1.1 Μάθημα 1

Μια διανομή Linux είναι μια δέσμη που αποτελείται από έναν πυρήνα Linux [Linux kernel] και μια επιλογή εφαρμογών που συντηρούνται από μια εταιρεία ή μια κοινότητα χρηστών. Στόχος μιας διανομής είναι η βελτιστοποίηση του πυρήνα και των εφαρμογών που τρέχουν στο λειτουργικό σύστημα για μια συγκεκριμένη περίπτωση χρήσης ή ομάδα χρηστών. Οι διανομές συχνά περιλαμβάνουν εργαλεία εξειδικευμένα με αυτές, για την εγκατάσταση λογισμικού και τη διαχείριση του συστήματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ορισμένες διανομές χρησιμοποιούνται κυρίως για περιβάλλοντα desktop [επιτραπέζιου υπολογιστή] όπου πρέπει να είναι εύχρηστες, ενώ άλλες χρησιμοποιούνται κυρίως για να τρέχουν σε servers [διακομιστές] ώστε να χρησιμοποιούν τους διαθέσιμους πόρους όσο το δυνατόν πιο αποδοτικά.

Ένας άλλος τρόπος ταξινόμησης των διανομών είναι η αναφορά στην οικογένεια διανομών στην οποία ανήκουν. Οι διανομές της οικογένειας διανομών Debian χρησιμοποιούν τον package manager [διαχειριστή πακέτων] dpkg για τη διαχείριση του λογισμικού που εκτελείται στο λειτουργικό σύστημα. Τα πακέτα που μπορούν να εγκατασταθούν με τον package manager συντηρούνται από εθελοντικά μέλη της κοινότητας της διανομής. Οι συντηρητές χρησιμοποιούν τη μορφή πακέτων deb για να καθορίσουν τον τρόπο με τον οποίο το λογισμικό εγκαθίσταται στο λειτουργικό σύστημα και πώς ρυθμίζεται από προεπιλογή. Ακριβώς όπως μια διανομή, έτσι κι’ ένα πακέτο είναι ένα σετ που περιέχει το λογισμικό, την αντίστοιχη παραμετροποίηση και τα εγχειρίδια, που διευκολύνουν τον χρήστη να εγκαταστήσει, να ενημερώσει και να χρησιμοποιήσει το λογισμικό.

Η διανομή Debian GNU/Linux είναι η μεγαλύτερη διανομή της οικογένειας διανομών Debian. Το Debian GNU/Linux Project ξεκίνησε από τον Ian Murdock το 1993. Σήμερα χιλιάδες εθελοντές εργάζονται στο έργο. Το Debian GNU/Linux στοχεύει στην παροχή ενός πολύ αξιόπιστου λειτουργικού συστήματος. Προωθεί επίσης το όραμα του Richard Stallman για ένα λειτουργικό σύστημα που σέβεται τις ελευθερίες του χρήστη να εκτελεί, να μελετά, να διανέμει και να βελτιώνει το λογισμικό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν παρέχει κανένα ιδιοκτησιακό λογισμικό από προεπιλογή.

Το Ubuntu είναι μια άλλη διανομή που βασίζεται στο Debian και αξίζει να αναφερθεί. Το Ubuntu δημιουργήθηκε από τον Mark Shuttleworth και την ομάδα του το 2004, με την αποστολή να φέρει ένα εύχρηστο περιβάλλον εργασίας Linux. Η αποστολή του Ubuntu είναι να παρέχει ένα ελεύθερο λογισμικό σε όλους παγκοσμίως καθώς και να μειώσει το κόστος των επαγγελματικών υπηρεσιών. Η διανομή έχει μια προγραμματισμένη έκδοση κάθε έξι μήνες με μια έκδοση μακροχρόνιας υποστήριξης κάθε 2 χρόνια,

Η Red Hat είναι μια διανομή Linux που αναπτύσσεται και συντηρείται από την ομώνυμη εταιρεία λογισμικού, η οποία εξαγοράστηκε από την IBM το 2019. Η διανομή Red Hat Linux ξεκίνησε το 1994 και μετονομάστηκε το 2003 σε Red Hat Enterprise Linux, συχνά συντομογραφούμενη ως RHEL. Παρέχεται σε εταιρείες ως μια αξιόπιστη επιχειρησιακή λύση που υποστηρίζεται από τη Red Hat και συνοδεύεται από λογισμικό που έχει ως στόχο να διευκολύνει τη χρήση του Linux σε επαγγελματικά περιβάλλοντα server. Ορισμένα από τα τμήματά του απαιτούν συνδρομές ή άδειες χρήσης επί πληρωμή. Το έργο CentOS χρησιμοποιεί τον ελεύθερα διαθέσιμο πηγαίο κώδικα του Red Hat Enterprise Linux και τον μεταγλωττίζει σε μια διανομή η οποία διατίθεται εντελώς δωρεάν, αλλά με το αντίτιμο οτι δεν συνοδεύεται από εμπορική υποστήριξη.

Τόσο το RHEL όσο και το CentOS είναι βελτιστοποιημένα για χρήση σε περιβάλλοντα server. Το έργο Fedora ιδρύθηκε το 2003 και δημιουργεί μια διανομή Linux που απευθύνεται σε επιτραπέζιους υπολογιστές. Από τότε η Red Hat ξεκίνησε και συντηρεί τη διανομή Fedora. Το Fedora είναι πολύ προοδευτικό και υιοθετεί νέες τεχνολογίες πολύ γρήγορα και μερικές φορές θεωρείται δοκιμαστικό πεδίο για νέες τεχνολογίες οι οποίες αργότερα μπορεί να συμπεριληφθούν στο RHEL. Όλες οι διανομές που βασίζονται στη Red Hat χρησιμοποιούν τη μορφή πακέτων rpm.

Η εταιρεία SUSE ιδρύθηκε το 1992 στη Γερμανία ως πάροχος υπηρεσιών Unix. Η πρώτη έκδοση του SUSE Linux κυκλοφόρησε το 1994. Με την πάροδο των ετών το SUSE Linux έγινε κυρίως γνωστό για το εργαλείο παραμετροποίησης YaST. Αυτό το εργαλείο επιτρέπει στους διαχειριστές να εγκαθιστούν και να ρυθμίζουν το λογισμικό και το υλικό, να εγκαθιστούν servers και δίκτυα. Παρόμοια με το RHEL, η SUSE κυκλοφορεί το SUSE Linux Enterprise Server, το οποίο είναι η εμπορική της έκδοση. Αυτή κυκλοφορεί λιγότερο συχνά και είναι κατάλληλη για ανάπτυξη σε επιχειρήσεις και παραγωγή. Διανέμεται τόσο ως server όσο και ως περιβάλλον desktop, με κατάλληλα για το σκοπό αυτό πακέτα. Το 2004, η SUSE κυκλοφόρησε το έργο openSUSE, το οποίο άνοιξε ευκαιρίες για προγραμματιστές και χρήστες να δοκιμάσουν και να αναπτύξουν περαιτέρω το σύστημα. Η διανομή openSUSE διατίθεται ελεύθερα για λήψη.

Με την πάροδο των ετών έχουν κυκλοφορήσει ανεξάρτητες διανομές. Ορισμένες από αυτές βασίζονται είτε στο Red Hat είτε στο Ubuntu, ενώ άλλες έχουν σχεδιαστεί για να βελτιώσουν μια συγκεκριμένη ιδιότητα ενός συστήματος ή υλικού. Υπάρχουν διανομές που έχουν κατασκευαστεί με συγκεκριμένες λειτουργίες, όπως το QubesOS, ένα πολύ ασφαλές περιβάλλον desktop, ή το Kali Linux, το οποίο παρέχει ένα περιβάλλον για την εκμετάλλευση ευπαθειών λογισμικού, το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως από τους penetration testers [ελεγκτές διείσδυσης]. Πρόσφατα διάφορες πολύ μικρές διανομές Linux έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να τρέχουν σε containers [περιέκτες] Linux, όπως το Docker. Υπάρχουν επίσης διανομές που έχουν κατασκευαστεί ειδικά για εξαρτήματα ενσωματωμένων συστημάτων, ακόμα και για έξυπνες συσκευές.

Τα ενσωματωμένα συστήματα είναι ένας συνδυασμός υλικού και λογισμικού υπολογιστή που έχει σχεδιαστεί για να έχει μια συγκεκριμένη λειτουργία μέσα σε ένα ευρύτερο σύστημα. Συνήθως αποτελούν μέρος άλλων συσκευών και βοηθούν στον έλεγχο αυτών των συσκευών. Ενσωματωμένα συστήματα συναντώνται στην αυτοκινητοβιομηχανία, στην ιατρική, ακόμη και σε στρατιωτικές εφαρμογές. Λόγω της μεγάλης ποικιλίας των εφαρμογών τους, αναπτύχθηκε μια ποικιλία λειτουργικών συστημάτων που βασίζονται στον πυρήνα του Linux προκειμένου να χρησιμοποιηθούν σε ενσωματωμένα συστήματα. Ένα σημαντικό μέρος των έξυπνων συσκευών διαθέτει λειτουργικό σύστημα βασισμένο στον πυρήνα Linux.

Επομένως, με τα ενσωματωμένα συστήματα έρχεται και το ενσωματωμένο λογισμικό. Ο σκοπός αυτού του λογισμικού είναι να έχει πρόσβαση στο υλικό και να το καθιστά χρησιμοποιήσιμο. Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα του Linux έναντι οποιουδήποτε ιδιόκτητου ενσωματωμένου λογισμικού περιλαμβάνουν τη συμβατότητα με πλατφόρμες πολλαπλών προμηθευτών, την ανάπτυξη, την υποστήριξη και τη μη ύπαρξη τελών απο την άδεια χρήσης. Δύο από τα πιο δημοφιλή έργα ενσωματωμένου λογισμικού είναι το Android, το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως σε κινητά τηλέφωνα από διάφορους προμηθευτές και το Raspbian, το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως στο Raspberry Pi.

Ο όρος υπολογιστική cloud [cloud computing] αναφέρεται σε έναν τυποποιημένο τρόπο κατανάλωσης υπολογιστικών πόρων, είτε αγοράζοντάς τους από πάροχο public cloud [δημόσιο νέφος], είτε εκτελώντας τους σε private cloud [ιδιωτικό νέφος]. Από τις εκθέσεις του 2017, το 90% του φόρτου εργασίας στο public cloud, τρέχει σε Linux. Κάθε πάροχος cloud, από το Amazon Web Services (AWS) έως το Google Cloud Platform (GCP), προσφέρει διαφορετικές μορφές Linux. Ακόμη και η Microsoft προσφέρει virtual machines [εικονικές μηχανές] που βασίζονται στο Linux στο Azure cloud τους σήμερα.

Το Linux συνήθως προσφέρεται ως μέρος της προσφοράς Infrastructure as a Service (IaaS). Tα IaaS instances είναι virtual machines που παρέχονται μέσα σε λίγα λεπτά στο cloud. Κατά την εκκίνηση ενός IaaS instances, επιλέγεται ένα image [αντίγραφο] που περιέχει τα δεδομένα τα οποία αναπτύσσονται στo νέo instance. Οι πάροχοι cloud προσφέρουν διάφορα images που περιέχουν έτοιμες για εκτέλεση τόσο δημοφιλείς διανομές Linux όσο και δικές τους εκδόσεις Linux. Ο χρήστης του cloud επιλέγει ένα image που περιέχει την προτιμώμενη διανομή και μπορεί να έχει πρόσβαση σε μια ένα instance cloud που εκτελεί αυτήν τη διανομή λίγο μετά. Οι περισσότεροι πάροχοι cloud προσθέτουν εργαλεία στα images τους για να προσαρμόσουν την εγκατάσταση σε ένα συγκεκριμένο instance cloud. Αυτά τα εργαλεία μπορούν, για παράδειγμα, να επεκτείνουν τα συστήματα αρχείων του image ώστε να ταιριάζουν στον πραγματικό σκληρό δίσκο του virtual machine.