進程。由初創(chuàng)公司Qumranet的Avi Kivity提供的KVM虛擬管理程序，就包含在2006年末發(fā)布的內(nèi)核中并在上個月的發(fā)布中繼續(xù)升級。這個例子很好地展現(xiàn)了快速內(nèi)核發(fā)布和緩慢企業(yè)版進展之間矛盾。

　　Novell公司的副總裁霍爾格?杜爾夫(Holger Dryoff)表示“我們認為KVM還不適合企業(yè)使用。”他補充說，在KVM能被加到SUSE Linux之前，它需要在內(nèi)核子系統(tǒng)包括調(diào)度器的交互上經(jīng)過更多的測試。

　　最近被Citrix Systems耗費5千萬美元收購的商業(yè)開源虛擬化公司XenSource，一直在游說想把自己架構(gòu)的Xen虛擬機管理程序(Hypervisor)加入到內(nèi)核里。內(nèi)核維護人員認為添加這種虛擬化功能會大大增加維護工作量。最終XenSource的工程師放棄了，但仍繼續(xù)調(diào)整Xen以配合內(nèi)核的運行。它暫時還進不了內(nèi)核，只能先增加了一些支持，使Linux在運行虛擬環(huán)境時可以識別它。

　　其他的虛擬化功能發(fā)展迅速，包括KVM和Lguest。Lguest是由IBM工程師Rusty Russell開發(fā)的一個只有5000行代碼的精簡hypervisor(虛擬機管理程序)，它已經(jīng)包括在最近版本的內(nèi)核里了。和KVM相似，它支持Intel和AMD芯片的最新虛擬化技術(shù)。但又與VMware公司的ESX Server不同，在Lguest創(chuàng)建的虛擬機里的操作系統(tǒng)知道自己是被虛擬出來的。所以在調(diào)用CPU周期時它可以直接向真正的硬件發(fā)出請求，而不是作為中間媒介而降低了效率，因此這種架構(gòu)大大提高了效率。

　　2 實時操作

　　Linux在實時操作上獲得了長足的提升，因為現(xiàn)在它常常被用作手機和其它設備上的嵌入式系統(tǒng)。但最近發(fā)布的2.6.23內(nèi)核顯示它在實時操作上“稍有退步”，商業(yè)嵌入式Linux廠商MontaVista 的首席技術(shù)長官(CTO)和創(chuàng)始人吉姆?瑞爾迪(Jim Ready)抱怨說。這個新的進程調(diào)度器更強調(diào)“公平”——這意味著要由最終用戶告訴處理器哪些待處理的任務可以獲得更高的優(yōu)先級。

　　“實時用戶不需要公平，”瑞爾迪認為，因為實時要求無論CPU在做什么，都可以插入一個新的優(yōu)先級以中斷操作。一個簡單的例子是，在醫(yī)療設備里監(jiān)控病人呼吸的軟件在發(fā)現(xiàn)病人呼吸停頓時，能發(fā)送一個即時警告，軟件無論在處理什么任務都要先中斷停下來。瑞爾迪表示，除非實時性能有改善，否則MontaVista不會把新的內(nèi)核整合到自己的產(chǎn)品中來。Gartner分析師喬治?維斯(George Weiss)預測標準版的Linux要到2008年才能成為有競爭力的實時系統(tǒng)

　　3 中斷處理

　　維斯那樣說其中一個原因是因為內(nèi)核開發(fā)人員正致力于使進程調(diào)度器具有實時功能。操作系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是中斷的管理——它決定了哪些任務能獲得CPU的處理權(quán)，如何排列不同行為之間的優(yōu)先級。如果所有的中斷處理器都可以被結(jié)合到自己的線程中去，那個線程就可以被調(diào)度并設置優(yōu)先級，而不是無法預知地運行和延遲的實時響應。

　　過去三年來這樣的努力一直沒有停歇過。MontaVista的斯文?托斯滕?迪特里奇(Sven-Thorsten Dietrich)在2004年就提交了代碼，希望防止中斷處理程序為了常規(guī)任務而中斷內(nèi)核，因為它們干擾了實時響應。但這些代碼的破壞性太大，以致無法獲得內(nèi)核調(diào)度領(lǐng)域的專家Ingo Molnar的認可。這些代碼影響了一個關(guān)鍵內(nèi)核功能自旋鎖(spinlock)，當進程在等待需要的數(shù)據(jù)或事件時，它可以鎖定CPU。許多進程依賴于自旋鎖。Dietrich的代碼把幾百個自旋鎖減少到30個;Molnar的修訂保留了90個自旋鎖，比前者破壞性要來得少些。

　　把中斷處理器集合到一個統(tǒng)一的獨立線程的想法看來已開始成熟并準備進入內(nèi)核了?！癐ngo替換了我們的做法，但他做得很棒，” 瑞爾迪說道。MontaVista并不在乎自己的努力是否能獲得更多的榮譽，瑞爾迪理解這就是開源合作的方式，因此他接受正在進入內(nèi)核的實時功能的修改。

　　4 安 全

　　人人都希望有個更安全的系統(tǒng)。Novell在發(fā)布SUSE Linux Enterprise Server 10的同時一起發(fā)布了AppArmor，它是一個限定應用程序可以訪問操作系統(tǒng)哪些資源的軟件，這樣可以限制應用因非法授權(quán)訪問而造成的危害。然而在近期內(nèi)它還不太可能會被加進內(nèi)核。

　　Linux安全的權(quán)威專家、另一套安全機制SELinux 的開發(fā)人員斯蒂芬?斯瑪萊(Stephen Smalley)則認為AppArmor不能被加進內(nèi)核是因為它的保護機制是基于“路徑名稱”的方式，它本質(zhì)上就是一個白名單設置，AppArmor只允許應用程序訪問在名單上的文件，所有其他的文件都不能訪問了。根據(jù)去年喬納森?科貝特(Jonathan Corbet)的一份報告，斯瑪萊認為一個狡猾的入侵者可以利用合法路徑名稱而猜出其他的名字，制造不必要的暴露。

　　內(nèi)核維護人員安德魯?莫頓同意是因為這種路徑名機造成AppArmor不能進入內(nèi)核的根本原因。“我不是個安全程序員，”他說。“我不知道可以怎樣解決這個問題?！?/p>

　　5 系統(tǒng)診斷

　　Solaris可以使用DTrace工具檢測操作系統(tǒng)核心的運行狀況，但Linux缺乏用戶界面友好的檢測工具。目前僅有的幾個工具之一是ptrace，該程序可以讓一個進程跟蹤另一個進程的行為。但ptrace使用起來非常笨拙并容易發(fā)生錯誤，現(xiàn)在有了替代品utrace，它已經(jīng)進入Morton的內(nèi)存管理代碼樹，即將會被提交給李納斯?托沃茲。當Utrace被一個程序執(zhí)行時它可以跟蹤該進程的行為，卻沒有ptrace的那些問題，但它仍然會導致內(nèi)核里的鎖問題?？曝愄仡A測在下一版本的內(nèi)核里仍然不可能包含該工具。

　　6 文件系統(tǒng)

　　Reiser4文件系統(tǒng)已被考慮額外增加到內(nèi)核里去，內(nèi)核現(xiàn)在已經(jīng)包含30多種文件系統(tǒng)。Reiser4是一個大型的文件管理系統(tǒng)，根據(jù)漢斯?瑞塞爾(Hans Reiser)的文檔，它的優(yōu)勢在于只需要最少的磁盤空間，就能處理數(shù)量眾多的小文件。