Linux – ein Desktop- und Serverbetriebssystem stellt sich vor

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Linux – ein Desktop- und Serverbetriebssystem stellt sich vor

Die Erfolgsgeschichte von Linux

Der finnische Student Linus Torvalds begann 1991 damit, eine sogenannte Terminalemulation zu entwickeln, die ihm den Zugriff auf den großen Unix-Server der Universität von Helsinki gewährleisten sollte. Das Programm wurde hardware-nah geschrieben, weil Torvalds es unabhängig von einem bestimmten Betriebssystem exakt auf seinen damaligen PC zugeschnitten hatte. Im Grunde war aber das bereits die erste Stufe zur Entwicklung eines Kernels, der später Linux genannt wurde.

Was ist ein Kernel?

Unter einem Kernel versteht man den Systemkern eines Betriebssystems in einem Computer. Hier wird die gesamte Daten- und Prozessorganisation festgelegt. Darauf bauen dann alle weiteren Bestandteile der Software eines Betriebssystems auf. Den Kernel kann man also als unterste Schicht der Software bezeichnen, die eine direkte Zugriffsmöglichkeit auf die Hardware hat.

Folgende Anforderungen muss ein System-Kernel erfüllen:

  • Er muss multitasking-fähig sein.
  • Er muss zeitkritische Grenzen einhalten.
  • Er muss offen sein für verschiedene Anwendungen und Erweiterungen.

Besonderheiten von Linux

Linux ist in erster Linie als kostenfreies Betriebssystem entwickelt worden, das überwiegend für Universitäten gedacht war. Die Software ist speziell auf Server ausgerichtet und ständig weiterentwickelt worden. Obwohl inzwischen neuere Versionen zur Verfügung stehen, wird auch an der ersten Version nach wie vor gearbeitet.

Der weltweite Erfolg des Linux-Betriebssystems gründet darauf, dass die Software

  • Stabilität
  • Sicherheit
  • Erweiterbarkeit und
  • gute Wartungseigenschaften
ohne anfallende Lizenzkosten garantiert.

Inzwischen bieten die grafischen Benutzeroberflächen KDE und Gnome auch im Desktopbereich einen mit den Betriebssystemen von Microsoft Windows oder Mac OS vergleichbaren Komfort. Besondere PC-Kenntnisse sind weder für die Installation noch für die Nutzung von Linux erforderlich.

Software für Linux

Das Angebot an passender Software wird durch Softwareentwickler auf der ganzen Welt ständig gesteigert. Inzwischen gibt es Businessprogramme und Multimediaanwendungen, und die Zahl der Programme steigt ständig. Auch diverse Möglichkeiten, eigentlich für Windows geschriebene Software unter Linux einzusetzen, werden immer vielseitiger.

Distributionen

Wenn Linux als Desktop-Software eingesetzt werden soll, empfiehlt es sich, auf sogenannte Distributionen zurückzugreifen. Darunter versteht man eine Zusammenstellung von Software zu einem Komplettpaket. Die einzelnen Komponenten sind dabei in der Regel voneinander abhängig. Das bedeutet, nur bei einer kompletten Installation der gesamten Distribution ist das System einsatzfähig.

Distributionen sind auch aus anderen Bereichen bekannt, werden aber am häufigsten bei der sogenannten freien Software genutzt, zu der auch Linux gehört. Bekannte Distributionen sind unter anderem das in Deutschland entwickelte System openSUSE oder Ubuntu. Ubuntu ist speziell für private Heimrechner ausgerichtet. Hier gibt es Distributionen, die unter anderem folgende Bezeichnungen tragen:

  • Ubuntu Server Edition
  • Ubuntu TV
  • Ubuntu Studio
  • Mythbuntu

Solche und andere Pakete haben unter anderem dazu beigetragen, dass Linux auch im Einzelplatzsystem inzwischen eine bedeutende Rolle spielt.

Ob eine Software sich im Desktopbereich durchsetzen kann, hängt häufig auch davon ab, ob es lauffähige Computerspiele für das Betriebssystem gibt. Einige große Hersteller von Computerspielen stellen inzwischen auch Linux-Versionen bereit. Ob sich ein Computerspiel unter Linux ausführen lässt, finden Sie in der Anleitung unter der Rubrik „Technische Voraussetzungen“ oder auf der Webseite des jeweiligen Herstellers.

Der Linux-Kernel

Der Linux-Kernel, für den sowohl die Computersprache „C“ als auch die prozessorspezifische Assemblersprache bei der Programmierung eingesetzt wird, ist ein sogenannter monolithischer Kernel. Das bedeutet, er enthält nicht nur Speicherfunktionen und alle notwendigen Techniken zur Prozessorverwaltung und deren Kommunikation untereinander, sondern auch Treiber für alle möglichen Hardwarekomponenten.

Im Vergleich zum bei anderen Betriebssystemen verwendeten Mikrokernel macht das einen erheblichen Geschwindigkeitsvorteil aus, weil keine Treiberprogramme zusätzlich geladen werden müssen. Zunächst erwies sich dieser technische Aufbau als kritisch. Stürzen zum Beispiel Teilbereiche ab, können Sie bei einem System mit Mikrokernel einzeln neu gestartet werden. Passiert das mit dem bei Linux verwendeten monolithischen Kernel, muss das gesamte Betriebssystem neu gestartet werden. In der Praxis hat sich jedoch inzwischen gezeigt, dass der Linux-Kernel in puncto Stabilität dem Mikrokernel in nichts nachsteht.

Inzwischen verfügt das Linux-System über ein Modulkonzept, hält aber immer noch an der monolithischen Grundarchitektur fest. Linux-Kernel werden heute auch von anderen Betriebssystemen verwendet, sodass sich der Einsatz nicht mehr ausschließlich auf den Desktopbereich und die Serverinstallation beschränkt.

Wo wird der Linux-Kernel heute verwendet?

Das bekannteste Betriebssystem mit Linux-Kernel ist derzeit Android, das überwiegend auf Smartphones und Tablets eingesetzt wird. Aber auch Navigationsgeräte – zum Beispiel TomTom –, verschiedene Handheld-Computer, Mobiltelefone und Großrechner wie das System Z von IBM arbeiten mit einem Linux-Kernel.

Alle Versionen orientieren sich dabei immer an der Urversion von Linux. Sie unterstützen die unterschiedlichste Hardware, und durch die Bereitstellung von Treibern erlaubt Linux es auch ungeübten Programmierern, Software ganz auf individuelle Bedürfnisse umzuschreiben.

Das Versionsnummernschema bei Linux-Kerneln

Linux-Kernel verfügen über ein ganz bestimmtes Versionsnummernschema. Es bestand ursprünglich aus vier Zahlen, die durch Punkte voneinander getrennt werden. Daraus kann man ablesen, um welche Version es sich handelt und über welche Fähigkeiten der entsprechende Kernel verfügt. Seitdem die Version 3.0 erhältlich ist, fällt die zweite Stelle jedoch weg, sodass nur noch drei Zahlen als Versionsauskunft dienen. Diese besagen Folgendes:

  • Die erste Ziffer wird immer dann verändert, wenn es grundlegende und weitreichende Änderungen an der Kernel-Version gibt.
  • Die zweite Ziffer wird immer dann geändert, wenn dem Kernel neue Fähigkeiten oder Grundfunktionen hinzugefügt wurden, die aber nicht so tiefgreifend sind.
  • Die letzte Ziffer sagt etwas über Fehlerkorrekturen und Bereinigungen aus, wird aber häufig in der Versionsbeschreibung nicht mit angegeben.

Besonderheiten der Version 2.6

Seit Dezember 2001 wird beim Linux-Betriebssystem der Kernel mit der Versionsbezeichnung 2.6 verwendet. Er weist eine ganze Reihe von neuen Funktionen auf, die sich besonders auf die Schnelligkeit von interaktiven und grafischen Anwendungen auswirken.

Hervorstechendstes Merkmal ist dabei der erstmalige Einsatz des Completely Fair Schedulers (CFS). Dabei handelt es sich um einen Prozess-Scheduler, der auf der Kernel-Ebene eines Betriebssystems die Priorität einzelner Programmabläufe verwaltet.

Dadurch erreicht Linux eine gleichmäßige Aufteilung der Prozessorzeit. Unterschiedliche Abläufe können damit gleichzeitig und in identischer Geschwindigkeit ablaufen. Diese Abläufe sind bis auf Nanosekunden genau organisiert und ermöglichen wesentlich höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten und dementsprechend auch eine deutlich größere Datentransferrate.

Ebenfalls neu ab der Version 2.6 von Linux ist die Einführung von sogenannten Access Control Lists (ACL). Darunter versteht man eine besondere Technik in der Software, die die innerhalb eines Betriebssystems, aber auch innerhalb von Anwendungsprogrammen, Zugriffsrechte und Funktionen eingrenzen können. Das ist besonders in der Netzwerktechnik ein großer Vorteil.

Zugriffsrechte bei Linux

Linux erweitert hier die Einstellmöglichkeiten für individuelle Zugriffsrechte. Es ist möglich, für eine Datei unterschiedliche Rechte an Benutzer oder Benutzergruppen zu vergeben. Damit lassen sich ACLs wesentlich feiner einstellen, als es bei der herkömmlichen Vergabe von Zugriffsrechten auf einen Server bisher der Fall war.

Musikwiedergabe bei Linux

Der Umgang mit allen gängigen Musikformaten ist für das Betriebssystem Linux kein Problem. Entscheidend dafür, welche Formate abgespielt werden können, ist unter anderem die Distribution, die zum Einsatz kommt. Manche von ihnen bieten zum Beispiel keine Möglichkeit, MP3-Dateien abzuspielen. Erfahrene Anwender können aber ein entsprechendes Decodierverfahren installieren. Die bekanntesten Abspielgeräte unter Linux sind Amarok oder Rythmbox.

Film- und Videowiedergabe bei Linux

Ebenfalls bisher noch relativ lückenhaft ist die Unterstützung moderner Video-Techniken. Hier stehen kostenpflichtige Zusatzmodule zur Verfügung wie zum Beispiel LinDVD, PowerDVD (nur unter Ubuntu) oder Fluendo DVD Player. Diese Software bietet dann aber auch eine legale Unterstützung für verschlüsselte DVDs.

Bisher gibt es noch keine Linux-Version, die Multimediaprogramme wie zum Beispiel den QuickTime Player oder den Windows Media Player unterstützt. Allerdings stehen inzwischen speziell für Linux programmierte Anwendungen zur Verfügung, die diese Lücke schließen. Um zum Beispiel Videos der Formate WMV oder ASF abzuspielen, eignen sich Anwendungen wie MPlayer oder Xine.

Multimedia-Bearbeitung mit Linux

Ganz anders sieht es im Bereich der Multimedia-Bearbeitung auf professioneller Basis aus. Für Linux gibt es inzwischen eine spezielle Sound-Architektur. Außerdem sind mit Linux-Betriebssystemen Spezialeffekte möglich, die auch von der Filmindustrie genutzt werden. Inzwischen werden zum Rendern von professionellen Filmen weltweit häufig Linux-Verbünde eingesetzt. Das Programm CinePaint kam zum Beispiel bei den Harry-Potter-Filmen zur Anwendung.

Computerspiele für Linux

Auch im Bereich der Computerspiele ist Linux auf dem Vormarsch. Zahlreiche Arcade-Spiele und 3-D-Shooter sind bereits unter Linux lauffähig.

Achtung: Spiele, die DirectX benötigen, können derzeit unter Linux noch nicht fehlerfrei gespielt werden, weil das Betriebssystem DirectX nicht unterstützt. Es gibt aber inzwischen Softwarelösungen, die ähnliche Fähigkeiten aufweisen, sodass in naher Zukunft damit gerechnet werden kann, dass sich das Spieleangebot für das Linux-Betriebssystem stark erweitern wird.

Server-Systeme mit Linux

Durch die Verwandtschaft zu UNIX konnte sich Linux als Betriebssystem für Server-Systeme rasch auf dem Markt durchsetzen. Das liegt unter anderem daran, dass zum Beispiel die notwendige Serversoftware für

  • Webserver
  • Datenbankserver oder
  • Groupware

kostenlos und ohne Lizenzgebühren zur Verfügung gestellt wird. Die großen Vorteile eines stabilen und leicht zu wartenden Betriebssystems kann Linux ebenfalls für sich verbuchen. Linux unterstützt derzeit alle auf dem Markt befindlichen Serverarchitekturen.

Eine der bekanntesten Konfigurationen für Linux-Server ist LAMP. Dieser Begriff ist ein Akronym für die Kombination von Linux, Apache, MySQL und PHP. Eines der bekanntesten Einsatzbeispiele für diese Softwarekombination im Internet ist MediaWiki.

Linux kann zusätzlich zu einem anderen Betriebssystem – zum Beispiel Microsoft Windows – auf ein und demselben Rechner installiert werden. Die Entscheidung, mit welchem Betriebssystem der Rechner gestartet wird, trifft der Anwender über einen Boot-Manager.

Es ist möglich, Windows-Programme über einen Windows-Server aufzurufen, deren grafische Ausgabe aber auf Linux-Clients auszuführen. Dafür wird eine Remote-Desktop-Software benötigt, und es muss eine ständige Netzwerkverbindung bestehen.

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