लिनक्स कर्नेल संस्करण 3.3 और 3.4 के साथ पहला परिचित

अगला आईबीएम वेबसाइट से लेख का अनुवाद है। यह संभावना नहीं है कि आप इससे कुछ नया सीखेंगे। यह लेख लिनक्स आप के रोचक और पूर्व में अज्ञात सुविधाओं के बारे में पढ़ने के लिए एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में उपयोग करने के लिए अच्छा है। मैंने इटैलिक में लिंक का हिस्सा उद्धृत किया है, मूल लेख के अंत में भाग देखा जा सकता है। मेरी व्याख्या या टिप्पणी इटैलिक में हैं।

लिनक्स कर्नेल संस्करण 3.3 और 3.4 जारी करता है जिसमें प्रभावशाली मात्रा में सुधार शामिल हैं। हालाँकि, ये रिलीज़ सिर्फ कोर डेवलपमेंट नहीं हैं, बल्कि इस विकास के लिए सड़क पर एक अशुभ मील का पत्थर है।
संस्करण 3.3 की रिलीज़ लिनक्स कर्नेल की पहली रिलीज़ है, जिसकी मात्रा 15 मिलियन रेखाओं से अधिक है (भले ही माप की स्पष्ट रूप से घुमावदार विधि का उपयोग करके)। यदि आप चर, कोड के असंगत भाग (विभिन्न ड्राइवर, प्लेटफ़ॉर्म-विशिष्ट कोड और विभिन्न उपयोगिताओं) को घटाते हैं, तो लाइनों की संख्या 4 मिलियन से थोड़ी कम हो जाती है - व्यक्ति में एक लेविथान।

इस बिंदु पर अशुभ वह गति है जिसके साथ कोर बढ़ता है (2008 के बाद से पचास प्रतिशत वृद्धि), और यह तथ्य कि यह वृद्धि कोर (प्रदर्शन के संदर्भ में और कर्नेल क्षमताओं के संदर्भ में) दोनों को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकती है। अवसर और प्रदर्शन आमतौर पर "पैच में" मापा नहीं जाता है, इसलिए एक बग अच्छी तरह से कर्नेल में मिल सकता है जो कुछ समय तक बना रहेगा (उदाहरण के लिए, PCIe ASPM के साथ एक समस्या, जो लगभग एक साल से कर्नेल में है, लेकिन संस्करण 3.3 में तय किया गया है । www.pcworld का विवरण । com / businesscenter / article / 244277 / new_kernel_patch_slashes_linuxs_power_appetite.html और पैच lkml.org/lkml/2011/11/10/467 )

21 वर्षों से भी कम समय में, लिनक्स कोड की 10,000 लाइनों से बढ़कर 15 मिलियन से अधिक हो गया है। इसके अलावा, इस कोड का अधिकांश ड्राइवर सबट्री में है, और इसके आकार के साथ कर्नेल जटिलता बढ़ जाती है। अभी या बाद में, इस विस्तार के परिवर्तन है कि कोर और अधिक आसानी से कर देगा पर ले जाना चाहिए। दोनों कोड के दृष्टिकोण से, और इस कोड के लिए समर्थन के दृष्टिकोण से।



जैसा कि चित्र संख्या १ में दिखाया गया है, २००१ में २.४ की रिलीज़ के बाद से कोर तेजी से बढ़ा है (३,३7, ९ ०२ लाइनों से 2012 में 15,998,651 लाइनों पर)। इस अवधि के दौरान, प्रत्येक वर्ष कर्नेल में लगभग एक लाख रेखाएँ जोड़ी गईं। यह एक आश्चर्यजनक चित्रण है और प्रत्येक सॉफ्टवेयर डेवलपर के लिए डर को प्रेरित करना चाहिए।

वे न्यूक्लियस का समर्थन करने के लिए अपनी चिंता के बारे में खुद टॉर्वाल्ड्स के शब्दों को उद्धृत करते हैं। कोड की 4 मिलियन पंक्तियों के साथ जो कर्नेल के मूल को बनाते हैं, वर्तमान कर्नेल स्रोत नियंत्रण प्रणाली में सुधार की आवश्यकता हो सकती है।

Android एकीकरण।

सबसे बड़ी खबर कर्नेल 3.3 - मुख्य लाइन गिरी गूगल एंड्रॉयड में शामिल किए जाने के। यह एकीकरण 3.4 कर्नेल में जारी रहेगा, लेकिन अब कर्नेल के पास एंड्रॉइड से पर्याप्त कोड है जो उपयोगकर्ता-अंतरिक्ष में एंड्रॉइड को लोड करने में सहायता करता है। एंड्रॉइड कर्नेल लिनक्स कर्नेल का एक कांटा है, जिसमें कई विशेषताएं हैं। इन सुविधाओं के मोबाइल उपकरणों के प्रभावी संचालन कि अत्यंत उपलब्ध भोजन में सीमित हैं के लिए पेश किया जाता है। इसके अलावा, एंड्रॉइड में, मुख्य जोर एआरएम आर्किटेक्चर पर है, हालांकि x86 समर्थन भी मौजूद है (उदाहरण के लिए, Google टीवी प्रोजेक्ट के लिए)।

लिनक्स अनुरक्षकों और Google के बीच बातचीत की समस्याओं ने इस तथ्य को जन्म दिया कि एंड्रॉइड को कई वर्षों तक अलग-अलग विकसित किया गया था। 2011-2012 की सर्दियों में, एंड्रॉइड मेनलाइनिंग प्रोजेक्ट बनाया गया था, जिसका लक्ष्य मुख्य कर्नेल स्रोत पेड़ में ड्राइवरों और एंड्रॉइड कर्नेल के नए कार्यों को एकीकृत करना है। काम कर्नेल 3.3 में जनता के लिए प्रस्तुत किया गया था, और बाद में विज्ञप्ति में जारी रखा जाएगा।

एंड्रॉइड ने लिनक्स में कई सुधार किए हैं जो मोबाइल वातावरण में प्रतिस्पर्धी होने के लिए आवश्यक थे। उदाहरणों में तेज इंटरप्रोसेस संचार (फास्ट आईपीसी) तंत्र, बेहतर स्मृति प्रबंधन तंत्र और बड़े सन्निहित स्मृति क्षेत्रों के प्रबंधन की समस्या का समाधान शामिल है।

बाइंडर वह ड्राइवर है जो एंड्रॉइड ने मानक आईपीसी तंत्रों को जवाब दिया है। एंड्रॉइड डेवलपर्स आसानी से मौजूदा कोड का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन बिंदर के विकास ने कई अद्वितीय "ट्रिक्स" प्रदान किए जो पहले अप्राप्य थे (" क्रेडेंशियल्स को कॉपी और प्रसारित किए बिना संदेश भेजना" अधिक विवरण के लिए, lwn.net/Articles/466304 देखें)। Android एप्लिकेशन को हमेशा की तरह जाना कभी नहीं होगा, वे तब तक काम करते हैं, जब तक गिरी उन्हें पूरा कर लिया है। स्मृति उपयोग को अनुकूलित करने के लिए, श्रिंकर नामक एक तंत्र है। अनुप्रयोग एक फ़ंक्शन को पंजीकृत करते हैं, जिसे जब कहा जाता है, तो उनके द्वारा उपयोग की जाने वाली स्मृति की मात्रा को कम करता है। जब यह मेमोरी से बाहर निकलने लगता है तो कर्नेल इन फ़ंक्शन को कॉल करता है। एक अन्य तंत्र जो एंड्रॉइड से माइग्रेट किया गया है वह है Pmem । यह तंत्र आपको शारीरिक रूप से निरंतर स्मृति को आवंटित करने की अनुमति देता है। एक समान फ़ंक्शन का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, जब टेलीफ़ोन में कैमरा का उपयोग किया जाता है। इस तंत्र के हिस्से के रूप में, उपयोगकर्ता स्थान में एक एपीआई है, जिसके साथ आप सिस्टम से एक निरंतर मेमोरी प्राप्त कर सकते हैं। इन तंत्रों के अलावा मोबाइल उपकरणों के लिए एंड्रॉयड और अन्य कार्यों के विशिष्ट से स्थानांतरित कर दिया गया है।

कुछ तंत्र अभी तक कर्नेल से नहीं टकराए हैं। उदाहरण के लिए, वैकलॉक एक शक्ति प्रबंधन तंत्र है जो व्यक्तिगत कार्यक्रमों को सिस्टम को कम-शक्ति की स्थिति में प्रवेश करने से रोकता है (उदाहरण के लिए, यदि कोई अद्यतन प्रगति पर है)। यह, निश्चित रूप से, एंड्रॉइड को लोड होने से नहीं रोकेगा, लेकिन इससे बैटरी की तेज खपत हो सकती है।

मुख्य लिनक्स कर्नेल विकास शाखा के साथ एंड्रॉइड का विलय लिनक्स के लचीलेपन का एक और उदाहरण है। एम्बेडेड और मोबाइल सिस्टम से लेकर दुनिया के सबसे बड़े मेनफ्रेम और सुपर कंप्यूटर तक: लिनक्स ने हर जगह जड़ जमा ली है। और लिनक्स 300 मिलियन से अधिक मोबाइल उपकरणों के लिए एक सार्वभौमिक प्रणाली के रूप में अपने विकास के लिए जारी है।

ओपन vswitch

लिनक्स सबसे लोकप्रिय वर्चुअलाइजेशन प्लेटफॉर्म बना हुआ है। लिनक्स न केवल एक विश्व स्तरीय ऑपरेटिंग सिस्टम है, बल्कि एक विश्व स्तरीय हाइपरविजर भी है। कर्नेल की मुख्य शाखा में ओपन vSwitch की शुरूआत उन उपयोगकर्ताओं के लिए इस स्थिति की पुष्टि करती है जो लिनक्स को वर्चुअलाइजेशन प्लेटफॉर्म के रूप में उपयोग करते हैं और लिनक्स पर IaaS सेवाएं प्रदान करते हैं।

एक वर्चुअल स्विच एक हार्डवेयर स्विच के सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन से ज्यादा कुछ नहीं है। मुझे केवल आपको याद दिलाना है कि वर्चुअलाइजेशन प्लेटफ़ॉर्म (KVM या Xen में बने फॉर्म में) आपको एक हाइपरवाइज़र पर ऑपरेटिंग सिस्टम (वर्चुअल मशीन के रूप में) की कई प्रतियाँ चलाने की अनुमति देता है जो मशीन के भौतिक संसाधनों तक पहुँच को नियंत्रित करता है। वर्चुअल स्विच का परिचय नेटवर्किंग बुनियादी सुविधाओं के नए रूपों शुरू करने से अमूर्त फैली हुई है। आभासी स्विच आभासी मशीनों एक आभासी नेटवर्क के माध्यम से एक दूसरे के साथ संवाद करने के लिए एक प्रभावी साधन प्रदान करता है। ओपन vSwitch वर्चुअल स्विच की कार्यक्षमता का विस्तार करता है, जिससे आप कई हाइपरविजर के वर्चुअल नेटवर्क को जोड़ सकते हैं। इस तरह, आभासी मशीनें एक आभासी नेटवर्क के माध्यम से अन्य हाइपरविजर पर स्थित मशीनों के साथ संचार कर सकती हैं।

खुला vSwitch अंदर नेटवर्क वर्चुअलाइजेशन के लिए काम करता है की एक विस्तृत सेट है। इन कार्यों में: QoS, vlan'y, फ़िल्टरिंग और ट्रैफ़िक का अलगाव, साथ ही निगरानी और नियंत्रण के लिए प्रोटोकॉल का एक सेट (जैसे OpenFlow और NetFlow)। इस तथ्य के बावजूद कि लिनक्स में पहले से ही वर्चुअल स्विच (लिनक्स ब्रिज) का कार्यान्वयन था, ओपन वीस्विच एक बहुत अधिक कार्यात्मक समाधान है और इसलिए, एक स्वागत योग्य अतिरिक्त है।

फाइल सिस्टम में बदलाव

रिलीज 3.3 में, कुछ परिवर्तन कई फाइल सिस्टम में किए गए हैं जो उपयोगकर्ताओं और डेवलपर्स दोनों के लिए प्रासंगिक होंगे। उपयोगकर्ताओं के लिए, यह इनपुट / आउटपुट ऑपरेशन (“EXT4_IOC_RESIZE_FS” ध्वज के साथ ioctl कॉल) के नियंत्रण के माध्यम से ext4 संस्करणों का एक ऑनलाइन आकार है। "ऑनलाइन" से मतलब है कि सिस्टम चालू है। इसके अलावा, अब सभी आकार बदलने आपरेशन गिरी है, जो इसे तेज करता में किया जाता है।

Btrfs के लिए संतुलन तंत्र को फिर से लिखा गया है । अब यह रुके हुए और फिर से शुरू होने वाले काम का समर्थन करता है। इस तंत्र का उपयोग ऐसे मामलों में मेटाडेटा संरचना को बदलने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, एक नई हार्ड डिस्क को जोड़ने के रूप में। बीट्रॉफ़ का सुधार जारी 3.4 में जारी रहा, जिसने क्षतिग्रस्त वॉल्यूम ( बीट्रॉफ़-रिस्टोर ) से डेटा को पुनर्प्राप्त करने के लिए एक उपयोगिता पेश की। इसके अलावा, 3.4 को जारी करने के लिए कुछ बदलाव किए गए थे, जिन्होंने btrfs में प्रदर्शन और त्रुटि से निपटने में सुधार किया: कुछ त्रुटि संदेशों के बजाय, अब यह इन त्रुटियों से निपटने का सुरुचिपूर्ण तरीका है। 3.4 रिलीज से पहले, btrfs गाय तंत्र के कारण लिनक्स वर्चुअल मेमोरी मैनेजर के साथ खराब रूप से संगत था (बाद वाले कैश पृष्ठों के लिए गया था जो अब बहुत लंबे समय तक btrfs द्वारा आवश्यक नहीं थे)। इस कमी को पूरा करने के लिए शोधन किया गया। ( juick.com/thegreatz/1982110#5 द्वारा तय)

RAID कार्यान्वयन को भी बदल दिया गया है। अब RAID का सॉफ़्टवेयर कार्यान्वयन गर्म स्वैपिंग का समर्थन करता है: एक मात्रा से डेटा को दूसरी मात्रा में स्थानांतरित किया जा सकता है, जबकि पहले बाद में डेटा हानि के बिना सरणी से हटाया जा सकता है। इस फ़ंक्शन को परिचित mdadm के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है।
अंत में, रिलीज 3.4 क्यूएनएक्स 4 फाइल सिस्टम के लिए समर्थन जोड़ता है (अब तक केवल पढ़ने के लिए मोड में)।

डेवलपर्स इन त्रुटियों से उबरने की क्षमता (तंत्र sysfs के माध्यम से काम करता है) की जांच करने के लिए नेटवर्क फाइल सिस्टम ( एनएफएस ) ऑपरेशन में त्रुटियों को पेश करने में सक्षम थे। Brtfs डेवलपर्स के लिए, एक फ़ाइल सिस्टम अखंडता जांच उपयोगिता जोड़ी गई है, जिसका उपयोग अमान्य लेखन अनुरोधों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है, जो तेजी से ठीक करने में मदद करेगा।

नेटवर्क में सुधार।

इसके अलावा रिलीज 3.3 में, कई उन्नत बदलाव किए गए हैं।

कम-विलंबता वातावरण (जैसे सुपर कंप्यूटर कंप्यूटिंग) के लिए, SCSI RDMA प्रोटोकॉल के माध्यम से उपकरणों तक पहुंच प्रदान करने की क्षमता पेश की गई है ( आप यहां बहुत संक्षेप में पढ़ सकते हैं: ru.wikipedia.org/wiki/InfiniBand )। SCSI RDMA एक प्रोटोकॉल है कि आप ब्लॉक उपकरणों के लिए एक परिवहन के रूप में RDMA उपयोग करने के लिए अनुमति देता है। RDMA InfiniBand'om बनाए रखा और पर्याप्त रूप से सुपर कम्प्यूटिंग वातावरण में वितरित किए।

RED (रैंडम अर्ली डिटेक्शन ) पैकेज शेड्यूलर को संशोधित कर दिया गया है। सैली फ्लोयड (सैली फ्लॉयड), रामकृष्ण गामड़ी (रामकृष्ण गुम्मदी) और स्कॉट शेनकर (स्कॉट शेनकर) के प्रस्तावों के अनुसार काम का एल्गोरिथ्म बदल दिया गया है। नए अनुसूचक को ARED कहा जाता है (अनुकूली RED, जिसे आमतौर पर अनुकूली के रूप में अनुवादित किया जाता है;)। RED सांख्यिकीय संभावना के आधार पर गिराए गए कतार और पैकेट के औसत आकार को ट्रैक करता है। एक खाली कतार के साथ, सभी पैकेट स्वीकार किए जाते हैं। जब कतार दहलीज के ऊपर भर जाती है, तो लगभग सभी पैकेट छोड़ दिए जाते हैं। ARED केस-बाय-केस के आधार पर निर्णय लेता है कि क्या औसत कतार लंबाई की टिप्पणियों के आधार पर RED को अधिक या कम आक्रामक बनाया जाए। आप ARED के बारे में और सामग्री यहाँ से जान सकते हैं: icir.org/floyd/papers/adaptiveRed.pdf ।

इसके अलावा रिलीज 3.3 में नया कार्यान्वयन में जोड़ा गया है अप्रचलित संबंध चालक को बदलने के लिए। कई भौतिक इंटरफेस को एक वर्चुअल ग्रुप में जोड़ना आपको अधिक विश्वसनीयता और बैंडविड्थ के साथ इंटरफेस बनाने की अनुमति देता है (उदाहरण के लिए, 802.1AX प्रोटोकॉल के साथ)। वर्तमान में, नए तंत्र के संचालन के दो तरीके समर्थित हैं: गोल-रॉबिन या सक्रिय-बैकअप नियम के अनुसार पैकेट का सरल वितरण। पहले मामले में, पैकेट भौतिक इंटरफेस से प्रत्येक के साथ बारी में भेज देते हैं। दूसरे मामले में, डेटा को एक भौतिक इंटरफ़ेस पर प्रेषित किया जाता है और, जब इसे स्पेयर पर "गिरा दिया जाता है"।

किए गए परिवर्तनों की बड़ी संख्या के बीच, cgroups कार्यान्वयन के लिए एक दिलचस्प इसके अलावा भी हाइलाइट किया जा सकता है: TCP के लिए बफर प्रतिबंधों का कार्यान्वयन जोड़ा जाता है। cgroups विभिन्न तरीकों से उपयोग किया जाता है। सहित - आभासी मशीनों के संसाधनों को सीमित करने के लिए। इस परिवर्तन के बाद, सिस्टम मेमोरी के उपयोग की बारीक ट्यूनिंग उपलब्ध हो गई, और इसलिए संपूर्ण रूप से सिस्टम का अधिक विस्तृत नियंत्रण।

अन्य दिलचस्प बदलाव

कर्नेल रिलीज़ 3.3 में वे परिवर्तन भी शामिल हैं जो फ़ाइल सिस्टम या नेटवर्क से संबंधित नहीं हैं। नई वास्तुकला के लिए समर्थन जोड़ा गया था: टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स C6x प्रक्रिया का समर्थन करने के लिए प्रोजेक्ट कोड को कर्नेल की मुख्य शाखा में जोड़ा गया था। C6x एक या अधिक कोर के साथ VLIW आर्किटेक्चर प्रोसेसर हैं। ये प्रोसेसर एसएमपी और कैश सुसंगतता जैसी सुविधाओं का समर्थन नहीं करते हैं। इसके अलावा, उनके पास मेमोरी मैनेजमेंट यूनिट (MMU) नहीं है। इन कमियों के बावजूद, C6x श्रृंखला के प्रोसेसर में कई प्रकार की परिधीय और अतिरिक्त ब्लॉक सीधे चिप पर बने होते हैं (उदाहरण के लिए, फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म के लिए)।
रिलीज 3.4 में एनवीडिया केपलर और नवीनतम एएमडी राडोन और ट्रिनिटी जैसे नवीनतम जीपीयू का समर्थन शामिल है।

ARM आर्किटेक्चर अब LPAE एक्सटेंशन (1TB तक मेमोरी के साथ काम करने के लिए PAE) का समर्थन करता है। विवरण के लिए, उदाहरण के लिए, www.linux-arm.info/index.php/130-linux-support-for-arm-lpae से पीडीएफ देखें )। इसके अलावा, एनवीडिया (टेग्रा 3) से सिंगल-चिप सिस्टम के लिए समर्थन शामिल है। इन परिवर्तनों से एआरएम प्रोसेसर कम-शक्ति सर्वर खंड में इंटेल प्रोसेसर के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं। एएमडी आईओएमएमयू के कार्यान्वयन में कई बदलाव किए गए, जिसने मेमोरी डिवाइसों तक पहुंच के संदर्भ में, रिसाइबल मेमोरी पेज और सुरक्षा के प्रबंधन में सुधार किया। वर्चुअल I / O सुविधाएँ केवीएम को आभासी मशीनों को उपकरण प्रदान करने की क्षमता का विस्तार करती हैं। इसके अलावा, S390 आर्किटेक्चर को 64 टीबी तक रैम (पिछले संस्करणों में 1 टीबी) का समर्थन करने के लिए परिष्कृत किया गया है।

प्रदर्शन निगरानी इकाई को केवीएम के लिए एक आभासी इंटरफ़ेस प्राप्त हुआ। इस प्रकार, अब अतिथि ओएस अपने मंच पर प्रदर्शन को ट्रैक कर सकते हैं। इस निगरानी के भाग के रूप में, "निष्पादित निर्देशों की संख्या (सेवानिवृत्त निर्देश), जैसे हिट और कैश पर हिट, और संक्रमण की भविष्यवाणी की सफलता भी उपलब्ध हैं। एक अन्य उपयोगी नवाचार "सुरक्षित रीसेट" फ़ंक्शन है। यह फ़ंक्शन न केवल अनुरोध के रूप में सेक्टर को मुफ्त में चिह्नित करने की अनुमति देता है, बल्कि इसे पूरी तरह से हटाने के लिए भी।
विभिन्न आई / ओ ड्राइवर (blk, शुद्ध, गुब्बारे और कंसोल) अब बनाए रखा और है ACPI एस 4 नींद राज्य है, जो अर्थ यह है कि अब अतिथि VMs Xen'e कर सकते हैं सुप्तावस्था।

जटिल स्मृति भ्रष्टाचार समस्याओं को दूर करने के लिए, एक नया CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC कॉन्फ़िगरेशन विकल्प जोड़ा गया है। जब इसे चालू किया जाता है, तो प्रोसेसर की असंबद्ध पृष्ठों तक पहुंच की निगरानी की जाएगी। इस विकल्प को सक्षम करने से स्वाभाविक रूप से कम प्रदर्शन होगा।

भविष्य पर एक नजर।

लिनक्स का विकास जारी है और 3.4 रिलीज होने के बाद ही, जारी किया गया उम्मीदवार 3.5 अगस्त 2012 में रिलीज के लिए तैयार है।
अगली रिलीज में, हम बहुत सी नई चीजों की प्रतीक्षा कर रहे हैं: btrfs में राइटबैक तंत्र में सुधार किया गया है, ext4 में डेटा हेरफेर को निर्धारित करने के लिए चेकसम को स्टोर करने की क्षमता को जोड़ा गया है। लिनक्स जल्द ही SCSI पर USB या SCSI पर USB का उपयोग कर अपने उपकरणों तक पहुँच का समर्थन कर सकता है। वे प्राप्त डेटा का विश्लेषण करने के लिए उपयोगकर्ता-अंतरिक्ष में सर्वे समर्थन और सिस्टमटैप के उपयोग को शामिल करने का भी वादा करते हैं। भविष्य में, कई और दिलचस्प चीजें होंगी, जैसे कि कोर विकसित होती है।