Linux 2.6新内核的设计理念及新特性

  新内核是振奋人心的，无论对于企业用户、个人爱好者还是开发者。新内核的功能比以往任何一个版本都更加强大，它支持更多类型的处理器，提高了可靠性和可扩展性，势必推动 Linux 更广泛地应用。 　　对于高端服务器，新特性改进了性能、可扩展性、吞吐率，以及对多处理机服务器的支持。对于 嵌入式 领域，新内核合并了uC Linux ，添加了新的体系结构和处理器类型，包括对无MMU系统的支持。对于桌面用户，新内核则添加了一整套新的音频和多媒体驱动程序。 Linux 强劲的发展势头再次向人们展现了其独特的魅力。
　　 Linux 2.6内核新特性
　　支持更多处理器，比如AMD64、一些大型机及 嵌入式 等，同时改进了对已有处理器的支持。
　　采用抢占式内核，使交互式操作的响应速度大大提高。
　　修改了I/O子系统部分，保证在各种工作负荷下I/O都有很好的响应速度。
　　更新了IDE/ATA、SCSI等存储总线，解决和改善了以前的一些问题，比如2.6版内核可以直接通过IDE驱动程序来支持IDE CD/RW设备，而不必像以前一样要使用一个特别的SCSI模拟驱动程序。
　　大量改进文件系统，比如支持Windows的逻辑卷管理器、重写对NTFS文件系统的支持、改进HPFS等。
　　改进和部分重写了Modules功能，使之更稳定。
　　改进对USB的支持，使之能够支持当前多数主流的USB设备。
　　加强对无线设备的支持。
　　增加了ALSA(Advanced Linux Sound Architecture)。ALSA是有希望取代旧式OSS(Open Sound System)的另一种声音系统，能支持全杜比录音及回放、无缝混音、支持声音合成设备、USB声卡等。
　　支持更多种类和型号的多媒体设备。
　　网络功能新增了对IPSec协议的支持，改进了对IPv6的支持。
　　新增“Enable different security models”。
　　编译系统的改进。
　　实际上2.6版内核的很多新特性都是针对企业应用的改进，比如最大支持64个CPU、64GB内存、支持NUMA(非一致存储访问)等。对于普通PC用户，从2.6版内核中感受到的将是USB支持、响应速度、音频、无线设备、PDA等方面的提高。
2．文件系统

　　1) 本地文件系统
　　相对于 Linux 2.4而言，2.6版内核对于文件系统的支持在很多方面都有大的改进。
　　日志文件系统的最大优点是它的容错能力。一个设计精良的日志文件系统在损坏恢复方面，比传统的日志文件实现起来更容易、时间更短、返回服务功能更快。2.6版内核增加了对日志文件系统功能的支持，解决了2.4版在这方面的不足。
　　2.6版内核在文件系统上的关键变化还包括对扩展属性及POSIX标准访问控制的支持。ext2/ext3作为大多数 Linux 系统缺省安装的文件系统，在2.6版内核中是改进最大的一个。最主要的变化是对扩展属性的支持，即给指定的文件在文件系统中嵌入一些元数据。很多其它操作系统，如Windows已经大量地使用了这种扩展属性。但Unix系的操作系统一般都还不能很好地支持扩展属性，很多用户级程序需要进行更新才能保存和转储这些扩展属性信息。
　　2) 网络文件系统
　　 Linux 下块设备最常见的用法是在块设备上建立一个文件系统。但并不是所有文件系统都作为块设备被加载，像进程、共享内存和设备文件系统等完全都是虚拟的。还有其它一些文件系统是通过网络加载的，其完成的方法多样，许多操作系统都提供自己的方法来处理。 Linux 可以识别当前的大部分网络文件系统(NFS)。
　　 Linux 2.4内核在显著提高NFS加载目录稳定性的同时，还提供对NFS协议最新版本——NFSv3的支持。NFSv3能更好地支持文件系统同步、文件锁定等功能。
　　 Linux 2.6内核中，网络文件系统同样得到了更新和改进。最大的改进就是实验性地支持NFSv4协议在客户端和服务器端的实现。新版本有更强、更安全的身份认证(采用加密技术)，支持更智能化的锁管理、伪文件系统等。 Linux 2.6还没有实现所有NFS4的新特征，但目前的版本已经比较稳定，并能够支持一些产品级的应用。同时，改进了基于 Linux 的NFS服务端的实现，从而具有更好的扩展性、完整性、健壮性。通过新的NFSd文件系统能够更加便捷地管理，而不再需要通过系统调用来管理。
　　除了改进对网络文件系统的支持， Linux 2.6在对Windows类型的网络文件系统支持方面也进行了改进。 Linux 新内核能够在SMB协议的客户端对该协议的很多版本提供不错地支持。同时，2.6新内核无需在内核编译阶段手动选择从Windows 9x或Windows NT/2000加载的选项，而能够自动检测远端操作系统的类型，并能够进行必要地排错。
　　 Linux 2.6还加入了相对新的一些分布式网络文件系统，支持一个逻辑卷上的文件分布在多个节点中。
　　3． 嵌入式 系统
　　 嵌入式 系统是一种以应用为中心，计算机技术为基础，软件/硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。
　　 嵌入式 领域是 Linux 应用的广阔天地。uC Linux 是 Linux 应用在微控制器平台的一个项目，是一种针对不带MMU的 ARM 微处理器的 嵌入式 操作系统。uC Linux 完全符合GNU/GPL公约，完全开放代码，它的很多特性都和 Linux 相同，最典型的特征是无MMU(内存管理单元)。
　　 Linux 2.6内核扩展多 嵌入式 平台支持的一个主要途径就是把uC Linux 的大部分并入主流内核功能中。目前许多 嵌入式 处理器如 ARM 系列等，很多都是无MMU的。uC Linux 在 嵌入式 系统中的应用非常广泛。因此， Linux 2.6对无MMU体系结构的支持，及将 Linux 和uC Linux 合并到统一的新内核中，无疑为 Linux 在 嵌入式 领域的广泛应用加重了砝码。
　　总结
　　我们从三个不同方面提纲挈领地介绍了 Linux 2.6内核的一些特点，旨在为读者展示新内核的设计理念和相对于2.4版内核的进步。一个设计优良的操作系统应该有一个精简一致的构造,在添加新功能时不必破坏原有的结构，并在后续发展中能够保持前后一致。 Linux 由于最初设计时的科学性，在后来的发展中没有在设计思想上做过大的变动。虽然 Linux 有很多版本，但是通过POSIX标准，这些不同版本的系统在源代码上都能保持高度的兼容。因此，无论是最新推出的 Linux 2.6版本内核，还是仍在不断完善稳定的2.4版本内核，或者是将来功能更加强大的新内核， Linux 都将会在兼容的基础上继续进步。