الجديد في Linux kernel

بعد كل هذه السنوات ، يواصل مطورو Linux الأساسيون الابتكار. ستكون الإصدارات الجديدة أسرع وأكثر استقرارًا.
يدير Linux كل شيء تقريبًا: جميع 500 من أسرع 500 كمبيوتر خارق في العالم ؛ معظم السحابة العامة ، حتى على Microsoft Azure ؛ و 74 بالمائة من الهواتف الذكية. في الواقع ، بفضل Android ، يعد Linux هو نظام التشغيل الأكثر شيوعًا للمستخدم النهائي ، حيث يتفوق على Windows بنسبة 4 بالمائة (39٪ مقابل 35٪).

إذن ، إلى أين يتجه لينكس بعد ذلك؟ بعد تغطية Linux طوال 29 عامًا تقريبًا من تاريخها ومعرفة أي شخص في دوائر تطوير Linux ، بما في ذلك Linus Torvalds ، أعتقد أن لدي فكرة.

تحسينات Linux kernel الأخيرة
أكبر تحسن حديث – ولا شيء آخر قريب – هو أن Linux سيصبح الآن النظام الأساسي للشبكات الخاصة الافتراضية (VPN). في حين أن Linux ، بفضل OpenVPN إلى حد كبير ، كان لفترة طويلة لاعبًا مهمًا في VPN ، فإن إضافة WireGuard ، وهو نهج ثوري لشبكات VPN ، يغير كل شيء.

يحب Torvalds حقًا WireGuard: “هل يمكنني مرة أخرى التعبير عن حبي لها وآمل أن يتم دمجها قريبًا؟” هو كتب. ما يريده لينوس ، يحصل عليه لينوس. تم دمج Wireguard في Linux 5.6 kernel في مارس 2020.

لماذا هو مثل هذه الصفقة الكبيرة؟ يتمتع WireGuard بجودة نادرة في برنامج الأمان: رمزه نظيف وبسيط. كما يأتي مزودًا بأحدث دعم لتقنية التشفير لإطار عمل بروتوكول الضوضاء ، Curve25519 ، ChaCha20 ، Poly1305 ، BLAKE2 ، SipHash24 ، و HKDF.

ما هو أكثر أهمية للمستخدمين هو أنه أسرع بكثير من منافسيه. أظهرت المعايير أن WireGuard أسرع بمرتين من OpenVPN. إنه أيضًا متعدد الأنظمة الأساسية ، لذلك بينما يمكنك التشغيل على خادم Linux ، يمكن أن يكون عملاؤك على Windows و macOS و BSD و iOS و Android وبالطبع سطح مكتب Linux.

“الصدأ آمن تمامًا للذاكرة.”

رايان ليفيك MICROSOFT PRINCIPAL CLOUD DEVELOPER ADVOCATE

نواة Linux 5.6 تفاخرت أيضًا بالعديد من التحسينات الرئيسية الأخرى. أولاً ، بالنسبة لأولئك الذين ما زالوا يستخدمون أنظمة 32 بت ، قام Linux بحل مشكلة “نهاية الوقت”. كما ترى ، في الساعة 03:14:08 توقيت غرينتش (GMT ، المعروف أيضًا باسم التوقيت العالمي المنسق) يوم الثلاثاء ، 19 يناير 2038 ، ينتهي العالم.

ما سيحدث هو أن قيمة الوقت في أنظمة التشغيل المستندة إلى Unix التي تعمل بنظام 32 بت ، مثل Linux والإصدارات الأقدم من macOS ، ستنفد من أرقام 32 بت. سيبدأون بعد ذلك في عد الوقت إلى الوراء بأرقام سالبة. وكنت تعتقد أن خطأ Y2K كان مخيفًا!

بدأ كل شيء لأن Unix ، والد Linux ، يؤرخ بداية الوقت بالثواني من العصر: 00:00:00 بتوقيت جرينتش في 1 يناير 1970. كانت المشكلة ، منذ أن بدأ Unix كنظام تشغيل 32 بت ، استمر الوقت كرقم صحيح واحد 32 بت موقّع. هذه الكثير من الثواني ، لكنها ليست كافية. يقوم الإصلاح بتعديل تحديث Linux حتى 32 بت لاستخدام أرقام 64 بت. بالطبع ، هذا يؤجل المشكلة فقط حتى الساعة 5:30:08 بتوقيت جرينتش يوم الأحد ، 4 ديسمبر ، 29227702.659. أنا موافق على ذلك.

مزامنة Android و Linux
يعرف كل من يهتم بأنظمة التشغيل أن Android هو توزيعة Linux متخصصة في الأجهزة المحمولة. ما قد لا يكون معروفًا هو أن Android كان لسنوات عديدة مفترق Linux. حتى الآن ، بعد 10 سنوات من بدء مطوري Android و Linux الأساسيين العمل واللعب بشكل جيد مع بعضهم البعض مرة أخرى ، لم يكونوا على نفس الصفحة تمامًا. هذا يتغير.

كما قال جوناثان كوربيت ، مطور وكاتب Linux kernel ، في تقرير Linux Kernel السنوي ، “أحدث نواة مستقرة في طريقها لتصبح جزءًا من صورة نظام Android العام ، ثم سيتتبعون التحديثات المستقرة. وهذا يعني أنهم” إعادة أقرب بكثير إلى الحالة الحالية للفن “.

قد لا يبدو هذا مشكلة كبيرة بالنسبة لك ، لكنه كذلك.

إليكم السبب. اليوم ، قبل أن ينتهي الأمر بنظام Linux على هاتف Android الجديد اللامع في يدك ، يمر بثلاث مراحل منفصلة تستغرق وقتًا طويلاً. أولاً ، تأخذ Google نواة دعم طويل الأجل (LTS) وتضيف رمزًا خاصًا بنظام Android لإنشاء نواة Android الشائعة. بعد ذلك ، تشحن Google نواة Android الشائعة إلى الشركة المصنعة للنظام على شريحة (SoC) ، مثل Qualcomm. تقوم الشركة المصنعة للمعدات الأصلية (OEM) بعد ذلك بتخصيص النواة إلى مجموعة شرائح وشرائح محددة. أخيرًا ، تذهب نواة SoC إلى الشركة المصنعة للهواتف الذكية. تضيف الشركة المصنعة ، بدورها ، مشروباتها المنزلية وبرامج التشغيل الخاصة بالشاشة والكاميرا وشبكة Wi-Fi / المودم الخلوي. هذا الجهاز هو ما هو موجود على هاتفك.

على طول الطريق ، يلتقط كل هاتف ملايين الأسطر من كود النواة ليس جزءًا من التوزيع القياسي. معظم هذا هو برامج تشغيل الأجهزة. يأتي كل هاتف ذكي أو جهاز لوحي يعمل بنظام Android مع مزيج خاص به من برامج التشغيل. هذا هو السبب في أن إجراء توزيع عالمي حقيقي للهواتف الذكية بنظام Android ، مثل نظام التشغيل / e / ، أمر صعب للغاية. النتيجة؟ يحتوي هذا الهاتف الجديد الحاد في جيبك على نواة Linux عمرها عامين. بسبب هذه النوى القديمة ، تأتي نواة Linux LTS الآن مع ست سنوات من الدعم.

اكتشف المزيد من الشبكة: سلسلة أصلية جديدة من HPE
شاهد الآن

Google والبائعون ليسوا أكثر حماسًا مما قد تكون عليه لإعادة تصحيحات الأمان إلى حبات قديمة متربة. لذلك Google ، على طول شبكة wi

يحاول مجتمع المطورين جعل إصدارات الشحن من Android متوافقة مع نواة Linux الرئيسية الحالية.

سوف يستغرق هذا وقتا. زوج من مشاكل Android الأبدية – رفض مطوري Linux دعم واجهة تطبيق ثنائية مستقرة (ABI) ورفض بائعي الأجهزة فتح المصدر برامج التشغيل الخاصة بهم – لا تزال معنا في الوقت الحالي. يحدد ABI كيفية عمل البرنامج مع الأجهزة عندما لا تعرف كيفية التعامل معها على مستوى رمز التطبيق. يرغب مطورو البرامج مفتوحة المصدر في العمل على مستوى واجهة برمجة التطبيقات ، بينما يرغب البائعون في كثير من الأحيان في إبقاء أجهزتهم على بيانات مخفية غامضة لا يمكن الوصول إليها إلا عن طريق ABI. على الرغم من ذلك ، فقد اقتربنا أخيرًا من تسريع تكامل Linux في خط إنتاج Android. هذا يعني أن Android سيكون أكثر أمانًا خارج الصندوق.

eBPF: جدار حماية الشبكة الذي أصبح مصحح أخطاء Linux
تحدث Corbet أيضًا عن الارتفاع المستمر لمرشح Berkeley Packet Filter (eBPF) كأداة قوية لتصحيح أخطاء Linux kernel. كيف يمكن أن يحدث هذا تسأل؟ مثله.

بينما يمكن لـ eBPF ، مثل أي جدار حماية ، التقاط حزم الشبكة وتصفيتها وحظرها ، فإنه يقوم بذلك عن طريق تشغيل رمز مساحة المستخدم داخل جهاز ظاهري داخل kernel. آه ، بدأت ترى.

يمكنك تشغيل eBPF استجابةً للأنشطة على نقاط التتبع و kprobes وأحداث الأداء. يمكّنك هذا من تصحيح أخطاء kernel وتشغيل تحليل الأداء. والأفضل من ذلك ، نظرًا لأن برامج eBPF يمكنها الوصول إلى هياكل بيانات kernel ، يمكنك كتابة وإضافة واختبار رمز تصحيح أخطاء جديد دون إعادة تجميع النواة. هذا هو توفير كبير للوقت للمطورين المشغولين. الآن ، بدأ مسؤولو النظام والمبرمجون خارج الدائرة الداخلية لـ Linux kernel في استخدام قوة eBPF.

أصبحت Rust لغة Linux الثانية
منذ اليوم الأول ، إذا كنت ترغب في تطوير نواة Linux ، أو أي شيء قريب منها ، كان عليك القيام بذلك في C. بالفعل ، يمكنك أن تجادل بأن Linux هو سبب بقاء C لغة شائعة. ليس بعد الآن.

في مؤتمر 2020 Linux Plumbers ، حيث قام كبار مطوري Linux kernel بتوضيح مستقبل Linux ، تحدثوا عن تقديم Rust كلغة ثانية للنواة. Rust هي لغة نظام عالية المستوى ترعاها Mozilla ، المنظمة الأم لـ Firefox. صدق أو لا تصدق ، تحظى هذه الفكرة بتأييد واسع النطاق. تورفالدس نفسه متأكد من أن لينكس لن يكتب في روست. لكن بعد ذلك ، ليس هذا هو الهدف. لن يقوم أحد بإعادة كتابة 25 مليون سطر للنواة من C في Rust.

بقيادة جوش تريبليت ، رئيس لغة Rust ، ونيك ديسولنييرز ، مهندس Google ، اقترحوا استخدام لغة Rust على مستوى النظام داخل النواة. لماذا ا؟ لأنه أكثر أمانًا من C ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالتعامل مع الذاكرة.

كما أوضح رايان ليفيك ، مطور سحابي رئيسي من Microsoft ، “Rust آمن تمامًا للذاكرة.” نظرًا لأنه يمكن إرجاع ما يقرب من ثلثي مشكلات الأمان إلى التعامل مع الذاكرة بشكل سيئ ، يعد هذا تحسينًا كبيرًا. بالإضافة إلى ذلك ، “يمنع Rust هذه المشكلات عادةً دون إضافة أي تكاليف تشغيل إضافية” ، على حد قوله.

يرى تورفالدس المزايا. بينما يشجع على اتباع نهج بطيء ولكنه ثابت لإدخال Rust في Linux ، فقد قال أيضًا أن استخدام واجهات Rust للسائقين وبرامج نواة أخرى غير أساسية أمر منطقي: “أنا مقتنع بأنه سيحدث. قد لا يكون Rust ، ولكن سيحدث أنه سيكون لدينا نماذج مختلفة لكتابة هذه الأنواع من الأشياء ، ولن تكون لغة C هي الوحيدة “.

بينما يتحرك مطورو النواة الأساسية ببطء ، لم يضيع مطورو توزيع Linux الآخرين أي وقت في تبني Rust. أعلنت Amazon Web Services (AWS) أن نظام Bottlerocket Linux الذي تم إصداره للتو للحاويات مكتوب إلى حد كبير بلغة Rust.

مثل Microsoft و Firefox ، لتسمية شركتين أخريين تدمجان Rust في خطط التطوير الخاصة بهما ، فإن AWS تحب Rust لميزات أمان الذاكرة الخاصة بها. قالت Samartha Chandrashekar ، مديرة منتج AWS ، إنها “تساعد في ضمان سلامة الخيط ومنع الأخطاء المتعلقة بالذاكرة ، مثل فيضان المخزن المؤقت الذي يمكن أن يؤدي إلى ثغرات أمنية.”

بالنظر إلى المستقبل ، من الواضح أن Rust سيلعب قريبًا دورًا رئيسيًا في تطوير كل من Linux kernel والتوزيع. من كان يظن أن لغة C ستزاح ولو بطريقة صغيرة في دوائر البرمجة هذه؟

Linux 6.0 Kernel وما بعده
بحلول نهاية العام ، سيظهر Linux 6.0. لكن لا تكن متحمسًا جدًا بشأن الرقم. كما قال Torvalds حول الإصدار 5.0 ، “أود أن أشير (مرة أخرى) إلى أننا لا نقوم بإصدارات قائمة على الميزات ، وأن” 5.0 “لا يعني أي شيء أكثر من أن الأرقام 4.x بدأت كبرت بما يكفي لدرجة أنني نفذت مني أصابع اليدين والقدمين “.

بالنظر إلى المستقبل ، ستتكون معظم إصدارات Linux 6 ، مثل جميع إصدارات Linux تقريبًا ، من برامج تشغيل أجهزة جديدة ومحسنة. ومع ذلك ، سيلاحظ الجميع تغييرًا محتملاً: سوف يدعم Linux أخيرًا مجموعة تعليمات AMD و Intel FSGSBASE. حسنًا ، ما لم تكن مطورًا متشددًا بجدية ، فقد فقدتك للتو. هذا هو الشيء المهم حول

يدعم Linux مجموعة تعليمات الشريحة هذه: سيعمل جهازك بشكل أسرع.

كم اسرع؟ تظهر المعايير المبكرة مع الإصدار التجريبي الأول من Linux 5.9 تحسينات كبيرة في الإدخال / الإخراج. مع Redis ، مخزن بنية البيانات في الذاكرة مفتوح المصدر ، والذي يستخدم غالبًا كقاعدة بيانات ، كان هناك زيادة في الأداء بنسبة تزيد عن 50 بالمائة. هذا ليس رث جدا!

لذا فإن كل ما يتعلق به هو أن Linux يواصل تحسين سرعته وأمانه. ومهما قد يبدو مدهشًا ، يواصل Linux توسيع أسواقه ، بفضل شبكة WireGuard VPN المدمجة حديثًا.

من تعرف؟ ربما سيكون عام 2021 هو عام سطح مكتب Linux. بعد كل شيء ، كان عام 2020 هو عام Linux على سطح مكتب Windows.

ما الجديد في Linux: دروس للقادة
ربما لا تعمل الأنظمة التي تعمل على برامج قديمة بالشكل المطلوب.
الأجيال الجديدة من البرامج ، بما في ذلك Linux بالتأكيد ، تخلق فرصًا تجارية وتكنولوجية جديدة.
أنظمة التشغيل ليست تقنية ناضجة تمامًا ؛ لا تزال هناك تحسينات كبيرة يتعين القيام بها.