什么是Linux內(nèi)核？
內(nèi)核是我們通常所說(shuō)的“Linux技術(shù)奇跡”的重要特征。
在IT術(shù)語(yǔ)中，內(nèi)核既是操作系統(tǒng)的心臟，也是它的大腦，因?yàn)閮?nèi)核控制著基本的硬件。內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，具有很多基本功能，如虛擬內(nèi)存、多任務(wù)、共享庫(kù)、需求加載、共享的寫時(shí)拷貝（copy-on-write）可執(zhí)行程序和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)功能。
Linux內(nèi)核的起源可追溯到1991年芬蘭大學(xué)生Linus Torvalds編寫和次公布Linux的日子。盡管到目前為止Linux生態(tài)系統(tǒng)早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)發(fā)展到了Torvalds本人之外的范圍，但Torvalds仍保持著對(duì)Linux內(nèi)核的控制權(quán)，并且是Linux名稱的版權(quán)所有人。自發(fā)布Linux 0.12版起，Linux就一直依照GPL（通用公共許可協(xié)議）自由軟件許可協(xié)議進(jìn)行授權(quán)。
Linux內(nèi)核本身并不是操作系統(tǒng)，它是一個(gè)完整操作系統(tǒng)的組成部分。Red Hat、Novell、Debian和Gentoo等Linux發(fā)行商都采用Linux內(nèi)核，然后加入更多的工具、庫(kù)和應(yīng)用程序來(lái)構(gòu)建一個(gè)完整的操作系統(tǒng)。
Linux發(fā)行商一般會(huì)根據(jù)自己的需要對(duì)基本內(nèi)核進(jìn)行定制，在一些情況下，不同的Linux版本會(huì)在自己的內(nèi)核中加入主內(nèi)核中沒有的特性和支持，如Red Hat將部分2.6內(nèi)核的特性向前移植到它自己的2.4.x內(nèi)核中；再如Ubuntu Linux版本近在Ubuntu的2.6.15 Linux內(nèi)核中增加了對(duì)Sun T1處理器的支持，而這種支持目前還沒有出現(xiàn)在主內(nèi)核中。
內(nèi)核的發(fā)展
Linux操作系統(tǒng)隨每一個(gè)版本升級(jí)而變得更加穩(wěn)定。
以2003年12月進(jìn)入開源世界的個(gè)2.6內(nèi)核版本為例，與其前任2.4內(nèi)核相比，它在很多方面進(jìn)行了改進(jìn)，如支持多處理器配置和64位計(jì)算；它還支持實(shí)現(xiàn)高效率線程處理的本機(jī)POSIX線程庫(kù)（NPTL）。實(shí)際上，性能、安全性和驅(qū)動(dòng)程序的改進(jìn)是整個(gè)2.6.x內(nèi)核的關(guān)鍵。
到2004年12月，即個(gè)2.6.x內(nèi)核發(fā)布一年后，隨著“Woozy Numbat” 2.6.10 Linux內(nèi)核的推出，表明一年中已經(jīng)發(fā)布了10個(gè)版本，聽起來(lái)數(shù)量很多，但仍少于2.4.x內(nèi)核發(fā)布頭一年的數(shù)量。
在2.4.0內(nèi)核發(fā)布的2001年1月到這一年的12月間，共發(fā)布了這一內(nèi)核的17個(gè)版本。不過(guò)，2.4.x系列中沒有帶有次小數(shù)點(diǎn)的版本號(hào)，即沒有四個(gè)數(shù)字組成的版本號(hào)，而在2.6.x系列中，從2.6.8.1內(nèi)核開始，一直持續(xù)到2.6.11，較小的內(nèi)核隱患和安全補(bǔ)丁被賦予了次小數(shù)點(diǎn)版本號(hào)（例如2.6.11.1）。
2005年2月發(fā)布的2.6.11內(nèi)核開始支持InfiniBand。
到2005年6月，Torvalds 用來(lái)幫助管理Linux內(nèi)核開發(fā)的BitKeeper工具引發(fā)了一次影響很廣的爭(zhēng)論，并引發(fā)了一場(chǎng)開發(fā)工具的變化。2.6.12內(nèi)核是個(gè)利用Torvald的Git程序取代BitKeeper的內(nèi)核。
2005年8月，2.6.x Linux內(nèi)核中代碼質(zhì)量得到極大的改進(jìn)。代碼分析機(jī)構(gòu)Coverity公司當(dāng)時(shí)所做的一次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2004年12月到2005年7月間，Linux內(nèi)核中的“缺陷密度”下降了。雖然在此期間，Linux內(nèi)核代碼本身由2004年12月的576萬(wàn)行增加到了2005年7月的603萬(wàn)行，但缺陷密度卻下降了2.2%。2.6.13內(nèi)核在2005年8月底亮相，包含“Kexec”。Kexec提供無(wú)需經(jīng)過(guò)引導(dǎo)加載程序（bootloader）的快速重新引導(dǎo)。它還包含Inotify文件系統(tǒng)事件監(jiān)測(cè)機(jī)制，這種機(jī)制采用一種比其前任dnotify效率更高的API。
2.6.15內(nèi)核是在2006年頭幾天發(fā)布的。對(duì)IPv6的支持在這個(gè)內(nèi)核中有了很大的改進(jìn)。PowerPC用戶現(xiàn)在有了一個(gè)用于64位和32位PowerPC的泛型樹（generic tree），它使這兩種架構(gòu)上的內(nèi)核編輯成為可能。
2.6.16版本引進(jìn)了對(duì)Cell處理器和Oracle的 OCFS2集群文件系統(tǒng)的支持。2.6.16版還包含大量修補(bǔ)利用Coverity代碼分析工具發(fā)現(xiàn)隱患的補(bǔ)丁。
兩個(gè)挑戰(zhàn)
2.6.x Linux內(nèi)核目前面臨著安全和法律上的挑戰(zhàn)。
在法律方面，Unix廠商SCO在一場(chǎng)復(fù)雜的訴訟中宣稱Linux在一些方面侵犯了SCO的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
Torvalds 率領(lǐng)的Linux社區(qū)在2004年5月采取了一系列行動(dòng)，以更好地記錄Linux內(nèi)核的提交過(guò)程，其目標(biāo)是幫助減少SCO或其他公司未來(lái)提出知識(shí)產(chǎn)權(quán)要求的可能。
無(wú)論如何，這起宣稱Linux內(nèi)核中包含剽竊自SCO Unix代碼的案例，清楚地表明企業(yè)對(duì)使用開源代碼所懷有的一些擔(dān)心。
在安全方面，Linux開發(fā)人員繼續(xù)在安全問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)迅速修補(bǔ)內(nèi)核。不過(guò)，我們經(jīng)常看到的現(xiàn)象是：在每一個(gè)三位數(shù)的版本正式發(fā)布不久后很快就推出一個(gè)修補(bǔ)隱患或潛在安全問(wèn)題的帶有次小數(shù)點(diǎn)的四位數(shù)字的版本。例如，2.6.16.1版在2.6.16版發(fā)布一周后發(fā)布，它修補(bǔ)了一個(gè)潛在的安全漏洞。而2.6.15內(nèi)核僅僅在發(fā)布后兩周就進(jìn)行了修補(bǔ)，修補(bǔ)了3個(gè)潛在的安全漏洞。
下一個(gè)內(nèi)核
2.6.17 Linux內(nèi)核將引進(jìn)對(duì)Sun 的T1處理器系列的支持。它包括驅(qū)動(dòng)程序升級(jí)、性能改進(jìn)以及漏洞修補(bǔ)補(bǔ)丁。
Sun的UltraSPARC T1 處理器是在去年年底上市的。它包含多達(dá)8個(gè)處理內(nèi)核，每個(gè)處理器內(nèi)核支持4個(gè)線程，總共支持32個(gè)線程。
來(lái)自kernel.org的正式2.6.17內(nèi)核并不是個(gè)支持Sun的Niagara架構(gòu)的Linux內(nèi)核。5月底推出的Ubuntu “Dapper Drake”是種支持Niagara的主流Linux版本。
新2.6.17內(nèi)核使Linux可以更容易地處理斷開/重新連接事件。Linux內(nèi)核開發(fā)員Stefan Rompf解釋說(shuō)，2.6.17內(nèi)核將使用戶空間（userspace）可以影響連接事件信號(hào)，這樣DHCP客戶程序可以得到連接終止的通知，因此客戶程序可以嘗試獲得一個(gè)新IP地址。
新內(nèi)核還包含很多其他的新特性和支持，包括Linux VoIP H.323協(xié)議的iptable特性中對(duì)防火墻的支持。＂
新內(nèi)核中還增加了名為splice 的新I/O機(jī)制。Linus Torvalds解釋說(shuō)，splice背后的真正概念是暴露給用戶空間的“隨機(jī)內(nèi)核緩沖區(qū)”的概念。“也就是說(shuō)，splice和tee運(yùn)行在用戶控制的內(nèi)核緩沖區(qū)上，在這個(gè)緩沖區(qū)中，splice將來(lái)自任意文件描述符的數(shù)據(jù)傳送到緩沖區(qū)中（或從緩沖區(qū)傳送到文件描述符），而tee將一個(gè)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)復(fù)制到另一個(gè)緩沖區(qū)中。因此，從一個(gè)很真實(shí)（而抽象）的意義上講，splice相當(dāng)于內(nèi)核緩沖區(qū)的read/write，而tee相當(dāng)于從內(nèi)核緩沖區(qū)到另一個(gè)內(nèi)核緩沖區(qū)的memcpy。”
2.6.17內(nèi)核能夠滿足業(yè)界的需求，而它也改進(jìn)了對(duì)老技術(shù)的支持，例如對(duì)老DECnet協(xié)議的支持。