تولد مادر اینترنت

UNIX در ایجاد و توسعه اینترنت چنان نقشی ایفا کرده که به جرات می‌توان آن را مادر اینترنت نامید.
هر روز میلیون‌ها نفر گستره وسیعی از نیازهای روزمره خود را از طریق اینترنت تامین می‌کنند و در کنار آن از کار کردن با واسط‌های گرافیکی و مشاهده صفحه‌های پرزرق و برق "وب" لذت می‌برند. از زمانی که دولت ایالات متحده -که سرمایه‌گذار اصلی چیزی است که امروزه اینترنت نامیده می‌شود - تصمیم گرفت بازیگران تجاری را به آن راه دهد، روز به روز بر سهولت کار با اینترنت افزوده شد. سهولت کار با اینترنت برای توسعه فراگیر آن کاملاً حیاتی بود. در سایه همین سهولت استفاده است که یک نوجوان مدرسه‌ای بدون هیچ پیش‌زمینه قبلی در اولین تلاش خود برای اتصال به شبکه جهانی موفق می‌شود و خاطره شیرین اولین وبگردی را برای همیشه با خود نگاه می‌دارد. از طرف دیگر این مسئله اصلاً اتفاقی نیست و نتیجه سرمایه گذاری هنگفت غول‌های اقتصادی و تلاش متخصصانی است که معماری شبکه و طراحی پروتکل ها و در نهایت پیاده سازی آنها را بر عهده داشتند. در تمام این مراحل همواره پشت متخصصان به یک ابزار قوی گرم بوده و هست. این ابزار در ایجاد و توسعه اینترنت چنان نقش مهمی ایفا کرده که به جرات می توان آن را مادر اینترنت نامید. نام این ابزار قوی Unix است. UNIX وقتی با حروف بزرگ نوشته می‌شود یک محصول تجاری است. در عین حال از این کلمه برای اشاره به خانواده وسیعی از سیستم عامل‌ها نیز استفاده می‌شود که همگی استاندارد‌های خاصی را رعایت می‌کنند که مهم ترین آنها استانداردی به نام POSIX است. برای کاربرد اخیر در این مقاله از شکل Unix استفاده می‌کنیم.
خانواده‌ای که با نام کلی Unix شناخته می‌شود چنان وسیع است که خود از چندین زیرخانواده مهم تشکیل شده است. به عنوان مثال تمام انواع توزیع‌های Linux اعضای زیرخانواده Linux به شمار می‌روند. از دیگر زیر خانواده‌های مهم می توان به System V و BSD اشاره کرد. در هر یک از این خانواده ها چندین سیستم عامل جای می‌گیرند و علاوه بر این که هر زیرشاخه ویژگی‌های کلی خاص خود را دارد هر یک از اعضای آنها با در عین داشتن شباهت‌های بی شمار با دیگران، ویژگی‌های خاص خود را نیز دارد. متخصص هر یک از این سیستم ها به سادگی می تواند دانش خود را به دیگری منتقل کند و هیچ یک از آنها نمی تواند جای دیگران را بگیرد. به عنوان نمونه ای از ویژگی ها کلی جالب است بدانیم خانواده System V بیشتر در میان تولیدکنندگان تجاری محبوبیت دارد در حالی که BSDها همین وضعیت را در مجامع دانشگاهی دارند. خانواده BSD بستر توسعه قسمت عمده تکنولوژی هایی است که امروزه اینترنت براساس آنها کار می‌کند. مجموعه این فناوری ها تحت عنوان کلی TCP/IP شناخته می‌شوند. از همین رو است که سیستم عامل‌های این خانواده بالاترین کارایی را در محیط هایی دارند که وابستگی شدید به ارتباطات شبکه دارد. به علاوه این سیستم عامل ها سابقه بسیار درخشانی در زمینه امنیت و پایداری و از همه مهم تر پشتیبانی از معماری‌های مختلف سخت افزاری دارند. BSDها همیشه سیستم عامل هایی دانشگاهی- صنعتی بوده اند. امروزه نیز عموماً صنایع بسیار رادیکال از نظر فنی که ارتباط خود با دانشگاه ها را از شروط اساسی موفقیت خود می دانند از این سرمایه‌های عظیم و رایگان بهره می برند. یک مثال خوب از این قبیل شرکت‌ها، غول اینترنتی معروف یعنی Yahoo! است.
این شرکت که مستقیماً از Stanford بیرون آمده یکی از مهم‌ترین پشتیبان‌های سیستم عامل‌های پیشرفته BSD است.
● تاریخچه BSD
تاریخچه ایجاد این خانواده و زیرشاخه‌های مختلف آن از جذاب ترین و آموزنده ترین داستان‌های علمی است. در این نوشته این داستان زیبا را مرور می‌کنیم. قبل از پرداختن به چگونگی توسعه این سیستم عامل ها خوب است مشخص کنیم این داستان برای چه کسانی مفید است. به عقیده نگارنده مخاطبان اصلی چنین داستان هایی متولیان توسعه تکنولوژیکی در داخل دولت و نیز دانشگاه ها هستند. این افراد در کشور ما هنوز به خوبی نمی دانند با متخصصین و محققین دانشگاهی چگونه ارتباط برقرار کنند، چگونه آنها را به انجام کار‌های مورد نظر خود تشویق کنند و به طور خلاصه چگونه توانایی‌های آنها را به کار گیرند.
در اوایل دهه ۱۹۶۰ هنوز اکثر کامپیوتر ها و Mainframeها توسط سیستم عامل‌های دسته ای که اصطلاحاً Batch Processing Operating System نامیده می‌شوند به کار گرفته می شدند. اولین بار در دهه ۱۹۵۰ ایده سیستم عامل‌های اشتراک زمانی مطرح شده بود، اما به دلیل محدودیت‌های کامپیوتر‌های آن زمان که حتی به اندازه یک تلفن همراه امروزی حافظه نداشتند امکان استفاده مناسب از این ایده فراهم نبود. اولین سیستم عامل اشتراک زمانی معروف، CTSS نام داشت. نقاط قوت ذاتی فراوان این سیستم عامل همه غول‌های دنیای کامپیوتر را متوجه ساخته بود که دیر یا زود سیستم عامل هایی از این دست فراگیر خواهند شد. برای پیشی گرفتن از دیگران شرکت General Electric به همراه شرکت مخابرات آمریکا یعنی AT&T و با همکاری تحقیقاتی دانشگاه MIT پروژه ای به نام Multics را شروع کردند. هدف از این پروژه تولید سیستم عاملی بود که Mainframeهای بزرگ را به صورت اشتراک زمانی در اختیار هزاران هزار کاربر قرار دهد. Multics در واقع بسیار فراتر از زمان خود بود و اهداف اقتصادی بنیانگذاران خود را تامین نمی کرد. در نتیجه رشد بسیار کند پروژه، AT&T از Multics کناره گرفت و پس از این اتفاق Multics به حیات خود ادامه داد اما هرگز به یک سیستم عامل فراگیر تبدیل نشد.
دو نفر از محققین AT&T که در یکی از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی AT&T به نام Bell Labs بر روی Multics کار می کردند کن تامپسون و دنیس ریچی بودند. این دو نفر با همکاری افراد دیگری با بهره گیری از ایده‌های بسیار پیشرفته ای که در Multics وجود دارد و برای به کار انداختن کامپیوتر PDP-۷ که در آزمایشگاه در اختیار داشتند سیستم عاملی بسیار ساده ساختند و نام آن را Unics (بر عکس Multics) نهادند که بعد ها به Unix تغییر پیدا کرد. به تدریج توانایی‌های ذاتی Unix و دانش و تجربه طراحان آن، این سیستم عامل را در قسمت‌های مختلف AT&T معروف ساخت و کاربرد‌های واقعی آن باعث شد بودجه بیشتری برای توسعه آن در اختیار این افراد قرار بگیرد. اما همچنان Unix یک سیستم عامل آزمایشگاهی و بستری برای تحقیقات در زمینه‌های مختلف کامپیوتر بود. در آن زمان بنابر قوانین ایالات متحده AT&T حق کسب درآمد از طریق فروش نرم‌افزار را نداشت. محققین Bell Labs از این فرصت بهره جسته، Unix را به صورت رایگان در اختیار متقاضیان که عموماً مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی بودند قرار دادند. این امر نقش بسیار مهمی در توسعه فناوری‌های مختلف در دل این سیستم عامل جدید داشت و موجب رشد بسیار سریع آن به خصوص در میان قشر تحصیل کرده و محققین شد، امری که همچنان در کنار معماری خاص Unix عامل اصلی توسعه پایدار سیستم عامل ها ی این خانواده است. در کنار این مسئله باز بودن متن Unix نقش بسزایی در توسعه دانش سیستم عامل و نیز خود Unix داشت.
کن و دنیس اولین مقاله در زمینه Unix را در سمپوزیوم "اصول سیستم عامل ها" در دانشگاه "پرودو" در نوامبر سال ۱۹۷۳ ارائه کردند. یکی از حاضران به نام پروفسور باب فابری که از اساتید دانشگاه کالیفرنیا بود به این سیستم عامل جدید علاقه‌مند شد و از تامپسون خواست نسخه ای از Unix را در اختیار دانشگاه وی قرار دهد. برای نصب این سیستم عامل یک کامپیوتر جدید لازم بود. تا آن زمان تمام کامپیوتر‌های دانشگاه برکلی mainframe هایی بودند که پردازش دسته‌ای انجام می دادند. در نهایت سه دپارتمان علوم کامپیوتر، ریاضیات و آمار توانستند با کمک هم یک کامپیوتر PDP-۱۱خریداری کنند. پس از تلاش بسیار Unix بر روی این ماشین جدید نصب شد. به زودی این کامپیوتر کاربرد‌های فراوانی در برکلی پیدا کرد. از جمله گروه توسعه پایگاه داده INGRES محیط پردازش دسته‌ای را رها کرده نرم‌افزار خود را به Unix منتقل کرد. آنها پس از مدتی نرم‌افزار خود را به صورت رایگان و با متن باز در اختیار متقاضیان قرار دادند. این روند در برکلی ادامه پیدا کرد و به این ترتیب نرم‌افزار‌های فراوانی به صورت رایگان در اختیار متقاضیان قرار می گرفتند. این نرم‌افزار ها تحت عنوان BSD یا Barkeley Software Distribution توزیع می شدند. کسانی که با دنیای Unix آشنایی دارند، همچنان با بسیاری از آنها مانند ویرایشگر vi زندگی می‌کنند.
تحقیق و توسعه به شکل خودجوش و داوطلبانه تا سال ۱۹۷۹ در برکلی ادامه پیدا کرد. تا این زمان سه نسخه از BSD منتشر شده بود. این نسخه ها به عنوان مکملی برای Unix اصلی که توسط AT&T منتشر می شد عمل می کردند. علاوه بر این دانشگاه برکلی نقش عمده ای در قابل اجرا کردن Unix بر روی یکی از مهم ترین سخت افزار‌های آن زمان به نام VAX ایفا کرد. Unix در آن زمان سیستم عاملی محسوب می شد که می توانست با کم ترین هزینه بر روی سخت افزار‌های جدید اجرا شود. این امر ناشی از این واقعیت بود که بر خلاف سیستم عامل‌های دیگر رایج در آن زمان Unix به زبان ماشین نوشته نشده بود بلکه آن را با زبانی "سطح بالا" به نام C -که اختراع Dennis Ritchie بود- نوشته بودند.
در همین زمان اتفاق مهم دیگری در آژانس تحقیقات پیشرفته وزارت دفاع آمریکا (DARPA) در حال رخ دادن بود که تاثیر بسیار مهمی بر Unix و به خصوص BSD داشت. DARPA پایه گذار شبکه ای به نام ARPAnet بود که پدر اینترنت محسوب می‌شود. یکی از مشکلات اصلی DARPA وابستگی به محصولات یک شرکت خاص برای رایانه‌های ARPAnet بود. DARPA ترجیح می داد به محققانی که از ARPAnet استفاده می کردند این امکان را بدهد که هر سخت افزاری را انتخاب کنند و با نصب یک سیستم عامل استاندارد بر روی آن بتوانند با تمام کامپیوتر‌های دیگر موجود در ARPAnet ارتباط برقرار کنند. پس از مطالعاتی در این زمینه مدیران DARPA سیستم عامل Unix را با توجه به قابلیت انتقال سریع به سخت‌افزار‌های جدید به عنوان سیستم عامل استاندارد ARPAnet انتخاب کردند.
بالاخره با سرمایه‌گذاری DARPA، محققان دانشگاه برکلی فعالیت خود را با سازماندهی جدید و با هدف تولید سیستم عامل مورد نظر آنان شروع کردند. اولین مرحله کار اعمال تغییرات لازم و نیز توسعه بخش‌های جدیدی در Unix موجود برای تامین نظر DARPA بود. این تغییرات عبارت بودند از تولید یک سیستم فایل کارا، فراهم آوردن امکان داشتن پردازه‌های با فضای آدرس بزرگ و تکنیک‌های ارتباط بین پردازه ها برای تسهیل انجام محاسبات توزیع شده در ARPAnet. در کنار این ویژگی ها اولین پیاده سازی پروتکل‌های TCP/IP در BSD صورت گرفت و تلاش زیادی برای بهبود کارایی آن صورت گرفت.روش کار به این ترتیب بود که کد تغییر یافته Unix که در برکلی تولید می شد به صورت رایگان در اختیار متقاضیان قرار می گرفت، مشروط بر آنکه دریافت کننده هزینه مجوز استفاده از UNIX را به AT&T بپردازد. بالاخره در سال ۱۹۸۹ کد‌های تولید شده توسط CSRG به صورت جداگانه تحت عنوان Networking, Release۱ و با مجوزی که امروزه به مجوز BSD معروف است ارائه شد. محبوبیت این توزیع به دلیل رایگان بودن آن به حدی رسید که توسعه دهندگان اصلی در CSRG وسوسه شدند تمام قسمت هایی را که متعلق به AT&T Unix بود را دوباره بنویسند تا بتوانند یک سیستم عامل کامل را تحت مجوز آزاد BSD در اختیار همگان قرار دهند.
مشکل اصلی ارائه یک سیستم عامل کامل بازنویسی حجم قابل توجه برنامه‌های کاربردی و کتابخانه‌های C بود. برای انجام این کار CSRG به یک ابتکار جالب دست زد. آنها در محافل مختلف علاقه مندان Unix، هدف خود را اعلام کردند و از افراد داوطلب خواستند این قسمت‌های سیستم عامل را بازنویسی کنند و در مقابل نام آنها در کنار توسعه دهندگان CSRG منتشر خواهد شد. این روش بر خلاف آنچه در آغاز به نظر می رسید کاملاً موفق بود و در مدتی حدود دو سال تمام این قسمت ها بازنویسی شدند. پس از آن توسعه دهندگان اصلی در CSRG، کار دشوار بازنویسی قسمت‌های مختلف هسته را شروع کردند. پس از چندین ماه کار تقریباً تمام شده بود و تنها ۶ فایل مربوط به هسته باقی مانده بود که باید بازنویسی می شد. بازنویسی این فایل ها به زمان نسبتاً طولانی نیاز داشت. در نهایت CSRG تصمیم گرفت به جای صرف وقت لازم برای بازنویسی این ۶ فایل آنچه را که موجود بود در اختیار همگان قرار دهد.برای توزیع این مجموعه جدید که در واقع یک نسخه کاملاً جدید و رایگان از سیستم عامل Unix بود اتفاق بسیار جالب توجهی افتاد. با توجه به حجم عظیم کار انجام شده کاملاً منطقی بود که کد جدید با یک نام جدید و مناسب ارائه شود. اما CSRG به این نتیجه رسید زمان و هزینه لازم برای طی کردن مراحل حقوقی توزیع کار انجام شده تحت یک نام جدید ارزش چندانی ندارد و در نتیجه تمام این سیستم عامل جدید تحت عنوان Networking, Release۲ عرضه شد، در حالی که آنچه در اختیار کاربران قرار می گرفته در واقع یک سیستم عامل کاملاً رایگان بود.
● BSDهای مدرن
ویژگی‌های منحصر به فردی که از همان ابتدا در کد BSD وجود داشت ادامه حیات آن را به صورت فعال تضمین می‌کند. هم اکنون BSDها یک خانواده مهم از Unix محسوب می‌شوند که چندین عضو مهم دارد. بیشتر این سیستم عامل ها همچنان ماهیت باز و رایگان خود را حفظ کرده اند. در این قسمت سه سیستم عامل که از بقیه مهم ترند را معرفی می‌کنیم.
▪ NetBSD
جایگزین کردن ۶ فایل باقی مانده کار چندانی نداشت. شخصی به نام Jolis به سادگی این فایل ها را برای معماری Intel۳۸۶ ایجاد کرد و سیستم عامل حاصل را BSD ۳۸۶ نامید. وی نتایج کار خود را بر روی شبکه قرار داد تا هرکه مایل بود آن را Download کرده استفاده کند. BSD ۳۸۶ بسیار محبوب شد و کاربران زیادی پیدا کرد. متاسفانه خود Jolits وقت کافی برای تکمیل و اصلاح BSD ۳۸۶ نداشت و حتی نمی توانست اصلاحاتی را که کاربران علاقه مند به او می دادند در سیستم اصلی اعمال کند. در نتیجه عده ای از کاربران حرفه‌ای۳۸۶ BSD گروهی به نام NetBSD را تشکیل دادند تا امکانات ۳۸۶ BSD را توسعه داده اشکالات آن را برطرف کنند. به تدریج گروه NetBSD شروع به توسعه سیستم کرد. این افراد هدف خود را پشتیبانی از تمام سخت افزار‌های ممکن قرار دادند و از روشی مشابه آنچه در CSRG استفاده می شد برای تحقیق و توسعه استفاده کردند. گروه NetBSD همچنان در حال فعالیت است و سیستم عامل NetBSD جایگاه بسیار ویژه‌ای در میان محققین و دانشگاه‌ها دارد.
▪ FreeBSD
کمی بعد از تاسیس گروه NetBSD عده ای دیگر از علاقه‌مندان BSD گروهی به نام FreeBSD تشکیل دادند تا اشکالات موجود در۳۸۶ BSD را حل کنند و سیستم عاملی قوی برای سخت افزار‌های PC ایجاد کنند که برای همه کاربران -حتی کاربران غیرحرفه‌ای- قابل استفاده باشد. امروزه FreeBSD یکی از پرکاربرد ترین Unixها است. هزاران هزار کارگزار اینترنتی از این سیستم عامل پیشرفته اینترنتی برای ارائه خدمات خود استفاده می‌کنند. تلاش‌های توسعه دهندگان FreeBSD در جهت افزایش کارآیی آن در کنار ویژگی‌هایی که از BSD به ارث رسیده است FreeBSD را به یکی از کاراترین Unixهای موجود تبدیل کرده است.
▪ OpenBSD
در سال ۱۹۹۵ در پی اختلافاتی که میان تیم NetBSD و یکی از اعضای اصلی این تیم پیش آمد، سیستم عامل جدیدی به نام OpenBSD از NetBSD مشتق شد. تیم OpenBSD هدف اصلی خود را توسعه یک سیستم عامل امن قرار داده است و در این زمینه بسیار موفق بوده است. هم اکنون به اعتراف همگان امن‌ترین سیستم عامل موجود سیستم عامل رایگان OpenBSD است. این سیستم عامل یکی از سردمداران عرصه امنیت سیستم عامل ها است.بسیاری از حفاظ ها (دیوار‌های آتش) در شبکه‌های کوچک و بزرگ از سیستم عامل فوق العاده امن OpenBSD استفاده می‌کنند. بسیاری دیگر از کسانی که حساسیت‌های امنیتی بالایی دارند این سیستم عامل را به عنوان گزینه اول در نظر می‌گیرند.

منبع : اخبار فن‌آوری اطلاعات ایتنا