Книга: Искусство программирования для Unix

2.1.3. TCP/IP и Unix-войны: 1980–1990 гг.

2.1.3. TCP/IP и Unix-войны: 1980–1990 гг.

Студенческий городок Калифорнийского университета в Беркли вначале был единственным важнейшим академическим центром Unix-разработки. Unix-исследо- вания начались здесь в 1974 году и получили мощный толчок, когда Кен Томпсон преподавал в университете в течение академического отпуска 1975-1976 годов. Первая BSD-версия была создана на базе лабораторной разработки в 1977 году неизвестным до этого аспирантом Биллом Джоем (Bill Joy). К 1980 году Беркли стал центром сети университетов, активно дополняющих свой вариант Unix. Идеи и код из Berkeley Unix (включая редактор vi(1)) были переданы из Беркли обратно в Bell Labs.

Затем в 1980 году Агентству передовых исследований Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA) потребовалась команда для реализации новейшего набора протоколов TCP/IP на компьютерах VAX под Unix. Компьютеры PDP-10, поддерживающие сеть ARPANET, в то время устарели, и в воздухе уже витали идеи о том, что DEC может быть вынуждена отказаться от PDP-10 для поддержки VAX. Агентство DARPA рассматривало принятие DEC для реализации TCP/IP, однако отказалась от этой идеи, поскольку вызывал беспокойство тот факт, что DEC может не согласиться на изменения в собственной операционной системе VAX/VMS [48]. Вместо этого агентство DARPA в качестве платформы выбрало Berkeley Unix, явно ввиду того, что ее исходный код был доступным и свободным [45].

Исследовательская группа компьютерных наук (Computer Science Research Group) в Беркли оказалась в нужное время в нужном месте с надежнейшими инструментами разработки. Это была, несомненно, наиболее важная поворотная точка в истории Unix с момента ее появления.

До того как реализация протокола TCP/IP была выпущена с версией BSD 4.2 в 1983 году, Unix имела только слабую поддержку сети. Ранние эксперименты с Ethernet были неудовлетворительными. Для распространения программного обеспечения через обычные телефонные линии посредством модема в Bell Labs было разработано неприглядное, но вполне функциональное средство, которое называлось UUCP (Unix to Unix Copy Program — программа копирования из Unix в Unix)[15]. С помощью UUCP можно было передавать Unix-почту между удаленными машинами. Кроме того, (после того, как в 1981 году была изобретена Usenet) UUCP поддерживала распределенные доски объявлений, которые позволяли пользователям широковещательно распространять текстовые сообщения везде, где были телефонные линии и Unix-системы.

Тем не менее, несколько Unix-пользователей, знакомых с яркими преимуществами ARPANET, испытывали существенные затруднения из-за отсутствия FTP и Telnet и очень ограниченного удаленного выполнения заданий и чрезвычайно медленных каналов. Ранее, до появления протоколов TCP/IP, Internet- и Unix-культуры не смешивались. Особое видение Деннисом Ритчи вопроса о компьютере как о способе "поддержки тесного общения" сформировало одно из университетских сообществ. Оно не расширилось до распределенной по всему континенту "сетевой нации", которую пользователи сети ARPA начали формировать в середине 70-х годов прошлого века. Первые пользователи ARPANET считали Unix грубой подделкой, "ковыляющей на смехотворно слабом аппаратном обеспечении".

После появления TCP/IP все изменилось. Началось слияние культур ARPANET и Unix. Это инициировало развитие, которое в конце концов спасло их от разрушения. Однако возникли новые проблемы, которые были результатом двух отдельных "бедствий": подъема Microsoft и падения AT&T.

В 1981 году корпорация Microsoft заключила свою историческую сделку с IBM по IBM PC. Билл Гейтс (Bill Gates) приобрел QDOS (Quick and Dirty Operating System), клон CP/M, собранный за шесть недель программистом Тимом Патерсоном (Tim Paterson), в Seattle Computer Products, где работал Тим Патерсон. Гейтс, скрывая от Патерсона и SCP сделку с IBM, приобрел права на систему за 50 тыс. долл. Затем он уговорил IBM разрешить Microsoft распространять на рынке операционную систему MS-DOS отдельно от аппаратного обеспечения PC. В течение следующего десятилетия выигрышный код, которого он не писал, сделал Билла Гейтса мультимиллиардером, а бизнес-тактика, еще более искусная, чем первоначальная сделка, принесли Microsoft монопольное положение на рынке настольных компьютеров. Операционная система XENIX как продукт была вскоре заброшена и в конце концов продана компании SCO.

В то время еще не было очевидно, насколько успешные (или деструктивные) действия собиралась предпринять Microsoft. Поскольку IBM PC-1 не обладала аппаратными возможностями поддержки Unix, пользователи Unix едва ли заметили эту платформу вообще (ирония в том, что операционная система DOS 2.0 затмила CP/M в основном из-за того, что один из основателей Microsoft Пол Аллен (Paul Allen) встроил в нее Unix-функции, включая подкаталоги и каналы). Рассмотрим события, которые кажутся более интересными, такие как возникновение в 1982 году компании Sun Microsystems.

Основатели Sun Microsystems, Билл Джой (Bill Joy), Андреас Бектолшейм (Andreas Bechtolsheim) и Винод Хосла (Vinod Khosla), начали создавать Unix-машину мечты со встроенной поддержкой сети. Они скомбинировали аппаратное обеспечение, спроектированное в Стэнфорде, с операционной системой Unix, разработанной в Беркли, и впоследствии основали индустрию рабочих станций. В то время никто не собирался контролировать доступ к исходному коду одной ветви дерева Unix, которая постепенно "высохла" в то время как Sun Microsystems начала вести себя все меньше как свободный проект и все больше как традиционная фирма. Университет в Беркли продолжал распространять BSD Unix вместе с исходным кодом. Официально лицензия на исходный код System III стоила 40 тыс. долл., однако Bell Labs закрывала глаза на рост количества распространяемых нелегальных лент с Bell Labs Unix, а университеты продолжали обмениваться кодом с Bell Labs. Складывалось впечатление, что коммерциализация Unix со стороны Sun — это лучшее, что могло произойти.

Также в 1982 году язык С впервые продемонстрировал признаки своего становления за пределами Unix-мира в качестве основного языка системного программирования. Всего через 5 лет С почти полностью вывел из употребления машинные ассемблеры. К началу 90-х годов языки С и С++ будут доминировать не только в системном, но и в прикладном программировании. К концу 90-х годов все остальные традиционные компилируемые языки фактически выйдут из употребления.

Когда в 1983 году DEC прекратила разработки по машине, которая являлась потомком PDP-10 (Jupiter), VAX-машины с использованием Unix стали занимать положение доминирующих Internet-машин, это положение они будут занимать до вытеснения их рабочими станциями Sun Microsystems. К 1985 году около 25% всех VAX-машин будут использовать Unix, причем несмотря на жесткое противостояние DEC. Однако самый долгосрочный эффект прекращения работ над проектом Jupiter был менее очевидным. Смерть хакерской культуры, развивавшейся вокруг компьютеров PDP-10 разработки MIT AI Lab, побудила программиста Ричарда Столлмена (Richard Stallman) к началу создания проекта GNU, полностью свободного клона Unix.

К 1983 году было не менее 6 Unix-подобных операционных систем для IBM-PC: uNETix, Venix, Coherent, QNX, Idris и вариант, поддерживаемый на низкоуровневой плате Sritek PC. Все еще не было вариантов ни версии System V, ни BSD-версии. Обе группы считали микропроцессор серии 8086 чрезвычайно маломощным и не планировали работать с ним. Ни одна из Unix-подобных операционных систем не добилась значительного коммерческого успеха, однако они показали значительную потребность в Unix на дешевом аппаратном обеспечении, которое ведущие производители оборудования не поставляли. Ни один человек не мог позволить себе приобрести лицензию на исходный код Unix.

Sun уже добилась успеха (с подражателями), когда в 1983 году Министерство юстиции США выиграло второй антитрастовый процесс против AT&T и раздробило корпорацию Bell System. Это освободило AT&T от соглашения 1958 года, препятствующего превращению Unix в продукт, и AT&T немедленно приступила к коммерциализации Unix System V. Этот шаг почти уничтожил Unix.

Большинство сторонников Unix полагали, что разделение AT&T было хорошей новостью. Нам казалось, что новые условия дадут шанс здоровой Unix-индустрии — индустрии, использующей недорогие рабочие станции на основе процессоров 68000, что в конечном итоге разрушит монополию IBM.

Никто из нас в то время не осознавал, что превращение Unix в коммерческий продукт разрушит свободный обмен исходным кодом, который дал столько жизненной силы развивающейся системе. Не зная другой модели, кроме секретности для накопления прибыли от программного обеспечения и кроме централизованного управления разработкой коммерческого продукта, AT&T прекратила распространение исходного кода. Нелегальные ленты с Unix стали намного менее интересными, так как их использование могло повлечь за собой угрозу судебного преследования. Интеллектуальный вклад от университетов начал иссякать.

Осложняя положение, новые крупные игроки рынка Unix допускали большие стратегические ошибки. Одной из них было решение получить преимущество путем дифференцирования продуктов — тактика, которая в результате привела к тому, что в разных Unix-системах интерфейсы утратили идентичность. Это отбросило кроссплатформенную совместимость и фрагментировало рынок операционных систем Unix.

Другая менее очевидная ошибка заключалась в том, что все заинтересованные стороны вели себя так, будто персональные компьютеры и Microsoft не имеют отношения к перспективам Unix. В Sun Microsystems не разглядели того, что ставшие широко распространенными персональные компьютеры неизбежно начнут атаковать рынок рабочих станций Sun снизу. Корпорация AT&T, зациклившаяся на мини-компьютерах и мэйнфреймах, испытала несколько других стратегий, которые были направлены на то, чтобы стать главным игроком на рынке компьютеров, и крайне усугубила ситуацию. Для поддержки операционной системы Unix на PC-станциях были сформированы около десятка небольших компаний. Все они испытывали недостаток средств и уделяли основное внимание предоставлению своих услуг разработчикам и инженерам, т.е. никогда не ставили себе целью выход на рынок обслуживания предприятий и домашних пользователей, на который была нацелена Microsoft.

Действительно, в течение многих лет после падения AT&T Unix-сообщество было озабочено первой фазой Unix-войн — внутренними разногласиями и соперничеством между System V Unix и BSD Unix. Разногласия охватывали несколько уровней, ряд технических (сокеты против потоков, специальный терминальный интерфейс (tty) в BSD против общего терминального интерфейса (termio) в System V) и культурных вопросов. "Водораздел" пролегал приблизительно между хиппи и белыми воротничками. Программисты и технические специалисты склонялись к точке зрения Университета в Беркли и BSD Unix, а более ориентированные на бизнес специалисты — к точке зрения AT&T и System V Unix. Хиппи-программистам нравилось считать себя восставшими против корпоративной империи.

Однако в год разделения AT&T случилось нечто, что впоследствии приобрело более долгосрочную важность для Unix. Программист и лингвист по имени Ларри Уолл (Larry Wall) создал утилиту patch(1). Программа patch — простой инструмент, который применяет к базовому файлу изменения, сгенерированные утилитой diff(1). Она предоставила Unix-разработчикам возможность сотрудничать, передавая друг другу вместо полных файлов наборы "заплат", т.е. инкрементальные изменения кода. Это было важно не только потому, что заплаты были менее громоздкими, чем полные файлы, но и потому, что они часто применяются аккуратно, даже если большая часть базового файла претерпела изменения с тех пор, как отправитель заплаты получил свою копию. С помощью данного средства потоки разработки по общему базовому исходному коду могли разделяться, двигаться параллельно и сходиться снова. Программа patch сделала гораздо больше, чем любой другой инструмент, для активизации совместной разработки через Internet, т.е. активизации метода, который после 1990 года вдохнул в Unix новую жизнь.

В 1985 году корпорация Intel распространила первую микросхему 386-й серии, способную адресовать 4 Гбайт памяти с линейным адресным пространством. Неуклюжая сегментная адресация в процессорах 8086 и 286 очень быстро устарела. Это была важная новость, поскольку она означала, что впервые микропроцессор доминирующего семейства Intel стал способен работать под управлением Unix без болезненных компромиссов. Появление данного процессора предрекало грядущую катастрофу для Sun и других создателей рабочих станций, но они этого не заметили.

В том же году Ричард Столлмен опубликовал манифест GNU [78] и основал Фонд свободного программного обеспечения (Free Software Foundation). Очень немногие всерьез восприняли мнение Столлмена и его проект GNU, но он оказался прав. В независимой разработке того же года создатели системы X Window выпустили ее в виде исходного кода без указания права собственности, ограничений или лицензии. Как непосредственный результат этого решения возникла безопасно нейтральная зона для сотрудничества между Unix-поставщиками и потерпевшими поражение частными конкурентами с целью создания графической подсистемы Unix.

Кроме того, в 1983 году начались серьезные попытки по стандартизации согласования API-интерфейсов System V и Berkeley Unix вместе со стандартом /usr/group. За ним в 1985 году последовали стандарты POSIX, поддерживаемые институтом IEEE. В данных стандартах описывался пересекающийся набор вызовов BSD и SVR3 (System V Release 3), а также превосходная обработка сигналов Berkeley Unix и управление задачами, но с помощью терминального управления SVR3. Все последующие стандарты Unix будут базироваться на стандарте POSIX, а поздние Unix-системы будут строго его придерживаться. Единственным появившимся впоследствии главным дополнением к современному API-интерфейсу ядра Unix были BSD-сокеты.

В 1986 году Ларри Уолл, ранее разработавший утилиту patch(1), начал работу по созданию языка Perl, который станет первым и наиболее широко используемым языком написания сценариев с открытым исходным кодом. В начале 1987 года появилась первая версия GNU C-компилятора, а к концу того же года была определена основа инструментального набора GNU: редактор, компилятор, отладчик и другие базовые инструменты разработки. Тем временем система X Window начала появляться на относительно недорогих рабочих станциях. Эти компоненты в 90-х годах прошлого века послужили каркасом для Unix-разработок с открытым исходным кодом.

Также в 1986 году PC-технология освободилась от власти компании IBM, которая продолжала сохранять соотношение "цена-мощность" во всей линейке своих продуктов, что благоприятствовало ее высокодоходному бизнесу по поставке мэйнфреймов. IBM отказалась от процессора 386 в большей части своей новой линейки компьютеров PS/2 в пользу более слабого процессора 286-й серии. Серия PS/2, которую IBM разработала на основе частной архитектуры системной шины, для того чтобы оградить себя от создателей клонов, стала колоссально дорогим провалом[16]. Компания Compaq, самый активный создатель PC-клонов, превзошла IBM, выпустив первую машину с процессором 386. Даже при частоте процессора всего в 16 МГц, процессор 386-й серии сделал машину пригодной к использованию в среде Unix. Это был первый компьютер, который можно было назвать PC.

Проект Столлмена подтвердил возможность использовать машины 386-й серии для создания рабочих станций Unix по цене, почти на порядок меньшей, чем ранее. Как ни странно, видимо, никто в действительности не подумал об этом. Большинство Unix-программистов, "пришедших из мира мини-компьютеров и рабочих станций", продолжали пренебрегать дешевыми машинами 80x86, отдавая предпочтение более элегантным конструкциям на основе процессоров 68000. И хотя многие программисты способствовали успеху проекта GNU, большинство специалистов не видели его практических последствий в обозримом будущем.

Unix-сообщество никогда не теряло своего бунтарского духа. Однако, анализируя прошлое, становится ясно, что приверженцы Unix также не смогли правильно оценить новые тенденции. Даже Ричард Столлмен, который за несколько лет до этого провозгласил моральный крестовый поход против частного программного обеспечения, действительно не понимал, насколько сильно превращение Unix в коммерческий продукт повредило сообществу, объединенному вокруг данной операционной системы. Идеи Столлмена были более абстрактными и касались долгосрочных проблем. Остальные члены сообщества продолжали надеяться, что некое рациональное изменение корпоративной формулы разрешит проблемы фрагментации, скверного маркетинга и стратегического направления, а также восстановит былые перспективы Unix. Но худшее было еще впереди.

В 1988 году Кен Олсен (Ken Olsen), президент корпорации DEC, "провозгласил" Unix чуть ли не панацеей. DEC поставляла собственный вариант Unix на компьютерах PDP-11 с 1982 года, однако в действительности рассчитывала перевести бизнес на частную операционную систему VMS. Корпорация DEC и индустрия мини-компьютеров столкнулись с крупными проблемами, их захлестнула волна мощных дешевых машин, продаваемых Sun Microsystems и остальными поставщиками рабочих станций. На большинстве этих рабочих станций использовалась Unix.

Однако собственные проблемы Unix-индустрии становились еще труднее. В 1988 году AT&T приобрела 20% акций Sun Microsystems. Две эти компании, лидеры Unix-рынка, начинали восставать против угрозы, созданной PC-станциями, корпорациями IBM и Microsoft, и осознавать, что предыдущие 5 лет "кровопролития" ослабили их. Альянс AT&T/Sun и разработка технических стандартов вокруг POSIX положили конец разногласиям между направлениями System V и BSD Unix. Однако началась "вторая фаза войн", когда поставщики второго уровня (IBM, DEC, Hewlett-Packard и другие) учредили Фонд открытого программного обеспечения (Open Software Foundation) и "выстроились против" линии AT&T/Sun (представленной международным сообществом Unix). Последовали новые этапы противостояния Unix против Unix.

Тем временем Microsoft зарабатывала миллиарды на рынке компьютеров для дома и малого бизнеса, на что воюющие стороны не пожелали обратить внимание. Выпуск в 1990 году Windows 3.0 — первой успешной операционной системы с графическим интерфейсом из Рэдмонда — закрепил доминирующее положение Microsoft и создал условия, которые позволили корпорации выровнять цены и монополизировать рынок настольных приложений 90-х годов.

Годы с 1989 по 1993 были самыми мрачными в истории Unix. Выяснилось, что мечты всего Unix-сообщества провалились. Междоусобная вражда чрезвычайно ослабила Unix-индустрию, почти лишила ее возможности противостоять Microsoft. Элегантные процессоры компании Motorola, которые предпочитали Unix-программисты, проиграли неказистым, но недорогим процессорам Intel. Проект GNU оказался неспособен выпустить свободное ядро Unix, что было обещано еще в 1985 году, и после нескольких лет отговорок доверие к нему стало падать. PC-технология была безжалостно превращена в коммерческий продукт. Пионеры хакерского движения 70-х годов достигли среднего возраста и сбавили темп. Аппаратное обеспечение дешевело, но Unix оставалась и дальше чрезмерно дорогой системой. Приверженцы Unix с опозданием поняли, что прежняя монополия IBM сменилась новой монополией Microsoft, а плохо сконструированное программное обеспечение Microsoft все больше заполняло рынок.

Оглавление книги