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1.3 Die Entstehungsgeschichte von Linux

Da Linux wie BSD ein Unix-ähnliches Betriebssystem ist und eine Vielzahl von Unix-Eigenschaften besitzt, beschäftigen wir uns an dieser Stelle zunächst einmal mit der Entstehungsgeschichte von Unix. Wir beginnen dazu mit einem Rückblick in das Mittelalter der Informatik.

1.3.1 Unix

Im Jahre 1965 begannen Bell Labs, General Electric und das MIT mit der Arbeit an einem Betriebssystem für Großrechner namens MULTICS (Multiplexed Information and Computing Service). Als allerdings feststand, dass dieses Vorhaben scheitern würde, stiegen die Bell Labs aus.

Die Raumfahrt

Als 1969 das Apollo-Raumfahrtprogramm der USA im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit stand, begann Ken Thompson (Bell Labs) aufgrund unzureichender Möglichkeiten der Programmentwicklung, ein Zwei-User-Betriebssystems für die DEC PDP-7 zu schreiben. Sein Ziel war es, raumfahrtbezogene Programme zu entwickeln, um Orbit-Berechnungen für Satelliten, Mondkalender und Ähnliches zu realisieren. Das Grundprinzip von MULTICS wurde dabei übernommen, und so erhielt das spätere Unix beispielsweise ein hierarchisches Dateisystem.

Brian Kernighan (ein (Mit-)Entwickler wichtiger Unix-Programme wie awk) nannte dieses System spöttisch UNICS (»Emasculated Multics is Unics.«, zu deutsch »Entmanntes Multics ist Unics.« [Fn. Dieser Satz spielt auch darauf an, dass sich »Unix« im Englischen auf »eunuchs« reimt. Der Name der Emulatorsoftware Bochs (reimt sich auf »box«) spielt wohl ebenfalls hierauf an.]), weil es nur zwei Benutzer unterstützte. Erst später benannte man es aufgrund der Begrenzung für die Länge von Dateinamen auf der Entwicklungsplattform GECOS (General Electric Comprehensive Operating System) in Unix um.

Ursprünglich waren alle Unix-Programme in Assembler geschrieben. Ken Thompson entschied sich später, einen FORTRAN-Compiler [Fn. FORTRAN ist wie C eine Programmiersprache der dritten Generation und erlaubt das Programmieren auf einer höheren Abstraktionsebene.] zu schreiben, da Unix seiner Meinung nach ohne einen solchen Compiler wertlos wäre. Nach kurzer Zeit beschloss er allerdings, eine neue Programmiersprache namens »B« zu entwickeln, die stark von der Sprache BCPL (Basic Combined Programming Language) beeinflusst wurde.

Aus B wird C

Da das Team 1971 ein PDP-11-System bekam, das byte-adressiert arbeitete, entschloss sich Dennis Ritchie, aus der wortorientierten Sprache B eine byte-orientierte Sprache mit dem schlichten Namen »C« zu entwickeln, indem er z. B. Typen hinzufügte.

1973 wurde der Unix-Kernel komplett neu in C geschrieben. Dieses neue Unix (mittlerweile in der Version 4) wurde damit auf andere Systeme portierbar. Noch im selben Jahr wurde Unix zu einem Multiuser-Multitasking-Betriebssystem weiterentwickelt und der Öffentlichkeit vorgestellt. Da C gleichzeitig eine sehr portable, aber auch systemnahe Sprache war, konnte Unix recht gut auf neuen Plattformen implementiert werden, um dann auch dort performant zu laufen. Die Vorteile einer Hochsprache wurden hier deutlich: Man braucht nur einen Übersetzer für eine neue Hardwareplattform, und schon kann der Code mit nur wenigen Änderungen übernommen werden.

Derivate

1977 nahm man dann auch die erste Implementierung auf einem Nicht-PDP-System vor, nämlich auf einer Interdate 8/32. Dies gab den Anstoß für weitere Unix-Portierungen durch Firmen wie HP und IBM. So begann die Unix-Entwicklung, sich in viele Abkömmlinge, sogenannte Derivate, aufzuspalten.

System V

Die Unix-Variante von AT&T wurde 1981 mit der Variante der Bell Labs zu einem einheitlichen Unix System III kombiniert. 1983 kündigte Bell das System V an, das primär für den Einsatz auf VAX-Systemen an Universitäten entwickelt wurde. Im Jahr darauf kündigte AT&T die zweite Version von System V an. Die Anzahl der Unix-Installationen stieg bis dahin auf circa 100.000 an. 1986 erschien System V, Release 3. Schließlich wurde 1989 System V Release 4 (SVR4) freigegeben, das noch heute als Unix-Standard gilt.

Neben SVR4-Unix gab es noch die Entwicklung von BSD, auf deren Darstellung wir hier natürlich keineswegs verzichten möchten. [Fn. Schließlich haben wir der BSD-TCP/IP-Implementierung mehr oder weniger das heutige Internet zu verdanken.] Bereits 1974 verteilte AT&T Quellcode-Lizenzen an einige Universitäten. Auch das Computing Science Research Center (CSRC) der University of California in Berkeley erhielt solch eine Lizenz.

Bedeutung von Unix

Ken Thompson und Dennis Ritchie erhielten 1998 von Bill Clinton die National Medal of Technology der USA für die Entwicklung von Unix und C. [Fn. Quelle: http://www.heise.de/newsticker/meldung/Hoechste-Technologie-Auszeichnung-fuer-Unix-Erfinder-12385.html] 1983 erhielten Thompson und Ritchie den Turing Award – die bedeutendste Auszeichnung (quasi der Nobelpreis) der Informatik. Weitere wichtige Bücher dieser Autoren sind beispielsweise The Unix Programming Environment von Rob Pike und Brian Kernighan sowie The UNIX time-sharing system von Dennis Ritchie. Es ist zudem zu sagen, dass Ritchie und Kernighan mit ihrem Buch The C Programming Language eines der bedeutendsten Werke der Informatik verfasst haben.

1.3.2 BSD-Geschichte

Das erste BSD

In Berkeley entwickelte in den darauffolgenden Jahren ein Kreis aus Entwicklern der dortigen Universität einen neuen Systemcode samt Verbesserungen für AT&T-Unix. 1977 wurde daraus von Bill Joy 1BSD, die erste Berkeley Software Distribution, zusammengestellt. Im darauffolgenden Jahr wurde 2BSD veröffentlicht, das über neue Software und weitere Verbesserungen verfügte.

Das erste freie Unix

1979 beauftragte die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) der amerikanischen Regierung die Computer Systems Research Group (CSRG), die Referenzimplementierung der Protokolle für das ARPANET, den Vorläufer des Internets, zu entwickeln. Die CSRG veröffentlichte schließlich das erste allgemein verfügbare Unix namens 4.2BSD, das unter anderem folgende wichtige Merkmale aufwies:

Integration von TCP/IP
Berkeley Fast Filesystem (FFS)
Verfügbarkeit der Socket-API

Somit kann dieses BSD-Derivat als Urvater des Internets angesehen werden. Durch die Integration von TCP/IP und die Berkeley Socket API wurden Standards geschaffen bzw. geschaffene Standards umgesetzt, die für das spätere Internet essenziell sein sollten. Die Tatsache, dass selbst heute noch eben diese Berkeley Socket API als Standard in allen netzwerkfähigen Betriebssystemen implementiert ist, verdeutlicht die Bedeutung dieser Entwicklungen nachdrücklich.

1989 entschloss man sich also schließlich dazu, den TCP/IP-Code in einer von AT&T unabhängigen Lizenz als Networking Release 1 (Net/1) zu vertreiben. Net/1 war die erste öffentlich verfügbare Version. Viele Hersteller benutzten den Net/1-Code, um TCP/IP in ihre Systeme zu integrieren. In 4.3BSD Reno wurden 1990 noch einmal einige Änderungen am Kernel und in den Socket APIs vorgenommen, um die OSI-Protokolle aufzunehmen.

Im Juni 1991 wurde das System Net/2 herausgegeben, das komplett neu und unabhängig vom AT&T-Code entwickelt worden war. Die wichtigsten Neuerungen von Net/2 waren die folgenden:

komplette Neuimplementierung der C-Bibliothek
Neuimplementierung vieler Systemprogramme
Ersetzung des AT&T-Kernels bis auf sechs Dateien

Nach einiger Zeit stellte Bill Jolitz, der nun auch die letzten sechs Dateien neu entwickelt hatte, ein vollständiges, bootbares Betriebssystem zum freien FTP-Down- load zur Verfügung. Es trug den Namen 386/BSD und lief auf der gleichnamigen Intel-Plattform.

Die Berkeley Software Design, Inc. (BSDI) brachte 1991 mit BSD/OS eine kommerzielle Weiterentwicklung von 386/BSD auf den Markt. Diese Version konnte für den Preis von 999 US-Dollar erworben werden.

NetBSD

1992 entstand außerdem das freie NetBSD-Projekt, das es sich zum Ziel setzte, 386/BSD als nichtkommerzielles Projekt weiterzuentwickeln und auf möglichst vielen Plattformen verfügbar zu machen.

Nachdem die Unix System Laboratories (USL), eine Tochtergesellschaft von AT&T, BSDI wegen einer Urheberrechtsverletzung verklagt hatten, mussten einige Veränderungen am Net/2-Code vorgenommen werden. Daher mussten 1994 alle freien BSD-Projekte ihren Code auf den von 4.4BSD-Lite (auch als Net/3 bezeichnet) umstellen. Mit der Veröffentlichung von 4.4BSD-Lite2 im Jahre 1995 wurde die CSRG aufgelöst. Allerdings werden die mittlerweile existierenden vier BSD-Derivate NetBSD, BSD/OS, FreeBSD und OpenBSD noch bis heute gepflegt und ständig weiterentwickelt. Im Laufe der letzten Jahre kamen noch diverse weitere Derivate wie PicoBSD dazu.

1.3.3 Stallman und das GNU-Projekt

Ebenfalls im Jahre 1992 wurde Linux unter die GNU General Public License (GPL) gestellt, die 1989 von Richard Stallman erarbeitet wurde. Stallman gründete 1983 das GNU-Projekt, das freie Software und Kooperationen zwischen den Entwicklern befürwortet. Außerdem ist Stallman Entwickler von bekannten Programmen wie dem Emacs-Editor oder dem GNU-Debugger.

Stallman ist noch heute einer der wichtigsten – wenn nicht der wichtigste – Vertreter der Open-Source-Philosophie. Stallman arbeitete in den 70er-Jahren am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in einem Labor für künstliche Intelligenz und kam dort zum ersten Mal mit Hackern in Kontakt. Die dortige Arbeitsatmosphäre gefiel ihm so gut, dass er ihre spätere Auflösung sehr bedauerte. Zudem wurde Software immer mehr in binärer Form und weniger durch Quelltexte vertrieben, was Stallman ändern wollte. Aus diesem Grund schuf er das GNU-Projekt, dessen Ziel die Entwicklung eines kompletten freien Betriebssystems war. [Fn. Die Abkürzung GNU steht dabei für »GNU is not Unix« und ist rekursiv.] Den Kern dieses Betriebssystems bildet heutzutage meistens Linux. Umgekehrt sind die wichtigsten Komponenten der Userspace-Software von Linux seit Beginn GNU-Programme wie der gcc. Richard Stallman versuchte daher später, den Namen GNU/Linux durchzusetzen, was ihm aber nur bedingt gelang.

GNU/Hurd und GNU/Mach

Neben dem Linux-Kernel als Kern für ein GNU-Betriebssystem gibt es mit GNU/Hurd eine Alternative. GNU/Hurd stellt verschiedenste Systemprozesse bereit und setzt auf dem Microkernel GNU Mach auf. Ein Microkernel ist ein Betriebssystemkern, in dem nur die allerwichtigsten Funktionen enthalten sind. Alle weiteren Funktionen (etwa Treiber) werden als Prozesse ausgeführt. Es gibt einzelne Linux-Distributionen, die GNU/Hurd als Kernel einsetzen (etwa Debian GNU/Hurd), doch ist uns keine aktuelle und zugleich vollentwickelte GNU/Hurd-Distribution bekannt.

1.3.4 Die Geschichte von Linux

Linux entstand, weil sein Entwickler, der finnische Informatikstudent Linus Torvalds, mit dem damals verfügbaren Minix-System von Andrew Tanenbaum nicht ganz zufrieden war. Torvalds begann im Frühjahr 1991 alleine mit der Arbeit an diesem neuen System und postete schließlich im August des Jahres eine erste Nachricht in die Minix-Newsgroup:

Listing 1.1 Linus Torvalds' Posting an comp.os.minix

From: torvalds@klaava.Helsinki.FI (Linus Benedict Torvalds)
Newsgroups: comp.os.minix
Subject: What would you like to see most in minix?
Date: 25 Aug 91 20:57:08 GMT

Hello everybody out there using minix -

I'm doing a (free) operating system (just a hobby, won't be big
and professional like gnu) for 386(486) AT clones. This has been
brewing since april, and is starting to get ready. I'd like any
feedback on things people like/dislike in minix, as my OS
resembles it somewhat (same physical layout of the file-system
(due to practical reasons) among other things).

I've currently ported bash(1.08) and gcc(1.40), and things seem
to work. This implies that I'll get something practical within
a few months, and I'd like to know what features most people
would want.  Any suggestions are welcome, but I won't promise
I'll implement them :-)

              Linus (torvalds@kruuna.helsinki.fi)

PS.  Yes – it's free of any minix code, and it has a multi-
threaded fs. It is NOT protable (uses 386 task switching etc),
and it probably never will support anything other than AT-
harddisks, as that's all I have :-(.

In seinem Buch »Just for Fun«, das wir Ihnen sehr empfehlen können, schreibt Torvalds, dass er während dieser Zeit fast nichts anderes tat als zu schlafen, zu programmieren und wenig Sex zu haben. Damit entsprach er dem typischen Nerd-Klischee.

Das erste Linux

Die erste veröffentlichte Entwicklerversion (0.01) stellte Torvalds am 17.09.1991 für Interessenten aus dem Usenet zur Verfügung. Die erste offizielle Version (0.02) wurde etwas später, nämlich am 05.10.1991, freigegeben.

1992

Im Folgejahr stellte er Version 0.12 auf einen anonymen FTP-Server, wodurch die Anzahl derjenigen stieg, die an der Systementwicklung mitwirkten. Im gleichen Jahr wurde die Newsgroup alt.os.linux gegründet.

Im gleichen Jahr hagelte es aber auch Kritik von Andrew Tanenbaum, dem Entwickler von Minix. Tanenbaum hielt Linux bereits für veraltet, weil es einen monolithischen Kernel benutzte und zudem schlecht portierbar war.

Linux 1.0 und 2.0

1994 wurde Version 1.0, deren komprimierter Code nun bereits über 1 MB groß war, veröffentlicht. Der Kernel verfügte zu diesem Zeitpunkt schon über Netzwerkfähigkeit. Außerdem portierte das XFree86-Projekt seine grafische Oberfläche – das X-Window-System – auf Linux. Das wohl wichtigste Ereignis in diesem Jahr ist jedoch, dass Torvalds den Kernel-Code unter der GNU General Public License veröffentlichte. Zwei Jahre später war Linux 2.0 zu haben. Erste Distributionen stellten ihre Systeme nun auf die neue Version um, darunter auch Slackware mit dem '96-Release.

Linux 2.2 und 2.4

1998 erschien die Kernel-Version 2.2. Von nun an verfügte Linux auch über Multiprozessor-Support. Im Jahr 2001 erschien schließlich die Version 2.4, mit der weitere Kern-Features Einzug in den Kernel hielten. Dazu zählen:

Unterstützung für neue Architekturen wie IBM S/390 und Intel IA64
Unterstützung für große Hauptspeicher (bis 64 GByte auf der Intel-Architektur)
bessere SMP-Unterstützung
die Möglichkeit, größere Dateien anzulegen
32-Bit-User- und -Group-IDs
ein besserer Scheduler
neue Dateisysteme (insbesondere ReiserFS und DevFS)
Unterstützung für Plug-and-Play-Geräte
die neue netfilter-Firewall
viele weitere Neuerungen

Kernel 2.6

Die aktuellen Kernel-Versionen bewegen sich seit 2003 im 2.6.x-er-Bereich. Linux erhielt mit der neuen Version wieder diverse neue Features. Dazu zählen:

ein neuer O(1)-Scheduler
Support für Hyper Threading
neue Architekturen (64 Bit PowerPC, 64 Bit AMD, ucLinux und Usermode Linux)
das ALSA Sound System
SATA-Support
Bluetooth-Support
ein neuer IDE-Layer
neue Dateisysteme (JFS, Ext4, NFSv4, XFS, AFS)

Zeitrechnung

Anhand dieser wichtigen Eckdaten betreiben eingefleischte Linux-Fans teilweise auch ihre eigene Zeitrechnung: Stellt man die Frage: »Seit wann arbeitest du eigentlich mit Linux?«, sollte man auf eine Antwort wie »Schon seit 2.0.34!« gefasst sein.

Gegenwart

Linus Torvalds kümmert sich auch heute noch um die Entwicklung des Linux-Kernels, ihm helfen dabei allerdings viele Tausend Entwickler weltweit. Viele von ihnen arbeiten kostenlos am Kernel, doch einige werden auch von Firmen bezahlt. Die meisten Entwickler senden verbesserten Code (sogenannte Patches) an Linus' wichtigste Kernel-Entwickler, etwa an Alan Cox. Die Entwickler überprüfen diese anschließend und leiten qualitativ hochwertige Patches an Linus Torvalds weiter, der sie dann in den Kernel einbauen kann. [Fn. Natürlich kann Torvalds Patches, die ihm nicht zusagen, auch ablehnen.] Linus übernimmt bei der Entwicklung des Linux-Kernels eine wichtige Rolle, die man in den Open-Source-Projekten als Benevolent Dictator for Life bezeichnet. Damit ist gemeint, dass diese Person ein Softwareprojekt leitet und die primäre Instanz für wichtige Entscheidungen der aktuellen und zukünftigen Entwicklung ist. [Fn. Weitere BDfLs finden sich unter http://de.wikipedia.org/wiki/Benevolent_Dictator_for_Life.]

Mittlerweile wird Linux in vielen Rechenzentren, Büros und Forschungsnetzwerken weltweit eingesetzt. Zudem haben sich viele Großprojekte darauf konzentriert, auf diesem freien System aufzubauen. Dazu zählen beispielsweise die beiden Projekte KDE und GNOME, aber auch die Office-Suiten OpenOffice.org und KOffice sowie die grafische Oberfläche des X.Org-Projekts.

Auch im Heimanwender-Bereich wird Linux seit Jahren verstärkt eingesetzt, bedingt einerseits durch seinen guten Ruf und die Tatsache, dass es gratis zu haben ist, andererseits aber auch durch die immer einfachere Handhabung.

1.3.5 Geschichte der Distributionen

Bootdisk und Rootdisk

Ursprünglich war nur der Quellcode des Linux-Kernels verfügbar, der von erfahrenen Unix-Anwendern übersetzt und gebootet werden konnte. Mit einem blanken, bootbaren Kernel konnte man aber nicht sonderlich viel anfangen, wenn man nicht wusste, wie die zugehörigen Benutzerprogramme, mit denen man dann etwa seine Mails lesen konnte, installiert werden. Aus diesem Grund stellte Linus Tovalds zunächst zwei Disketten-Images im Internet zur Verfügung, die besonders Anwendern alter Slackware-Versionen bekannt sein dürften: Die Boot- und die Rootdisk. Von der Bootdisk war es möglich, den Linux-Kernel beim Start des Rechners zu laden. War der Ladevorgang abgeschlossen, musste man die Rootdisk einlegen. Diese enthielt Basisanwendungen für Benutzer und machte das Linux-System für Anwender ohne größere Vorkenntnisse zugänglich.

SLS

Die erste halbwegs benutzbare Linux-Distribution nannte sich SLS (Softlanding Linux System) und wurde 1992 von Peter McDonald erstellt. Da SLS viele Fehler beinhaltete, entwickelten zwei Personen basierend auf SLS jeweils eine neue Distribution, die beide die ältesten heute noch aktiven Distributionsprojekte darstellen.

Slackware, Debian

Der erste Entwickler war Patrick J. Volkerding, der im Juli 1993 Slackware 1.0.0 veröffentlichte. Ian Murdock gab im August 1993 die erste Debian-Version frei. Auf Debian und Slackware basieren zahlreiche der heute aktiven Distributionen (etwa Zenwalk oder Ubuntu). Beide haben nach wie vor viele Anhänger. Während es von Slackware nur immer eine stabile (freigegebene) Version und eine Entwicklungsversion gibt, gibt es von Debian drei verschiedene Varianten: stable, testing und unstable. Die stable-Release enthält nur stabile Pakete, die über einen längeren Zeitraum mit Updates versorgt werden. Oft nutzt man Pakete aus diesem Zweig für die Serverinstallation, da hier Sicherheit in der Regel vor Aktualität geht. Im testing-Zweig findet man alle Pakete, die in das zukünftige stable-Release eingehen sollen. Hier können die Pakete ausführlich getestet und für die Veröffentlichung vorbereitet werden. Der unstable-Zweig ist trotz seines Namens nicht zwangsläufig instabil. Stattdessen findet man hier immer die aktuellen Pakete, die so oder anders frühestens in das übernächste Debian-Release Einzug halten werden. Aufgrund der Aktualität können wir trotz manchmal auftretender Probleme diesen Zweig vor allem für Workstation-Installationen empfehlen.

Ein besonders interessantes Interview mit Patrick Volkerding, das 1994 mit dem Linux Journal geführt wurde, findet sich hier: http://www.linuxjournal.com/article/2750. Ebenfalls historisch interessant ist die von Phil Hughes geschriebene Nachricht über die Freigabe der Version 2.0 von Slackware (http://www.linuxjournal.com/article/2795).

Red Hat

Im November 1994 wurde die Distribution Red Hat begründet, die auf Slackware basierte, aber ein eigenes Paketformat (RPM) bekam. Auf ihr basieren die heutigen Distributionen Red Hat Enterprise Linux und Fedora.

SuSE

Ebenfalls 1994 wurde die Distribution SuSE Linux veröffentlicht. SuSE Linux war jahrelang die in Deutschland populärste Linux-Distribution, zusammengestellt durch die der Software- und System-Entwicklungsgesellschaft mbH aus Nürnberg. Mit ihr gab es (neben Red Hat Linux) eine einfach zu bedienende Distribution mit großer Paketauswahl. Für den deutschen Markt war zudem die ISDN-Unterstützung sehr bedeutsam. Später wurde die Firma von Novell übernommen und der Name SuSE komplett groß geschrieben, also »SUSE«. Heute gibt es die von der Community mitgepflegte Variante openSUSE sowie die Enterprise-Varianten SLES und SLED (SUSE Linux Enterprise Server/Desktop) für Unternehmen.

Mandrake

Im Juli 1998 wurde mit Mandrake Linux eine neue benutzerfreundliche Distribution veröffentlicht, die auf Red Hat basierte. Heute heißt sie Mandriva Linux.

Knoppix

Knoppix von Klaus Knopper war die erste wirklich bekannte Distribution, die sich direkt von CD starten und komplett benutzen ließ. Diese Distribution wird nach wie vor aktiv weiterentwickelt und setzt den LXDE-Desktop ein.

Gentoo

Gentoo Linux basiert auf einem BSD-artigen Ports-System (man spricht bei Gentoo allerdings nicht von Ports, sondern von Ebuilds), also einem System, bei dem Software erst kompiliert werden muss (mehr dazu in Abschnitt ). Die Hauptvorteile von Gentoo liegen in der großen Anpassbarkeit und der Performance der für den eigenen Prozessor optimierten Software. Gentoo richtet sich eher an fortgeschrittene Benutzer und bietet mittlerweile neben dem Linux-Kernel auch einen FreeBSD-Kernel an (dies gilt übrigens auch für einige andere Distributionen).

Ubuntu

Eine der mittlerweile populärsten Linux-Distributionen ist das auf Debian basierende Ubuntu mit seinen Abkömmlingen Kubuntu, Xubuntu und Co. Das Ubuntu-Projekt verfolgt das Ziel, eine möglichst einfach zu bedienende, am Anwender orientierte Distribution zu schaffen. Die Versionsnummern von Ubuntu setzen sich übrigens aus dem Erscheinungsjahr und -monat zusammen. Die Version 10.04 erschien entsprechend im April 2010. Der Distributor gibt zudem sogenannte LTS-Versionen (Long Time Support) heraus, die besonders lang unterstützt werden.

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