Certyfikat: |
Linux Essentials |
---|---|
Wersja: |
1.6 |
Temat: |
1 Społeczność Linuxa i kariera w środowisku Open Source |
Cel nauki: |
1.1 Linux Evolution and Popular Operating Systems |
Lekcja: |
1 z 1 |
Wstęp
Linux jest obecnie jednym z najpopularniejszych systemów operacyjnych, a jego rozwój rozpoczął Linus Torvalds w 1991 roku. System operacyjny Linux został zainspirowany innym systemem operacyjnym o nazwie Unix, opracowanym w latach 70. przez AT&T Laboratories. Unix był nastawiony na małe komputery. W tamtym okresie za “małe” komputery były uważane maszyny, które nie wymagały do pracy całej hali z klimatyzacją i kosztowały mniej niż milion dolarów. Później rozumiano je jako maszyny, które mogą być podnoszone przez maksymalnie dwie osoby. W tym czasie niedrogi system Unix nie był łatwo dostępny na komputerach takich jak komputery biurowe, które zwykle opierały się na platformie x86. Dlatego Linus, który był wówczas jeszcze studentem, zaczął wdrażać system operacyjny podobny do Unixa dla tej platformy.
System Linux przeważnie wykorzystuje te same zasady i podstawowe idee co system Unix. Jednakże sam Linux nie zawiera kodu uniksowego, ponieważ system Linux jest niezależnym projektem i nie jest obsługiwany ani wspierany przez pojedynczą firmę, ale przez międzynarodową społeczność programistów. Ze względu na to, że system Linux jest bezpłatny i ogólnie dostępny, może być wykorzystywany przez wszystkich bez ograniczeń.
Dystrybucje
Dystrybucja Linuxa to pakiet składający się z jądra Linuxa i zestawu aplikacji, które są obsługiwane przez firmę lub społeczność użytkowników. Celem występowania wielu dystrybucji jest optymalizacja jądra i aplikacji działających w tym systemie operacyjnym pod kątem określonego zastosowania lub grupy użytkowników. Dlatego dystrybucje często zawierają określone narzędzia dla danej dystrybucji do instalacji oprogramowania i administrowania systemem. Na przykład niektóre dystrybucje muszą być łatwe w użyciu, ponieważ są używane głównie w środowiskach graficznych. Inne natomiast są instalowane i uruchamiane głównie na serwerach, aby jak najefektywniej wykorzystywać dostępne zasoby.
Innym sposobem klasyfikacji dystrybucji jest przypisanie ich do rodziny dystrybucji, do której należą. Dystrybucje z rodziny Debian używają menedżera pakietów dpkg
do zarządzania oprogramowaniem działającym w systemie operacyjnym. Pakiety zarządzane przez ten menadzer pakietów są obsługiwane przez członków (wolontariuszy) społeczności tej dystrybucji. Opiekunowie Ci używają formatu pakietu deb
do określenia, w jaki sposób oprogramowanie jest instalowane w systemie operacyjnym i jak jest domyślnie konfigurowane. Podobnie jak dystrybucja, pakiet jest zbiorem oprogramowania z odpowiednią konfiguracją i dokumentacją, które ułatwiają użytkownikowi instalację, aktualizację i używanie oprogramowania.
Dystrybucja Debian GNU / Linux jest największą dystrybucją rodziny Debian. Projekt Debian GNU / Linux został rozpoczęty przez Iana Murdocka w 1993 roku, a obecnie projekt wspierają tysiące ochotników. Celem projektu Debian GNU / Linux jest zapewnienie niezawodnego systemu operacyjnego. Podejście to reprezentuje również wizję Richarda Stallmana, dotyczącą systemu operacyjnego, który szanuje swobodę użytkownika w zakresie uruchamiania, rozpowszechniania i ulepszania oprogramowania. Z tego powodu domyślnie nie jest udostępniane żadne zastrzeżone oprogramowanie na ten system operacyjny.
Ubuntu to kolejna dystrybucja oparta na Debianie, o której warto wspomnieć. Ubuntu zostało stworzone przez Marka Shuttlewortha i jego zespół w 2004 roku w celu stworzenia łatwego w użyciu środowiska pulpitu Linux. Misją Ubuntu jest dostarczanie bezpłatnego oprogramowania każdej osobie na całym świecie, a także obniżanie kosztów usług profesjonalnych. Nowa wersja dystrybucji Ubuntu ma pojawiać się co sześć miesięcy, a wersja z długoterminowym wsparciem co 2 lata.
Red Hat to dystrybucja Linuxa opracowana i utrzymywana przez firmę programistyczną o identycznej nazwie, która została przejęta przez IBM w 2019 roku. Dystrybucja Red Hat Linux została zapoczatkowana w 1994 roku i przemianowana w 2003 roku na Red Hat Enterprise Linux (RHEL). System ten wykorzystywany jest jako niezawodne rozwiązanie dla przedsiębiorstw i obsługiwany przez firmę Red Hat, ktora dostarcza także odpowiednie oprogramowanie. Oprogramowanie to ma ułatwić korzystanie z systemu Linux w profesjonalnych środowiskach serwerowych. Niektóre ze składników systemu wymagają płatnych subskrypcji lub licencji. Istnieje równiez projekt CentOS, który wykorzystuje ogólnie dostępny kod źródłowy Red Hat Enterprise Linux. CentOS jest dystrybucją całkowicie bezpłatną, jednakże nie nie jest objęta wsparciem komercyjnym.
Zarówno RHEL, jak i CentOS są zoptymalizowane do użytku w środowiskach serwerowych. Projekt Fedora powstał w 2003 roku i tworzy dystrybucję Linuxa przeznaczoną dla komputerów stacjonarnych. Dystrybucję Fedory zainicjował Red Hat i od tego czasu ją utrzymuje. Fedora jest bardzo zaawansowana i bardzo szybko przyjmuje nowe technologie; dlatego czasami jest uważana za poligon testowy dla nowych technologii, które później mogą zostać włączone do RHEL. Wszystkie dystrybucje oparte na Red Hat używają formatu pakietu "rpm".
Firma SUSE została założona w Niemczech w 1992 roku jako dostawca usług Unix. Pierwsza wersja SUSE Linux została wydana w 1994 roku. Z biegiem lat SUSE Linux stał się znany głównie ze swojego narzędzia konfiguracyjnego YaST. Narzędzie to umożliwia administratorom instalowanie i konfigurowanie oprogramowania i sprzętu, a także konfigurowanie serwerów i sieci. Podobnie jak RHEL, SUSE udostępnia SUSE Linux Enterprise Server jako wersję komercyjną. System jest rzadziej wydawany i skierowany głównie do wdrażania w przedsiębiorstwach i na produkcji. Jest oferowany zarówno jako dystrybucja serwerowa, jak i środowisko graficzne z odpowiednimi pakietami dostosowanymi do określonego celu. W 2004 r. firma SUSE rozpoczęła projekt openSUSE, za pomocą którego programiści i użytkownicy mają możliwość testowania i dalszego rozwijania systemu. Dystrybucja openSUSE jest dostępna do bezpłatngo pobrania.
Z biegiem lat pojawiały się inne niezależne dystrybucje systemu Linux. Niektóre z nich są oparte na Red Hat lub Ubuntu, inne mają na celu poprawę określonych właściwości systemu lub sprzętu. Istnieją dystrybucje posiadające bardzo specyficzne funkcje, jak np. QubesOS z bardzo bezpiecznym środowiskiem pulpitu lub Kali Linux, które określa i wykorzystuje luki w oprogramowaniu, a także jest używane głównie podczas testów penetracyjnych. Niedawno powstało wiele bardzo małych dystrybucji systemu Linux, które są zaprojektowane specjalnie do działania w kontenerach Linux, takich jak Docker. Istnieją również dystrybucje opracowane specjalnie dla komponentów systemów wbudowanych, a nawet inteligentnych urządzeń.
Systemy wbudowane
Systemy wbudowane to połączenie sprzętu komputerowego i oprogramowania zaprojektowanego do pełnienia określonych funkcji w ramach większego systemu. Z reguły są częścią innych urządzeń i służą do sterowania i kontroli nad nimi. Systemy wbudowane znajdują zastosowanie m.in. w motoryzacji, medycynie oraz w wojsku. Ze względu na szeroki zakres możliwych zastosowań i dużą ilość aplikacji, opracowano wiele różnych systemów operacyjnych opartych na jądrze Linux, aby mogły być używane w systemach wbudowanych. Znaczna część inteligentnych urządzeń ma system operacyjny oparty na jądrze Linux i na nim jest uruchomionych.
Systemy wbudowane są także połączone z oprogramowaniem wbudowanym i razem z nim dostrczane. Celem tego oprogramowania jest uzyskanie dostępu do sprzętu i uczynienie go użytecznym. Głównymi zaletami Linuxa, w porównaniu z innym prawnie zastrzeżonym oprogramowaniem wbudowanym, są jego kompatybilność z platformami różnych producentów, rozwój, wsparcie i brak opłat licencyjnych. Dwa najpopularniejsze projekty oprogramowania wbudowanego to Android, który jest używany głównie w telefonach komórkowych różnych producentów oraz Raspbian, który jest używany głównie w Raspberry Pi.
Android
Android to głównie mobilny system operacyjny opracowany przez Google. Firma Android Inc., założona w Palo Alto w Kalifornii w 2003 roku, jako pierwsza stworzyła system operacyjny przeznaczony do pracy w aparatach cyfrowych. W 2005 roku firma Google kupiła Android Inc. i uczyniła go jednym z największych mobilnych systemów operacyjnych.
Android jest oparty na zmodyfikowanej wersji jądra Linuxa z dodatkowym oprogramowaniem open source. Co prawda, system operacyjny został opracowany głównie dla urządzeń z ekranem dotykowym, ale Google opracował także wersje dla telewizorów i zegarków. Istnieją różne wersje Androida na konsole do gier, aparaty cyfrowe, a także na komputery PC.
Android jest dostępny bezpłatnie w wersji open source jako część projektu Android Open Source Project (AOSP). Oprócz podstawowego rdzenia Androida, Google oferuje szereg zastrzeżonych komponentów i aplikacji takich jak Kalendarz Google, Mapy Google, poczta Google Mail, przeglądarka Chrome, a także Sklep Google Play, który umożliwia łatwą instalację aplikacji. Większość użytkowników uważa te narzędzia za integralną część systemu Android, dlatego prawie wszystkie urządzenia mobilne dostarczane z systemem Android w Europie i Ameryce zawierają zastrzeżone oprogramowanie Google.
Android zainstalowany na urządzeniach wbudowanych ma wiele zalet. Jest to system operacyjny z graficznym interfejsem użytkownika,jest intuicyjny i łatwy w obsłudze oraz ma bardzo dużą społeczność programistów, dzięki czemu łatwo jest znaleźć pomoc dotyczącą programowania. Jest również obsługiwany przez większość dostawców sprzętu ze sterownikami dla Androida, dlatego prototypy całego systemu można opracować w sposób łatwy i opłacalny.
Raspbian i Raspberry Pi
Raspberry Pi to niedrogi komputer o wielkości karty kredytowej, który może działać zarówni jako w pełni funkcjonalny komputer stacjonarny, ale może być używany z wbudowanym systemem Linux. Został opracowany i jest rozwijany przez Fundację Raspberry Pi Foundation - jest to edukacyjna organizacja charytatywna (non-profit) z siedzibą w Wielkiej Brytanii. Głównym celem Raspberry Pi jest nauka młodych ludzi, w jaki sposób programować komputery i jak one działają. Raspberry Pi można zaprojektować i zaprogramować w taki sposób, aby wykonywało żądane zadania lub operacje w znacznie bardziej złożonym systemie.
Specjalnością Raspberry Pi jest zestaw pinów GPIO (General Purpose Input-Output), które można wykorzystać do podłączenia urządzeń elektronicznych i kart rozszerzeń, dzięki czemu Raspberry Pi staje się platformą do rozwoju sprzętu. Chociaż pierwotnie był przeznaczony do celów edukacyjnych, Raspberry Pis jest obecnie używany w różnych projektach DIY, a także do prototypowania przemysłowego w rozwoju systemów wbudowanych.
Raspberry Pi wykorzystuje procesory ARM. Działają na nim różne systemy operacyjne, w tym Linux. Ponieważ Raspberry Pi nie posiada dysku twardego, zatem system operacyjny uruchamia się z karty pamięci SD. Jedną z najbardziej znanych dystrybucji Linuxa dla Raspberry Pi jest Raspbian. Jak sama nazwa sugeruje, należy on do rodziny dystrybucji Debiana. Jest dostosowany do instalacji na sprzęcie Raspberry Pi i oferuje ponad 35 000 pakietów zoptymalizowanych dla tego środowiska. Oprócz Raspbian, istnieje wiele innych dystrybucji Linuxa dla Raspberry Pi, takich jak na przykład Kodi, który przekształca Raspberry Pi w centrum multimedialne.
Linux i chmura
Termin przetwarzanie w chmurze (cloud computing) opisuje znormalizowaną metodę wykorzystywania zasobów obliczeniowych poprzez zakup ich od dostawcy chmury publicznej lub w uruchamionej chmurze prywatnej. Badania pokazują, że w 2017 r. ponad 90% obciążenia chmury publicznej było obsługiwane przez systemy Linux. Każdy dostawca chmury, od Amazon Web Services (AWS) do Google Cloud Platform (GCP), oferuje różne dystrybucje Linuxa. Nawet Microsoft oferuje dziś maszyny wirtualne z systemem Linux w swojej chmurze Azure.
Linux jest często oferowany w opcji IaaS (Infrastructure as a Service - Infrastruktura jako Usługa). Instancje IaaS to maszyny wirtualne, które są udostępniane w chmurze w ciągu zaledwie kilku minut. Podczas uruchamiania instancji IaaS wybierany jest obraz systemu, który zawiera wszystkie dane potrzebne do wdrożenia w nowej instancji. Dostawcy chmury oferują różne obrazy - zarówno gotowe do uruchomienia instalacje popularnych dystrybucji Linuxa, jak i ich własne wersje Linuxa. Użytkownik chmury wybiera obraz ze swoją preferowaną dystrybucją i wkrótce potem może uzyskać dostęp do instancji chmury, w której działa właśnie ta dystrybucja. Większość dostawców usług w chmurze dodaje narzędzia do swoich obrazów, aby dostosować instalację do określonej instancji chmury. Narzędzia te na przykład mogą rozszerzyć systemy plików obrazu na bieżący dysk twardy maszyny wirtualnej.
Ćwiczenia eksploracyjne
-
Czym Debian GNU/Linux różni się od Ubuntu? Wymień dwa aspekty.
-
Jakie są najpopularniejsze środowiska / platformy, w których używany jest Linux? Nazwij trzy różne środowiska / platformy i nazwij jedną dystrybucję odpowiednią dla każdego z nich.
-
Planujesz zainstalować dystrybucję Linuxa w nowym środowisku. Wymień cztery kwestie, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze dystrybucji.
-
Wymień trzy urządzenia, poza smartfonami, na których działa system operacyjny Android.
-
Wyjaśnij trzy główne zalety przetwarzania w chmurze.
Ćwiczenia eksploracyjne
-
Które dystrybucje pod względem kosztów i wydajności są najlepsze dla firmy, która chce obniżyć koszty licencjonowania przy zachowaniu wydajności na najwyższym poziomie? Wyjaśnij dlaczego.
-
Jakie są główne zalety Raspberry Pi i jakie funkcje mogą pełnić w firmie?
-
Jakie dystrybucje Linuxa oferują Amazon Cloud Services i Google Cloud? Wymień co najmniej trzy wspólne i dwie różne.
Podsumowanie
W tej lekcji nauczyłeś się:
-
Jakie dystrybucje posiada system Linux?
-
Co to są wbudowane systemy Linux?
-
W jaki sposób używane są wbudowane systemy Linux?
-
O różnych zastosowaniach Androida
-
O różnych zastosowaniach Raspberry Pi
-
Co to jest chmura obliczeniowa (Cloud Computing)?
-
Jaką rolę odgrywa Linux w przetwarzaniu w chmurze?
Odpowiedzi do ćwiczeń z przewodnikiem
-
Czym Debian GNU / Linux różni się od Ubuntu? Wymień dwa aspekty
Ubuntu jest oparty na migawce Debiana, więc istnieje między nimi wiele podobieństw. Jednak występują między nimi także istotne różnice. Pierwsza to łatwość użytkowania. System Ubuntu ze względu na łatwość obsługi jest szczególnie polecany dla początkujących użytkowników, natomiast system Debian jest zalecany dla użytkowników bardziej zaawansowanych. Największa różnicą jest złożoność konfiguracji użytkownika w Debianie, której Ubuntu nie wymaga podczas procesu instalacji.
Kolejną różnicą jest stabilność każdej dystrybucji. Uważa się, że Debian jest bardziej stabilny w porównaniu do Ubuntu. Dzieje się tak, ponieważ Debian otrzymuje mniej aktualizacji, a aktualizacje, które otrzymuje, są szczegółowo testowane, dlatego też cały system operacyjny jest bardziej stabilny. Z drugiej strony Ubuntu umożliwia użytkownikowi korzystanie z najnowszych wersji oprogramowania i wszystkich nowych technologii.
-
Jakie są najpopularniejsze środowiska / platformy, w których używany jest Linux? Nazwij trzy różne środowiska / platformy i nazwij jedną dystrybucję odpowiednią dla każdego z nich.
Typowe środowiska / platformy, na których używany jest Linux, to smartfony, komputery stacjonarne i serwery. Smartfony używają dystrybucji takich jak Android. Na komputerze stacjonarnym i serwerze może być zainstalowana dowolna dystrybucja, które najlepiej odpowiada typowi i funkcjonalności tej maszyny, poczynając od Debiana i Ubuntu na CentOS i Red Hat Enterprise Linux kończąc.
-
Planujesz zainstalować dystrybucję Linuxa w nowym środowisku. Wymień cztery kwestie, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze dystrybucji.
Podczas wyboru dystrybucji Linuxa, należy wziąć pod uwagę koszt, wydajność, skalowalność, stabilność oraz wymagania sprzętowe systemu.
-
Wymień trzy urządzenia, poza smartfonami, na których działa system operacyjny Android.
Inne urządzenia, na których działa system Android, to telewizory Smart TV, tablety, Android Auto i smartwatche.
-
Wyjaśnij trzy główne zalety przetwarzania w chmurze.
Głównymi zaletami przetwarzania w chmurze są elastyczność, łatwość odzyskiwania danych i niskie koszty użytkowania. Usługi oparte na chmurze są łatwe do wdrożenia i skalowania w zależności od potrzeb biznesowych. Posiada dużą zaletę w rozwiązaniach do tworzenia kopii zapasowych i przywracania danych, ponieważ umożliwia firmom szybsze przywracanie funkcjonalności po incydentach przy mniejszych konsekwencjach. Ponadto zmniejsza koszty operacyjne, umożliwiając w modelu subskrypcyjnym płacenie tylko za zasoby używane przez firmę.
Odpowiedzi do ćwiczeń eksperymentalnych
-
Które dystrybucje pod względem kosztów i wydajności są najlepsze dla firmy, która chce obniżyć koszty licencjonowania przy zachowaniu wydajności na najwyższym poziomie? Wyjaśnij dlaczego.
Jedną z najbardziej odpowiednich dystrybucji dla firm jest CentOS, ponieważ zawiera wszystkie produkty komercyjnej wersji systemu operacyjnego Red Hat, a rónocześnie jest bezpłatny. Podobnie, dystrybucje Ubuntu LTS gwarantują wsparcie przez dłuższy czas. Stabilne wersje Debian GNU / Linux są również często wykorzystywane w środowiskach korporacyjnych.
-
Jakie są główne zalety Raspberry Pi i jakie funkcje mogą pełnić w firmie?
Raspberry Pi jest mały, ale działa jak normalny komputer. Ponadto jest niedrogi, może obsługiwać ruch internetowy i posiada wiele innych funkcji. Może służyć jako serwer, zapora ogniowa oraz płyta główna dla robotów i wielu innych małych urządzeń.
-
Jakie dystrybucje Linuxa oferują Amazon Cloud Services i Google Cloud? Wymień co najmniej trzy wspólne i dwie różne.
Wspólne dystrybucje Amazon i Google Cloud Services to: Ubuntu, CentOS i Red Hat Enterprise Linux. Każdy dostawca usług w chmurze oferuje ponadto określone dystrybucje, których inny dostawca nie oferuje: Amazon posiada Amazon Linux i Kali Linux, a z kolei Google oferuje korzystanie z serwerów FreeBSD i Windows.