Linux 2.6内核的精彩世界(1)(9)

软件方面的改进

Linux的改进并不只关注于硬件及其它基础设施。没有支撑软件(如文件系统及网络协议)，硬件支持将毫无意义(just so much a dead wood)。

网络

先进的网络支持一直是Linux的主要财富之一。Linux作为一种操作系统，已经可以支持世界上大多数主流网络协议，包括TCP/IP(v4和v6)、AppleTalk、IPX等。(就"等"而言，唯一较为普遍的是微软老的、复杂的NETBIOS/NetBEUI协议。)

像许多其它子系统一样，网络硬件针对Linux2.6的改变是在幕后进行的，显得并不那么直接。这包括旨在利用Linux的设备模型底层的改进和许多设备驱动程序的升级。例如，Linux 2.6提供一个独立的MII(媒体独立接口，或是IEEE 802.3u)子系统，它被许多网络设备驱动程序使用。新的子系统替换了原先系统中各自运行的多个实例，消除了原先系统中多个驱动程序使用重复代码、采用类似的方法处理设备的MII支持的情况。其他改变还包括对ISDN的改进等。

在软件方面，Linux的一个重要改进是提供了对IPsec协议的支持。IPsec，或者称之为安全IP，是在网络协议层为IPv4和IPv6提供加密支持的一组协议。由于安全是在协议层提供的，对应用层是透明的。它与SSL协议及其他tunneling/security协议很相似，但是位于一个低地多的层面。当前内核支持的加密算法包括SHA("安全散列算法")、DES("数据加密标准")等。

在协议方面，Linux还加强了对多播网络的支持。网络多播使得由一点发出的数据包可以被多台计算机接收(传统的点对点网络每次只能有两方通信)。这一功能主要被即时通讯系统(如Tibco)以及音频/视频会议软件使用。Linux 2.6现在支持若干新的SSM协议(定源多播)，包括MLDv2(multicast listner discovery 多播侦听发现)协议以及IGMPv3(Internet组管理协议)协议。这些都是标准协议，被多数高端网络硬件提供商所支持，如思科。

Linux 2.6也提供了一个分离的LLC栈。LLC，即逻辑链路控制协议(IEEE 802.2)，是一个底层协议，在若干个常用的高层网络协议之下使用，如Microsoft的NetBeui，IPX，以及AppleTalk。作为修改的一部分，IPX，AppleTalk，以及令牌环驱动程序都已被重写，以利用这个新的公用子系统。此外，一个外部源(an outside source)整合了可以工作的NetBEUI协议栈，它是否要被加到的标准内核中还有待研究。

除了以上这些，还有其他一些小的改变。IPv6做了一些主要的改进，使其可以运行在令牌环网络中。Linux的NAT/Masquerading 支持也得到了扩展，从更好地处理需要多个连接的协议(H.323，PPTP等)。在Linux的路由器前端，对配置VLAN的支持也已经成熟，不再是"试验性的"的了。

网络文件系统

Linux对网络文件系统的支持构建在Linux健壮的网络协议支持之上，它也同样健壮。安装或者输出(export)一个网络文件系统，是需要内核直接参与的为数不多的几个上层网络相关操作之一。(另外比较明显的还有对于网络块设备的支持，在2.6中没有特别大的改变，并且也只是在类似文件系统操作的特定应用中使用。)所有其他的网络相关操作都可以被放到用户空间去，而不需要核心开发人员去考虑。

在Linux和类UNIX世界中，最普遍的网络文件系统是一个名为Network File System的文件系统，简称NFS。

NFS是一个复杂的文件共享协议，跟UNIX特别是Sun Solaris有相当深厚的渊源。可以使用TCP或UDP作为NFS的主要传输协议，但也需要其他一些子协议，这些协议又各自运行在RPC(远程过程调用)协议之上。这其中包括独立的用于认证的mount协议以及用于文件锁的NLM(network lock manager)。(通常的实现版本同时也跟其他一些基于RPC的协议紧密地结合在一起，比如用于身份验证的NIS-网络信息服务--用于认证。NIS在Linux机器上没有得到广泛应用，主要因为它缺乏安全性。)可能正是因为NFS协议如此的复杂性，才没有被作为"Internet协议"广泛接受。

Linux 2.6中，NFS文件系统得到了很大的更新和改进。最大的改进就是实验性地支持新的并且还没有被广泛接受的NFSv4协议(以前的linux版本支持NFS2和NFS3两种协议)在客户端和服务器端的实现。新的版本有更强、更安全的身份认证(采用加密技术)，支持更智能化的锁管理，支持伪文件系统等。Linux还没有实现所有NFS4的新特征，但是目前的版本已经比较稳定并且能够支持一些产品级的应用。并且，基于Linux的NFS服务端的实现已得到改进，从而具有了更好的扩展性，更好的完整性(支持UDP还支持TCP)，更健壮(文件系统在输出文件的时候能够进行调整以维持它们自有的一些特征)，更简便的管理(通过新的nfsd文件系统，而不再是系统调用)。还有其他方面的一些改进，比如分离lockd和nfsd，支持零拷贝传输等。NFS客户端也因为底层RPC协议在缓存机制、UDP连接控制以及其他在TCP协议上的改进而受益。Linux支持NFS共享卷作为根文件系统的功能也因为核心对TCP协议上的NFS的改进而改进。

除了改进对UNIX风格的网络文件系统的支持，Linux 2.6对于Windows类型的网络文件系统的支持也进行了改进。Windows服务器(也包括OS/2和其他一些操作系统)的标准共享文件系统是遵循SMB(server message block)协议的，Linux核心在SMB协议的客户端对该协议的很多版本都已经有了非常优秀的支持。然而，Windows2000将SMB协议的一个超集的升级版标准化了，即熟知的CIFS("common internet filesystem")。CIFS修改的主要目的是简化与精炼SMB协议中一些比较混乱的部分。(注：协议之前的定义很松散，甚至会出现Win95/98/ME版与WinNT/Win2k版不兼容的情况。)CIFS达到了修改的目的，并且增加了UNICODE支持，改善了文件锁，支持硬链接，彻底消除了对NetBIOS的依赖，并给Windows用户增加了一些新的特征。既然Linux用户不打算始终呆在被遗忘的角落(译者注：CIFS是Windows系统提出的标准，之前仅在Windows系统之上有实现)，Linux 2.6核心对本地安装CIFS文件系统的部分彻底进行了重写。Linux 2.6现在也支持SMB和CIFS的扩展--SMB-UNIX，该扩展使得Linux可以访问SMB服务器(比如Samba)上的可能存在的非Windows的文件类型(比如设备节点和符号链接)。

尽管现在已经不常见到，但是Linux还是没有完全忘记Novell NetWare用户。Linux 2.6最多允许256个Linux客户端安装同一个使用NCP(NetWare Core Protocol)文件系统驱动的NetWare卷。

Linux 2.6也加入了相对新的一些分布式网络文件系统(即在一个逻辑卷上的文件可以分布在多个节点中)的支持。除了Linux 2.4中引入的CODA文件系统，Linux现在也包含对另两个分布式文件系统：AFS和InterMezzo的支持。AFS，即the Andrew filesystem(如此命名是因为它最初是CMU开发的)，特性非常有限，目前只支持读操作。另一个新支持的文件系统InterMezzo(也是CMU开发的)也在Linux2.6中得到支持;它具有一些更为先进的特性，如：无连接操作(工作在客户端的缓存中)，适合要求高可用性的应用，在那些应用环境中，需要保证存储区永远可用。同时它也支持保持数据在多个计算机之间(比如笔记本电脑、PDA和桌面电脑)同步的应用。很多对这些新的文件系统提供支持的项目都是在Linux平台上实现的，这也使得Linux能够走在对这些新特性支持的最前面。