1.1 Урок 1
Сертифікат: |
Linux Essentials |
---|---|
Версія: |
1.6 |
Розділ: |
1 Спільнота Linux та кар’єра у світі програмного забезпечення з відкритим кодом |
Тема: |
1.1 Розвиток Linux та популярні операційні системи |
Урок: |
1 з 1 |
Вступ
Linux — одна з найбільш популярних операційних систем. Його розробку розпочав у 1991 році Лінус Торвальдс. Ідея цієї операційної системи походила від Unix, іншої операційної системи, яку розробили в 1970 роках в лабораторіях AT&T. Unix був орієнтований на маленькі комп’ютери. Тоді “маленькими” комп’ютерами вважалися машини, яким не потрібен був цілий зал з кондиціонером і які коштували менше одного мільйона доларів. Пізніше їх розглядали як машини, які можуть підняти двоє людей. У той час дешева система Unix була недоступна на таких комп’ютерах, як офісні комп’ютери, які, як правило, базувалися на платформі x86. Тому Лінус, який на той час був студентом, почав впроваджувати Unix-подібну операційну систему, яка мала працювати на цій платформі.
В основному Linux використовує ті самі принципи та основні ідеї, що і Unix, але сам Linux не містить коду Unix, оскільки це незалежний проект. Linux підтримується не окремою компанією, а міжнародною спільнотою програмістів. Оскільки він є у вільному доступі, ним може користуватися будь-хто без обмежень.
Дистрибутиви
Дистрибутив Linux -- це пакет, який складається з ядра Linux та добірки програм, які підтримуються компанією або спільнотою користувачів. Метою дистрибутиву є оптимізація ядра та програм, що працюють в операційній системі, для окремих випадків використання або груп користувачів. До дистрибутивів часто входять специфічні для них інструменти для встановлення програмного забезпечення та адміністрування системи. Ось чому деякі дистрибутиви в основному використовуються для настільних середовищ, де вони повинні бути простими у використанні, тоді як інші зазвичай використовуються для запуску на серверах, щоб максимально ефективно використовувати наявні ресурси.
Інший спосіб класифікації дистрибутивів — це зазначення сімейства дистрибутивів, до якого вони належать. Дистрибутиви на основі Debian використовують менеджер пакунків dpkg
для управління програмним забезпеченням, яке запускається в операційній системі. Пакунки, які можна встановити за допомогою менеджера пакунків, підтримуються добровільними членами спільноти дистрибутива. Розробники використовують формат пакунку deb
, щоб вказати, як програмне забезпечення встановлюється в операційній системі та як воно налаштовано за замовчуванням. Подібно до дистрибутива, пакунок — це добірка програмного забезпечення з відповідною конфігурацією та документацією, що полегшує користувачеві встановлення, оновлення та використання програмного забезпечення.
Дистрибутив Debian GNU/Linux — найбільший дистрибутив на основі Debian. Проєкт Debian GNU/Linux був створений Іаном Мердоком в 1993 році. Сьогодні над проєктом працюють тисячі волонтерів. Debian GNU/Linux намагається забезпечити дуже надійну операційну систему. Він також пропагує бачення Річарда Столмена про операційну систему, яка поважає свободу користувача у роботі, вивченні, розповсюдженні та вдосконаленні програмного забезпечення. Ось чому він не пропонує пропрієтарне програмне забезпечення за замовчуванням.
Ubuntu — ще один дистрибутив на основі Debian, про який варто згадати. Ubuntu був створений Марком Шаттлвортом та його командою в 2004 році з метою створення простого у використанні робочого середовища Linux. Місія Ubuntu — забезпечити безкоштовне програмне забезпечення для всіх людей у всьому світі, а також зменшити вартість професійних послуг. Дистрибутив має запланований випуск кожні шість місяців з довгостроковою підтримкою кожні 2 роки.
Red Hat — це дистрибутив Linux, який розроблений і підтримується компанією з розробки програмного забезпечення з ідентичною назвою, яка була придбана компанією IBM у 2019 році. Дистрибутив Red Hat Linux був створений у 1994 році та змінений у 2003 році на Red Hat Enterprise Linux, або скорочено RHEL. Він надається компаніям як надійне корпоративне рішення, яке підтримується Red Hat та постачається з програмним забезпеченням. Це рішення має на меті полегшити використання Linux у професійних серверних середовищах. Деякі його компоненти вимагають передплати або ліцензування. Проект CentOS використовує вільно доступний вихідний код Red Hat Enterprise Linux і компілює його до дистрибутива, який доступний повністю безкоштовно, але натомість не постачається без комерційної підтримки.
RHEL і CentOS оптимізовані для використання в серверних середовищах. Проект Fedora був заснований у 2003 році та випускає дистрибутив Linux, орієнтований на настільні комп’ютери. З того часу Red Hat ініціював та підтримує дистрибутив Fedora. Fedora дуже прогресивна і швидко застосовує нові технології, а іноді розглядається як випробувальний стенд для нових технологій, які згодом можуть бути включені в RHEL. Усі дистрибутиви на базі Red Hat використовують формат пакунку rpm
.
Компанія SUSE була заснована в 1992 році в Німеччині як постачальник послуг Unix. Перша версія SUSE Linux з’явилася в 1994 році. З роками SUSE Linux стала в основному відома завдяки своєму інструменту налаштування YaST. Цей інструмент дозволяє адміністраторам встановлювати та налаштовувати програмне та апаратне забезпечення, налаштовувати сервери та мережі. Подібно до RHEL, SUSE випускає SUSE Linux Enterprise Server, що є їх комерційним рішенням. Він рідше випускається і підходить для розгортання на підприємствах та виробництвах. Він використовується як на серверах, так і на робочих станціях, із спеціальними пакунками. У 2004 році SUSE випустила проект openSUSE, який відкрив можливості для розробників та користувачів для тестування та подальшого розвитку системи. Дистрибутив openSUSE є у вільному доступі для завантаження.
Протягом багатьох років виходили незалежні дистрибутиви. Деякі з них засновані на Red Hat або Ubuntu, інші призначені для поліпшення специфічних особливостей системи чи обладнання. Існують дистрибутиви, побудовані з певними функціональними можливостями, такі як QubesOS з надійно захищеним робочим середовищем або Kali Linux, що забезпечує середовище для використання програмних вразливостей, які в основному використовуються тестерами на проникнення. Останнім часом різні супермаленькі дистрибутиви Linux розробляються спеціально для роботи в контейнерах Linux, таких як Docker. Існують також дистрибутиви, побудовані спеціально для компонентів вбудованих систем і навіть інтелектуальних пристроїв.
Вбудовані системи
Вбудовані системи — це поєднання апаратного та програмного забезпечення комп’ютера, призначене для виконання певної функції в межах більшої системи. Зазвичай вони є частиною інших пристроїв і допомагають керувати цими пристроями. Вбудовані системи можна знайти в автомобільній, медичній та навіть військовій галузі. Завдяки великій кількості програм були розроблені різні операційні системи на базі ядра Linux для використання у вбудованих системах. Значна частина розумних пристроїв має операційну систему на базі ядра Linux.
Тому разом із вбудованими системами постачається вбудоване програмне забезпечення. Мета цього програмного забезпечення — отримати доступ до обладнання та зробити його придатним для використання. Основні переваги Linux перед будь-яким пропрієтарним вбудованим програмним забезпеченням включають кросс-вендорну сумісність платформи, розробку, підтримку та відсутність ліцензійних платежів. Два найпопулярніші проєкти вбудованого програмного забезпечення — це Android, який в основному використовується на мобільних телефонах різних постачальників, і Raspbian, який використовується переважно на Raspberry Pi.
Android
Android — це в першу чергу мобільна операційна система, розроблена Google. Android Inc. була заснована в 2003 році в Пало-Альто, штат Каліфорнія. Спочатку компанія створила операційну систему, призначену для роботи на цифрових камерах. У 2005 році Google придбав Android Inc. і розробив Android як одну з найбільш відомих мобільних операційних систем.
Основою Android є модифікована версія ядра Linux з додатковим програмним забезпеченням з відкритим кодом. Операційна система в основному розроблена для сенсорних пристроїв, але Google розробила версії для телевізорів та наручних годинників. Для ігрових консолей, цифрових камер, а також ПК розроблені різні версії Android.
Android безкоштовно доступний у відкритому коді як Android Open Source Project (AOSP). На додаток до ядра Android з відкритим кодом, Google пропонує ряд власних компонентів. Ці компоненти містять такі програми, як Google Calendar, Google Maps, Google Mail, браузер Chrome, а також Google Play Store, що полегшує встановлення програм. Більшість користувачів вважають ці інструменти невід’ємною частиною свого досвіду роботи з Android. Тому майже всі мобільні пристрої, що постачаються з Android в Європі та Америці, містять пропрієтарне програмне забезпечення Google.
Android на вбудованих пристроях має багато переваг. Операційна система інтуїтивно зрозуміла і проста у використанні з графічним інтерфейсом користувача. Вона має дуже широке співтовариство розробників, тому легко знайти допомогу для розробки. Вона також підтримується більшістю постачальників обладнання із драйвером для Android, тому створити прототип цілої системи легко і економічно вигідно.
Raspbian та Raspberry Pi
Raspberry Pi — це недорогий комп’ютер розміром із кредитну картку, який може функціонувати як повнофункціональний настільний комп’ютер, але його можна використовувати у вбудованих системах на основі Linux. Він розроблений Фондом Raspberry Pi, який є освітньою благодійною організацією, що розташована у Великобританії. Основна мета — навчити молодь програмувати та розуміти функціональність комп’ютерів. Raspberry Pi може бути спроектований та запрограмований для виконання потрібних завдань або операцій, які є частиною набагато складнішої системи.
Особливістю Raspberry Pi є набір контактів інтерфейсу введення/виведення загального призначення (GPIO, General Purpose Input-Output), які можна використовувати для підключення електронних пристроїв та плат розширення. Це дозволяє використовувати Raspberry Pi як платформу для розробки обладнання. Хоча вона була призначена для навчальних цілей, Raspberry Pi сьогодні використовується в різних проектах DIY, а також для промислових прототипів при розробці вбудованих систем.
Raspberry Pi використовує ARM-процесори. На Raspberry Pi працюють різні операційні системи, включно з Linux. Оскільки Raspberry Pi не містить жорсткого диска, операційна система запускається з карти пам’яті SD. Одним з найвідоміших дистрибутивів Linux для Raspberry Pi є Raspbian. Як випливає з назви, він базується на дистрибутиві Debian. Він налаштований на встановлення на апаратному забезпеченні Raspberry Pi і забезпечує понад 35000 пакунків, оптимізованих для цього середовища. Окрім Raspbian, для Raspberry Pi існує безліч інших дистрибутивів Linux, як, наприклад, Kodi, який перетворює Raspberry Pi на медіацентр.
Linux та Хмара
Термін хмарні обчислення позначає стандартизований спосіб використання обчислювальних ресурсів, або купуючи їх у публічного хмарного провайдера, або запускаючи приватну хмару. За звітами 2017 року, Linux використовує 90% загального навантаження у хмарі. Кожен хмарний провайдер, починаючи від Amazon Web Services (AWS) і закінчуючи Google Cloud Platform (GCP), пропонує різні форми Linux. Навіть Microsoft сьогодні пропонує віртуальні машини на базі Linux у своїй хмарі Azure.
Linux зазвичай пропонується як частина пропозиції Інфраструктура як послуга (IaaS, Infrastructure as a Service). Екземпляри IaaS — це віртуальні машини, які надаються в хмарі протягом декількох хвилин. Під час запуску екземпляра IaaS вибирається образ, що містить дані, які розгортаються в новому екземплярі. Хмарні провайдери пропонують різні образи, що містять готові до запуску установки як популярних дистрибутивів Linux, так і власні версії Linux. Користувач хмари вибирає образ, що містить бажаний розподіл, і незабаром після цього може отримати доступ до екземпляра хмари, що запускає цей розподіл. Більшість хмарних постачальників додають до своїх образів інструменти для налаштування встановлення під конкретний екземпляр хмари. Наприклад, ці інструменти можуть розширюваити файлові системи образу відповідно до фактичного жорсткого диска віртуальної машини.
Вправи до посібника
-
Чим Debian GNU/Linux відрізняється від Ubuntu? Назвіть два аспекти.
-
Для яких найпоширеніших середовищ/платформ використовується Linux? Назвіть три різні середовища/платформи та назвіть один дистрибутив, який ви можете використовувати для кожного.
-
Ви плануєте встановити дистрибутив Linux у новому середовищі. Назвіть чотири речі, які слід врахувати, вибираючи дистрибутив.
-
Назвіть три пристрої, на яких працює ОС Android, крім смартфонів.
-
Поясніть три основні переваги хмарних обчислень.
Дослідницькі вправи
-
Враховуючи вартість та ефективність, які дистрибутиви здебільшого підходять для бізнесу, який має на меті зменшити витрати на ліцензування, зберігаючи при цьому ефективність на найвищому рівні? Поясніть, чому.
-
Які основні переваги Raspberry Pi та які функції вони можуть виконувати в бізнесі?
-
Який набір дистрибутивів пропонують Amazon Cloud Services та Google Cloud? Назвіть принаймні три загальних та два різних.
Підсумки
У цьому уроці ви дізналися:
-
Які дистрибутиви Linux існують
-
Що таке вбудовані системи Linux
-
Як використовуються вбудовані системи Linux
-
Різні можливості застосування Android
-
Різні способи використання Raspberry Pi
-
Що таке хмарні обчислення
-
Яку роль відіграє Linux у хмарних обчисленнях
Відповіді до вправ посібника
-
Чим Debian GNU/Linux відрізняється від Ubuntu? Назвіть два аспекти.
Ubuntu заснований на Debian, тому у них багато спільного. Однак між ними все ще існують суттєві відмінності. Перший використовується початківцями. Ubuntu рекомендується для початківців через зручність використання, а з іншого боку, Debian рекомендується для більш досвідчених користувачів. Основна відмінність полягає в складності конфігурації для користувача, якої не вимагає Ubuntu під час процесу встановлення.
Іншою відмінністю буде стабільність кожного дистрибутиву. Debian вважається більш стабільним порівняно з Ubuntu. Це пов’язано з тим, що Debian отримує менше оновлень, які детально перевіряються, і вся операційна система стабільніша. З іншого боку, Ubuntu дозволяє користувачеві використовувати останні версії програмного забезпечення та всі нові технології.
-
Для яких найпоширеніших середовищ/платформ використовується Linux? Назвіть три різні середовища/платформи та назвіть один дистрибутив, який ви можете використовувати для кожного.
Деякі поширені середовища/платформи — це смартфони, настільні комп’ютери та сервери. На смартфонах використовуються такі дистрибутиви, як Android. На робочій станції та сервері може використовуватися будь-який дистрибутив, який переважно підходить для функціональних можливостей цієї машини, від Debian, Ubuntu до CentOS та Red Hat Enterprise Linux.
-
Ви плануєте встановити дистрибутив Linux у новому середовищі. Назвіть чотири речі, які слід врахувати, вибираючи дистрибутив.
При виборі дистрибутива, декілька головних речей, які слід враховувати, — це вартість, продуктивність, масштабованість, наскільки він стабільний та апаратні вимоги системи.
-
Назвіть три пристрої, на яких працює ОС Android, крім смартфонів.
Інші пристрої, на яких працює Android, — це розумні телевізори, планшетні комп’ютери, Android Auto та розумні годинники.
-
Поясніть три основні переваги хмарних обчислень.
Основними перевагами хмарних обчислень є гнучкість, легкість відновлення та низька вартість використання. Хмарні сервіси легко впровадити та масштабувати залежно від бізнес-вимог. Це має головну перевагу в рішеннях для резервного копіювання та відновлення, оскільки дозволяє компаніям швидше і з меншими наслідками оговтатися від аварій. Крім того, це зменшує експлуатаційні витрати, оскільки дозволяє платити лише за ресурси, які використовує бізнес, за моделлю на основі підписки.
Відповіді до дослідницьких вправ
-
Враховуючи вартість та ефективність, які дистрибутиви здебільшого підходять для бізнесу, який має на меті зменшити витрати на ліцензування, зберігаючи при цьому ефективність на найвищому рівні? Поясніть, чому.
CentOS — це один дистрибутивів, який найбільше підходить для використання бізнесом. Це пов’язано з тим, що він містить всі продукти Red Hat, які надалі використовуються в їх комерційній операційній системі, але є безкоштовними. Подібним чином Ubuntu LTS випускає гарантовану підтримку протягом більш тривалого періоду часу. Стабільні версії Debian GNU/Linux також часто використовуються в корпоративних середовищах.
-
Які основні переваги Raspberry Pi та які функції вони можуть виконувати в бізнесі?
Raspberry Pi має невеликі розміри, працюючи як звичайний комп’ютер. Крім того, це низька вартість, він може обробляти веб-трафік та багато інших функцій. Він може використовуватися як сервер, брандмауер і може використовуватися як основна плата для роботів та багатьох інших невеликих пристроїв.
-
Який набір дистрибутивів пропонують Amazon Cloud Services та Google Cloud? Назвіть принаймні три загальних та два різних.
Поширеними дистрибутивами серед Amazon і Google Cloud Services є Ubuntu, CentOS та Red Hat Enterprise Linux. Кожен хмарний провайдер також пропонує певні дистрибутиви, яких інший не надає. Amazon має Amazon Linux та Kali Linux, тоді як Google пропонує використання серверів FreeBSD та Windows.