经典回顾 重温UNIX操作系统二十年发展史

4.2/4.3 BSD

4.2BSD

　　随着4.1BSD版本的发行，很多关于性能的疑虑被解决。DARPA非常满意合同的结果。以致于又同Berkeley签定一份两年期的合同，而且这次的基金很多，大约是原来的5倍。这部分资金一半用来资助Unix项目，余下的分给计算机科学系的几个其他研究员。合同要求，主要工作放在系统研究上，以便 DARPA的研究人员可以很好地进行他们的工作。

　　由于DARPA团队的要求，确定了新的工作，并且开始据此对系统进改进。特别地，新系统希望包含能够适应新的硬盘技术的快速文件系统、支持GB级的进程地址空间、提供灵活的交互处理通讯机制，以支持在分布式系统下的研究工作，并且集成网络支持，这样能够使运行新系统的机器都很容易地连到 ARPAnet。

　　为了帮助确定新系统的方案，Duane Adams作为DARPA在Berkeley合同的监督人，组织了“筹划指导委员会”协助指导设计工作，确保研究DARPA的要求得到满足。这个委员会在 1981年4月到1983年6月，共开了两次大会。委员会包括Bob Fabry、Bill Joy，和Berkeley的Sam Leffler、Alan Nemeth和Bolt的Rob Gurwitz、Beranek和Newman，贝尔实验室的Dennis Ritchie，斯坦福(Stanford)大学的Keith Lantz、卡内基梅隆(Carnegie-Mellon)大学的Rick Rashid，麻省理工(MIT)的Bert Halstead、Information Sciences Institute的Dan Lynch、Duane Adams和DARPA的Bob Baker，以及加洲大学洛杉矶分校的Jerry Popek。1984年初，这些会议被由更多人参加的主题讨论会取代。

　　1981年7月，在新系统中建议包含特性的原始文档交给“筹划指导委员会”和其他不在Berkeley的人那里，引起了很长时间的讨论。这年夏天，我成为 CSRG的成员，并且参与实现新的文件系统。整个夏天，Joy一直集中设计进程间通讯机制的原型。1981年秋，Sam Leffler也作为全职人员加入CSRG，同Bill Joy一起工作。

　　当Rob Gurwitz released在Berkeley发布早期的TCP/IP协议，而Joy则把它集成到系统中并优化了其性能。在这项工作中，Joy和Leffler发现新系统不应该只针对DARPA的标准网络协议，还应该支持更多协议。因此，他们重新设计了软件的内部结构，精炼了多个网络协议的接口，以便这些网络协议可以同时使用。

　　随着内部结构重建的完成，和TCP/IP被集成到IPC功能的原型中，还写了几个简单的程序，让本地用户可以存取远程资源。它们是熟知的rcp、 rsh、 rlogin和rwho。它们是作为暂时性工具设计的，以至日后可以被其他更合理的工具替换(所以在命令前加了一个”r”)。这个系统，称为4.1a，初次发行是在1982年4月，且仅供内部用户使用，也没有期望它广泛应用，然而它却加速人们对4.2 版本的渴望。

　　系统4.1a在它完成之前就过时了。但是，用户提供反馈有价值的信息，被用来建立一个修订计划“4.2BSD系统使用手册”。这份文档在1982年2月发行，其中包含将在4.2BSD中实现的为系统调用功能提供的接口的简要描述。

　　4.1a开发的同时，我完成了新文件系统。在1982年6月，我把它完整地集成到4.1a的内核中。新系统称为4.1b，只运行在 Berkeley 选定的几台用于开发的机器上。Joy感觉一个面临较大改动的系统连内部发行都应尽量避免，特别是这个变动需要将每台机器的文件系统转储并恢复，以完成 4.1a 到 4.1b的转换。在证实新的文件系统能够稳定运行之后，Leffler立即着手进行增加有与新的文件系统有关的系统调用的工作，而Joy主要完成交互通讯机制的修订。

　　1982年暮春，Joy宣布他将参加Sun公司。夏天过后，他将工作分开，一部分时间为Sun工作，另一部分时间为 Berkeley工作，他花费大量时间对交互通讯机制进行修订，而且重新组织Unix核心以减小对机器的依赖问题。Joy离开后，Leffler接管整个项目的开发工作。开发的最后截止期限已经被确定，而且Berkeley已经答应DARPA团队1983年春天完成发行版本。由于时间紧迫，对剩余的工作进行了完成评估，而且而且设置优先级别。特别地，增强交互通讯机制和虚拟内存中最复杂的部份都降低优先级(后来完全被搁置)。同时，由于Unix团体的期望高涨，Berkeley认为在最终版本发行之前，有必要分布一个过渡版本。这个系统被称为4.1c，于1983年4月发布;许多厂商准备将4.2BSD移植到他们的硬件上。从4.1c版本开始，Pauline Schwartz被雇来管理发行工作。

　　1983年6月，Bob Fabry把CSRG管理权交给Domenico Ferrari和Susan Grahamturned，并开始度假，以解放他4年来疯狂的生活节奏。Leffler继续完成系统，实现新的信号机制，增加了网络支持，重做了单独的输入/输出系统以简化安装程序，整合来自Robert Elz的磁盘配额机制，更新所有的文档，修复了自4.1c版以来的bug。在1983年8月，4.2BSD发布。

　　当4.2BSD发布不久，Leffler离开Berkeley去了Lucasfilm，他的职务被Mike Karels取代。Karels早期发行2.9BSD PDP的经验，给他的新工作提供理想的背景。在我完成博士学位之后，1984年12月，我作为全职工作人员参加了CSRG，同Karels一起工作。

　　4.2BSD的流行让人印象深刻。在发行的18个月内，签发了1000多份站点许可。随后，又发行大量4.2BSD的发行版，可以说其数量超过以前发行版数量的总和。大部份Unix厂商移植4.2BSD系统到他们的硬件上，而不是移植AT&T的商用System V。因为System V既没有网络也没有Berkley快速文件系统。BSD版的Unix在商用领域占优势的地位长达几年。4.2BSD的改进逐渐被集成到System V中，厂商逐渐又转而移植System V，不过，后来的BSD开发成果仍然继续被System V引进。

4.3BSD

　　4.1BSD发行不久，很快招致多方面批评。大部份人抱怨系统运行太慢。这个问题 并不令人惊讶，因为新的功能还没有被优化，许多内核中的数据结构和新的功能不能协调工作。Karels和我的第一年完全花费优化系统上。

　　在花费二年时间调整系统和精炼网络代码之后, 我们如预期的1985年夏天，6月在Usenix会议上宣布了发布4.3BSD的消息。然而我们的发行计划被BBN突然中止。他们及时地指出我们从未用他们的最终网络代码修改4.2BSD，相反，我们仍然在使用他们早先给我们的初始模型，这个模型其后经过了大量的修改。他们向DARPA抱怨，预想的情况应该是Berkeley实现接口，BBN实现协议。因此Berkeley应该在4.3BSD中用BBN设计的TCP/IP代码。

　　Mike Karels得到了BBN的代码，而且做了自从代码被传递到Berkeley以后的工作进行了评估。他决定最好的计划是把BBN代码的优秀思想结合到 Berkeley代码基础中，但是不要替换Berkeley代码。理由有Berkeley代码已经在4.2BSD中广泛地测试和进行了很大改进。然而，折中处理，他提出两者都包括在4.3BSD的发行版本中，让用户在内核挑选使用那种代码。

　　检讨Mike Karels的决定之后，DARPA确定发行二个代码基础，那会导致不必要的互操作问题，决定只发布一套代码。为了要决定使用哪中代码作为基础，他们把两者都给Ballistics研究实验室Mike Muuse，作为第三方评估者。在一月评估之后，报告Berkeley代码更有效率，而BBN代码处理阻塞比较好。更重要的一点，Berkeley 代码在各种测试中都能很好地通过，BBN代码在高负荷条件下会菪机。DARPA最后决定，4.3BSD应该使用Berkeley代码基矗

　　修改一新的4.3BSD最后在1986年6月发布。就向预期的一样，它平息了多数用户的抱怨，就像4.1BSD平息了多数用户对4BSD的抱怨一样。虽然大部份厂商已经开始转向System V，但是4.3BSD的大部份成果还是集成到他们的系统之内，特别是网络子系统。

　　在1986 年10月，Keith Bostic参加了CSRG。他的任务是完成在他的早先工作之上一个项目，要把4.3BSD移植到PDP-11。虽然Karels和我都认为它不太可能，在VAX编译成250 Kbytes的系统，并且能满足PDP-11的64 KB的地址空间的要求。但是，我们还是同意Bostic 可以实现他的这有设想。令我们吃惊的是，移植非常成功，他在PDP-11上使用一组复杂的叠加集合和附加处理。其结果是2.11BSD的发布。该系统由 Casey Leedom和Bostic完成，在1998年仍然在一些PDP-11远行这个系统。

      同时，显然易见VAX体系已经达成生命的晚年，是该开始考虑在其他的机器上运行流行的BSD时候了。Computer Consoles公司这时制造了一种叫做Power 6/32的新体系的计算机。不幸的是，当公司决定改变它的策略方向的时候，该体系不被支持。然而，他们确实为CSRG提供了能够完成我们工作的一些机器。于是Bill Joy开始，从整个BSD内核中分离依赖机器的那部分代码。这个工作的结果是，1988年6月发布4.3BSD-Tahoe。Tahoe来自 Computer Consoles开发过程中所有的一个名字，他们原本打算将它用于Power 6/32机器上。虽然Power 6/32 机器生命周期很短，但它对BSD向其他机器移植，分离内核代码工作有宝贵的价值。

Networking, Release 1

　　4.3BSD-Tahoe的发布时，所有的BSD用户必须事先得到AT&T的一份源代码的许可，因为Berkeley从来没有只发行二进的 BSD 系统;发行版本完全包含系统每个部分的原代码。Unix系统和BSD系统的历史显示原代码具有强大的威力。用户不是消极地使用系统, 而是积极地修改臭虫，改良性能和完善功能，甚至完全地增加新的特征。

　　随着AT&T原代码许可费用逐渐增加，那些想要用BSD 代码为PC市场开发仅以TCP/IP为基础的网络产品的厂商，发现为每个二进制版本付费是不可能的。因此，他们要求Berkeley把网络代码和实用工具分离出来，在许可条款下，提供该他们，而不再需要AT&T的原代码许可。显然易见，TCP/IP 网络代码不包含在32/V中，完全由Berkeley和它的支持者开发。BSD早期的网络代码和支持工具在1989年6月开始发布，即 Networking, Release 1，首次由Berkeley 发行的可自由再发布的代码。

　　那许可条款很宽泛。获得许可的人可以发行被修改的代码，不论是以源代码还是二进制的形式发行，Berkeley都不会计较。唯一的要求是源文件中必须包含完整的版权声明，在产品的文档中指明产品中包含来自来加州的大学和它的贡献者的代码。尽管这样，Berkeley还是对每盘磁带收取$1,000 费用，任何人都可以从已经得到磁带的人那里免费的到副本。的确，一些大的站点在其发布不久，就建立匿名ftp供人免费下载。由于许可条款很宽泛，大约有几百个组织购买了磁带，发行费用可以帮助进一步项目的发展，CSRG当然很高兴。

4.3BSD-Reno

　　同时，基础系统的发展仍在继续。虚拟内存系统接口第一次在4.2BSD体系描述文件中出现，最终的已实现。大多数情况下，CSRG总是试着寻找存在的代码然后整和，而不是从头写起。如此，并非设计一个新的虚拟存储系统，我们四处寻找存在的替代方案。我们的第一选择是在Sun公司的SunOS下出现的虚拟存储系统。虽然有关Sun公司对Berkeley贡献代码的一些讨论，但是还是不了而止。因此，我们的第二个选项，卡内基梅隆大学的Mach操作系统的虚拟存储系统被集成到系统中。Utah大学的Mike Hibler将Mach的核心技术同4.2BSD体系中的接口合并(也是被SunOS使用的接口)合并。

　　那时，在系统中，另一个主要附加的是同Sun公司兼容的网络文件系统(NFS)。CSRG再一次得以避免实际编写NFS代码，这次集成工作是由加拿大的Geulph大学的Rick Macklem完成的。

　　虽然我们仍然没有完成预发行版本4.4BSD的所有性能，但是CSRG决定发行一个过渡版本，目的是得到新系统的反馈和经验。这个许可过渡版本被叫做 4.3BSD-Reno，在1990年初发行。版本的名字来自内华达州一座大的赌博城市中的一个斜的记念物，提醒用户运行这个版本是一场赌博。

Networking, Release 2

　　在我们一次每周的团体会议上，Keith Bostic提出可再发布网络版本的普及性的主题，建议发行包含更多BSD代码的扩充版本。Mike Karels和我指出，发行系统的大部份是一件艰巨的工作，但是我们同意，如果他能够重新分类实现几百个实用程序和庞大的C语言库函数，那么我们会处理内核。事实上Karels和我私下里感觉讨论已经结束。

　　不过，这并没有阻碍Bostic在技术上的探索和大量网络基础上的开发工作。他还要求其他成员依据新发布的Unix实用程序。作为补偿，他们仅要求他们的名字和Berkeley贡献者的名字同时在实用程序中列出。工作进展很慢，而且大部分是一些琐细的实用程序。但是同样完成实用程序列表不断变大，而且 Bostic继续寻找贡献者(例如Usenix的公开场合)，贡献者的人数继续增长。很快列表超过过了100多个公用程序，而且在18个月内几乎所有重要的使用程序都被完全重写。

　　后来，Bostic带着实用程序列表进入Mike Karels和我的办公室，想要知道我们正在核心上的工作进展。我们重新分配工作，Karels，Bostic和我花费以后的几个月详细察检查整个发行版本，一个文件一个文件地删除来自32/V版本的代码。当工作将近结束的时候，我们发现还有六个核心文件，且没有必要重写。我们考虑重写那六个文件，以便我们可以发行一个完全的系统。我们决定改为发行现有的系统，然而，我们需要得到大学行政部门高层人员的许可。经过内部讨论之后，并验证了我们对代码的所有权问题，我们提前发行了新版本。

　　我们起初的想法是，为我们的的第二个可自由再发行的系统起个全新的名字。然而,我们看到大学律师写的新版许可证，那样完全没有必要，而且可能浪费时间。因此，我们决定对Networking Release 1的许可证进行修订，并且以Networking Release 2来发行我们的系统。就这样，我们在1991年六月发行了扩展后的系统。这个版本的费用同第一版的一样。与以往相同，几百个个人和组织以每份拷贝 $1,000的费用从Berkeley得到它的副本。

　　Networking Release 2和完整系统的差别不断减小，在发行的六月内，Jolitz已经重写了六个不太重要的文件。他随后就发行了完全编译基于PC体系，可启动的系统。 Jolitz的386/BSD完全在网络上发行。他搭建了匿名FTP，以便用户可以免费下载。在几个星期内，他有了大量的追随者。

　　不幸的是，由于全职工作的需要，Jolitz不能把所有的时间用于修改BUG和提高386/BSD系统性能。因此386/BSD发行几个月之内，一群热心的 386/BSD使用者形成了NetBSD用户组，汇集他们的资源，帮助维护和增强后来的系统。他们的发行的系统就是著名的NetBSD 分支。NetBSD团体选择尽可能地支持大量的体系，延续CSRG的研究风格来发展系统。直到1998年，他们的发布还仅仅限于网络;没有提供发行媒体。他们团体主要目标仍是核心技术用户。NetBSD项目的站点是http://www.netbsd.org。

　　FreeBSD团体在 NetBSD团体成立几个月之后成立，其宗旨是仅支持个人计算机体系，并追求数量更多(较少技术化)的改进，同Linux作法十分相象。他们精心的设计安装脚本，以低廉的价格的CD-ROM发行他们的系统。易于安装和疯狂的网络促销、以及在Comdex大会的表演导致快速的，大量的发行。不可否认， FreeBSD是所有Networking Release 2分支中发行最多的系统。

　　FreeBSD也曾为Linux的流行而苦恼，因此FreeBSD平台加入Linux模拟模式。这个特征允许FreeBSD使用者运行大量的 Linux程序。同时，也促进FreeBSD系统向更加健壮，高兼容性和高性能方向发展。最近，团体开设了一个FreeBSD商城，把FreeBSD社区的许多部份连接起来，包括商业服务、产品、书籍和新闻报道。

　　在1990年代中期，OpenBSD从NetBSD团体中分离出来。他们的技术上的宗旨瞄准增强系统的安全。他们的推广重点在使系统更容易使用和更广泛地获得。因此，他们开始生产并销售CD-ROM??这一FreeBSD最先采用的发行方式。关于OpenBSD项目的更多信息，可以在 OpenBSD.org找到。