GNU / LINUX

Pendahuluan

Linux adalah sebuah sistem operasi yang dikembangkan oleh Linus Benedict Torvalds dari Universitas Helsinki Finlandia sebagai proyek hobi mulai tahun 1991. Ia menulis Linux, sebuah kernel untuk prosesor 80386, prosesor 32-bit pertama dalam kumpulan CPU Intel yang cocok untuk PC. Baru pada tanggal 14 Maret 1994 versi 1.0 mulai diluncurkan, dan hal ini menjadi tonggak sejarah Linux.

Linux merupakan clone dari UNIX yang telah di- port ke beragam platform, antara lain: Intel 80x86, AlphaAXP, MIPS, Sparch, Power PC, dsb. Sekitar 95% kode sumber kernel sama untuk semua platform perangkat keras.

Linux termasuk sistem operasi yang didistribusikan secara open source, artinya kode sumber Linux diikutsertakan sehingga dapat dipelajari dan dikembangkan dengan mudah. Selain itu Linux dikembangkan oleh GNU (General Public License). Linux dapat digunakan untuk berbagai keperluan, seperti: jaringan, pengembangan software, dan sebagai end-user platform. Selama ini Linux menjadi sistem operasi yang menjadi banyak perhatian karena kecanggihan dan harganya yang relatif murah dibanding dengan sistem operasi yang lain. Macam-macam distribusi Linux antara lain: Stackware, Debian, RedHat, S.u.s.e., Caldera, dan Turbo Linux. Macam-macam distribusi Linux ini akan dibahas lebih mendalam pada “Distro”.

Istilah Linux atau GNU/Linux (GNU) juga digunakan sebagai rujukan kepada keseluruhan distro Linux (Linux distribution), yang didalamnya selalu disertakan program-program lain yang mendukung sistem operasi ini. Contoh program-program tersebut adalah Web Server, Bahasa Pemrograman, Basis Data, Tampilan Desktop (Desktop Environment) (seperti GNOME dan KDE), dan aplikasi/ software perkantoran (office suite) seperti OpenOffice.org, KOffice, Abiword, Gnumeric, dan lainnya. Distro Linux telah mengalami pertumbuhan yang pesat dari segi popularitas, sehingga lebih populer dari versi UNIX yang menganut sistem lisensi dan berbayar (proprietary) maupun versi UNIX bebas lain yang pada awalnya menandingi dominasi Microsoft Windows dalam beberapa sisi.

Linux mendukung banyak Perangkat keras Komputer, dan telah digunakan di dalam berbagai peralatan dari Komputer pribadi, Superkomputer dan Sistem Benam (Embedded System) (seperti Telepon Seluler Ponsel dan Perekam Video pribadi Tivo).

Pada mulanya, Linux dibuat, dikembangkan dan digunakan oleh peminatnya saja. Kini Linux telah mendapat dukungan dari perusahaan besar seperti IBM, dan Hewlett-Packard dan perusahaan besar lain. Para pengamat teknologi informatika beranggapan kesuksesan ini dikarenakan Linux tidak bergantung kepada vendor (vendor-independence), biaya operasional yang rendah, dan kompatibilitas yang tinggi dibandingkan versi UNIX proprietari, serta faktor keamanan dan kestabilannya dibandingkan dengan Microsoft Windows. Ciri-ciri ini juga menjadi bukti atas keunggulan model pengembangan perangkat lunak sumber terbuka opensource software.

Gambar 9.1. Logo Linux

Logo Linux

Tux, seekor Pinguin, merupakan logo dan maskot bagi Linux. Linux adalah trademark (SN: 1916230) yang dimiliki oleh Linus Torvalds. Linux terdaftar sebagai "Program sistem operasi komputer bagi penggunaan komputer dan operasi". Trademark ini didaftarkan setelah ada suatu kejadian di mana seorang pemalsu bernama William R Della Croce Jr mulai mengirim surat kepada para distributor Linux dan mengklaim trademark Linux adalah hak miliknya serta meminta royalti sebanyak 10% dari mereka. Para distributor Linux mulai mendorong agar trademark yang asli diberikan kepada Linus Torvalds. Pemberian lisensi trademark Linux sekarang dibawah pengawasan Linux Mark Institute.


Distro

Distro Linux (singkatan dari distribusi Linux) adalah sebutan untuk sistem operasi komputer mirip Unix yang menggunakan kernel Linux. Distribusi Linux bisa berupa perangkat lunak bebas dan bisa juga berupa perangkat lunak komersial seperti Red Hat Enterprise, SuSE, dan lain-lain.

Ada banyak distribusi atau distro Linux yang telah muncul. Beberapa bertahan dan besar, bahkan sampai menghasilkan distro turunan, contohnya adalah :

  • Debian GNU/Linux ( http://www.debian.org/). Debian GNU/Linux adalah distro non-komersial yang dihasilkan oleh para sukarelawan dari seluruh dunia yang saling bekerjasama melalui Internet. Distro ini menginginkan adanya semangat open-source yang harus tetap ada pada Debian. Kedinamisan distro ini membuat setiap rilis paket-paketnya di-update setiap waktu dan dapat diakses melalui utilitas apt-get. Apt-get adalah sebuah utilitas baris-perintah yang dapat digunakan secara dinamis untuk meng- upgrade sistem Debian GNU/Linux melalui apt-repository jaringan archive Debian yang luas. Milis dan forum debian selalu penuh dengan pesan-pesan baik mengenai bug, masalah, sharing, dll. Dengan adanya sistem komunikasi ini bug dan masalah keamanan pada tiap paket dapat dilaporkan oleh para pengguna dan pengembang Debian dengan cepat.Keuntungan dari Debian adalah upgradability, ketergantungan antar paket didefinisikan dengan baik, dan pengembangannya secara terbuka.Beberapa proyek dan turunan Debian GNU/Linux:

  • Red Hat Linux ( http://www.redhat.com/). Red Hat adalah distro yang cukup populer di kalangan pengembang dan perusahaan Linux. Dukungan-dukungan secara teknis, pelatihan, sertifikasi, aplikasi pengembangan, dan bergabungnya para hacker kernel dan free-software seperti Alan Cox, Michael Johnson, Stephen Tweedie menjadikan Red Hat berkembang cepat dan digunakan pada perusahaan. Poin terbesar dari distro ini adalah Red Hat Package Manager (RPM). RPM adalah sebuah perangkat lunak untuk memanajemen paket-paket pada sistem Linux kita dan dianggap sebagai standar de-facto dalam pemaketan pada distro-distro turunannya dan yang mendukung distro ini secara luas.

  • Slackware ( http://www.slackware.com/). Distronya Patrick Volkerding yang terkenal pertama kali setelah SLS. Slackware dikenal lebih dekat dengan gaya UNIX, sederhana, stabil, mudah di- custom, dan didesain untuk komputer 386/486 atau lebih tinggi. Distro ini termasuk distro yang cryptic dan manual sekali bagi pemula Linux, tapi dengan menggunakan distro ini beberapa penggunanya dapat mengetahui banyak cara kerja sistem dan distro tersebut. Debian adalah salah satu distro selain Slackware yang masuk dalam kategori ini. Sebagian besar aktivitas konfigurasi di Slackware dilakukan secara manual (tidak ada tool seperti Yast pada S.U.S.E ataupun Linuxconf pada RedHat).

  • S.u.S.E. ( http://www.suse.com/). S.u.S.E. adalah distro yang populer di Jerman dan Eropa, terkenal akan dukungan driver VGA-nya dan YasT. S.u.S.E tersedia secara komersial dan untuk versi GPL-nya dapat diinstal melalui ftp di situs S.u.S.E. Instalasi berbasis menu grafis dari CD-ROM, disket boot modular, 400-halaman buku referensi, dukungan teknis, dukungan driver-driver terutama VGA dan tool administrasi sistem S.u.S.E., YaST, membuat beberapa pengguna memilih distro ini.S.u.S.E. juga terlibat dalam pembuatan X server (video driver) untuk proyek XFree86 sehingga X server distro ini mendukung kartu grafis baru. S.U.S.E. menggunakan dua sistem pemaketan yaitu RPM (versi lama) dan SPM, S.U.S.E. Package Manager (versi baru).

  • Turbo Linux ( http://www.turbolinux.com/). TurboLinux menargetkan pada produk berbasis Linux dengan kinerja tinggi untuk pasar workstation dan server terutama untuk penggunaan clustering dan orientasinya ke perusahaan. Beberapa produk-produknya: TurboLinux Workstation untuk dekstopnya, TurboLinux Server untuk backend server dengan kinerja tinggi terutama untuk penggunaan bisnis di perusahaan, e-commerce dan transaksi B2B (Business-to-Business).Salah satu produknya TurboCluster Server ditargetkan untuk pembuatan server cluster yang berskala luas dan dapat digunakan 25 cluster node atau lebih. TurboCluster server ini pernah memenangkan poling Best Web Solution dari editor Linux Journal.enFuzion, satu lagi produk yang berbasis pada konsep sederhana dan powerful yang dinamakan ' parametric execution'. enFuzion akan merubah jaringan komputer perusahaan menjadi super computer dengan kecepatan tinggi dan ' fault tolerant'. Pengguna produk dan layanan TurboLinux terbanyak adalah perusahaan dan perorangan di Jepang dan Asia.


Prinsip Rancangan Linux

Dalam rancangan keseluruhan, Linux menyerupai implementasi UNIX nonmicrokernel yang lain. Ia adalah sistem yang multiuser, multitasking dengan seperangkat lengkap alat-alat yang kompatibel dengan UNIX. Sistem berkas Linux mengikuti semantik tradisional UNIX, dan model jaringan standar UNIX diimplementasikan secara keseluruhan. Ciri internal rancangan Linux telah dipengaruhi oleh sejarah perkembangan sistem operasi ini.

Walaupun Linux dapat berjalan pada berbagai macam platform, pada awalnya dia dikembangkan secara eksklusif pada arsitektur PC. Sebagian besar dari pengembangan awal tersebut dilakukan oleh peminat individual, bukan oleh fasilitas riset yang memiliki dana besar, sehingga dari awal Linux berusaha untuk memasukkan fungsionalitas sebanyak mungkin dengan dana yang sangat terbatas. Saat ini, Linux dapat berjalan baik pada mesin multiprocessor dengan main memory yang sangat besar dan ukuran disk space yang juga sangat besar, namun tetap mampu beroperasi dengan baik dengan jumlah RAM yang lebih kecil dari 4 MB.

Akibat dari semakin berkembangnya teknologi PC, kernel Linux juga semakin lengkap dalam mengimplementasikan fungsi UNIX. Tujuan utama perancangan Linux adalah cepat dan efisien, tetapi akhir-akhir ini konsentrasi perkembangan Linux lebih pada tujuan rancangan yang ketiga yaitu standarisasi. Standar POSIX terdiri dari kumpulan spesifikasi dari beberapa aspek yang berbeda kelakuan sistem operasi. Ada dokumen POSIX untuk fungsi sistem operasi biasa dan untuk ekstensi seperti proses untuk thread dan operasi real-time. Linux dirancang agar sesuai dengan dokumen POSIX yang relevan. Sedikitnya ada dua distribusi Linux yang sudah memperoleh sertifikasi ofisial POSIX.

Karena Linux memberikan antarmuka standar ke programer dan pengguna, Linux tidak membuat banyak kejutan kepada siapa pun yang sudah terbiasa dengan UNIX. Namun interface pemrograman Linux merujuk pada semantik SVR4 UNIX daripada kelakuan BSD. Kumpulan pustaka yang berbeda tersedia untuk mengimplementasi semantik BSD di tempat dimana kedua kelakuan sangat berbeda.

Ada banyak standar lain di dunia UNIX, tetapi sertifikasi penuh dari Linux terhadap standar lain UNIX terkadang menjadi lambat karena lebih sering tersedia dengan harga tertentu (tidak secara bebas), dan ada harga yang harus dibayar jika melibatkan sertifikasi persetujuan atau kecocokan sebuah sistem operasi terhadap kebanyakan standar. Bagaimana pun juga mendukung aplikasi yang luas adalah penting untuk suatu sistem operasi, sehingga sehingga standar implementasi merupakan tujuan utama pengembangan Linux, walaupun implementasinya tidak sah secara formal. Selain standar POSIX, Linux saat ini mendukung ekstensi thread POSIX dan subset dari ekstensi untuk kontrol proses real-time POSIX.

Sistem Linux terdiri dari tiga bagian kode penting:

  • Kernel. Bertanggung-jawab memelihara semua abstraksi penting dari sistem operasi, termasuk hal-hal seperti memori virtual dan proses-proses.

  • Pustaka sistem. Menentukan kumpulan fungsi standar dimana aplikasi dapat berinteraksi dengan kernel, dan mengimplementasi hampir semua fungsi sistem operasi yang tidak memerlukan hak penuh atas kernel.

  • Utilitas sistem. Program yang melakukan pekerjaan manajemen secara individual.

Kernel

Walaupun berbagai sistem operasi modern telah mengadopsi suatu arsitektur message-passing untuk kernel internal mereka, Linux tetap memakai model historis UNIX: kernel diciptakan sebagai biner yang tunggal dan monolitis. Alasan utamanya adalah untuk meningkatkan kinerja, karena semua struktur data dan kode kernel disimpan dalam satu address space, alih konteks tidak diperlukan ketika sebuah proses memanggil sebuah fungsi sistem operasi atau ketika interupsi perangkat keras dikirim. Tidak hanya penjadwalan inti dan kode memori virtual yang menempati address space ini, tetapi juga semua kode kernel, termasuk semua device drivers, sistem berkas, dan kode jaringan, hadir dalam satu address space yang sama.

Kernel Linux membentuk inti dari sistem operasi Linux. Dia menyediakan semua fungsi yang diperlukan untuk menjalankan proses, dan menyediakan layanan sistem untuk memberikan pengaturan dan proteksi akses ke sumber daya perangkat keras. Kernel mengimplementasi semua fitur yang diperlukan supaya dapat bekerja sebagai sistem operasi. Namun, jika sendiri, sistem operasi yang disediakan oleh kernel Linux sama sekali tidak mirip dengan sistem UNIX. Dia tidak memiliki banyak fitur ekstra UNIX, dan fitur yang disediakan tidak selalu dalam format yang diharapkan oleh aplikasi UNIX. Interface dari sistem operasi yang terlihat oleh aplikasi yang sedang berjalan tidak ditangani langsung oleh kernel, akan tetapi aplikasi membuat panggilan (calls) ke perpustakaan sistem, yang kemudian memanggil layanan sistem operasi yang dibutuhkan.

Pustaka Sistem

Pustaka sistem menyediakan berbagai tipe fungsi. Pada level yang paling sederhana, mereka membolehkan aplikasi melakukan permintaan pada layanan sistem kernel. Membuat suatu system call melibatkan transfer kontrol dari mode pengguna yang tidak penting ke mode kernel yang penting; rincian dari transfer ini berbeda pada masing-masing arsitektur. Pustaka bertugas untuk mengumpulkan argumen system-call dan, jika perlu, mengatur argumen tersebut dalam bentuk khusus yang diperlukan untuk melakukan system call.

Pustaka juga dapat menyediakan versi lebih kompleks dari system call dasar. Contohnya, fungsi buffered file-handling dari bahasa C semuanya diimplementasikan dalam pustaka sistem, yang memberikan kontrol lebih baik terhadap berkas M/K daripada system call kernel dasar. pustaka juga menyediakan rutin yang tidak ada hubungan dengan system call, seperti algoritma penyusunan (sorting), fungsi matematika, dan rutin manipulasi string (string manipulation). Semua fungsi yang diperlukan untuk mendukung jalannya aplikasi UNIX atau POSIX diimplementasikan dalam pustaka sistem.

Utilitas Sistem

Sistem Linux mengandung banyak program-program pengguna-mode: utilitas sistem dan utilitas pengguna. Utilitas sistem termasuk semua program yang diperlukan untuk menginisialisasi sistem, seperti program untuk konfigurasi alat jaringan (network device) atau untuk load modul kernel. Program server yang berjalan secara kontinu juga termasuk sebagai utilitas sistem; program semacam ini mengatur permintaan pengguna login, koneksi jaringan yang masuk, dan antrian printer.

Tidak semua utilitas standar melakukan fungsi administrasi sistem yang penting. Lingkungan pengguna UNIX mengandung utilitas standar dalam jumlah besar untuk melakukan pekerjaan sehari-hari, seperti membuat daftar direktori, memindahkan dan menghapus file, atau menunjukkan isi dari sebuah file. Utilitas yang lebih kompleks dapat melakukan fungsi text-processing, seperti menyusun data tekstual atau melakukan pattern searches pada input teks. Jika digabung, utilitas-utilitas tersebut membentuk kumpulan alat standar yang diharapkan oleh pengguna pada sistem UNIX mana saja; walaupun tidak melakukan fungsi sistem operasi apa pun, utilitas tetap merupakan bagian penting dari sistem Linux dasar.


Modul Kernel Linux

Pengertian Modul Kernel Linux

Modul kernel Linux adalah bagian dari kernel Linux yang dapat dikompilasi, dipanggil dan dihapus secara terpisah dari bagian kernel lainnya saat dibutuhkan. Modul kernel dapat menambah fungsionalitas kernel tanpa perlu me-reboot sistem. Secara teori tidak ada yang dapat membatasi apa yang dapat dilakukan oleh modul kernel. Kernel modul dapat mengimplementasikan antara lain device driver, sistem berkas, protokol jaringan.

Modul kernel Linux memudahkan pihak lain untuk meningkatkan fungsionalitas kernel tanpa harus membuat sebuah kernel monolitik dan menambahkan fungsi yang mereka butuhkan langsung ke dalam image dari kernel. Selain hal tersebut akan membuat ukuran kernel menjadi lebih besar, kekurangan lainnya adalah mereka harus membangun dan me-reboot kernel setiap saat hendak menambah fungsi baru. Dengan adanya modul maka setiap pihak dapat dengan mudah menulis fungsi-fungsi baru dan bahkan mendistribusikannya sendiri, di luar GPL.

Kernel modul juga memberikan keuntungan lain yaitu membuat sistem Linux dapat dinyalakan dengan kernel standar yang minimal, tanpa tambahan device driver yang ikut dipanggil. Device driver yang dibutuhkan dapat dipanggil kemudian secara eksplisit maupun secara otomatis saat dibutuhkan.

Terdapat tiga komponen untuk menunjang modul kernel Linux. Ketiga komponen tersebut adalah manajemen modul, registrasi driver, dan mekanisme penyelesaian konflik. Berikut akan dibahas ketiga komponen pendukung tersebut.

Manajemen Modul Kernel Linux

Manajemen modul akan mengatur pemanggilan modul ke dalam memori dan berkomunikasi dengan bagian lainnya dari kernel. Memanggil sebuah modul tidak hanya memasukkan isi binarinya ke dalam memori kernel, namun juga harus dipastikan bahwa setiap rujukan yang dibuat oleh modul ke simbol kernel atau pun titik masukan diperbaharui untuk menunjuk ke lokasi yang benar di alamat kernel. Linux membuat tabel simbol internal di kernel. Tabel ini tidak memuat semua simbol yang didefinisikan di kernel saat kompilasi, namun simbol-simbol tersebut harus diekspor secara eksplisit oleh kernel. Semua hal ini diperlukan untuk penanganan rujukan yang dilakukan oleh modul terhadap simbol-simbol.

Pemanggilan modul dilakukan dalam dua tahap. Pertama, utilitas pemanggil modul akan meminta kernel untuk mereservasi tempat di memori virtual kernel untuk modul tersebut. Kernel akan memberikan alamat memori yang dialokasikan dan utilitas tersebut dapat menggunakannya untuk memasukkan kode mesin dari modul tersebut ke alamat pemanggilan yang tepat. Berikutnya system calls akan membawa modul, berikut setiap tabel simbol yang hendak diekspor, ke kernel. Dengan demikian modul tersebut akan berada di alamat yang telah dialokasikan dan tabel simbol milik kernel akan diperbaharui.

Komponen manajemen modul yang lain adalah peminta modul. Kernel mendefinisikan antarmuka komunikasi yang dapat dihubungi oleh program manajemen modul. Saat hubungan tercipta, kernel akan menginformasikan proses manajemen kapan pun sebuah proses meminta device driver, sistem berkas, atau layanan jaringan yang belum terpanggil dan memberikan manajer kesempatan untuk memanggil layanan tersebut. Permintaan layanan akan selesai saat modul telah terpanggil. Manajer proses akan memeriksa secara berkala apakah modul tersebut masih digunakan, dan akan menghapusnya saat tidak diperlukan lagi.

Registrasi Driver

Untuk membuat modul kernel yang baru dipanggil berfungsi, bagian dari kernel yang lain harus mengetahui keberadaan dan fungsi baru tersebut. Kernel membuat tabel dinamis yang berisi semua driver yang telah diketahuinya dan menyediakan serangkaian routines untuk menambah dan menghapus driver dari tabel tersebut. Routines ini yang bertanggung-jawab untuk mendaftarkan fungsi modul baru tersebut.

Hal-hal yang masuk dalam tabel registrasi adalah:

  • device driver

  • sistem berkas

  • protokol jaringan

  • format binari

Resolusi Konflik

Keanekaragaman konfigurasi perangkat keras komputer serta driver yang mungkin terdapat pada sebuah komputer pribadi telah menjadi suatu masalah tersendiri. Masalah pengaturan konfigurasi perangkat keras tersebut menjadi semakin kompleks akibat dukungan terhadap device driver yang modular, karena device yang aktif pada suatu saat bervariasi.

Linux menyediakan sebuah mekanisme penyelesaian masalah untuk membantu arbitrasi akses terhadap perangkat keras tertentu. Tujuan mekanisme tersebut adalah untuk mencegah modul berebut akses terhadap suatu perangkat keras, mencegah autoprobes mengusik keberadaan driver yang telah ada, menyelesaikan konflik di antara sejumlah driver yang berusaha mengakses perangkat keras yang sama.

Kernel membuat daftar alokasi sumber daya perangkat keras. Ketika suatu driver hendak mengakses sumber daya melalui M/K port, jalur interrupt, atau pun kanal DMA, maka driver tersebut diharapkan mereservasi sumber daya tersebut pada basis data kernel terlebih dahulu. Jika reservasinya ditolak akibat ketidaktersediaan sumber daya yang diminta, maka modul harus memutuskan apa yang hendak dilakukan selanjutnya. Jika tidak dapat melanjutkan, maka modul tersebut dapat dihapus.


Rangkuman

Linux adalah sebuah sistem operasi yang sangat mirip dengan sistem-sistem UNIX, karena memang tujuan utama desain dari proyek Linux adalah UNIX compatible. Sejarah Linux dimulai pada tahun 1991, ketika mahasiswa Universitas Helsinki, Finlandia bernama Linus Benedict Torvalds menulis Linux, sebuah kernel untuk prosesor 80386, prosesor 32-bit pertama dalam kumpulan CPU intel yang cocok untuk PC. Dalam rancangan keseluruhan, Linux menyerupai implementasi UNIX nonmicrokernel yang lain. Ia adalah sistem yang multiuser, multitasking dengan seperangkat lengkap alat-alat yang compatible dengan UNIX. Sistem berkas Linux mengikuti semantik tradisional UNIX, dan model jaringan standar UNIX diimplementasikan secara keseluruhan. Ciri internal desain Linux telahdipengaruhi oleh sejarah perkembangan sistem operasi ini.

Kernel Linux terdistribusi di bawah Lisensi Publik Umum GNU (GPL), di mana peraturannya disusun oleh Free Software Foundation (FSF). Implikasi utama terhadap peraturan ini adalah bahwa siapa saja boleh menggunakan Linux atau membuat modifikasi, namun tidak boleh membuatnya menjadi milik sendiri.

Perkembangan sistem operasi Linux sangat cepat karena didukung pengembang di seluruh dunia yang akan selalu memperbaiki segala fiturnya. Di negara-negara berkembang, Linux mengalami kemajuan yang sangat pesat karena dengan menggunakan Linux mereka dapat menghemat anggaran. Linux juga telah diterapkan pada supercomputer.

Prinsip rancangan Linux merujuk pada implementasi agar kompatibel dengan UNIX yang merupakan sistem multiuser dan multitasking. Sistem Linux terdiri dari tiga bagian penting, yaitu kernel, pustaka, dan utilitas. Kernel merupakan inti dari sistem operasi Linux. Pustaka sistem Linux menyediakan berbagai fungsi yang diperlukan untuk menjalankan aplikasi UNIX atau POSIX.

Modul kernel Linux adalah bagian dari kernel Linux yang dapat dikompilasi, dipanggil dan dihapus secara terpisah dari bagian kernel lainnya. Terdapat tiga komponen yang menunjang kernel Linux, di antaranya adalah Manajemen Modul Kernel Linux, Registrasi Driver, dan Resolusi Konflik.

Copyright © / .

Template by : Urangkurai / powered by :blogger