FreeBSD 操作系统

在本文中，我们将学习 FreeBSD 操作系统，包括其特性、优点和缺点。

什么是 FreeBSD 操作系统？

FreeBSD 是一个免费且开源的 UNIX 操作系统，它源自 Berkeley 软件发行版 (BSD)。FreeBSD 的初始版本于 1993 年发布。到 2005 年，它成为最受欢迎的开源 BSD 操作系统，占所有 BSD 系统安装量的四分之三以上，并且拥有简单且宽松的许可证。由于法律限制，它可能无法被标记为 UNIX 操作系统，但它与 UNIX 内部结构和 API 兼容。由于 FreeBSD 的许可证规则赋予开发者极大的自由度，许多 FreeBSD 代码已被其他操作系统（如 MAC OSX）重用。然而，它并未被归类为 UNIX 操作系统，而 MAC OSX 拥有官方的 UNIX 品牌认证。

Lynne Jolitz 和 William Jolitz 这两位开发者在获得 OS 后，将其重命名为 386BSD，用于 80386 CPU。由于其完善的文档、工具、内核和设备驱动程序等特点，它被定义为一个功能齐全的操作系统。该操作系统的功能设计使其适用于多种应用。因此，它可以在桌面环境和服务器上运行。广泛传闻它被用于开发 Apple OS。

FreeBSD 的大部分代码库已被集成到其他操作系统中，如 Darwin、TrueNAS、PlayStation 3、PlayStation 4 和 Nintendo Switch 游戏机的系统软件。可以通过 pkg、FreeBSD Ports 或手动编译源代码来安装其他第三方软件。一个安全团队作为其计划的一部分，负责监督基础发行版中提供的所有软件。

FreeBSD 操作系统的历史

FreeBSD 操作系统的背景

1974 年，加州大学伯克利分校的 Bob Fabry 教授从 AT&T 获得了 UNIX 源代码许可证。在 DARPA 的协助下，计算机系统研究组开始修改和升级 AT&T Research Unix。这个增强版本包含了虚拟内存、TCP/IP 和 Berkeley 快速文件系统，被称为 “Berkeley Unix” 或 “Berkeley 软件发行版”。1976 年，Bill Joy 发起了 BSD 项目。由于 BSD 包含 AT&T UNIX 操作系统的代码，所有接收者都必须先获得 AT&T 的许可证才能使用 BSD。

BSD 的第一个公开版本于 1989 年 6 月发布，称为 “Networking Release 1” 或 Net-1。Net-1 发布后，BSD 开发者 Keith Bostic 建议用原始 BSD 许可证下可用的开源代码替换所有 AT&T 代码。18 个月后，大部分 AT&T 代码已被修改。1991 年，BSD 发布了 “Networking Release 2” (Net-2)。

FreeBSD 的诞生

在 Net-2 发布后，Lynne Jolitz 和 William Jolitz 创建了六个 AT&T 文件的替代品，为基于 Intel 80386 处理器的处理器改编了 BSD，并将他们的新操作系统命名为 386BSD。他们通过匿名 FTP 站点分发了 386BSD。386BSD 的开发进度缓慢，一段时间后，一组 386BSD 用户决定自行分支，以保持操作系统的更新。该项目于 1993 年 6 月 19 日被命名为 FreeBSD。FreeBSD 操作系统的初始版本于 1993 年 11 月发布。

FreeBSD 发布后，它得益于一个强大而忠诚的社区，该社区在过去 30 多年里一直在持续开发它，并不断推出更新。目前，FreeBSD 操作系统于 2021 年 4 月发布了最新版本 13.0。如今，它被 Juniper Networks、IBM、Nokia 和 NetApp 等众多 IT 公司用于制造其产品。Apple 的 Mac OS X 操作系统的一部分基于 FreeBSD。

FreeBSD 操作系统的特性

有很多原因可以将它用作操作系统。让我们逐一看看。

1. 服务器

FreeBSD 系统通常在基础系统中包含许多与服务器相关的软件包。这些重要软件的可用性使得您可以轻松配置 FreeBSD 操作系统，并将其用作 Web 服务器、DNS 服务器、防火墙、FTP 服务器、邮件服务器或路由器。

2. 网络

FreeBSD 的 TCP/IP 堆栈极大地促进了这些协议的广泛使用。它支持范围广泛的网络，例如 IPSec、SCTP、IPv6 和无线网络。FreeBSD 甚至支持 IPX 和 AppleTalk 等旧协议。此外，FreeBSD 目前支持 CARP (Common Address Redundancy Protocol)。它从 OpenBSD 操作系统导入。CARP 允许多个节点共享一组公共 IP 地址。这主要好处是，如果一个节点发生故障，其他节点仍然可用以处理请求。

3. 嵌入式系统

由于可以轻松扩展以支持 PowerPC、MIPS 和 ARM，因此它可以用作嵌入式系统。

4. 可移植性

通常，FreeBSD 操作系统项目会将整个架构分成多个层。这些层提供了不同级别的支持。第一层架构非常成熟且得到全面支持。第二层有主要开发。第三层是实验性的，不进行开发。最后，第四层架构没有支持。

5. 存储

存储是 FreeBSD 操作系统的关键特性。它通常会发布软更新，以确保 UFS（UNIX 文件系统）文件系统的一致性。其维护有助于我们在计算机系统崩溃时恢复。文件系统快照允许您在执行其他有价值任务的同时立即创建文件，并且这些快照允许您对正在运行的文件系统进行可靠的备份。GEOM 是一个模块化架构，目前提供 RAID 级别 0、1 和 3、缓存、连接、全盘加密和网络备份存储。GEOM 还允许您通过将各种机制链接在一起，创建复杂的存储解决方案。

6. FreeBSD bhyve

其基础系统现在包含一个名为 BSD 许可、无旧版限制的虚拟机管理程序。它目前可以通过 grub-bhyve 端口运行所有受支持版本的 OpenBSD 操作系统、FreeBSD 操作系统和 Linux。

7. 内核

FreeBSD 的内核支持各种重要任务，如进程管理、通信、引导和文件系统。它有一个单体内核，并采用模块化设计。模块用于设计内核的各个部分，包括驱动程序。这些模块可以随时由用户加载和卸载。

FreeBSD 操作系统的发布

FreeBSD 操作系统共有 13 个版本。这些版本如下：

1. FreeBSD 1

初始官方版本于 1993 年 11 月发布。FreeBSD 版本 1.1.5.1 于 1994 年 7 月发布。Ports Collection 是 FreeBSD 1 OS 随附的端口相关功能集。

2. FreeBSD 2

FreeBSD OS 2.0 于 1994 年 11 月 22 日发布。1998 年 11 月 29 日，FreeBSD 2 的最终版本 2.2.8-RELEASE 发布。

3. FreeBSD 3

FreeBSD 3.0 于 1998 年 10 月 16 日发布。它是第一个使用 Giant 锁来支持对称多处理计算机的版本，标志着从 a.out 过渡到 ELF 可执行文件。FreeBSD 3.1 是第一个提供 USB 功能的 FreeBSD 版本，而 FreeBSD 3.2-RELEASE 是第一个包含千兆网卡支持的版本。

4. FreeBSD 4

FreeBSD 版本 4.0 于 2000 年 3 月发布。最新的 4-STABLE 版本 4.11 于 2005 年 1 月发布，维护至 2007 年 1 月 31 日。它因其可靠性而闻名，在早期互联网泡沫时期是 ISP 和 Web 主机公司中最受欢迎的操作系统之一。它被广泛认为是 UNIX 系列中最可靠、性能最高的操作之一。

5. FreeBSD 5

FreeBSD 于 2003 年 1 月 14 日发布。FreeBSD 5.4 和 5.5 的发布表明 FreeBSD 5.x 版本中提供的技术将在高度可靠和高性能的版本中拥有未来。它还包括蓝牙功能。

6. FreeBSD 6

FreeBSD 6 于 2005 年 11 月 4 日发布。2008 年 11 月 11 日，发布了 FreeBSD 6 的最新版本（版本 6.4）。

7. FreeBSD 7

在 FreeBSD 6 发布三年后的 2008 年 2 月 27 日，FreeBSD 7 发布。它包含了各种特性，包括 ARM 架构支持、jemalloc、GCC4、UFS 日志记录、SCTP、Sun 的 ZFS 文件系统的实验性移植，以及 SMP 性能更新。

8. FreeBSD 8

FreeBSD 8 于 2009 年 11 月 26 日发布。FreeBSD 8 中包含了一项新的虚拟化功能，称为 “vimage”。它是一个 FreeBSD jail，包含一个使用 jail 命令创建的 FreeBSD 网络堆栈的虚拟化版本。FreeBSD 中的 netisr（内核网络分发服务）基础设施已进行了修改，以支持并行线程。FreeBSD TTY 已被一个新的支持 SMP 并具有各种重要资源处理功能的新 TTY 取代。FreeBSD 8 开始支持 USB 3.0。

9. FreeBSD 9

FreeBSD 9 操作系统于 2012 年 1 月 12 日发布。它包含了一个由 ISO 映像使用的 bsdinstall 安装程序。ZFS（Zettabyte 文件系统）已更新到版本 8。快速文件系统支持软更新日志。已实现高可用存储 (HAST) 框架。NFS 子系统已更新，FreeBSD 新版本支持 NFSv4、NFSv3 和 NFSv2。

10. FreeBSD 10

FreeBSD 10 于 2014 年 1 月 20 日发布。它包含了对 Raspberry Pi 的支持。它通过兼容层提供对 64 位 Linux 二进制文件的支持。它还为 armv6 提供 SMP 支持。

11. FreeBSD 11

2016 年 10 月 10 日，发布了 FreeBSD 11 的稳定版本。它包含新版本的 NetMap。ZFS 文件系统支持并行挂载。Trim 已被引入，用于擦除使用磨损均衡技术的基于闪存的存储系统上的块数据。它还支持 64 位 ARM 架构。

12. FreeBSD 12

FreeBSD 12 于 2018 年 12 月 11 日发布。它改变了 i386 和 amd64 平台上图形驱动程序的处理方式。在此版本中，ext2fs 文件系统得到了修改，以支持 ext4 文件系统的完整读写功能。

13. FreeBSD 13

FreeBSD 13 于 2021 年 4 月 13 日发布。它包含各种重要增强功能，包括切换到新的 OpenZFS 文件系统以及更新的工具链，旨在统一 FreeBSD 在所有平台上的体验。删除对过时驱动程序的支持可提高最新系统的性能。然而，ZFS 支持已可用一段时间，然后切换到 OpenZFS 树可确保用户能够使用最新功能。它将代码库清理和性能增强置于首位。

FreeBSD 操作系统的优点和缺点

FreeBSD 操作系统的优点和缺点有很多。FreeBSD 操作系统的部分优点和缺点如下：

优点

1. 它是一个免费且开源的操作系统，因此用户可以免费使用和开发该操作系统。
2. FreeBSD 为不同的平台提供了详细的安装指南。即使不熟悉 Linux 和 UNIX 等其他 OS 的用户，也可以在文档的帮助下进行安装。可以通过 DVD、CD-ROM 或使用 FTP 或 NFS 并在文档的帮助下进行安装。
3. FreeBSD 高度重视安全，其开发人员一直致力于使操作系统尽可能安全。
4. 它为数据库、互联网服务器、客户端-服务器等提供了高稳定性。
5. 它有潜力成为现有 UNIX 平台的合适替代品。
6. 它使用 ipfw 作为防火墙。
7. 它是一个单体内核。

缺点

1. 开发人员支持较少。
2. 理解起来非常复杂。
3. 需要大量的练习。
4. 在硬件兼容性方面存在问题。
5. 第三方软件有限。
6. 不支持即插即用。