FreeBSD

FreeBSD
Приветствие в терминале FreeBSD
Разработчик	The FreeBSD Project
Семейство ОС	BSD UNIX
Последняя версия	9.0 — 12 января 2012
Тип ядра	Монолитное ядро
Лицензия	BSD
Состояние	Актуальное
Веб-сайт	freebsd.org

FreeBSD — свободная Unix-подобная операционная система, потомок AT&T Unix по линии BSD, созданной в университете Беркли. FreeBSD работает на PC-совместимых системах семейства x86, включая Microsoft Xbox, а также на DEC Alpha, Sun UltraSPARC, IA-64, AMD64, PowerPC, NEC PC-98, ARM. Готовится поддержка архитектуры MIPS.

FreeBSD разрабатывается как целостная операционная система. Исходный код ядра, драйверов устройств и базовых пользовательских программ (т. н. userland), таких как командные оболочки и т. п., содержится в одном дереве системы управления версиями (до 31 мая 2008 — CVS, сейчас — SVN). Это отличает FreeBSD от GNU/Linux — другой свободной UNIX-подобной операционной системы — в которой ядро разрабатывается одной группой разработчиков, а набор пользовательских программ — другими (например, проект GNU), а многочисленные группы собирают это всё в единое целое и выпускают в виде различных дистрибутивов Linux.

FreeBSD хорошо зарекомендовала себя как система для построения интранет- и интернет-серверов. Она предоставляет достаточно надёжные сетевые службы и эффективное управление памятью.

Помимо своей стабильности, FreeBSD популярна и благодаря своей лицензии, которая существенно отличается от широко известной лицензии GNU GPL — она позволяет использовать код не только в свободном ПО, но и в проприетарном. В отличие от GNU LGPL, которая тоже позволяет использовать свободный код в закрытой программе, лицензия BSD более простая и короткая.

История

Разработка FreeBSD началась в 1993 году с быстрорастущего набора патчей пользователей системы 386BSD. Этот набор позже вырос и отделился от 386BSD в отдельную операционную систему, включив в себя код от Free Software Foundation. Первая официальная версия FreeBSD 1.0 вышла в декабре 1993 года. Walnut Creek CDROM согласилась распространять FreeBSD на компакт-диске и также предоставила для работы проекту отдельный компьютер с интернет-соединением. Затем, в мае 1994 года, последовал успешный выпуск FreeBSD 1.1.

Однако, из соображений законности использования исходных кодов BSD Net/2 в 386BSD, команда разработчиков FreeBSD переработала большую часть системы ко времени выпуска FreeBSD 2.0 в январе 1995 года, используя 4.4BSD-Lite. Руководство к FreeBSD содержит более подробную историческую информацию о происхождении системы.

Версии системы

На 8 февраля 2012 года последний релиз FreeBSD имеет номер 9.0.

FreeBSD 3

3.0-RELEASE анонсирована 13 октября 1998 года. Основное отличие от 2.2 — переход на ELF исполняемые файлы. Последний 3.5-RELEASE вышел 23 июня 2000 года.

FreeBSD 4

4.0-RELEASE появилась в марте 2000 года и последняя версия 4.11 была выпущена в январе 2005 года. FreeBSD 4 была очень популярной у интернет-провайдеров и хостеров времён первого «пузыря доткомов» и считалась одной из самых стабильных и высокопроизводительных систем класса Unix.

Одним из главных недостатков FreeBSD 4 считается плохая поддержка многопроцессорных систем, особенно в режиме многопоточности.

FreeBSD 4 поставила своеобразный рекорд по продолжительности разработки одной ветки операционной системы — за пять лет было устранено большое количество ошибок и получена на редкость стабильная система.

В середине разработки FreeBSD 4 от нее отпочковался проект DragonFlyBSD, основатели которого поставили своей целью серьезную оптимизацию ядра для высоконагруженных систем, в частности лучшую поддержку многопроцессорности (уменьшение времени, необходимого для переключения потоков и пр.).

FreeBSD 5

Через 3 года разработки, в январе 2003 года, была выпущена долгожданная версия 5.0-RELEASE. Эта версия предоставляла расширенную поддержку многопроцессорности и многопоточности, а также поддержку платформ UltraSPARC и IA-64.

Наибольшие архитектурные изменения в FreeBSD 5 — это изменение механизма блокировки на нижнем уровне ядра, чтобы улучшить поддержку многопроцессорных SMP-систем. Это освободило большую часть ядра от так называемой «гигантской блокировки» (Giant lock). Теперь в ядре появилась возможность выполнять более одной задачи одновременно. Другим важным изменением была реализация «родной» поддержки многопоточности типа M:N под названием Kernel Scheduled Entities (KSE). Начиная с FreeBSD 5.3 эта реализация потоков была установлена по умолчанию, пока не была заменена на реализацию модели 1:1 во FreeBSD 7.

Во FreeBSD 5 была серьёзно изменена система блочного ввода-вывода посредством введения модульной структурной системы преобразования запросов ввода-вывода GEOM (внесённой Poul-Henning Kamp). GEOM даёт возможность создавать различную функциональность, такую как зеркалирование (mirroring) или шифрование (модули GBDE и GELI).

Версии 5.4 и 5.5 были признаны стабильными и высокопроизводительными, но более ранние версии не годились для использования в рабочих условиях.

FreeBSD 6

FreeBSD 6.0 была выпущена 4 ноября 2005 года. 11 ноября 2008 года была выпущена версия 6.4. Эти версии являются продолжением оптимизации поддержки SMP и многопоточности вкупе с расширенной поддержкой стандарта 802.11, записью событий безопасности проекта TrustedBSD, серьезными улучшениями производительности сетевой подсистемы. Основное достижение этого релиза — исключение «гигантской блокировки» (Giant lock) из виртуальной файловой подсистемы (VFS), реализация дополнительной, более производительной поддержки многопоточности (libthr) с моделью 1:1, и добавление OpenBSM — первичного модуля безопасности, который был создан проектом TrustedBSD.

FreeBSD 7

FreeBSD 7.0 выпущена 27 февраля 2008 года. 5 января 2009 года вышла версия 7.1. Новое в этой ветке включает в себя:

• оптимизированный сетевой протокол транспортного уровня SCTP,
• журналирование в файловой системе UFS2,
• экспериментальная адаптированная версия файловой системы ZFS (разработанной компанией Sun),
• компилятор GCC4.2,
• базовая поддержка платформы ARM,
• новый менеджер памяти jemalloc, оптимизированный для параллельных вычислений,
• большие изменения и оптимизации подсистем работы с сетями, аудиоустройствами и SMP-системами,

Новая система показала значительные улучшения в скорости по сравнению с предыдущими версиями и системой Linux.

4 мая 2009 года вышла версия 7.2. Нововведения в этой версии:

• поддержка семейства процессоров UltraSPARC III (Cheetah) и SPARC64;
• возможность назначения нескольких IPv4- и IPv6-адресов каждой клетке — виртуальной машине Jail;
• реализация техники Superpages, прозрачного объединения страниц памяти для приложений;
• увеличенное до 6 Гб адресное пространство ядра для 64-разрядных процессоров;
• включена поддержка множественных таблиц маршрутизации, в том числе для клеток;
• улучшена совместимость в работе 32-разрядных клеток в 64-разрядном окружении;
• из NetBSD портирован демон btpand с реализацией поддержки профилей Bluetooth Network Access Point (NAP), Group Ad-hoc Network (GN) и Personal Area Network User (PANU);
• добавлен новый драйвер sdhci с поддержкой PCI-SD хост-контроллеров (кард-ридеров);
• обновлен модуль ядра DRM (Direct Rendering Manager) в котором улучшена поддержка графических процессоров (GPU) AMD/ATI, XGI, Intel;
• обновлены драйверы сетевых и дисковых устройств.

На сегодняшний день уже разработаны видеодрайвера NVIDIA для 64-разрядной архитектуры AMD64. Окончательная адаптация файловой системы ZFS v.13 для этой ветки почти завершена.

24 января 2011 года вышла версия 7.4.

Поддержка ветки FreeBSD 7 истекает 28 февраля 2013 года

FreeBSD 8

О выходе релиза FreeBSD 8.0 было объявлено 25 ноября 2009 года. Среди нововведений в этой версии можно отметить:

• экспериментальная поддержка MIPS, основанная на разработках Juniper Networks.
• практически неограниченная масштабируемость SMP значительно способствует быстродействию на 16-ядерных системах.
• масштабируемость файловой системы как результат использования блокировки виртуальной файловой системы (VFS).
• работа расширяемой системы безопасности ядра (MAC Framework) из коробки.
• переписанную подсистему USB с улучшенным быстродействием и поддержкой новых устройств. Добавлена поддержка USB-target.
• ZFS более не находится в экспериментальном статусе.

Кроме того, следует отметить:

• Реализован новый контейнер виртуализации, названный «vimage». vimage — это jail с виртуализированным сетевым стеком и может быть создан с помощью команды jail(8)
• Подсистема ipsec(4) теперь поддерживает NAT-Traversal (RFC 3948).
• Поддерживаемые версии GNOME desktop environment (x11/gnome2) и KDE desktop environment (x11/kde4) были обновлены до 2.26.3 и 4.3.1 соответственно.

Стабильная ветка разработки 8-STABLE постоянно развивается, в неё постепенно вливается проверенный и отлаженный код из экспериментальной ветки разработки. Продолжается улучшение надёжности и быстродействия файловых систем UFS2 и ZFS, перерабатывается код протокола сетевого доступа NFS с целью реализации всех возможностей NFSv4.

FreeBSD 9

FreeBSD 9.0 выпущена 12 января 2012 года. Основные изменения:

• Переход на новый модульный инсталлятор BSDInstall
• Интеграция в систему LLVM 3.0/Clang 3.0 для постепенной замены устаревшей версии GCC 4.2.2 в базовой системе
• В DTrace реализованы модули для трассировки 32-разрядных системных вызовов linux32 и freebsd32 на 64-разрядной платформе FreeBSD [amd64]
• Новая реализация программного RAID graid для замены устаревшей подсистемы ataraid
• Дисковая подсистема ATA/SATA по умолчанию заменена на реализацию на базе CAM (Common Access Method)
• Интеграция системы репликации устройств хранения данных HAST
• Для UFS2 техника мягких обновлений (Soft Updates) дополнена технологией журналирования для быстрого восстановления файловой системы после сбоев
• Файловая система UFS2 стала поддерживать операцию TRIM для SSD
• Обновление ZFS до версии 28
• Начальная поддержка архитектуры NUMA в подсистемах управления памятью
• Интеграция в базовую систему Infiniband-стека OFED (OpenFabrics Enterprise Distribution)
• Добавлены новые 10Gb Ethernet-драйверы
• Универсальный USB-драйвер с поддержкой протоколов USB 3.0/2.0/1.1/1.0
• Обеспечена поддержка пяти новых алгоритмов для контроля перегрузки в TCP-стеке
• Обеспечена возможность использования только IPv6 в TCP-стеке базовой системы и в портированных приложениях
• Поддержка сетевого протокола NFSv4
• Новый механизм изоляции выполнения приложений Capsicum
• Реализация интерфейса управления ресурсами RCTL (Hierarchical Resource Limits) в том числе и для Jail
• Графические среды GNOME версии 2.32.1, KDE версии 4.7.3
• Возможен запуск и работа FreeBSD на игровых приставках Sony PlayStation 3

FreeBSD 10-CURRENT

Экспериментальная основная ветвь разработки операционной системы предназначена для разработчиков, тестеров и всех тех, кто интересуется реализациями новых технологий во FreeBSD. Всегда можно получить -CURRENT версию системы, загрузив её исходники из CVS или SVN, самостоятельно откомпилировать и собрать систему. Важная информация обо всех изменениях в системе публикуется в файле /usr/src/UPDATING. Откомпилированную версию также можно получить в виде ISO-образа с публичного FTP-сервера проекта FreeBSD.org.

Модель разработки FreeBSD

Существует около 4000 разработчиков, которые работают над системой на добровольной основе. Все они могут читать дерево репозитория, но не могут вносить изменения. Вместо этого разработчик обращается к коммитеру, который имеет право вносить изменение в код. Существует около 400 коммитеров. Разработчик может вырасти по социальной лестнице проекта и стать коммитером. Кандидатуру нового коммитера предлагает к рассмотрению ментор будущего коммитера. В зависимости от основной области деятельности, новый коммитер утверждается основной командой, portmgr@ или docmgr@. Основная команда является административным ядром проекта и состоит из 9 человек, которые выбираются на 2 года коммитерами из своего состава. Основная команда решает конфликты между коммитерами.

Участники проекта разрабатывают ветку CURRENT («текущая» версия) и несколько STABLE («стабильная», стабильность означает гарантию неизменности интерфейсов, как то API, ABI и так далее).

Новый код помещают в ветку CURRENT, где он получает более широкое тестирование. Новые функции, добавленные в CURRENT, могут остаться в системе или от них могут отказаться, если реализация окажется неудачной. Иногда эта версия может оказаться в непригодном для использования состоянии. С началом использования perforce как вспомогательного репозитория, и с выделением projects/ области в svn, проект стремится гарантировать постоянную работоспособность CURRENT.

STABLE-версия содержит только те нововведения, которые прошли проверку в CURRENT. Тем не менее, эта версия тоже предназначена, в основном, для разработчиков. Не рекомендуется обновлять ответственные рабочие серверы до STABLE, предварительно её не протестировав. На основе STABLE регулярно создаются тщательно протестированные разработчиками, группой release-инженеров и более широким кругом пользователей RELEASE-версии.

После выпуска релизов создаются дополнительные ветви разработки для поддержки релизов, но в них вносятся лишь самые необходимые изменения, исправляющие серьёзные ошибки или проблемы с безопасностью системы. До четвёртой версии FreeBSD у стабильной и текущей веток был один и тот же старший номер версии. Затем текущей ветви был присвоен номер 5, а у стабильной остался номер 4.

В настоящее время поддерживаются стабильные ветви разработки 7-STABLE, 8-STABLE и 9-STABLE и текущая 10—CURRENT. Группа разработчиков, исправляющих проблемы безопасности системы (security officers) поддерживает ветвь 7-STABLE для тех пользователей, которые ещё не обновили FreeBSD до версии 8 и 9.

Варианты установки

Операционная система FreeBSD может быть установлена с различных носителей, таких как:

• DVD-ROM;
• CD-ROM;
• USB флэш-накопитель;
• дискета;
• магнитная лента;
• FAT-раздел жёсткого диска;
• удалённый сервер (по протоколу FTP или NFS).

Порты и пакеты

В настоящее время FreeBSD предоставляет пользователю две взаимодополняющие технологии установки программного обеспечения сторонних разработчиков: коллекция портов FreeBSD и бинарные пакеты с программным обеспечением. Любая из этих систем может быть использована для установки самых последних версий приложений с локальных носителей или прямо из сети.

Коллекция портов, как подсистема система сборки и сопровождения устанавливаемых программ, периодически обновляется. Сейчас она насчитывает порядка 22 тысячи портированных на FreeBSD программ, среди которых: графические среды GNOME 2.32.1, KDE4 SC 4.6.4, офисные приложения и пакеты OpenOffice.org 3.3.2, LibreOffice 3.3.2, система поддержки печати CUPS 1.4.6, программы доступа в интернет Mozilla Firefox 4.0.1 и Thunderbird 3.1.10, Google Chromium 12.0.742.91, системы управления базами данных PostgreSQL 8.4.8, 9.0.4 и 9.1 beta2, MySQL 4.1.25 и 5.5.12, комплекты Java-разработки OpenJDK6 b22 и OpenJDK7 7.0.147, среды разработки Eclipse 3.6.2 c дополнениями для Web-разработки и баз данных и NetBeans 7.0. Инфраструктура интерпретирующих языков представлена Perl 5.12 c возможностью перехода на Perl 5.14, Python 2.7.2 и Ruby 1.8.7 и 1.9.2.

Талисманы-логотипы

Основным талисманом системы является красный демонёнок, известный также как Beastie. Кроме него, талисманом также считается Devilette, девушка в красном костюме демона.

Производные системы

BSD-лицензия позволяет сохранять коммерческую тайну при модификации FreeBSD для встраиваемых систем и производить другие производные проприетарные системы, что делает FreeBSD привлекательной для промышленности. Вместе с тем, остаётся неизвестным, в какой конкретно технике применяют FreeBSD, кроме маршрутизаторов Juniper и ТВ-панелей. Ниже приведены свободные производные операционные системы.

• DragonFly BSD — ответвление от FreeBSD 4.8, созданное как логическое продолжение 4-й ветви. Она включает систему потоковой обработки сообщений, похожую на ту, которая используется в системах с микроядром.
• FreeSBIE — LiveCD-дистрибутив FreeBSD, похожий на дистрибутив Linux под названием Knoppix.
• Frenzy — другой проект по созданию LiveCD на основе FreeBSD, ориентированный в первую очередь на русскоязычных системных администраторов.
• TrueBSD — белорусский LiveDVD-дистрибутив на основе FreeBSD.
• BSDeviant — ещё один LiveCD.
• PicoBSD — версия FreeBSD на одной дискете.
• MiniBSD — компактный дистрибутив FreeBSD.
• NanoBSD — ещё один компактный дистрибутив FreeBSD.
• mfsBSD — миниатюрный загрузочный LiveCD на базе FreeBSD, загружаемой полностью в оперативную память компьютера.
• Debian GNU/kFreeBSD — производная версия, базирующаяся на наборе инструментов GNU, разрабатывается группой пользователей Debian.
• Darwin — ядро Mac OS X, многие команды взяты от FreeBSD 4/5, разрабатывается компанией Apple, весьма дальний родственник FreeBSD, так как использует ядро Mach.
• m0n0wall — встраиваемый межсетевой экран, основанный на FreeBSD.
• pfSense — ответвление от проекта m0n0wall, отличающееся большей функциональностью.
• FreeNAS — основанное на m0n0wall сетевое хранилище NAS.
• PC-BSD — дистрибутив с графическим инсталлятором и настольной средой KDE по умолчанию.
• РУС-BSD — клон PC-BSD, русифицированный дистрибутив для пользователей стран СНГ, с версии 8.1 РУС-BSD опирается на Frenzy и свои разработки.
• GhostBSD — LiveCD с настольной средой GNOME по умолчанию.
• DesktopBSD — ещё один дистрибутив для домашнего использования.
• BSD Router Project (BSDRP) — компактный программный роутер на базе FreeBSD.

Пасхальные яйца

• Если запустить make c целью love, система выдаст на stdout сообщение Not war. (Работает только на версиях >=7.0).

См. также

• BSD
• Сравнение операционных систем семейства BSD
• Программы UNIX-систем
• Как пропатчить KDE2 под FreeBSD?

Ссылки

• Официальный сайт (англ.)
• Русская версия (рус.)
• FreeBSD wiki (англ.)
• Официальный FreeBSD forum (англ.)
• Проект русской документации FreeBSD (рус.)
• Краткая история FreeBSD (рус.) — написана одним из основателей FreeBSD Джорданом Хаббардом (Jordan Hubbard)
• Различная информация и статьи по BSD системам на OpenNET
• FreeBSD Software (англ.) — свежая информация об изменениях в коллекции портов
• FreshPorts  (англ.) — свежая информация об изменениях в коллекции портов, пакетов, приложений
• The FreeBSD Diary  (англ.) — Дневник FreeBSD c рабочими примерами
• wiki-сайт, посвящённый FreeBSD (англ.)
• Форум посвящённый вопросам использования ОС FreeBSD
• Канал на youtube — видеозаписи докладов с различных BSD конференций
• FreeBSDNews.net (англ.) — блог новостей FreeBSD
• BSD News in Russia (рус.)
• FreeBSD 8 FreeBSD 8 review (англ.)
• Real-Time FreeBSD Блог об использовании FreeBSD как ОС реального времени (рус.)
• Заметки ИТишника Блог об использовании FreeBSD, своеобразный HowTo (рус.)
• Настройка VPN для Beeline Актуальные настройки для FreeBSD 8.2, mpd5 в качестве роутера для сети провайдера Корбина Телеком (рус.)

FreeBSD каналы на twitter

• freebsd  (англ.) — общий по freebsd.
• bsdevents  (англ.) — события, конференции и т. д.
• freebsdblogs  (англ.) — блоги Planet freebsd.
• freebsdannounce  (англ.) — новостной канал.

FreeBSD jabber-конференции

• xmpp: freebsd@conference.jabber.ru — русскоязычная jabber конференция на сервере jabber.ru

Литература

• Christopher Negus, Francois Caen, BSD UNIX Toolbox: 1000+ Commands for FreeBSD, OpenBSD and NetBSD, Wiley, May 5 2008, 309 стр., ISBN 0-470-37603-1.
• Babak Farrokhi , Network Administration with FreeBSD 7: Building, securing, and maintaining networks with the FreeBSD operating system, Packt Publishing, April 14 2008, 280 стр., ISBN 1-84719-264-5.
• Bryan J. Hong, Building a Server with FreeBSD 7, No Starch Press, April 1 2008, 288 стр., ISBN 5-8459-0741-1.
• Joseph Kong, Designing BSD Rootkits: An Introduction to Kernel Hacking, No Starch Press, April 10 2007, 144 стр., ISBN 1-59327-142-5.
• Брайан Таймэн. FreeBSD 6. Полное руководство = FreeBSD 6 Unleashed. — М.: «Вильямс», 2007. — 1056 с. — ISBN 5-8459-0741-1.
• Harald Zisler, FreeBSD, Franzis Verlag GmbH, August 31 2006, 381 стр., ISBN 3-7723-6538-8
• Родерик Смит. Полный справочник по FreeBSD = FreeBSD: The Complete Reference. — М.: «Вильямс», 2005. — 672 с. — ISBN 5-8459-0576-1.
• Yanek Korff, Paco Hope, Bruce Potter., Mastering FreeBSD and OpenBSD Security, O’Reilly, March 2005. ISBN 0-596-00626-8.
• Майкл Лукас. FreeBSD. Подробное руководство = Absolute BSD. The Ultimate Guide to FreeBSD. — СПб.: Символ-Плюс, 2004. — 616 с. — ISBN 5-93286-066-9.
• Dru Lavigne. BSD Hacks, 100 Industrial-Strength tips for BSD users and administrators. O’Reilly, May 2004. ISBN 0-596-00679-9.
• Michael Urban, Brian Tiemann. FreeBSD Unleashed, Second Edition. Sams Publishing, April 2003. ISBN 0-672-32456-3.
• Greg Lehey. The Complete FreeBSD, 4th Edition, Documentation from the Source. O’Reilly, April 2003. ISBN 0-596-00516-4.
• Marshall Kirk McKusick, George V. Neville-Neil. The Design and Implementation of the FreeBSD Operating System. Addison Wesley Professional, August, 2004. ISBN 0-201-70245-2.
• Ted Mittelstaedt. The FreeBSD Corporate Networkers Guide. Addison-Wesley, December 2000. Paperback, book & CD edition, 401 pages. ISBN 0-201-70481-1.
• The FreeBSD Handbook, Volume 1: User Guide, 3rd Edition. FreeBSD Documentation Project. FreeBSD Mall, November 2003. ISBN 1-57176-327-9.
• The FreeBSD Handbook, Volume 2: Admin Guide, 3rd Edition. FreeBSD Documentation Project. FreeBSD Mall, September 2004. ISBN 1-57176-328-7.