FreeBSD操作系统设计与实现，内容回顾与作者采访

Marshall:我们的书的目标是哪些工作在FreeBSD下的专业人士，应用程序开发者可以学到如何有效的利用接口和系统交互；系统程序员可以学到如 何扩展、加强系统；没有FreeBSD内核经验的系统管理员们可以学习到如何维护、调试和配置系统；技术和销售支持的个人参与者可以学习到系统具备哪些能 力以及有哪些局限。

我们的书提供了FreeBSD如何实现它的基本服务的广泛的概述。这对哪些需要学习FreeBSD是如何提供服务的人们非常的有帮助。能够从本 书中受益的人们包括操作系统实现者，系统程序员，UNIX应用程序开发者，系统管理与，以及对FreeBSD充满好奇的用户。本书针对的是拥有至少一年的 使用类Unix系统的人们，懂一些C语言是非常有帮助的，但不是必须的。读者需要了解基本的算法（搜索、排序、哈希）和数据结构（链表、队列、数组）。

本书讲述了FreeBSD内核背后的机理。从介绍内核和服务开始，其中包含了用于并发控制的锁。接下来，就是进程的细节描述，包括诸如调度，信 号等进程管理任务。概述了安全的框架和策略，包括Capsicum 沙箱和FreeBSD jail，Jail是一个允许在同一个系统中创建隔离的虚拟主机的程序，以内核和进程的内存管理的描述结束了进程的管理。然后转到内核的I/O，通过介绍 I/O的框架，服用I/O的基础设施细节，以及本地和远程文件系统的支持。然后描述了如何配置、操作字符设备和批量数据传输设备，例如磁盘，以及如何管理 虚拟设备从而支持Xen和bhyve虚拟化的。也涵盖了三个文件系统的设计和实现，它们分别是：快速文件系统(FFS),Zettabyte文件系统 （ZFS），和网络文件系统（NFS）。接下来是进程间通信（IPC/套接字）接口，通过涵盖了网络的分层和实现进行了详细的描述，网络包括了路由，转发 以及安全的TCP/IP协议。最后，讲述了内核的启动过程，本书更加的强调代码的组织，数据结构的表示，以及算法本身，而不是过一遍内核的代码。它没有包 含机器的某个特定部分，例如设备驱动的实现。

Marshall:FreeBSD是三大主要发行版中最为流行的系统(另外两个分别是OpenBSD和NetBSD)。FreeBSD大范围的应用于世界 上很多公司的核心基础设施，包括NetFlix，WhataApp，Yahoo！，Juniper网络，EMC/Isilon。另外苹果公司的 Darwin使用的也是FreeBSD，也就是Mac OS X的基础操作系统。也由于它可以构建一个非常小的系统，所以能够在嵌入式系统中的应用逐渐增多。开源界主要替代FreeBSD的还是Linux。 FreeBSD的许可条款允许修改和改进系统而无需再发行，这样使得FreeBSD的许可更加的友好，无论是企业还是个人用户。Linux的许可条款要求 所有的更改和改进内核进行源代码可以以最低的成本再发布。因此，若企业需要控制发行版的知识产权，那么使用FreeBSD来构建他们的产品就是不错的选 择。

Marshall:从1993年成立伊始，FreeBSD项目的目标就是能够为一些企业和个人提供易用和易安装的发行版。

另外一个让FreeBSD成功的原因是FreeBSD不像其他开源项目那样设有永久的掌控者(例如Linux中Linus Torvolds和他的忠实的副手)，FreeBSD的系统治理是自我组织型的，允许受到鼓舞的人们上升到关键角色，且设置了开发者轮流掌控的机制。

在外围，有5000到6000名开发者，他们每个人都为系统的某个部分工作，例如，维护FreeBSD内核，持续开发FreeBSD 1000个核心工具，撰写FreeBSD文档，移植其它开源软件到FreeBSD中等等。开发者可以访问FreeBSD的仓库，但是没有更改的权限。他们 若想提交，则必须和级别更高的提交者代为提交，或者是将问题以文件对形式报告给提交者，方可为系统添加代码。

比外围更近一层的是比开发者更高级别的提交者，目前有300到400名提交者，和开发者一样，他们大多数也是为系统的某个部分工作。和开发者不 同的是，他们具有更改属于自己的系统部分，并提交到代码仓库。所有的非同寻常的变更都须有一个或多个其他的提交者审核后才能正式到进入到源码仓库。多数的 提交者除了自己的本职工作以及审核之外，均会帮助多个开发者提交代码。

由开发者晋升为提交者的建议是由现有的提交者来做的，绝大多数的情况是提名开发者晋升的提交者，他们往往原来就是在一起共事过的，晋升的描述和评估，以过去的工作和当前的工作为准，然后发送给核心团队等待批准。

处于项目中心的是核心团队。核心团队由9人组成，每2年一次选举出来的。核心团队的候选人来自提交者，且由提交者选举。核心团队扮演着源代码最 后的守护者的角色，他们会监控已经提交的内容，以及在两个或多个提交者就如何解决特定问题无法达成共识的情况下解决他们的冲突。核心团队还有一项职责是批 准开发者晋升为提交者，(在罕见情况下)暂时或永久的将一些人从提交者组中清除。被清除的原因多数是不再活跃(超过一年的时间对系统没有任何的更改)。 ```

Marshall:不像其它的BSD系统或者是通常的开源项目，FreeBSD对于每个大版本的维护最少周期为5年，在整个支持期间提供bug修复和安全更新。在这加大的支持期间，哪些基于某个版本开发自己产品的公司就无须为其自己所构建的产品失去支持而担心不已。

Marshall:FreeBSD最近新增的一个引人注目的特性是：Capsicum 接口，允许来历不明不明的代码在沙箱中运行，Capsicum允许具有安全影响的应用程序有非常紧密的边界，从而确保应用不能访问到，修改或盗取任何未授权到信息。

另外一个引人注目的特性是为FreeBSD添加了非常重要的ZFS文件系统，ZFS文件系统来自Open Solaris。不像Linux因为许可的冲突不允许引入ZFS，FreeBSD将ZFS完全整入内核，并且交付ZFS的全部功能集以及性能。

Marshall:我们刚才提到的Capsicum项目，就是来自剑桥大学（UK）的研究项目。这完全是研究员们使用FreeBSD作为他们的开发平台的 功劳，简直是天作之合，今天由FreeBSD所提供的产品接口，辅助库以及支持的程序均非常的适应他们的研究。真如Dru所指出的，FreeBSD基金会 筹集资金来将研究原型转化为产品，这些转换工作离不开这些发掘，掏腰包和管理的人们。

Marshall:三位作者均倡导以FreeBSD作为教学工具。我们开发教学计划，课程笔记，以及实验室试验，用于教授高年级的本科生或者是第一、两年 的研究生课程，这些我们开发的课程我们都发布在www.teachbsd.com网站上了，关于此项目我们才刚刚开始做，希望在一、两后有更多丰富的内 容。

FreeBSD基金会最近开始了一个项目，将FreeBSD引入高中计算机科学课程。虽然这个项目才刚刚开始,愿景是希望能够提高高中学生对计算机技术的兴趣，尤其是FreeBSD。

Marshall:项目的RoadMap由开发者们来驱动，这一般是在每年至少举办两次的FreeBSD开发者峰会上引入新的想法，开发者峰会分别是 BSDCan(在加拿大的渥太华)和EruoBSD(在欧盟国家轮流)研讨会。当然，它也有来自FreeBSD用户社区的反馈，这一般是来自于每年3-4 次的FreeBSD供应商峰会。

传统的FreeBSD发行主要是针对服务器和嵌入式系统的。 PC-BSD 的目标用户则是桌面用户，它基于当前的FreeBSD发行版，从移植集中将一些软件包整合在一起(桌面、浏览器、邮件客户端等)，打造为一个简单易用且轻松安装的桌面(笔记本)系统。