1.1 Bài 1
Chứng chỉ: |
Linux Essentials |
---|---|
Phiên bản: |
1.6 |
Chủ đề: |
1 Cộng đồng Linux và Sự nghiệp trong lĩnh vực Mã nguồn mở |
Mục tiêu: |
1.1 Sự phát triển của Linux và các hệ điều hành phổ biến |
Bài: |
1 trên 1 |
Giới thiệu
Linux là một trong những hệ điều hành phổ biến nhất hiện nay trên thế giới. Sự phát triển của nó được bắt đầu từ năm 1991 bởi Linus Torvalds. Linux được lấy cảm hứng từ Unix - một hệ điều hành khác được phát triển vào những năm 1970 bởi Phòng thí nghiệm AT&T. Unix vốn được hướng tới các loại máy tính nhỏ. Vào thời điểm đó, máy tính được coi là "nhỏ" khi người ta không cần đến cả một hội trường có gắn điều hòa để chứa nó và có giá dưới một triệu đô la. Sau này thì máy tính "nhỏ" tức là khi nó có thể được nâng lên bởi hai người. Vào thời điểm đó, một hệ thống Unix giá cả phải chăng không phải lúc nào cũng có sẵn trên các máy tính (ví dụ như máy tính văn phòng - vốn có xu hướng vận hành dựa trên nền tảng x86). Do đó, Linus, khi đó còn là một sinh viên, đã bắt đầu phát triển một hệ điều hành giống Unix mà đáng ra sẽ chạy trên nền tảng x86.
Linux phần lớn sử dụng cùng các nguyên tắc và ý tưởng cơ bản của Unix, nhưng bản thân Linux không có chứa mã Unix vì nó là một dự án độc lập. Linux không được hỗ trợ bởi một công ty riêng lẻ nào mà bởi một cộng đồng lập trình viên quốc tế. Bất kỳ ai cũng có thể sử dụng được Linux mà không bị hạn chế bởi nó được cung cấp hoàn toàn miễn phí.
Các Bản Phân phối
Một bản phân phối Linux là một gói bao gồm nhân (kernel) Linux và một loạt các ứng dụng được tuyển chọn và duy trì bởi một công ty hoặc một cộng đồng người dùng. Mục tiêu của một bản phân phối là tối ưu hóa nhân và các ứng dụng chạy trên hệ điều hành cho một trường hợp sử dụng hoặc một nhóm người dùng nhất định. Các bản phân phối sẽ thường bao gồm nhiều các công cụ dành riêng cho từng bản phân phối để cài đặt phần mềm và quản trị hệ thống. Đây là lý do tại sao một số bản phân phối chủ yếu chỉ được sử dụng cho môi trường máy tính để bàn nơi chúng cần phải dễ sử dụng, trong khi những bản phân phối khác lại chủ yếu được dùng để chạy trên các máy chủ nhằm mục đích khai thác các tài nguyên có sẵn một cách hiệu quả nhất có thể.
Một cách khác để phân loại các bản phân phối là đối chiếu về Dòng phân phối của chúng. Các bản phân phối thuộc Dòng phân phối Debian sử dụng trình quản lý gói dpkg
để quản lý phần mềm chạy trên hệ điều hành. Các gói có thể cài đặt cùng với trình quản lý gói được duy trì bởi các tình nguyện viên của cộng đồng phân phối. Các tình nguyện viên này sử dụng định dạng gói deb
để chỉ định cách phần mềm được cài đặt trên hệ điều hành và cấu hình mặc định của phần mềm. Giống như một bản phân phối, gói là một gói phần mềm với cấu hình cũng như tài liệu tương ứng giúp người dùng cài đặt, cập nhật và sử dụng phần mềm dễ dàng hơn.
Bản phân phối Debian GNU/Linux là bản phân phối lớn nhất của Dòng phân phối Debian. Dự án Debian GNU/Linux được khởi xướng vào năm 1993 bởi Ian Murdock. Ngày nay, hàng nghìn tình nguyện viên đang làm việc cho dự án này. Debian GNU/Linux hướng tới mục đích cung cấp một hệ điều hành đáng tin cậy tuyệt đối. Nó cũng đóng vai trò quảng bá tầm nhìn của Richard Stallman về một hệ điều hành tôn trọng quyền tự do của người dùng trong việc chạy, nghiên cứu, phân phối và cải thiện phần mềm. Đây là lý do tại sao nó không mặc định cung cấp bất kỳ phần mềm độc quyền nào.
Ubuntu là một bản phân phối dựa trên Debian khác đáng để nhắc tới. Ubuntu được tạo ra bởi Mark Shuttleworth và đội ngũ của ông vào năm 2004 với sứ mệnh mang đến một môi trường máy tính để bàn Linux dễ sử dụng. Nhiệm vụ của Ubuntu là cung cấp phần mềm tự do cho mọi người trên toàn thế giới, cũng như cắt giảm chi phí cho các dịch vụ chuyên nghiệp. Bản phân phối này có lịch phát hành sáu tháng một lần với bản phát hành hỗ trợ dài hạn mỗi hai năm một lần.
Red Hat là một bản phân phối Linux được phát triển và duy trì bởi công ty phần mềm có cùng tên và được IBM mua lại vào năm 2019. Bản phân phối Red Hat Linux được bắt đầu vào năm 1994 và được đổi tên thành Red Hat Enterprise Linux vào năm 2003, thường được viết tắt là RHEL. Nó được cung cấp cho các công ty như một giải pháp doanh nghiệp đáng tin cậy được Red Hat hỗ trợ và được đính kèm các phần mềm nhằm mục đích giúp cho việc sử dụng Linux trở nên dễ dàng hơn trong môi trường máy chủ chuyên nghiệp. Một số thành phần của nó có yêu cầu đăng ký theo dõi tính phí hoặc giấy phép. Dự án CentOS sử dụng mã nguồn có sẵn miễn phí của Red Hat Enterprise Linux và biên soạn nó thành một bản phân phối tuy hoàn toàn miễn phí nhưng lại không đi kèm hỗ trợ thương mại.
Cả RHEL và CentOS đều được tối ưu hóa để sử dụng trong môi trường máy chủ. Dự án Fedora được thành lập vào năm 2003 và tạo ra một bản phân phối Linux nhắm tới dòng máy tính để bàn. Red Hat khởi xướng và duy trì việc phân phối Fedora kể từ đó. Fedora rất tiên tiến và nhanh chóng áp dụng các công nghệ mới, đôi khi còn được coi là nơi để thử nghiệm các công nghệ mới mà sau này có thể được đưa vào RHEL. Tất cả các bản phân phối dựa trên Red Hat đều sử dụng định dạng gói rpm
.
Công ty SUSE được thành lập năm 1992 tại Đức với tư cách là nhà cung cấp dịch vụ Unix. Phiên bản đầu tiên của SUSE Linux được phát hành vào năm 1994. Trong những năm qua, SUSE Linux hầu hết được biết đến với công cụ cấu hình YaST. Công cụ này cho phép quản trị viên cài đặt và cấu hình phần mềm cũng như phần cứng, thiết lập máy chủ và mạng. Tương tự như RHEL, SUSE phát hành SUSE Linux Enterprise Server, tức phiên bản thương mại của họ. Phiên bản này ít được phát hành hơn và phù hợp cho việc triển khai doanh nghiệp và sản xuất. Nó được phân phối dưới dạng một máy chủ cũng như một môi trường máy tính để bàn, với các gói dành cho mọi mục đích sử dụng. Năm 2004, SUSE phát hành dự án openSUSE, mở ra các nhà phát triển và người dùng nhiề cơ hội thử nghiệm và phát triển hệ thống hơn nữa. Bản phân phối openSUSE có sẵn để tải về miễn phí.
Nhiều bản phân phối độc lập đã được phát hành trong suốt nhiều năm qua, một trong số đó dựa trên Red Hat hoặc Ubuntu, một số thì được thiết kế để cải thiện một quyền sở hữu cụ thể của hệ thống hoặc phần cứng. Có những bản phân phối được xây dựng với các chức năng cụ thể như QubesOS - một môi trường máy tính để bàn có an ninh cao hoặc như Kali Linux - cung cấp một môi trường để khai thác các lỗ hổng phần mềm, chủ yếu được sử dụng bởi những các Tester xâm nhập. Gần đây, nhiều bản phân phối Linux siêu nhỏ khác nhau được thiết kế để chạy riêng trong các vật chứa Linux (Linux container), chẳng hạn như Docker. Ngoài ra còn có các bản phân phối được xây dựng riêng cho các thành phần của hệ thống nhúng và thậm chí cả các thiết bị thông minh.
Hệ thống nhúng
Hệ thống nhúng là sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm máy tính được thiết kế để có một chức năng cụ thể trong một hệ thống lớn hơn. Thông thường chúng là một phần của các thiết bị khác và giúp điều khiển các thiết bị này. Các hệ thống nhúng được tìm thấy trong các ứng dụng ô tô, y tế và thậm chí cả quân sự. Do số lượng các ứng dụng rất nhiều và đa dạng, nhiều hệ điều hành dựa trên nhân Linux đã được phát triển để sử dụng trong các hệ thống nhúng. Một phần quan trọng của các thiết bị thông minh có một hệ điều hành dựa trên nhân Linux chạy trên đó.
Do đó, hệ thống nhúng phải đi kèm với phần mềm nhúng. Mục đích của các phần mềm này là truy cập vào phần cứng và khiến nó trở nên khả dụng. Những ưu điểm lớn của Linux so với bất kỳ phần mềm nhúng độc quyền nào khác là khả năng tương thích, sự phát triển, tính năng hỗ trợ lẫn nhau trên nền tảng của rất nhiều các nhà cung cấp cũng như việc không tính phí cấp phép. Hai trong số các dự án phần mềm nhúng phổ biến nhất là Android - được sử dụng chủ yếu trên điện thoại di động của nhiều nhà cung cấp và Raspbian - được sử dụng chủ yếu trên Raspberry Pi.
Android
Android chủ yếu được coi là một hệ điều hành di động được phát triển bởi Google. Android Inc. được thành lập vào năm 2003 tại Palo Alto, California. Ban đầu, công ty này đã tạo ra một hệ điều hành vốn để chạy trên máy ảnh kỹ thuật số. Vào năm 2005, Google mua lại Android Inc. và đã phát triển nó trở thành một trong những hệ điều hành di động lớn nhất mọi thời đại. Cơ sở của Android là phiên bản đã được sửa đổi của nhân Linux với các phần mềm mã nguồn mở bổ sung. Hệ điều hành này chủ yếu được phát triển cho các thiết bị màn hình cảm ứng, nhưng Google đã phát triển cả các phiên bản dành cho TV và đồng hồ đeo tay. Các phiên bản khác nhau của Android cũng được phát triển cho máy chơi game, máy ảnh kỹ thuật số cũng như máy tính cá nhân. Android được cung cấp miễn phí trong mã nguồn mở dưới dạng Dự án Mã nguồn mở Android (Android Open Source Project - AOSP). Google cung cấp một loạt các thành phần độc quyền bên cạnh lõi mã nguồn mở của Android. Các thành phần này bao gồm các ứng dụng như Google Calender, Google Maps, Google Mail, trình duyệt Chrome cũng như Cửa hàng Google Play với mục đích hỗ trợ việc cài đặt ứng dụng trở nên dễ dàng hơn. Hầu hết người dùng coi những công cụ này là một phần không thể thiếu trong trải nghiệm Android của họ. Do đó, hầu hết tất cả các thiết bị di động chạy Android ở Châu Âu và Châu Mỹ đều có phần mềm độc quyền của Google.
Android trên thiết bị nhúng có khá nhiều lợi thế. Hệ điều hành này có tính trực quan, có giao diện người dùng mang tính hình ảnh cao rất dễ sử dụng. Nó được hỗ trợ bởi một cộng đồng các nhà phát triển rất rộng nên người dùng có thể dễ dàng tìm kiếm sự trợ giúp trong việc phát triển. Thêm vào đó, Android cũng được hỗ trợ bởi đa số các nhà cung cấp phần cứng thông qua trình điều khiển Android; do đó, việc tạo mẫu một hệ thống hoàn chỉnh là rất dễ dàng và tiết kiệm chi phí.
Raspbian và Raspberry Pi
Raspberry Pi là một máy tính có kích thước chỉ bằng một chiếc thẻ tín dụng, giá thành thấp và có thể hoạt động như một chiếc máy tính để bàn đầy đủ chức năng, nhưng cũng có thể được sử dụng trong một hệ thống Linux nhúng. Raspberry Pi được phát triển bởi Raspberry Pi Foundation, vốn là một tổ chức từ thiện giáo dục có trụ sở tại Vương quốc Anh. Mục đích chủ yếu của Raspberry Pi là để dạy những người trẻ tuổi học lập trình và hiểu chức năng của máy tính. Raspberry Pi có thể được thiết kế và lập trình để thực hiện các tác vụ hoặc hoạt động được yêu cầu vốn là một phần của một hệ thống phức tạp hơn rất nhiều.
Điểm đặc biệt của Raspberry Pi là việc nó bao gồm một bộ chân tín hiệu kỹ thuật số Đầu vào và Đầu ra (GPIO - General Purpose Input-Output) có thể được sử dụng để gắn các thiết bị điện tử và bảng mở rộng. Điều này cho phép Raspberry Pi có thể được sử dụng để làm nền tảng phát triển phần cứng. Mặc dù được thiết kế cho mục đích giáo dục, nhưng ngày nay Raspberry Pi được sử dụng trong các dự án DIY - Tự tay làm lấy - khác nhau, cũng như để tạo mẫu công nghiệp khi phát triển các hệ thống nhúng.
Raspberry Pi sử dụng bộ vi xử lý ARM. Nhiều hệ điều hành khác nhau, bao gồm cả Linux, đều chạy trên Raspberry Pi. Vì Raspberry Pi không chứa ổ cứng nên hệ điều hành được khởi động từ thẻ nhớ SD. Một trong những bản phân phối Linux nổi bật nhất dành cho Raspberry Pi là Raspbian. Như cái tên đã cho hay, Raspbian cũng thuộc Dòng phân phối Debian. Nó được tùy chỉnh để cài đặt trên phần cứng Raspberry Pi và cung cấp hơn 35.000 gói tối ưu hóa cho môi trường này. Ngoài Raspbian còn có nhiều bản phân phối Linux khác dành cho Raspberry Pi, chẳng hạn như Kodi - bản phân phối đã biến Raspberry Pi thành một trung tâm truyền thông.
Linux và Đám mây
Thuật ngữ điện toán đám mây đề cập đến một cách tiêu thụ tài nguyên máy tính được tiêu chuẩn hóa thông qua việc mua chúng từ nhà cung cấp đám mây công cộng hoặc bằng cách chạy một đám mây riêng. Theo báo cáo vào năm 2017, Linux chạy 90% khối lượng công việc trên đám mây công cộng. Mọi nhà cung cấp đám mây, từ Amazon Web Services (AWS) đến Google Cloud Platform (GCP), đều cung cấp các dạng Linux khác nhau. Ngay cả Microsoft cũng cung cấp các máy ảo dựa trên Linux trong đám mây Azure của họ ngày nay.
Thông thường, Linux được cung cấp như một phần của dịch vụ Cơ sở hạ tầng dưới dạng Dịch vụ (IaaS - Infrastructure as a Service). Các trường hợp IaaS là máy ảo được cung cấp trong vòng vài phút trên đám mây. Khi khởi động một trường hợp IaaS, một hình ảnh sẽ được chọn để chứa dữ liệu được sử dụng để triển khai sang trường hợp mới. Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây cung cấp nhiều các hình ảnh khác nhau chứa các bản cài đặt sẵn của cả các bản phân phối Linux phổ biến lẫn các phiên bản Linux của riêng người dùng. Người dùng đám mây có thể chọn một hình ảnh chứa bản phân phối ưa thích của họ và truy cập một trường hợp đám mây chứa bản phân phối này ngay sau đó. Hầu hết các nhà cung cấp đám mây đều thêm các công cụ vào hình ảnh của họ để điều chỉnh việc cài đặt cho mỗi trường hợp đám mây nhất định. Ví dụ, những công cụ này có thể mở rộng hệ thống tệp của hình ảnh để phù hợp với ổ cứng thực của máy ảo.
Bài tập Hướng dẫn
-
Debian GNU/Linux khác với Ubuntu ở điểm nào? Hãy chỉ ra hai khía cạnh khác biệt.
-
Linux được sử dụng phổ biến nhất ở môi trường/nền tảng nào? Chỉ ra ba môi trường/nền tảng khác nhau và nêu tên một bản phân phối có thể sử dụng được ở từng môi trường/ nền tảng đó.
-
Bạn đang dự định cài đặt một bản phân phối Linux trong một môi trường mới. Kể tên bốn việc mà bạn nên xem xét khi chọn một bản phân phối.
-
Kể tên ba thiết bị chạy hệ điều hành Android (không tính điện thoại thông minh).
-
Giải thích ba ưu điểm chính của điện toán đám mây.
Bài tập Mở rộng
-
Xem xét khía cạnh chi phí và hiệu suất, bản phân phối nào phù hợp nhất cho một doanh nghiệp có mong muốn giảm thiểu chi phí cấp phép, trong khi vẫn giữ hiệu suất ở mức cao nhất? Hãy đưa ra và giải thích lý do.
-
Những ưu điểm chính của Raspberry Pi là gì và chúng có thể đảm nhận những chức năng nào trong kinh doanh?
-
Amazon Cloud Services và Google Cloud cung cấp những bản phân phối nào? Kể tên ít nhất ba bản phân phối phổ biến và hai bản phân phối khác ngoài chúng.
Tóm tắt
Trong bài học này, bạn đã học về:
-
Những bản phân phối mà Linux có
-
Hệ thống nhúng Linux là gì
-
Các hệ thống nhúng Linux được sử dụng như thế nào
-
Các khả năng ứng dụng khác nhau của Android
-
Các ứng dụng khác nhau của Raspberry Pi
-
Điện toán Đám mây là gì
-
Linux đóng vai trò gì trong điện toán đám mây
Đáp án Bài tập Hướng dẫn
-
Debian GNU/Linux khác với Ubuntu như thế nào? Hãy chỉ ra hai khía cạnh khác biệt.
Ubuntu được dựa trên một bản snapshot của Debian, do đó giữa hai bên có nhiều điểm tương đồng. Tuy vậy, những khác biệt giữa chúng cũng khá đáng kể. Điểm đầu tiên sẽ là khả năng áp dụng cho người mới bắt đầu. Ubuntu được khuyên dùng cho người mới bắt đầu vì tính dễ sử dụng của nó, còn Debian lại được khuyên dùng cho những người dùng cao cấp hơn. Sự khác biệt chính nằm ở cấu hình người dùng phức tạp mà Ubuntu không yêu cầu trong quá trình cài đặt.
Một điểm khác biệt nữa là tính ổn định của mỗi bản phân phối. Debian được coi là ổn định hơn so với Ubuntu do Debian nhận được ít bản cập nhật kiểm tra chi tiết hơn và toàn bộ hệ điều hành của nó ổn định hơn. Mặt khác, Ubuntu cho phép người dùng sử dụng các phiên bản phần mềm mới nhất và tất cả các công nghệ mới.
-
Linux được sử dụng phổ biến nhất ở môi trường/nền tảng nào? Chỉ ra ba môi trường/nền tảng khác nhau và nêu tên một bản phân phối có thể sử dụng được ở từng môi trường/ nền tảng đó.
Một số môi trường/nền tảng phổ biến nhất là điện thoại thông minh, máy tính để bàn và máy chủ. Trên điện thoại thông minh, Linux có thể được sử dụng bởi các bản phân phối như Android. Trên máy tính để bàn và máy chủ, nó có thể được sử dụng bởi bất kỳ bản phân phối nào phù hợp nhất với chức năng của máy đó, từ Debian, Ubuntu đến CentOS và Red Hat Enterprise Linux.
-
Bạn đang dự định cài đặt một bản phân phối Linux trong một môi trường mới. Kể tên bốn việc mà bạn nên xem xét khi chọn một bản phân phối.
Khi chọn một bản phân phối, các yếu tố chính cần được xem xét là chi phí, hiệu suất, khả năng mở rộng, mức độ ổn định và nhu cầu phần cứng của hệ thống.
-
Kể tên ba thiết bị chạy hệ điều hành Android (không tính điện thoại thông minh).
Một số thiết bị khác chạy Android là TV thông minh, máy tính bảng, Android Auto và đồng hồ thông minh.
-
Giải thích ba ưu điểm chính của điện toán đám mây.
Ưu điểm chính của điện toán đám mây là tính linh hoạt, dễ khôi phục và chi phí sử dụng thấp. Các dịch vụ dựa trên đám mây rất dễ triển khai và mở rộng quy mô, tùy thuộc vào yêu cầu kinh doanh. Điện toán đám mây có một lợi thế lớn trong các giải pháp sao lưu và phục hồi vì nó cho phép các doanh nghiệp phục hồi nhanh hơn và để lại ít hậu quả hơn sau sự cố. Hơn nữa, nó còn làm giảm chi phí vận hành vì nó cho phép người dùng chỉ phải trả tiền cho các tài nguyên mà doanh nghiệp sử dụng thông qua mô hình thuê bao đăng ký theo dõi.
Đáp án Bài tập Mở rộng
-
Xem xét khía cạnh chi phí và hiệu suất, bản phân phối nào phù hợp nhất cho một doanh nghiệp có mong muốn giảm thiểu chi phí cấp phép, trong khi vẫn giữ hiệu suất ở mức cao nhất? Hãy đưa ra và giải thích lý do.
Một trong những bản phân phối phù hợp nhất cho trường hợp này là CentOS. Lý do là bởi nó kết hợp tất cả các sản phẩm của Red Hat; các sản phẩm này sau đó được sử dụng sâu hơn trong hệ điều hành thương mại của họ, trong khi vẫn không phải trả phí. Tương tự, các bản phát hành Hỗ trợ dài hạn (LTS) của Ubuntu đảm bảo sự hỗ trợ của họ trong một khoảng thời gian dài hơn. Các phiên bản ổn định của Debian GNU/Linux cũng thường được sử dụng trong môi trường doanh nghiệp.
-
Những ưu điểm chính của Raspberry Pi là gì và chúng có thể đảm nhận những chức năng nào trong kinh doanh?
Raspberry Pi có kích thước nhỏ hơn trong khi vẫn có khả năng hoạt động như một máy tính thông thường. Hơn nữa, nó có giá thành rẻ và có thể xử lý lưu lượng truy cập web và nhiều chức năng khác. Nó có thể được sử dụng làm máy chủ, tường lửa và bo mạch chính cho robot và nhiều thiết bị nhỏ khác.
-
Amazon Cloud Services và Google Cloud cung cấp những bản phân phối nào? Kể tên ít nhất ba bản phân phối phổ biến và hai bản phân phối khác ngoài chúng.
Các bản phân phối phổ biến giữa Amazon và Google Cloud Services là Ubuntu, CentOS và Red Hat Enterprise Linux. Mỗi nhà cung cấp đám mây cũng cung cấp các bản phân phối đặc biệt mà nhà cung cấp khác không có. Amazon có Amazon Linux và Kali Linux, trong khi Google cung cấp việc sử dụng FreeBSD và Windows Servers (Máy chủ Windows).